오케스트라를 수행한다고 상상해보십시오. 당신은 음악가들에게 "시끄러운"또는 "조용한"연주를하도록 지시하지 않습니다. - 당신은 그들에게 "약간 더 부드러운", "점차 더 크게"또는 "정확한 볼륨을 잡는"라고 말하는 미묘한 손 제스처를 제공합니다. 유압 비례 밸브는 유압 유체의 도체와 같으며 "ON"또는 "OFF"대신 무한 가변 제어를 제공합니다.
커피 숍 비유
좋아하는 커피 숍에서 에스프레소 머신과 같은 비례 밸브를 생각해보십시오. Barista는 완벽한 에스프레소를 얻기 위해 스위치를 뒤집을뿐만 아니라 점차적으로 압력을 높이고 신중하게 유량을 제어하며 커피 추출 방식에 따라 실시간 조정을합니다. 마찬가지로, 비례 밸브는 전기 피드백을 기반으로 위치를 지속적으로 조정하여 올바른 양의 유압 전력을 제공합니다.
유압 비례 밸브는 어떻게 작동합니까? 단계별 여행
전기 신호에서 정밀한 유압 동작으로 제어의 여정을 따라합시다.
1명령 센터 (제어 신호)
PLC (프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러) 또는 기타 제어 시스템은 전기 신호 (일반적으로 0-10 볼트, 4-20 밀리 암, 또는 Canbus 또는 Ethernet과 같은 산업 네트워크를 통해 디지털 명령을 보냅니다.
2번역기 (비례 솔레노이드)
밸브의 비례 솔레노이드는 번역기처럼 작용하여 전기 에너지를 기계적 힘으로 변환합니다. "에너지"또는 "에너지 화"인 일반 솔레노이드와 달리, 비례적인 솔레노이드는 입력 신호 강도에 직접 비례하는 힘을 만듭니다.
3정밀 발동기 (밸브 스풀)
이 기계적 힘은 정확하게 가공 된 원통형 구성 요소 인 밸브 스풀을 정확한 위치로 밀어 넣습니다. 스풀이 움직일 때 유체 흐름을 제어하는 다양한 크기의 개구부 (포트)를 발견합니다.
4스마트 피드백 루프 (LVDT 센서)
고급 비례 밸브에는 스풀 위치를 지속적으로 모니터링하는 LVDT (선형 변수 차동 변압기)가 포함됩니다. 이것은 외부 교란, 온도 변화 및 마모를 자동으로 수정하는 폐쇄 루프 시스템을 만듭니다.
실제 예 : 굴삭기 암 제어
굴삭기 연산자가 조이스틱을 반쯤 움직일 때 비례 밸브는 50% 신호를받습니다. 스풀은 유압 실린더로의 최대 절반의 흐름의 절반을 허용하는 위치로 이동하여 정확히 반 속도로 부드럽고 제어 된 팔 움직임을 초래합니다.
비례 밸브 대 서보 밸브 vs 온/오프 밸브 : 궁극적 인 비교
밸브 유형의 차이점을 이해하는 것은 올바른 선택을하는 데 중요합니다.
| 특징 | 온/오프 밸브 | 비례 밸브 | 서보 밸브 |
|---|---|---|---|
| 제어 유형 | 이진 (오픈/닫기) | 무한 포지셔닝 | 초-프레이즈 포지셔닝 |
| 응답 시간 | 10-100 밀리 초 | 5-50 밀리 초 | 1-10 밀리 초 |
| 정확성 | ± 5-10% | ± 1-3% | ± 0.1-0.5% |
| 비용 | $ 50-500 | $ 500-5,000 | $ 2,000-20,000 |
| 일반적인 응용 프로그램 | 간단한 온/오프 컨트롤 | 일반 자동화 | 고정밀 시스템 |
| 유지 | 낮은 | 중간 | 높은 |
| 오염 감도 | 낮은 | 중간 | 매우 높습니다 |
| 에너지 효율 | 가난한 | 좋은 | 훌륭한 |
각 유형을 선택할 때
다음과 같이 켜기/꺼짐 밸브를 선택하십시오.
간단한 시작/정지 제어가 충분합니다. • 예산은 매우 빡빡합니다. • 높은 오염 환경 • 유지 보수 자원이 제한되어 있습니다.
다음과 같은 경우 비례 밸브를 선택하십시오.
가변 속도/압력 제어가 필요합니다. • 에너지 효율 문제 • 원활한 작동이 중요합니다. • 적당한 정밀도가 필요합니다.
다음과 같은 경우 서보 밸브를 선택하십시오.
초고 정밀도는 중요합니다. • 매우 빠른 응답이 필요합니다. • 예산은 프리미엄 성능을 허용합니다. • 깨끗한 환경을 유지할 수 있습니다.
유압 비례 밸브의 유형 : 완벽한 일치 찾기
기능 별 : 세 가지 주요 범주
1. 비례 방향 제어 밸브
그들이하는 일 :유압 액추에이터의 방향과 속도를 모두 제어하십시오
다음과 같이 생각하십시오.트래픽을 지휘 할뿐만 아니라 속도 제한을 제어하는 스마트 트래픽 컨트롤러
일반적인 모델 :Bosch Rexroth 4WRA 시리즈, Parker D1FB 시리즈
최선의 :공작 기계, 사출 성형, 일반 자동화
2. 비례 압력 제어 밸브
그들이하는 일 :흐름 요구에 관계없이 정확한 시스템 압력을 유지하십시오
다음과 같이 생각하십시오.누군가 식기 세척기를 켜도 샤워 압력을 완벽하게 유지하는 스마트 수압 조절기
유형 :압력 완화, 압력 감소, 압력 시퀀스 밸브
최선의 :프레스 작업, 클램핑 시스템, 압력 테스트
3. 비례 흐름 제어 밸브
그들이하는 일 :압력 변화와 무관하게 정확한 유량을 유지하십시오
다음과 같이 생각하십시오.유압 흐름을위한 크루즈 제어 시스템
종종 포함 :하중 독립 제어를위한 압력 보정기
최선의 :속도 제어, 동기화 된 작업, 계량 응용 프로그램
건축으로 : 역학 이해
직접 비례 밸브
• Electromagnet은 기본 스풀을 직접 이동합니다
• 더 간단한 건축, 저렴한 비용
• 유량은 일반적으로 최대 100gpm입니다
• 최대 3,000psi의 압력 등급
• 완벽한 : 성능이 적은 중간 크기의 응용 프로그램
파일럿 작동 비례 밸브
• 소형 파일럿 밸브는 메인 밸브 작동을 제어합니다
• 높은 흐름 및 압력 능력
• 최대 500 gpm의 유량
• 최대 5,000+ psi의 압력 등급
• 완벽한 : 대규모 산업 시스템 및 모바일 장비
중요한 성능 특성 : 기술 딥 다이브
신호-흐름 관계 이해
비례 밸브 성능의 핵심은 전기 신호를 유압 출력으로 정확하게 변환하는 방법에 있습니다. 주요 사양의 의미는 다음과 같습니다.
선형성 (± 0.5% ~ ± 3%)
그래프 용지에 직선을 그리는 것을 상상해보십시오. 선형성은 밸브의 실제 성능이 완벽한 직선에 얼마나 가까운지를 측정합니다. 더 나은 선형성은보다 예측 가능한 제어를 의미합니다.
히스테리시스 (± 0.5% ~ ± 5%)
이것은 다른 방향에서 동일한 설정 점에 접근 할 때 출력의 차이를 측정합니다. 스티어링 휠의 연극처럼 생각하십시오. 히스테리시스가 적은 것은보다 정확한 제어를 의미합니다.
반복성 (± 0.1% 내지 ± 2%)
밸브가 동일한 작업을 얼마나 일관되게 수행합니까? 이것은 농구 선수에게 자유투를하도록 요청하는 것과 같습니다. 더 나은 반복성은보다 안정적인 성능을 의미합니다.
응답 시간 (5-100 밀리 초)
밸브가 신호 변경에 얼마나 빨리 응답합니까? 동적 응용 프로그램의 경우 더 빠른 응답으로 시스템 불안정성을 방지하고 성능을 향상시킵니다.
마법의 뒤에있는 수학 : 흐름 방정식
비례 밸브의 기본 흐름 방정식은 다음과 같습니다.
Q = CD × A × √ (2dp/p)
어디:
Q = 유량
CD = 방전 계수
A = 밸브 개구부 (스풀 위치에 따라 제어)
ΔP = 밸브 간 압력 차이
ρ = 유체 밀도
이 방정식은 비례 밸브가 왜 그렇게 효과적인지를 보여줍니다. 영역을 정확하게 제어함으로써 (a) 압력 변화에 관계없이 정확한 흐름 제어를 제공합니다.
실제 성공 사례 : 산업을 변화시키는 응용 프로그램
사례 연구 1 : 주사 성형 혁명
도전 :자동차 부품 제조업체는 일관되지 않은 플라스틱 주입으로 어려움을 겪고있어 20%의 스크랩 비율과 고객 불만을 초래했습니다.
해결책 :주입 속도 및 압력 제어를위한 Moog D941 비례 밸브 구현.
과정 :
• 속도 단계 : 밸브는 곰팡이의 95%를 채우기 위해 빠르고 제어 된 주입을 제공합니다.
• 팩/홀드 단계 : 정확한 압력 제어로의 원활한 전환
• 복구 단계 : 다음 샷 준비를위한 제어 나사 회전
사례 연구 2 : 모바일 장비 정밀도
도전 :크레인 제조업체의 고객은 안전 문제와 생산성 손실을 일으키는 육포 운동에 대해 불평했습니다.
해결책 :Danfoss PVG 48 전자 조이스틱이있는 비례 밸브 시스템.
변환 :
• 전 : 이진 밸브 제어로 인해 갑자기 시작/정지가 발생했습니다
• 후 : 부드러운 가속도/감속 일치 연산자 입력
• 고급 기능 : 에너지 효율을위한 하중 감지, 정확한 위치를위한 전자 제어
사례 연구 3 : 제철소 정밀도
도전 :강철 롤링 밀은 일관된 제품 두께 (± 0.01mm 공차)에 대한 정확한 압력 제어가 필요했습니다.
해결책 :통합 피드백 제어 기능이있는 ATOS DPZO 비례 압력 밸브.
혁신 :
• 실시간 두께 측정은 밸브 컨트롤로 피드를 제공합니다
• 자동 압력 조정은 재료 변화를 보상합니다
• 폐 루프 제어는 속도 변화에도 불구하고 일관된 힘을 유지합니다
올바른 비례 밸브 선택 : 선택 안내서
1 단계 : 시스템 요구 사항을 정의하십시오
성능 사양 체크리스트 :
• 최대 시스템 압력 : _____ psi
• 필수 유량 : _____ GPM
• 작동 온도 범위 : _____ ~ _____ ° F
• 응답 시간 요구 사항 : _____ 밀리 초
• 필요한 정확도 : ± _____ %
• 제어 신호 유형 : 전압 / 전류 / 디지털
2 단계 : 응용 프로그램 별 고려 사항
제조/산업 응용 분야 :
• 통합 된 전자 장치 (Bosch Rexroth 4WRA 시리즈)가있는 밸브를 고려하십시오.
• FieldBus 커뮤니케이션 기능을 찾으십시오
• 반복성과 장기 안정성을 우선시합니다
모바일 장비 :
• 진동 및 충격으로 평가 된 밸브를 선택하십시오 (Danfoss PVG 시리즈)
• 환경 밀봉 요구 사항을 고려하십시오
• 배터리 작동 시스템의 전력 소비를 평가합니다
항공 우주/중요한 응용 분야 :
• 중복 피드백 시스템으로 밸브를 선택하십시오
• 극한 온도에 대한 특수 재료를 고려하십시오
• 실패 모드 특성을 평가합니다
