что такое пропорциональный клапан в гидравлике
Что такое пропорциональный клапан в гидравлике
Поставка высокотехнологичного промышленного оборудования для автоматизации производственных процессов во всех отраслях промышленности
Пропорциональное действие
Большинство клапанов для управления потоком работают на основе включения/выключения. Они либо полностью открыты, либо закрыты. Меняя электрический ток на входе пропорционального клапана, поток жидкости через клапан может быть непрерывен и плавно регулироваться в пределах от 0 до 100%, от максимального номинального расхода.
Конструкция
Для того чтобы получить клапан пропорционального действия, необходимо изменить конструкция электромагнита.
Принцип работы
Регулировка расхода зависит от открытия клапана (смещения или удара ядра внутри основной трубы). В пропорциональных электромагнитных клапанах магнитное поле прямо пропорционально, току, протекающему через катушку. Регулировка спускного винта, повышая либо понижая усилия воздействия на пружину, позволяет правильно настроить клапан, чтобы подстроить его под производственные допуски и производят одинаковые характеристики потока.
Пропорциональный электромагнитный клапан функционирует за счет силы, создаваемой электромагнитной катушкой; при прохождении тока через нее, увеличивает обратная сила воздействия на поршень, которая создается сжатой пружиной находящейся над соленоидом. При маленьком токе, проходящем через катушку, на поршень оказывается не достаточная сила для его поднятия в следствии чего клапан остается закрытым. При увеличении силы тока, повышается напряженность магнитного поля внутри соленоида, что приводит к поднятию поршня. В зависимости от жесткости обратной пружины рассчитывается напряженность магнитного поля и ток в соленоиде, необходимые для корректной работы пропорционального клапана. Для увеличения или снижения силы воздействия обратной пружины используется регулирующий винт. Когда сила, создаваемая магнитным полем, уравновешивается силой, разжимания обратной пружины клапан находится в открытом состоянии. Данные регулировки позволяют настроить пропорциональные клапаны под необходимые производственные допуски предприятия.
Параметры пропорциональных клапанов
Устройства для управления пропорциональными клапанами
| Название устройства | Серия, PDF файл |
| Управляющее устройство для пропорциональных электромагнитных клапанов POSIFLOW | 908 |
| Устройство для управления пропорциональными электромагнитными клапанами | 603 |
Электропитание
Регулируя ток соленоида, пропорциональный клапан, можно открывать и закрывать практически бесконечное количество раз. Регулировать ток можно регулировкой напряжения на соленоиде.
Напряжение на катушке может изменяться 2-мя способами:
— широтно-импульсной модуляцией;
— подачей постоянного напряжения 0-24 В.
Так как сопротивление обмоток катушки зависит от температуры окружающей среды, то в целях поддержания клапана в определенной позиции ток в катушке необходимо поддерживать в пределах 100 – 500 мА.
Время отклика
Пропорциональный клапан имеют время отклика, которое составляет порядка миллисекунд. Это означает, что он очень быстрое реагирует на любое изменение на электрическом входе. Динамическое время отклика позволяет судить о динамических характеристик пропорционального электромагнитного клапана. Динамическое время отклика указывает на промежуток времени между моментом шаг в электрический вход и время, когда ядро достигло своего нового положения. Для пропорциональных электромагнитных клапанов это время, как правило, составляет 25-60 мс.
Характеристики регулировки потока
Производительность клапана можно оценить из его свойств, представленных ниже.
Линейность. Кривые расхода обычно показывают кривизну на обоих концах, снизу и сверху, между которыми есть линейная рабочая часть кривой. Нелинейность является степень, в которой фактическая кривая потока отклоняется от идеальной прямой линии (выражается в процентах на определенном линейном участке кривой).
Гистерезис. Это различие в скорости потока при той же величине тока на входе, эта зависимость находится снизу, т.е. увеличивается потребление электроэнергии, или сверху, то есть снижается потребление электроэнергии. Гистерезис выражается в процентах от максимальной скорости потока.
Начальный ток. Потребляемой электроэнергией необходимо вызвать проточность пропорционального клапана, существенно отличающуюся от ноля. Порог данной величины выражается в процентах от максимального входного тока.
Чувствительность. Величина входного тока, необходимого для получения заметного перемещения поршня клапана. Чувствительность выражается в процентах от максимального входного тока.
Обратная чувствительность. Изменение входного тока необходимого для получения заметного изменения скорости потока, при управлении поршнем клапана из неподвижного положения в направлении, противоположном первоначальному направлению движения поршня. Обратная чувствительность выражается в процентах от максимального значения водного тока.
Упомянутые выше характеристик регулировки потока тесно связаны между собой и обусловлены рядом факторов расположенных ниже в порядке важности:
— электромагнитное преобразование сигнала (электромагнитный гистерезис);
— трение между движущимися и статическими компонентами клапана;
— механическое взаимодействие между ядром и седло клапана;
— изменение перепада давления на клапане.
Повторяемость. Разброс скорости потока называется повторяемость.
Электронное управление
Электронный блок управления ASCO обеспечивает удобный способ контроля над положением клапана и потоком в трубопроводе. Он принимает все стандартные сигналы управления от датчиков, используемых в современных системах управления. Напряжение питания катушки регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции. Важной встроенной функцией является функция, поддерживающая постоянный ток через катушку (на уровне управляющего сигнала), независимо от изменения сопротивления обмотки или изменения напряжения питания.
Широтно-импульсный управляющий сигнал определяется либо напряжением, либо током.
Что такое пропорциональный гидравлический клапан и где он используется?
В современных гидравлических системах, используемых на самом разнообразном промышленном, транспортном и особом производственном оборудовании, используется пропорциональная электрогидравлика, в которой используются пропорциональные клапана.
Пропорциональное управление необходимо для моделирования параметров системы с опорными сигналами. Они обеспечивают очень плавные перемещения с высокой точностью, что является необходимым для современного оборудования, оснащенного гидравликой.
Такую гидравлику очень быстро программируют, благодаря чему становится возможной гибкая автоматизация оборудования.
Назначение клапана
Что же такое пропорциональный гидравлический клапан и зачем он нужен?
Это клапан, который осуществляет регулирование расхода и давления, отталкиваясь от опорного сигнала. Управляется такой клапан драйвером с помощью электрического тока, который последний подает на электромагнит клапана.
Электрический ток преобразуется в механическую силу с помощью электромагнита, благодаря чему начинает двигаться золотник, установленный напротив обратной пружины.
Безопасность в работе оборудования обеспечивается тем, что в случае отключения электрического тока пружина возвращает золотник в начальное положение. Гидравлические пропорциональные клапаны в значительной мере оптимизируют работу гидросистемы.
Современное промышленное оборудование оснащается большим количеством осей, поэтому его управление осуществляется с помощью электрогидравлического оборудования, в которое входят пропорциональные устройства. Управление движением осуществляется с обратной связью или без нее, в зависимости от условий эксплуатации.
Обратная связь используется только в том оборудовании, где требуется максимально высокая точность в передвижениях. В большинстве устройств обратная связь не используется.
В высокотехнологичном оборудовании играет важную роль качество используемых гидравлических систем, благодаря которым машины могут работать продолжительное время в суровых условиях.
Какую марку мы можем посоветовать?
Японское гидравлическое оборудование Yuken Hydraulics прекрасно себя зарекомендовало за более чем 50 лет работы в области производства и разработки гидравлических систем.
В ассортименте, предлагаемом данным производителем можно найти большое количество гидравлических клапанов, насосов, гидравлических распределителей и многое другое оборудование.
В некоторых случаях на вышеуказанном сайте Вы можете получить скидку на покупку. Регулярно проводятся акции и появляются спецпредложения.
Статьи по ремонту
Устройство гидрораспределителя с пропорциональным управлением
Устройство гидрораспределителя с пропорциональным управлением
Гидрораспределители релейного управления (типа «включено-выключено») при движении золотника практически весь поток рабочей жидкости сразу же направляют в гидродвигатель, который немедленно набирает максимальную скорость.
При возврате золотника в нейтральное положение поток жидкости в гидродвигатель (гидроцилиндр) резко перекрывается. В результате в начале движения и остановки исполнительного механизма возникают гидравлические удары, значительные скачки давления, негативно влияющие на работу гидросистемы.
При пропорциональном управлении движение золотника обеспечивает плавное и точное регулирование величины потока, поступающего в гидродвигатель.
Это дает возможность изменять скорость гидродвигателя в широком диапазоне – от нуля до максимума. Давление также меняется плавно, без существенных скачков. Работа гидросистемы заметно улучшается, долговечность ее возрастает.
Пропорциональное управление увеличивает степень безопасности системы, снижает величину внутренних утечек, улучшает работу всех компонентов гидропривода, повышает точность и удобство управления машиной в эксплуатации.
Пропорциональный гидрораспределитель с электроуправлением
Пропорциональное управление базируется на простых процессах. Золотник имеет высокоточные прорези на рабочих кромках, как это показано на рисунке 1. Фактически они играют роль дросселей, поэтому такие золотники называются дросселирующими.
Рис. 1. Пропорциональный распределитель и его золотник с высокоточными прорезями
Движение дросселирующего золотника осуществляется внешней силой (в данном примере силой пропорционального электромагнита).
При постепенном движении дросселирующего золотника пропорционально меняется площадь рабочих окон между его прорезями и расточками в корпусе, что позволяет управлять расходом.
Контролируемая часть расхода поступает в гидродвигатель (гидроцилиндр), а остаток жидкости сливается в гидробак. В пропорциональных гидравлических распределителях с закрытым центром остаток рабочей жидкости поступает в гидробак под давлением, превышающим открытие предохранительного клапана.
Здесь используется принцип регулирования потока рабочей жидкости с дросселем, установленным на входе в гидродвигатель, и предохранительным клапаном.
В пропорциональных гидрораспределителях с открытым центром остаток рабочей жидкости поступает в гидробак при невысоком давлении. В них применяется принцип регулирования потока рабочей жидкости с дросселем, установленным параллельно гидродвигателю.
Рис. 2. Гидросхема с гидрораспределителем, представленным в виде дросселей
1 – дроссельное окно распределителя нагнетающей магистрали; 2 – дроссельное окно гидрораспределителя сливной магистрали; 3 – дроссельное окно гидравлического распределителя параллельной магистрали
Предохранительный клапан при этом закрыт. Схема такого управления потоком представлена на рис. 2. Здесь пропорциональный гидрораспределитель с открытым центром представлен в виде дросселей.
При движении дросселирующего золотника из нейтрального положения в сторону его открытия площадь рабочих окон в линии нагнетания и слива (позиции 1 и 2, рис. 2) увеличивается, а в параллельной линии (позиция 3, рис. 2) – уменьшается. Регулирование потока этим способом более экономично по сравнению с использованием управления дросселем с предохранительным клапаном.
Это происходит потому, что часть рабочей жидкости, поступающей на слив через дроссель в параллельной линии, переводит в тепло значительно меньше энергии потока, чем при прохождении сквозь предохранительный клапан.
Таким способом регулирования обеспечивается требуемое ускоренное, равномерное или замедленное движения гидродвигателя. Гидравлические удары практически исключаются.
Рис. 3. Графики изменения расхода при релейном и пропорциональном регулировании
1 – изменение расхода при релейном управлении; 2 – изменение расхода при пропорциональном управлении.
Различная форма и размер дросселирующих прорезей в золотнике обеспечивают требуемые характеристики расхода рабочей жидкости.
На приведенных графиках (рис. 3) показано изменение расхода, направляемого в гидродвигатель, в зависимости от перемещения золотника гидравлического распределителя при релейном и пропорциональном управлении.
Эти характеристики идеальные. Здесь принято, что площадь открытия дросселирующих окон гидрораспределителя при движении золотника меняется линейно.
Изменение расхода при перемещении золотника в гидрораспределителях
В релейных гидрораспределителях управление расходом затруднено. Оно происходит в узком диапазоне, который оператору сложно уловить. При небольшом перемещении золотника весь расход от насоса направляется в гидродвигатель (кривая 1).
При дальнейшем его перемещении изменения скорости гидродвигателя не происходит. В пропорциональных гидрораспределителях перемещение дросселирующего золотника постепенно открывает площадь проходного сечения.
Расход меняется плавно (кривая 2). Диапазон регулирования очень широкий. Оператор легко адаптируется к нему. И только в конце хода дросселирующего золотника площадь проходного сечения открывается полностью и весь расход насоса поступает в гидродвигатель.
Следует отметить, что от геометрической формы высокоточных прорезей дросселирующего золотника зависит конфигурация регулировочной характеристики пропорционального гидрораспределителя, а следовательно, и закон регулирования скорости гидродвигателя.
На рис. 4 показаны два золотника пропорционального гидрораспределителя. У одного из них выполнены треугольные дросселирующие прорези, а у другого – полукруглые.
Рис. 4. Конфигурация регулировочных характеристик в зависимости от геометрической формы прорезей золотника
В обоих случаях площадь открытия дросселирующих окон меняется нелинейно, но в разных пропорциях. Поэтому, как видно из графиков, при перемещении золотника характер изменения расхода, направляемого в гидродвигатель, различный.
Различной будет и скорость гидродвигателя. Таким образом, для конкретного типа машины подбором геометрической формы высокоточных прорезей можно реализовать требуемый закон изменения расхода рабочей жидкости.
В спецтехнике управление дросселирующим золотником в пропорциональных гидрораспределителях осуществляется следующими способами:
— механическим рычагом, в том числе тросиком дистанционного управления;
— гидравлическим пропорциональным джойстиком (гидравлическое сервоуправление);
Каждый способ управления дросселирующим золотником в пропорциональном гидрораспределителе имеет свои особенности. Они диктуются прежде всего соответствующей сферой применения.
Пропорциональные распределители
Пропорциональным распределителем называют устройство, предназначенное для изменения направлений потока и величины расхода рабочей жидкости пропорционально входному сигналу.
Пропорциональный распределитель объединяет возможности распределителя и дросселя, поэтому его также называют дросселирующим распределителем.
При проведении многих технологических операций, исполнительные механизмы, например гидроцилиндры, должны двигаться в разных режимах работы, например осуществлять быстрый подвод инструмента, затем медленное движение при выполнении технологической операции, после этого отвод инструмента. Достигнуть данного алгоритма работы можно несколькими способами:
Применение пропорциональной аппаратуры, зачастую, является более экономичным и технологичным решением.
Принцип работы пропорционального распределителя
Рассмотрим работу распределителя прямого действия с пропорциональным управлением.
В корпусе 3 пропорционального распределителя, также как и дискретного, установлен золотник 4, только выполнен он с более высокой точностью, чтобы обеспечить точное изменение дросселирующей щели между золотником и канавками в корпусе. Кроме того, для обеспечения нужных характеристик ну золотнике могут быть выполнены треугольные или прямоугольны лыски.
Распределитель заперт в нейтральном положении, каналы Р, Т, А и В отделены друг от друга поверхностями золотника.
При поступлении сигнала на левый (по рисунку) его якорь переместится и сдвинет золотник вправо, на расстояние, пропорциональное входному сигналу. Перемещаясь золотник соединит каналы Р и В, А и Т.
При поступлении сигнала на электромагнит расположенный справа, золотник, пропорционально входному сигналу, будет перемещен влево соединяя канал Р и А, Т и В.
К распределителю также подключен индуктивный датчик перемещения 1, который отслеживает положение золотника, и позволяет организовать обратную связь по положению золотника. То есть отслеживать его положение и, при необходимости корректировать управляющее воздействие.
Устройство регулируемого электромагнита
Для управления золотником используют специальные пропорциональные электромагниты, регулируемые по силе и по положению.
Пропорциональная гидравлика: динамика плюс гибкость
Растущие требования к динамике, мощности и точности приводов делают более востребованными гидравлические аппараты с пропорциональным электроуправлением. Развитие электроники открывает возможность их дальнейшей интеллектуализации, увеличивает функциональность и упрощает программирование. Предлагаем вашему вниманию взгляд на пропорциональные гидрораспределители российских экспертов.
Применение пропорциональной электрогидравлики повышает стоимость техники, делает ее более чувствительной к температурам и ужесточает требования к квалификации обслуживающего персонала. А какие доводы вы приводите клиентам в защиту этой технологии?
Борис Стародубцев, «Бош Рексрот»
В современном высокоточном промышленном оборудовании использование пропорциональной электрогидравлики экономически выгодно: не требуется много времени на переналадку под другой тип используемого материала или выпускаемой продукции, выше точность и производительность оборудования.
АСУ автоматически компенсирует изменения температуры внешней среды, а квалификация обслуживающего персонала на современных предприятиях, как правило, достаточна для работы с пропорциональной электрогидравлической аппаратурой.
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Так вопрос я бы не ставил. Есть машины и оборудование, для которых гидропривод с управлением «включено/выключено» удовлетворяет всем условиям эксплуатации. Привод с пропорциональным управлением – это более высокий технический уровень, качественно другие возможности, иные результаты. Определять «что лучше?» без отрыва от конкретной задачи нельзя, это все равно, что сравнивать велосипед и мотоцикл.
Компания «Энерпром» использует в своей продукции (насосных станциях, стендах) как релейную, так и пропорциональную гидроаппаратуру производства компании Wandfluh. Специалисты аргументированно объясняют заказчикам преимущества и негативные стороны технологий, но окончательное решение принимает клиент, взвесив все объективные факторы.
Что касается обслуживающего персонала… Нельзя мириться с техническим невежеством и рассчитывать на него в дальнейшем. Профессиональный уровень операторов гидравлических машин и обслуживающего персонала следует повышать постоянно. Для этого необходима доступная для их понимания техническая литература, которая может успешно использоваться и при самообразовании. Такие книги написаны, в частности мною, но редакции не хотят их издавать, поскольку не видят большой коммерческой прибыли.
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
К плюсам пропорциональной электрогидравлики следует отнести:
Какого снижения расхода энергии можно добиться с помощью пропорциональной гидравлики? Насколько решения на базе пропорциональной гидравлики дороже? Как быстро можно окупить ее использование?
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
С помощью пропорционального управления можно добиться регулирования скорости исполнительного гидромеханизма, точного его позиционирования, повышения качества технологического процесса, выполняемого машиной и т.п. Если используется пропорциональное машинное регулирование, т.е. изменение рабочего объема насоса или гидромотора, то экономия затрачиваемой энергии здесь налицо. Но при дроссельном регулировании часть энергии гидравлического потока, сбрасываемого на слив в гидробак, преобразуется в бесполезное тепло. Гидроаппаратура с релейным управлением более экономична в части непроизводительного расхода энергии.
Конечно, пропорциональная гидроаппаратура требуют более высокого технологического уровня при изготовлении по сравнению с релейными аналогами. Часто она требует дополнительных электронных блоков управления. Но пропорциональные гидрораспределители позволяют получить более качественные гидроприводы, которые часто даже нельзя сравнивать с релейными. Машины с пропорциональными гидроприводами способны безопасно выполнять ответственные операции с высокой степенью точности (позиционирование крупногабаритных тяжелых конструкций при возведении уникальных объектов, обработка деталей на металлорежущих станках и т.п.). Окупаемость при выполнении таких работ может наступить очень быстро, а в некоторых случаях, касающихся безопасности, повышенные затраты полностью оправдывают себя.
Компания Wandfluh производит гидроаппаратуру высокого качества как релейную, так и пропорциональную.
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Трудно определенно ответить на этот вопрос, это зависит от гидравлической системы. В некоторых системах пропорциональная технология не имеет смысла, но в других (например, с регулируемыми аксиально-поршневыми насосами) он большой. В принципе, наибольшая экономия достигается, в системах с переменной нагрузкой.
Борис Стародубцев, «Бош Рексрот»
Современные АСУ, например motion-контроллеры MLC-H Bosch Rexroth, с помощью пропорциональных гидрораспределителей поддерживают заданный уровень расхода масла с высокой точностью. Это предотвращает перегрев рабочей жидкости (не нужно сливать излишки в бак) и снижает энергопотребление (за счет устранения потерь).
Часто, именно производительность машин является определяющим фактором при принятии инвестиционного решения. Высокодинамичные приводы в большинстве случаев возможны только при наличии пропорционального оборудования.
Интересен тот факт, что интеллектуальное управление и регулирование позволяет использовать более простые и экономичные механические решения, снижается масса и стоимость дорогостоящего механического оборудования.
Решения на базе пропорциональной гидравлики обычно дороже на 30-50%, но затраты окупаются, как правило, в течение одного-двух лет.
В чем отличие пропорциональных гидрораспределителей с обратной связью (ОС) по положению золотника от дросселирующих гидрораспределителей? Каковы основные преимущества мехатронных аппаратов со встроенной микроэлектроникой?
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Регулирование. Позиция золотника фиксируется, подается и обрабатываться в блоке управления. При стандартном управлении, по принципу «установки», позиция золотника неизвестна. По сравнению с «установкой», не имеющей обратной связи, регулирование более точное. Так как информация по расходу доступна, возможно автоматизированное регулирование по заданным графикам или электронное деление потоков.
Борис Стародубцев, «Бош Рексрот»
Пропорциональные гидрораспределители с ОС по положению золотника обеспечивают более высокую точность регулирования расхода масла, чем гидрораспределители без нее. Электроника гидрораспределителя с ОС отслеживает положение золотников основного каскада и пилота в реальном времени, что позволяет позиционировать их с более высокой точностью и скоростью, а, следовательно – точнее и быстрее регулировать расход масла через гидрораспределитель.
Основными преимуществами пропорциональных гидрораспределителей с встроенной электроникой являются компактные размеры (не требуется место в шкафу для внешнего усилителя), удобство монтажа (минимум проводов) и простота ввода в эксплуатацию (минимум регулировочных элементов). Однако такие гидрораспределители нельзя использовать в тяжелых условиях эксплуатации. Например, при повышенной температуре и/или влажности окружающей среды.
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Пропорциональные гидрораспределители с ОС обеспечивают точное позиционирование штока исполнительного гидроцилиндра. Дросселирующие гидрораспределители регулируют величину потока рабочей жидкости, т.е. скорость движения штока гидроцилиндра или частоту вращения вала гидромотора.
Встроенная электроника позволяет осуществлять процессы управления гидросистемой с высокой степенью точности и качества регулирования, сократить коммуникации между управляющим устройством и исполнительным механизмом, снизить массогабаритные характеристики привода.
Прессовое оборудование SMC MEER. Пропорциональный гидрораспределитель 4WREE6
Насколько серьезным минусом данной технологии является нелинейность расходных характеристик пропорциональных аппаратов?
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Это зависит от технических требований, предъявляемых к гидроприводам. В некоторых случаях с нелинейностью, которая часто проявляется в начале хода золотника, можно мириться, в более высокотехнологичных приводах для ее компенсации вводятся обратные связи.
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Нелинейность расходных характеристик является иногда помехой, но в большинстве случаев даже помогает. Например, в первой третьей хода золотника этим самым обеспечивается плавный ход потребителей.
Борис Стародубцев, «Бош Рексрот»
Усилители BoschRexroth практически полностью компенсируют нелинейность пропорциональных гидрораспределителей. На самом объекте регулирования применятся обратная связь по перемещению и регуляторы осевых контроллеров, задача которых состоит в компенсации нелинейности.
Минус 40 °C – это проза жизни для многих российских регионов, но экстремальные условия для большинства мировых производителей гидро- и электронных компонентов. Как вы решаете подобные задачи?
Борис Стародубцев, «Бош Рексрот»
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Для широкого освоения северных районов нашей страны и Арктики это весьма актуальная задача. В последние годы многие известные бренды технически развитых стран производят гидрокомпоненты для работы в жестких низкотемпературных условиях. Они используют новые технические решения, материалы, уплотнения и т.п.
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Появляются материалы о перспективности раздельного регулирования открытия дросселирующих кромок в линиях подключения гидродвигателя, однако практической реализации такого технического решения пока неизвестно. Каково ваше отношение к этой идее?
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Мысль хорошая, ее реализация позволит существенно повысить компактность управляющих устройств, снизить их массу, возможно, получить другие неожиданные преимущества. Однако, не всякая смелая идея может реализоваться в серийном производстве. Таких примеров много, но было бы ошибкой прекратить поисковые работы при первых неудачах.
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Этот подход с технической точки зрения интересен, но реализация будет несколько дорога.
В связи с известными преимуществами сквозных цифровых технологий, не кажется ли вам противоречивым использование для целей управления аналоговых устройств (пропорциональных электромагнитов и линейных двигателей)?
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Нет, мы строим мосты между новыми технологиями и проверенными и надежными компонентами.
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Работы по управлению гидроприводов с помощью цифровых электромагнитных устройств ведутся как за рубежом, так и в нашей стране. Думаю – это перспективное направление.
Но созданием цифрового чисто гидравлического управления пока никто не занимался. Здесь много проблем, в первую очередь связанных с нелинейным изменением вязкости рабочей жидкости, а, следовательно, ее текучести, при различных температурах. Но решение этой задачи позволит открыть новый уровень в развитии гидравлического управления приводов. В частности, станет возможным автоматизировать технологические процессы гидравлических машин и оборудования без применения электроники. Это позволит эффективно использовать гидросистемы в условиях низких отрицательных температур, радиационной активности, электромагнитных помех и т.п.
Как надежнее обеспечить условия безопасности: устанавливать золотник пружиной в крайнюю (безопасную) позицию при отключении электропитания или применять два пропорциональных электромагнита и центрирующие пружины?
Борис Стародубцев «Бош Рексрот»
На этот вопрос можно ответить только после комплексного анализа рисков и понимания конкретного применения. Условия безопасности определяется совокупностью факторов и регулируется стандартами в области безопасности. Например, в прессостроении базовые условия безопасности определены в ГОСТР 53010-2008.
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Трудно ответить на этот вопрос, поскольку очень мало исходных данных. Следует учитывать гидросхему распределителя, особенности кинематики рабочего оборудования и действие нагрузок на исполнительные гидромеханизмы в любой точке рабочей зоны, где может произойти отказ системы.
Однако, при прочих равных условиях, на мой взгляд, надежнее перемещать золотник в крайнюю позицию одной пружиной.
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
В связи с более коротким ходом золотника, принцип с центрирующими пружинами.
Литейное оборудование фирмы Siemens VAI. Пропорциональный гидрораспределитель 4WRPDH 6 с встроенным интерфейсом ProfiBus
Инженеры, занимающиеся пропорциональной техникой, должны обладать знаниями не только в гидравлике, но и в комплектующей электронике. Как решается кадровая проблема в вашей компании?
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Специалист гидравлик, конечно, должен знать основы электротехники и электроники. Но главной задачей для него является составление четкого, понятного для электронщика технического задания. Тогда можно обращаться в любую фирму, профессионально занимающуюся электронными системами управления.
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Внутренняя разработка электроники и также локальные специалисты. Внутреннее обучение сотрудников.
Также мы имеем доступ к квалифицированным «мехатроникам» на рынке труда.
Борис Стародубцев «Бош Рексрот»
Все наши инженеры по автоматизации, работающие с пропорциональной гидравликой, проходят специализированные курсы «HTG-1 Основы гидропривода» и «НТP2 Пропорциональная техника», где изучают конструкции насосов, гидромоторов, гидроцилиндров, гидрораспределителей, клапанов давления, клапанов расхода и т.д., а также учатся анализировать работу гидросистем. Полученные теоретические знания по гидроприводу закрепляются практическими занятиями на учебных гидравлических стендах, а также в реальных условиях во время ремонта и пусконаладочных работ.
Меняется ли отношение производителей техники к пропорциональной гидравлике в России? В какой российской технике использовались пропорциональные узлы вашей компании?
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Изменения происходят, но не во всех секторах. Аппаратура HAWE Hydraulik применяется на различных подъемных кранах, буровых установках и на горной технике.
Борис Стародубцев, «Бош Рексрот»
У современных российских производителей техники интерес к пропорциональной гидравлике растет. В настоящий момент мы активно обучаем наших стратегических партнеров новым технологиям, производим расчеты и математическое моделирование процессов, предоставляем возможность провести испытания образцов конечной продукции на нашем оборудовании. При такой поддержке внедрение новых технологий происходит весьма легко. Например, современное оборудование таких известных производителей прессового оборудования, как воронежский «Тяжмехпресс» или рязанский «Тяжпрессмаш», идущее, в том числе и на экспорт, оснащено всем необходимыми приводными комплексами для обеспечения технико-экономических показателей на мировом уровне.
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
Конечно, технический уровень, особенно сложной дорогостоящей техники, растет и для ее эффективного управления часто используются пропорциональные гидроприводы. Но применять их следует в тех случаях, когда это технологически оправдано и не обязательно в каждом рабочем контуре.
Компания «Энерпром» производит насосные станции с пропорциональным управлением гидроприводами ответственного технологического оборудования. К ним относятся устройства для подъема/опускания буровых вышек, регулировки скорости и усилия задавливания в грунт шпунта и труб и т.п.
Высокотехнологичный пропорциональный блок с CAN-Bus управлением HAWE Hydraulik
Электромеханические приводы становятся все мощнее, ощущаете ли вы конкуренцию с их стороны?
Борис Стародубцев «Бош Рексрот»
Действительно, электромеханические решения получают всё большее распространение в тяжелом приводном оборудовании и успешно замещают гидравлический привод. Компания Bosch Rexroth, как эксперт в области приводного оборудования и автоматизации, отслеживает тенденции на современном рынке и успешно предлагает как гидравлические, так и электромеханические решения собственного производства.
Сергей Корнюшенко, «Энерпром-Центр»
В самом деле, в последние годы ведется «война» между электромеханиками и гидравликами. Специалисты Европейского Комитета по гидравлике и пневматике (СЕТОР) затратили немало интеллектуальных усилий и времени, чтобы привести показатели электромеханических и гидравлических приводов к единой форме («общему знаменателю») для корректного сравнения. В отдельных приводах промышленного оборудования такая конкуренция может иметь место, но для мобильной техники альтернатива гидросистемам вряд ли появится в ближайшие десятилетия.
Александр Либерт, HAWE Hydraulik SE
Полагаем, в настоящее время электроприводы используются в системах специального назначения. Электрические системы не достигают удельных мощностей гидравлики, но, с другой стороны, точное позиционирование гидравликой возможно.