EN
Čo je synchronný rozdeľovací valec a prečo umožňuje presnú kontrolu objemu v hydraulických systémoch
Tieto valce pracujú v hydraulických systémoch, aby sa zabezpečilo dodanie správneho objemu hydraulického média každému aktuátoru. Toto sa dosahuje rozdeľovaním prietoku na základe posuvu. Čo odlišuje synchronné rozdeľovacie valce od prietokových deličov s tlakovou kompenzáciou, je schopnosť týchto valcov využívať piestové komory na rozdelenie jedného prietoku na viacero rovnakých prietokov. Každá komora sa pripája k výstupnému prietoku a v každom cykle rovnako vytlačuje výstupný prietok, čo znamená, že každý aktuátor pripojený k valcu dostane rovnaký objem hydraulického média bez ohľadu na zaťaženie, proti ktorému pracuje. Tým sa v mnohých aplikáciách eliminuje potreba elektronického riadenia. Synchronné rozdeľovacie valce umožňujú presnú kontrolu polohy, čo je požiadavkou v priemyselnej výrobe. Ak je poloha chybná už o 1 %, môže to viesť k zlyhaniu testovaného alebo vyrábaného systému.
Základný princíp: Rozdelenie toku na základe zdvihu zabezpečuje rovnaké rozdelenie objemu medzi dvoma až ôsmimi valcami.
Základný mechanizmus pozostáva z radu piestov spojených s bežnou hriadeľou. Keď hydraulická kvapalina vstúpi do vstupnej komory, hriadeľ poháňa všetky rozdeľovacie piesty. Každý piest vytlačí predurčený objem kvapaliny do príslušného výstupného prípojného miesta. Ak sú piesty navzájom spojené a majú rovnaké rozmery, potom pri každej otáčke (alebo zdvihu) sa každému výstupnému prípojnému miestu dodá rovnaký objem kvapaliny. Tento dizajn automaticky kompenzuje zmeny tlaku v následných častiach systému. Ak má ktorýkoľvek z valcov vysoký tlak, rozdeľovací piest vygeneruje dodatočný tlak, a kvapalina sa potom presunie do valca, pričom objem zostáva rovnaký. Výsledkom je, že aktuátory v jednotlivých valcoch sa pohybujú synchronne s presnosťou ±0,5 % objemu v dobre vyvážených systémoch. Táto metóda je účinná v širokom rozsahu prietokových rýchlostí, až do 10–150 litrov za minútu, a pre až osem valcov bez významnej kumulatívnej chyby. Tento typ rozdeľovača sa používa v aplikáciách, ako je ťažké zdvíhanie, synchronné zdvíhanie a tvárnenie kovov, kde je kriticky dôležitá presná kontrola a opakovateľné nastavenie polohy.
Prečo sa tlakové kompenzačné rozdeľovače pri nerovnomernom zaťažení porúšajú
Rozdeľovače prietoku riadia prietok uzatváraním a reguláciou veľkosti otvorov pre prietok v závislosti od tlaku v dolných častiach systému. Za podmienok vyváženého zaťaženia sa rozdeľovače prietoku zvyčajne správajú dobre. V prípadoch nerovnomerného zaťaženia, napríklad pri aplikácii mimo stredu lisu, sa rozdeľovač uzavrie otvor smerujúci k valcu s nízkym tlakom a otvorí otvor smerujúci k valcu s vysokým tlakom. Táto reakcia je pomalá a nelineárna, čo má za následok veľmi nerovnomerný prietok do piestov. Táto chyba sa pomerne zväčšuje so zvyšujúcim sa počtom valcov a môže presiahnuť 5 % v štvorvalcových systémoch pri nerovnováhe zaťaženia 30 %. Okrem toho sú tlakové kompenzované rozdeľovače ovplyvnené zmenami viskozity a kontamináciou hydraulického oleja, čo ďalej zníži ich presnosť. Naopak, synchronný rozdeľovací valec kompenzuje vnútorný pomer objemov. To znamená, že ani 50 % nerovnováha zaťaženia nebude ovplyvňovať objemový výstup systému. Pre presnú a opakovateľnú synchronizáciu v mnohých hydraulických systémoch je táto technológia jedinou pasívnou metódou, ktorá umožňuje dosiahnuť chybu nižšiu ako 1 % bez použitia aktívnej elektronickej korekcie.
Dosiahnutie presnosti objemu ±0,5 % pri 2–8 valcoch: Pokyny na inštaláciu a skúšky výkonu
Metóda: Prísne normy pre symetriu potrubia, odvzdušnenie vzduchu a zarovnanie valcov na kontrolu chýb objemu spôsobených parazitnými vplyvmi
Dosiahnutie požadovanej presnosti objemu ±0,5 % vyžaduje, aby sa zohľadnil každý prvok hydraulického okruhu. Prvým krokom je symetria potrubia. Dĺžky a priemery potrubia, ako aj ohyby potrubia medzi rozdeľovacím valcom a jednotlivými aktuátormi, musia byť rovnaké. Ak je rozdiel v dĺžkach 2 %, vyskytnú sa chyby objemu 1 %. Po dosiahnutí symetrie je nutné úplne odvzdušniť všetky potrubia a valce. V potrubiach zachytený vzduch sa pod zaťažením valca stlačí a spôsobí nekonzistentné posuny a zdánlivé straty objemu. Posledným krokom tejto metódy je zarovnanie všetkých závesov a piestov valcov vo vzťahu k montážnym prípravkom s presnosťou do 0,1 mm na každý meter zdvihu. Ak nie sú závesy a piesty valcov správne zarovnané, bočné zaťaženia deformujú tesnenia a menia efektívny výtlak. Tieto tri kroky – symetria, odvzdušnenie a zarovnanie – odstránia mechanické parazitné vplyvy na objemovú presnosť.
Metóda validácie: Testovanie v súlade so štandardom ISO 10770-1 a výsledky z prevádzky ukazujú chybové rozpätie ±0,3 % pri aplikáciách na lisoch so 4 valcami
V rámci overovania výkonu sa prísne dodržiaval štandard ISO 10770-1, pričom sa meraním zisťoval skutočný objem dodávaný každému valcu počas 10 po sebe nasledujúcich zdvihov pri maximálnom menovitom tlaku a prietoku. Systémy boli prijaté, ak dosiahli cieľovú hodnotu objemu s odchýlkou ±0,5 %. V jednej terénnej skúške štvorvalcového lisu dosiahli obvody, ktoré boli nainštalované presne podľa špecifikácie, priemernú chybu ±0,3 %, čo je polovica povolenej tolerancie. Toto je priamym dôsledkom disciplinovanej inštalácie. Väčšina rovnakých obvodov bez takejto disciplinovanej inštalácie vykázala priemernú chybu ±1,2 % v dôsledku nerovnováhy zaťaženia lisu. Z toho vyplýva záver, že ak systém obsahuje komponenty s vysokým výkonom a vysokou presnosťou, takéto komponenty nedosiahnu predpokladanú úroveň výkonu, pokiaľ nebudú nainštalované s rovnakou úrovňou presnosti.
Často kladené otázky
Čo je synchronný rozdeľovací valec?
Synchronný rozdeľovací valec je hydraulický valec, ktorý dodáva rovnaké množstvo kvapaliny viacerým aktuátorom synchronizovaným spôsobom a dokáže kompenzovať rozdiely tlaku bez použitia elektroniky.
Ako zabezpečuje synchronný rozdeľovač presnosť?
Synchronný rozdeľovač využíva mechanické prepojenie piestov na riadenie prietoku. Takýto systém zabezpečuje, že každému výstupnému prípojnému bodu rozdeľovača sa dodá rovnaké množstvo kvapaliny bez ohľadu na tlaky v dolných častiach systému.
Aké sú výhody oproti tlakovým kompenzátorom prietoku?
Synchronné rozdeľovacie valce zabezpečujú objemovú chybu pod 1 % a sú úplne nezávislé od nerovnováhy zaťaženia, viskozity oleja a elektronických korekcií v porovnaní s tlakovými kompenzátormi prietoku.
Aké sú najlepšie postupy pri inštalácii?
Na dosiahnutie maximálnej presnosti pomocou synchronného rozdeľovača je potrebné uplatniť symetriu potrubia, obvod je potrebné vypustiť z vzduchu a valce je potrebné zarovnať, aby sa eliminovali mechanické chyby.
Ako sa určuje presnosť?
Skúška v súlade so štandardom ISO 10770-1 posudzuje objem kvapaliny dodanej jednotlivým valcom, aby sa zistilo, či sa nachádza v rámci cieľovej hodnoty s chybovou toleranciou ± 0,5 %.
