شیرهای برقی پنوماتیک: انواع، اصل کار، انتخاب و راهنمای عیب یابی

شیر برقی پنوماتیک چیست و اولین تصمیمی که باید بگیرید

شیر برقی پنوماتیکی یک شیر جهت دار الکترومکانیکی است که از یک سیم پیچ الکتریکی برای باز کردن، بستن یا هدایت مجدد هوای فشرده استفاده می کند. مستقیم ترین پاسخ برای اکثر پروژه های اتوماسیون این است: ابتدا عملکرد شیر، سپس اندازه جریان، سپس ولتاژ و سبک نصب را انتخاب کنید.

اگر سیلندر دو اثره را کنترل می کنید، الف شیر 5/2 پایلوت نقطه شروع متعارف است. اگر سیلندر تک اثره را کنترل می کنید، الف شیر 3/2 معمولا کافی است اگر فقط نیاز به مسدود کردن یا آزاد کردن هوا دارید، الف شیر 2/2 کار را انجام خواهد داد.

فرآیند انتخاب عملی شامل سه مرحله است: تعریف عملکرد شیر، محاسبه جریان مورد نیاز، و مطابقت با شرایط الکتریکی و نصب. بخش‌های زیر هر مرحله را با جزئیات توضیح می‌دهند، با نکات فنی خاصی که تفاوت بین یک ماشین مطمئن و یک مشکل تعمیر و نگهداری مزمن را ایجاد می‌کند.

شیر برقی پنوماتیک چگونه کار می کند؟

اصل کار در مفهوم ساده است: یک سیم پیچ الکتریکی یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند، میدان مغناطیسی یک پیستون یا آرمیچر را حرکت می دهد و این حرکت یک قرقره یا پاپت را در داخل بدنه شیر جابه جا می کند. عنصر جابجا شده پورت های مختلفی را به هم متصل می کند تا هوا بتواند در یک جهت یا جهت دیگر جریان یابد.

• کویل - انرژی الکتریکی را به نیروی مغناطیسی تبدیل می کند.
• پیستون یا آرمیچر - در پاسخ به میدان مغناطیسی حرکت می کند.
• لوله هسته - قسمت متحرک را هدایت و محافظت می کند.
• بهار بازگشت – با قطع برق، شیر را به حالت عادی باز می گرداند.
• قرقره یا پاپت - اتصالات بین پورت ها را تغییر می دهد.
• بدنه سوپاپ - دارای درگاه های ورودی، خروجی و اگزوز است.
• مهر و موم و صندلی - معابر داخلی را جدا نگه دارید و نشتی را کنترل کنید.

شیرهای برقی مستقیم

شیرهای مستقیم به حداقل فشار کاری نیاز ندارند. سیم پیچ باید به اندازه کافی قوی باشد که قرقره یا پاپت را در برابر فنر برگشتی و فشار سیستم حرکت دهد. از آنجایی که نیروی مغناطیسی محدود است، دریچه‌های مستقیم عمل معمولاً برای دبی‌های کوچک و اندازه‌های پورت کوچک استفاده می‌شوند. آنها برای سیلندرهای تک اثره، مدارهای کنترل خلبان و کاربردهای دمش هوا به خوبی کار می کنند. برای خدمات کم جریان که نیاز به تعویض مطمئن از فشار صفر دارند، شیر برقی 3 طرفه نشیمنگاهی CKT VT307 یک مثال معمولی است

تامین کنندگان شیر برقی سه طرفه مستقیم سری VT307، OEM/ODM Fa CKT پنوماتیک یک شرکت عمده فروشی چینی سری VT307 دریچه شیر برقی 3 طرفه مستقیم و کارخانه OEM/ODM، سری VT307... مشاهده محصول →

شیرهای برقی خلبانی

شیرهای پایلوت از یک شیر برقی کوچک برای هدایت هوا به یک انتهای یک قرقره بزرگتر استفاده می کنند. سپس فشار هوا قرقره را حرکت می دهد. این طراحی کارآمد است زیرا سیم پیچ می تواند کوچک بماند در حالی که شیر جریان بالا را کنترل می کند. معاوضه این است که شیرهایی که با پایلوت کار می کنند به حداقل فشار، معمولاً در اطراف، نیاز دارند 0.1 تا 0.15 مگاپاسکال برای جابجایی قابل اعتماد. برای هوای معمولی کارخانه در 0.4 تا 0.8 مگاپاسکال، یک شیر 5/2 با پایلوت مانند شیر برقی 5 جهته سری CKT 4V بلوک ساختمانی استاندارد برای کنترل سیلندر دو اثره است.

تامین کنندگان شیر برقی 5 طرفه با عملکرد پایلوت سری 4 ولت، کارخانه OEM/ODM - ژجی CKT Pneumatic یک تامین کننده عمده فروشی شیر برقی 5 جهته سری 4 ولت در چین و کارخانه OEM/ODM است که پایلوت سری 4 ولت کار می کند ... مشاهده محصول →

انواع شیر برقی پنوماتیکی: تنظیمات پورت توضیح داده شده است

شیرهای برقی پنوماتیک معمولاً با دو عدد توصیف می شوند: تعداد پورت های کار و تعداد موقعیت. یک شیر 3/2 دارای سه پورت و دو موقعیت است. یک شیر 5/2 دارای پنج پورت و دو موقعیت است. عدد اول هنگام برنامه ریزی مدار اهمیت بیشتری دارد زیرا نحوه تامین و تخلیه هوای فشرده را مشخص می کند.

شیرهای 2/2 راه

دریچه های دو پورت و دو حالته اساساً دریچه های روشن و خاموش برای هوا هستند. آنها بعد از واحد آماده سازی هوا، در داخل مدارهای خلاء یا هر جایی که یک خط باید به سادگی باز یا بسته شود استفاده می شود. از آنجایی که شیر فقط باید یک خط را قطع کند، ساختار فشرده است. برای خطوط کوچک، شیر برقی دو طرفه CKT 2V025 یک گزینه نماینده است که معمولاً در یک پیکربندی معمولی بسته ارائه می شود.

تامین کنندگان شیر برقی دو طرفه مستقیم سری 2V025، کارخانه OEM/ODM - Zhe CKT Pneumatic یک تامین کننده شیر برقی دو طرفه مستقیم سری 2V025 چین و کارخانه OEM/ODM است، سری 2V025 یک ... مشاهده محصول →

شیرهای 3/2 راه

سه درگاه و دو موقعیت این شیر کلاسیک را برای سیلندرهای تک اثره تبدیل کرده است. پورت 1 منبع تغذیه است، درگاه 2 به سیلندر می رود و درگاه 3 اگزوز است. در یک دریچه 3/2 به طور معمول بسته، انرژی دادن به سیم پیچ هوا را از پورت 1 به پورت 2 می فرستد. دریچه‌های سه‌طرفه برای راه‌اندازی دریچه‌های بزرگ‌تر، راه‌اندازی ژنراتورهای خلاء و منفجر کردن قطعات استفاده می‌شوند.

شیرهای 5/2 راه

پنج پورت و دو موقعیت انتخاب استاندارد برای سیلندرهای دوگانه است. این سوپاپ دارای یک پورت تغذیه، دو درگاه سیلندر و دو درگاه اگزوز است. در یک موقعیت، منبع تغذیه به درگاه سیلندر اول وصل شده و درگاه سیلندر دوم تمام شده است. در موقعیت دیگر، منبع تغذیه به درگاه سیلندر دوم سوئیچ می شود و پورت اول تمام می شود. این اتصال متناوب میله سیلندر را گسترش داده و جمع می کند.

شیرهای 5/3 راه

شیرهای پنج پورت و سه موقعیت موقعیت مرکزی را به شیر 5/2 اضافه می کنند. موقعیت مرکزی می تواند مرکز بسته، مرکز اگزوز یا مرکز فشار باشد. مرکز بسته برای توقف محکم سیلندر در یک موقعیت متوسط ​​محبوب است. مرکز اگزوز به سیلندر اجازه می دهد تا شناور شود. مرکز فشار هر دو پورت را تحت فشار نگه می دارد. نوع مرکزی نحوه رفتار سیلندر را هنگامی که هر دو شیر برقی خاموش می شوند تغییر می دهد.

بازی مستقیم در مقابل عملیات خلبانی: یک مقایسه عملی

انتخاب بین شیرهای عمل مستقیم و شیرهای کنترل کننده به کیفیت بستگی ندارد. این در مورد پاکت عملیاتی است. شیرهای مستقیم با فشار صفر کار می کنند اما ظرفیت جریان کمتری دارند. شیرهایی که به صورت پایلوت کار می کنند می توانند جریان بالاتری را با سیم پیچ کوچکتر تحمل کنند اما به حداقل فشار نیاز دارند. جدول زیر تفاوت در طرز فکر یک طراح ماشین در مورد آنها را خلاصه می کند.

در عمل، اکثر ماشین‌های تولیدی از شیرهایی که به صورت پایلوت کار می‌کنند برای تامین سیلندر اصلی استفاده می‌کنند، زیرا تقاضای جریان برای یک شیر مستقیم با اندازه پورت یکسان بسیار زیاد است. سپس از شیرهای مستقیم برای کنترل پایلوت یا برای کاربردهایی که ممکن است جریان هوا قطع شود استفاده می شود.

به طور معمول بسته، به طور معمول باز یا Bistable؟

وضعیت پیش‌فرض شیر برقی تعیین می‌کند که وقتی سیم‌پیچ برق قطع می‌شود چه اتفاقی می‌افتد. این یک تصمیم ایمنی به اندازه یک تصمیم کاربردی است، زیرا موقعیت سوپاپ پس از افت توان می تواند حرکت را متوقف کند، فشار را آزاد کند یا یک فرآیند را ادامه دهد.

دریچه های به طور معمول بسته

در شیری که معمولاً بسته است، هنگامی که سیم پیچ خاموش است، درگاه تغذیه مسدود می شود. یک کاربرد متداول سیلندر تک اثره است: با قطع برق، هوای سیلندر خارج می شود و سیلندر به موقعیت فنری خود باز می گردد. این معمولاً ایمن ترین انتخاب برای دستگاه های بالابر عمودی یا گیره است.

به طور معمول دریچه ها را باز کنید

در یک شیر معمولی باز، زمانی که سیم پیچ خاموش است، منبع تغذیه از شیر عبور می کند. این زمانی مفید است که جریان هوای خنک کننده یا منبع روانکاری باید ادامه یابد مگر اینکه دستگاه عمداً متوقف شود. همچنین می توان از آن به عنوان شیر تخلیه استفاده کرد که در حالت استراحت باز می ماند.

شیرهای دوستابل یا چفت شونده

یک شیر دوپایا دارای دو حالت پایدار است و آخرین موقعیت خود را بدون نیروی سیم پیچ پیوسته حفظ می کند. انرژی کمتری مصرف می‌کند و خنک‌تر کار می‌کند، زیرا سیم‌پیچ فقط در حین سوئیچینگ انرژی می‌گیرد. محدودیت این است که هیچ موقعیت ایمن برای خرابی تعریف شده ای ندارد، بنابراین سیستم کنترل باید وضعیت از دست رفته را به صراحت مدیریت کند.

مشخصات کلیدی که قبل از خرید باید بررسی کنید

یک شیر برقی می تواند یکسان به نظر برسد در حالی که عملکرد بسیار متفاوتی دارد. جدول مشخصات زیر حداقل چک لیستی است که باید قبل از سفارش شیر برای دستگاه جدید بررسی شود.

از این مشخصات، Cv پارامتری است که مهندسان اغلب دست کم می گیرند. یک سوپاپ کوچک 3/2 ممکن است Cv حدود 0.3 داشته باشد که برای یک سیلندر با سوراخ کوچک خوب است اما برای یک سیلندر با سوراخ 63 میلی متری که با سرعت حرکت می کند بسیار کوچک است. به عنوان یک قاعده تقریبی اندازه، یک شیر حداقل با Cv انتخاب کنید 20 تا 30 درصد بیشتر است از نیاز محاسبه شده شما؛ این امر حاشیه ای را برای تلفات خطوط، اتصالات و مهر و موم های پیری باقی می گذارد. محاسبه بر اساس حجم سیلندر و سرعت حرکت مورد نیاز است و شما باید آن را با اطلاعات سازنده سیلندر خود تأیید کنید.

مشکلات نصب اغلب ناشی از فشار نامتناسب و اتصال ضعیف درزگیر است. برای نگاهی عمیق تر به نحوه تعامل اتصالات پورت و مواد آب بندی، می توانید این را بخوانید نمای کلی فنی تطبیق فشار و آب بندی نصب .

سبک های نصب: درون خطی، منیفولد و زیربنا

نصب درون خطی

نصب درون خطی به این معنی است که شیر مستقیماً در خط هوا نصب می شود، معمولاً با اتصالات لوله در هر پورت. جایگزینی آن ساده و قابل درک است. این یک انتخاب خوب برای ماشین‌هایی با یک یا دو سیلندر یا برای کارهای مقاوم‌سازی است که در آن فضا بسیار مهم نیست.

نصب منیفولد

نصب منیفولد چندین سوپاپ را روی یک پایه مشترک با گالری های عرضه و اگزوز مشترک قرار می دهد. لوله ها را کاهش می دهد، سیم کشی را تمیزتر می کند و عیب یابی را ساده می کند. اکثر خانواده شیرهای برقی 5/2 صفحات منیفولد را برای دو، چهار، شش یا بیشتر ایستگاه ارائه می دهند. قبل از متعهد شدن به طرح منیفولد، بررسی کنید که سری سوپاپ مورد نیاز در نسخه منیفولد در دسترس باشد. می توانید با بررسی محدوده اجزای کنترل پنوماتیک در شروع کنید کاتالوگ محصولات CKT .

نصب پایه یا مدولار

نصب زیر پایه بدنه شیر را از پایه جدا می کند. شیر را می توان بدون ایجاد اختلال در لوله کشی جدا کرد. این برای شیرهای بزرگتر و برای کاربردهای با تعمیر و نگهداری بالا که تعویض سریع مهم است، رایج است.

انتخاب برنامه محور و یک چک لیست عملی

سیلندر تک اثره

برای یک سیلندر تک اثر، از شیر 3/2 استفاده کنید. اگر سیلندر فنری برگشتی است، زمانی که می خواهید سیلندر پس از قطع برق جمع شود، یک شیر معمولی بسته را انتخاب کنید. اگر نیاز است سرعت حرکت در یک جهت کنترل شود، یک شیر کنترل سرعت در درگاه سیلندر اضافه کنید.

سیلندر دو اثره

برای یک سیلندر دو کاره، از شیر 5/2 استفاده کنید. اگر نیاز دارید سیلندر را در یک موقعیت متوسط ​​متوقف کنید، از یک شیر 5/3 با مرکز بسته استفاده کنید. برای ضربات طولانی یا سرعت چرخه بالا، یک Cv بزرگتر انتخاب کنید و زمان پاسخ را بررسی کنید. همچنین تعادل نیرو را در هر دو پورت سیلندر در نظر بگیرید، زیرا فشار نابرابر می تواند باعث رانش شود.

جاروبرقی

بسیاری از سیستم های خلاء از یک شیر برقی 3/2 یا 2/2 درست قبل از ژنراتور خلاء برای روشن و خاموش کردن خلاء استفاده می کنند. برای رها کردن قطعات کار، یک سوپاپ تخلیه سریع یا شیر ایمنی خلاء قطعه را سریعتر آزاد می کند. اندازه شیر برقی لازم نیست بزرگ باشد زیرا ژنراتور خلاء جریان را کنترل می کند. فقط جریان پایلوت به ونتوری نیاز به تعویض دارد. این جایی است که دریچه های کوچک با اثر مستقیم بسیار مفید هستند.

سازنده ای با سابقه طولانی شیر برقی می تواند این فرآیند انتخاب را ساده کند. CKT Pneumatic که در سال 2002 با شیرهای برقی 4 ولتی شروع به کار کرد و از آن زمان به طیف وسیعی از قطعات پنوماتیکی تولید شده داخلی گسترش یافته است، نمونه ای از یک تامین کننده با سابقه مهندسی عملی در این زمینه است.

هنگامی که آماده سفارش هستید از چک لیست زیر استفاده کنید:

1. نوع محرک را تعریف کنید: تک اثره، دو اثره، پایلوت یا خلاء.
2. جریان مورد نیاز را محاسبه یا تخمین بزنید و آن را به حداقل Cv تبدیل کنید.
3. پیکربندی پورت را انتخاب کنید: 2/2، 3/2، 5/2 یا 5/3.
4. ولتاژ کار را انتخاب کنید و بررسی کنید که آیا PLC می تواند جریان ورودی و نگهدارنده را تامین کند یا خیر.
5. محدوده فشار عملیاتی را در مقابل حداقل فشار پایلوت بررسی کنید.
6. سبک نصب را انتخاب کنید: درون خطی، منیفولد یا پایه فرعی.
7. دمای محیط و سازگاری مواد مهر و موم را تأیید کنید.
8. اگر سوپاپ در نزدیکی مناطق شستشو یا گرد و غبار است، درجه بندی محفظه را بررسی کنید.

عیب یابی و تعمیر و نگهداری

خطاها و رفع های رایج

نکات نگهداری پیشگیرانه

• هوای فشرده را تمیز و خشک نگه دارید و فیلتر هوا را مرتباً بررسی کنید.
• فشار ورودی را در محدوده نامی برای نوع شیر نگه دارید.
• برای جلوگیری از چسبیدن قرقره، حداقل ماهی یک بار شیرهای بیکار را چرخه بزنید.
• سیم پیچ و آب بندی را در کاربردهای با دمای بالا بیشتر بازرسی کنید.
• روان کننده اضافه نکنید مگر اینکه مشخصات شیر ​​آن را ایجاب کند. بسیاری از شیرهای مدرن از قبل روغن کاری شده اند.
• صدا خفه کن های آسیب دیده را تعویض کنید زیرا مسدود شدن اگزوز می تواند باعث شود سوپاپ مانند یک سوپاپ کوچکتر رفتار کند.

سوالات متداول در مورد شیر برقی پنوماتیک

تفاوت بین شیر برقی 2/2 و 3/2 چیست؟

یک شیر 2/2 دارای دو پورت و دو موقعیت است. به سادگی یک خط هوایی را باز یا بسته می کند. یک شیر 3/2 دارای سه پورت و دو موقعیت است. می تواند هوا را به یک دستگاه برساند و سپس همان خط را تخلیه کند. هنگامی که نیاز به فشار متناوب و هواگیری متناوب یک سیلندر یا محفظه خلبانی دارید، از شیر 3/2 استفاده کنید.

آیا شیر برقی مستقیم با فشار صفر می تواند کار کند؟

بله. دریچه های مستقیم برای جابجایی به حداقل فشار نیاز ندارند. آنها از 0 مگاپاسکال تا فشار نامی خود کار می کنند. این باعث می شود که آنها برای مدارهای کنترل پایلوت و کاربردهای جریان کوچک که ممکن است خط اصلی به طور کامل خاموش شود، مناسب باشند.

چگونه Cv مورد نیاز خود را محاسبه کنم؟

با سوراخ سیلندر، سکته مغزی و زمان چرخه دلخواه شروع کنید. از مصرف هوا در دقیقه و فشار موجود برای یافتن Cv مورد نیاز استفاده کنید. اگر نرم افزار محاسباتی ندارید، از یک قانون ساده استفاده کنید: یک شیر با Cv 20 تا 30 درصد بیشتر از عدد محاسبه شده خود انتخاب کنید، سپس با داده های سازنده سیلندر تأیید کنید.

چرا شیر برقی من بیش از حد گرم می شود؟

شایع ترین دلایل ولتاژ اشتباه، برق رسانی مداوم با سیم پیچی که برای کار متناوب نامگذاری شده است، یا اتلاف حرارت ضعیف در اطراف سیم پیچ است. رتبه سیم پیچ، پایداری ولتاژ تغذیه و چرخه کار برنامه را بررسی کنید.

چه ولتاژی را انتخاب کنم؟

DC24V رایج ترین انتخاب برای ماشین های کنترل شده با PLC است زیرا ایمن، ساده و سازگار با اکثر کنترل کننده ها است. AC110V و AC220V هنوز در مدارهای ساده تر یا پانل های قدیمی استفاده می شوند. ولتاژ را دقیقاً مطابقت دهید، زیرا حتی یک اضافه ولتاژ کوتاه می تواند یک سیم پیچ را بسوزاند.

آیا باید یک شیر معمولی باز یا بسته را انتخاب کنم؟

بر اساس رفتار بی خطری که نیاز دارید انتخاب کنید. اگر حالت بدون انرژی باید جریان هوا را متوقف کند یا سیلندر را جمع کند، از حالت عادی بسته استفاده کنید. اگر حالت بدون انرژی باید جریان هوا را برای جلوگیری از افت فشار یا حفظ خنک‌کننده حفظ کند، از حالت عادی باز استفاده کنید.