Co to jest pneumatyczny zawór elektromagnetyczny i pierwsza decyzja, którą musisz podjąć
Pneumatyczny zawór elektromagnetyczny to elektromechaniczny zawór kierunkowy, który wykorzystuje cewkę elektryczną do otwierania, zamykania lub przekierowywania sprężonego powietrza. Najbardziej bezpośrednią odpowiedzią w przypadku większości projektów automatyki jest: najpierw wybierz funkcję zaworu, następnie wielkość przepływu, następnie napięcie i sposób montażu.
Jeśli sterujesz cylindrem dwustronnego działania, a Zawór 5/2 sterowany pilotem jest konwencjonalnym punktem wyjścia. Jeśli sterujesz cylindrem jednostronnego działania, a Zawór 3/2 zwykle wystarczy. Jeżeli potrzebujesz jedynie zablokować lub wypuścić powietrze, a Zawór 2/2 wykona tę pracę.
Praktyczny proces doboru składa się z trzech etapów: zdefiniowania funkcji zaworu, obliczenia wymaganego przepływu oraz dopasowania warunków elektrycznych i instalacyjnych. W poniższych sekcjach szczegółowo opisano każdy krok, podając konkretne punkty techniczne, które odróżniają niezawodną maszynę od chronicznych problemów z konserwacją.
Jak działa pneumatyczny zawór elektromagnetyczny?
Zasada działania jest prosta: cewka elektryczna wytwarza pole magnetyczne, pole magnetyczne porusza tłok lub zworę, a ruch ten przesuwa suwak lub grzybek wewnątrz korpusu zaworu. Przesunięty element łączy różne porty, dzięki czemu powietrze może przepływać w jednym lub drugim kierunku.
- Cewka – przetwarza energię elektryczną na siłę magnetyczną.
- Tłok lub zwora – porusza się w odpowiedzi na pole magnetyczne.
- Rdzeń rurowy – prowadzi i chroni część ruchomą.
- Wiosna powrotna – przywraca zawór do normalnego położenia po odłączeniu zasilania.
- Szpula lub grzybek – zmienia połączenia pomiędzy portami.
- Korpus zaworu – zawiera otwory wlotowe, wylotowe i wylotowe.
- Uszczelki i siedzisko – oddzielać kanały wewnętrzne i kontrolować wycieki.
Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania
Zawory bezpośredniego działania nie wymagają minimalnego ciśnienia roboczego. Cewka musi być wystarczająco mocna, aby poruszyć szpulę lub grzybek wbrew sprężynie powrotnej i ciśnieniu w układzie. Ponieważ siła magnetyczna jest ograniczona, zawory bezpośredniego działania są zwykle stosowane w przypadku małych przepływów i małych rozmiarów portów. Dobrze sprawdzają się w przypadku cylindrów jednostronnego działania, obwodów sterowania pilotem i zastosowań z przedmuchem powietrza. W przypadku usług o niskim przepływie, które wymagają niezawodnego przełączania z ciśnienia zerowego, Zawór gniazdowy bezpośredniego działania CKT VT307. Trójdrogowy zawór elektromagnetyczny jest typowym przykładem.
Zawór gniazdowy bezpośredniego działania serii VT307 Dostawcy 3-drogowych zaworów elektromagnetycznych, OEM/ODM Fa CKT Pneumatic to hurtownia w Chinach, dostawca 3-drogowych zaworów elektromagnetycznych z zaworem gniazdowym bezpośredniego działania serii VT307 i fabryka OEM/ODM, seria VT307... Zobacz produkt → Zawory elektromagnetyczne sterowane pilotem
Zawory sterowane pilotem wykorzystują mały elektromagnes do kierowania powietrza na jeden koniec większej szpuli. Następnie ciśnienie powietrza porusza szpulę. Konstrukcja ta jest wydajna, ponieważ cewka może pozostać mała, podczas gdy zawór obsługuje duży przepływ. Kompromis polega na tym, że zawory sterowane pilotem wymagają minimalnego ciśnienia, zwykle ok 0,1 do 0,15 MPa , aby zmieniać niezawodnie. W przypadku typowego powietrza fabrycznego o ciśnieniu od 0,4 do 0,8 MPa, zawór 5/2 sterowany pilotem, taki jak 5-drogowy zawór elektromagnetyczny sterowany pilotem serii CKT 4V to standardowy element konstrukcyjny sterowania siłownikiem dwustronnego działania.
Dostawcy 5-drogowych zaworów elektromagnetycznych sterowanych pilotem serii 4V, fabryka OEM/ODM - Zheji CKT Pneumatic to hurtowi dostawcy 5-drogowych zaworów elektromagnetycznych sterowanych pilotem serii 4V i fabryka OEM/ODM, sterowane pilotowo zawory elektromagnetyczne serii 4V ... Zobacz produkt → Typy pneumatycznych zaworów elektromagnetycznych: objaśnienie konfiguracji portów
Pneumatyczne elektrozawory są zwykle opisywane dwiema liczbami: liczbą przyłączy roboczych i liczbą położeń. Zawór 3/2 ma trzy porty i dwie pozycje; zawór 5/2 ma pięć portów i dwie pozycje. Pierwsza liczba jest ważniejsza podczas planowania obwodu, ponieważ określa sposób dostarczania i odprowadzania sprężonego powietrza.
Zawory 2/2-drogowe
Zawory dwuportowe i dwupozycyjne są zasadniczo zaworami włączającymi/wyłączającymi powietrze. Stosuje się je za jednostką przygotowania powietrza, wewnątrz obwodów próżniowych lub wszędzie tam, gdzie trzeba po prostu otworzyć lub zamknąć linię. Ponieważ zawór musi przerwać tylko jedną linię, konstrukcja jest zwarta. W przypadku małych linii, 2-drogowy zawór elektromagnetyczny bezpośredniego działania CKT 2V025 jest reprezentatywną opcją, powszechnie dostarczaną w konfiguracji normalnie zamkniętej.
Dostawcy 2-drogowych zaworów elektromagnetycznych bezpośredniego działania serii 2V025, fabryka OEM / ODM - Zhe CKT Pneumatic to hurtowi dostawcy 2-kierunkowych zaworów elektromagnetycznych bezpośredniego działania serii 2V025 w Chinach i fabryka OEM/ODM. Seria 2V025 to ... Zobacz produkt → Zawory 3/2-drogowe
Trzy przyłącza i dwie pozycje sprawiają, że jest to klasyczny zawór do cylindrów jednostronnego działania. Port 1 to zasilanie, port 2 idzie do cylindra, a port 3 to wylot. W normalnie zamkniętym zaworze 3/2 pobudzenie cewki powoduje przesłanie powietrza z portu 1 do portu 2; odłączanie zasilania wylotów z portu 2 do portu 3. Zawory trójdrogowe są również używane do sterowania większymi zaworami, obsługi generatorów podciśnienia i wydmuchiwania części.
Zawory 5/2-drogowe
Pięć portów i dwie pozycje to standardowy wybór w przypadku cylindrów dwustronnego działania. Zawór ma jeden króciec zasilający, dwa króćce cylindra i dwa króćce wylotowe. W jednej pozycji zasilanie jest podłączone do pierwszego przyłącza butli, a drugie przyłącze butli jest wyczerpane; w drugim położeniu zasilanie zostaje przełączone na drugie przyłącze cylindra, a pierwsze przyłącze jest wyczerpane. To naprzemienne połączenie wysuwa i cofa tłoczysko cylindra.
Zawory 5/3-drogowe
Zawory pięcioportowe i trójpozycyjne dodają położenie środkowe do zaworu 5/2. Położenie środkowe może być środkiem zamkniętym, środkiem wydechowym lub środkiem ciśnieniowym. Zamknięty środek jest popularny do pewnego zatrzymania cylindra w położeniu pośrednim; centrum wydechowe umożliwia unoszenie się cylindra; centrum ciśnieniowe utrzymuje ciśnienie w obu portach. Typ środkowy zmienia zachowanie cylindra, gdy oba elektromagnesy są odłączone od zasilania.
| Konfiguracja | Porty | Pozycje | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|
| 2/2 | 2 | 2 | Proste włączanie/wyłączanie dopływu powietrza, przełączanie próżni |
| 3/2 | 3 | 2 | Cylindry jednostronnego działania, zawory pilotowe |
| 5/2 | 5 | 2 | Cylindry dwustronnego działania |
| 5/3 | 5 | 3 | Cylindry dwustronnego działania with intermediate stop |
Działanie bezpośrednie a sterowanie pilotem: porównanie praktyczne
Wybór pomiędzy zaworami bezpośredniego działania a zaworami sterowanymi pilotem nie dotyczy jakości; chodzi o kopertę operacyjną. Zawory bezpośredniego działania działają przy zerowym ciśnieniu, ale mają mniejszą przepustowość. Zawory sterowane pilotem mogą obsługiwać większy przepływ przy mniejszej cewce, ale wymagają minimalnego ciśnienia. Poniższa tabela podsumowuje różnicę w sposobie, w jaki projektant maszyn powinien o nich myśleć.
| Kryterium | Aktorstwo bezpośrednie | Obsługiwany pilotem |
|---|---|---|
| Minimalne ciśnienie | 0 MPa | Zwykle od 0,1 do 0,15 MPa |
| Cewka force needed | Wyższa w stosunku do wydajności przepływu | Niższy, ponieważ powietrze pomaga w zmianie biegów |
| Wydajność przepływu | Niższa dla danego rozmiaru ciała | Wyższa dla danego rozmiaru ciała |
| Typowy rozmiar portu | 1/8 do 1/4 cala | 1/4 do 3/8 cala i większe |
| Najlepiej nadaje się do | Obwody pilotowe, małe cylindry, obsługa niskiego przepływu | Zasilanie głównego siłownika, systemy wysokocyklowe |
W praktyce większość maszyn produkcyjnych wykorzystuje zawory sterowane pilotem do zasilania głównego cylindra, ponieważ zapotrzebowanie na przepływ jest zbyt wysokie dla zaworu bezpośredniego działania o tej samej wielkości przyłącza. Zawory bezpośredniego działania są następnie wykorzystywane do sterowania pilotowego lub do zastosowań, w których może zostać odcięty dopływ powietrza.
Normalnie zamknięty, normalnie otwarty czy bistabilny?
Domyślny stan zaworu elektromagnetycznego określa, co się stanie, gdy cewka zostanie pozbawiona zasilania. Jest to decyzja w równym stopniu związana z bezpieczeństwem, jak i funkcjonalna, ponieważ położenie zaworu po utracie zasilania może zatrzymać ruch, uwolnić ciśnienie lub utrzymać ciągłość procesu.
Zawory normalnie zamknięte
W normalnie zamkniętym zaworze otwór zasilający jest zablokowany, gdy cewka jest wyłączona. Powszechnym zastosowaniem jest cylinder jednostronnego działania: po odłączeniu zasilania powietrze z cylindra jest usuwane, a cylinder powraca do położenia sprężynowego. Jest to zazwyczaj najbezpieczniejszy wybór w przypadku urządzeń do podnoszenia lub mocowania w pionie.
Normalnie otwarte zawory
W normalnie otwartym zaworze zasilanie przepływa przez zawór, gdy cewka jest wyłączona. Jest to przydatne, gdy przepływ powietrza chłodzącego lub dopływ smaru musi być kontynuowany, chyba że maszyna zostanie celowo zatrzymana. Może być również używany jako zawór zrzutowy, który pozostaje otwarty w stanie spoczynku.
Zawory bistabilne lub zatrzaskowe
Zawór bistabilny ma dwa stany stabilne i utrzymuje swoją ostatnią pozycję bez ciągłego zasilania cewki. Zużywa mniej energii i działa chłodniej, ponieważ cewka jest zasilana tylko podczas przełączania. Ograniczeniem jest to, że nie ma zdefiniowanej pozycji bezpiecznej, więc system sterowania musi jawnie obsługiwać stan utraty zasilania.
Najważniejsze dane techniczne, które należy sprawdzić przed zakupem
Zawór elektromagnetyczny może wyglądać identycznie, a działać zupełnie inaczej. Poniższa tabela specyfikacji zawiera minimalną listę kontrolną, którą należy sprawdzić przed zamówieniem zaworu do nowej maszyny.
| Specyfikacja | Dlaczego to ma znaczenie | Typowy zasięg |
|---|---|---|
| Rozmiar portu | Definiuje połączenie armatury i ogranicza maksymalny przepływ. | Gwinty 1/8, 1/4, 3/8, 1/2 cala PT, NPT lub G |
| Współczynnik przepływu Cv | Wskazuje, ile powietrza może przepuścić zawór; wyższa wartość Cv pozwala na szybszy ruch cylindra. | 0,2 do 3,0 dla większości zaworów elektromagnetycznych |
| Ciśnienie robocze | Zawory bezpośredniego działania często zaczynają się od 0 MPa; zawory sterowane pilotem wymagają minimalnego ciśnienia. | 0 do 1,0 MPa bezpośrednie; Pilot 0,15 do 0,9 MPa |
| Napięcie zasilania | Musi pasować do wyjścia PLC, przekaźnika lub źródła zasilania. | DC24V, AC110V, AC220V |
| Zużycie energii | Wpływa na wzrost temperatury i na to, czy karta PLC może bezpośrednio sterować zaworem. | 2 do 5 W dla małych zaworów przemysłowych |
| Czas reakcji | Wpływa na czas cyklu i synchronizację w maszynach o dużej prędkości. | 10 do 50 ms w zależności od wielkości zaworu |
| Zakres temperatur | Uszczelki i materiały cewki wyznaczają granicę roboczą. | typowo 0 do 60°C; warianty specjalne poszerzają asortyment |
| Ocena obudowy | Chroni cewkę przed kurzem i rozpryskami wody. | IP65 dla środowisk wilgotnych |
Spośród tych specyfikacji Cv to parametr, którego inżynierowie najczęściej nie doceniają. Mały zawór 3/2 może mieć Cv około 0,3, co jest w porządku w przypadku cylindra o małej średnicy, ale jest zbyt małe dla cylindra o średnicy 63 mm poruszającego się z dużą prędkością. Jako przybliżoną zasadę doboru należy wybrać zawór o wartości przynajmniej Cv 20-30 procent wyżej niż obliczone zapotrzebowanie; pozostawia to margines na straty w przewodach, armaturę i starzejące się uszczelki. Obliczenia opierają się na objętości cylindra i wymaganej prędkości skoku i należy je zweryfikować z danymi producenta cylindra.
Problemy z instalacją są często spowodowane niedopasowanym ciśnieniem i złym dopasowaniem uszczelek. Aby uzyskać głębsze spojrzenie na interakcję połączeń portów i materiałów uszczelnień, możesz przeczytać to przegląd techniczny dopasowania ciśnienia i uszczelnienia instalacji .
Style montażu: Inline, Rozgałęźnik i Podstawa
Montaż liniowy
Montaż liniowy oznacza, że zawór jest instalowany bezpośrednio w przewodzie powietrznym, zwykle za pomocą złączek rurowych na każdym porcie. Wymiana jest prosta i łatwa do zrozumienia. Jest to dobry wybór w przypadku maszyn z jednym lub dwoma cylindrami lub do prac modernizacyjnych, gdzie przestrzeń nie jest krytyczna.
Montaż kolektora
Montaż na kolektorze umożliwia umieszczenie kilku zaworów na wspólnej podstawie ze wspólnymi galeriami zasilania i wylotu. Zmniejsza ilość rurek, sprawia, że okablowanie jest czystsze i upraszcza rozwiązywanie problemów. Większość rodzin zaworów elektromagnetycznych 5/2 oferuje płyty przyłączeniowe dla dwóch, czterech, sześciu lub większej liczby stacji. Zanim zdecydujesz się na układ zblocza, sprawdź, czy potrzebna seria zaworów jest dostępna w wersji do montażu na zbloczu; możesz zacząć od zapoznania się z asortymentem elementów sterowania pneumatycznego w Katalog produktów CKT .
Montaż na podstawie lub modułowy
Montaż na płycie przyłączeniowej oddziela korpus zaworu od podstawy. Zawór można zdemontować bez naruszania rurociągu. Jest to powszechne w przypadku większych zaworów i zastosowań wymagających dużej konserwacji, gdzie ważna jest szybka wymiana.
Wybór oparty na aplikacji i praktyczna lista kontrolna
Cylinder jednostronnego działania
W przypadku cylindra jednostronnego działania należy zastosować zawór 3/2. Jeśli cylinder jest wyposażony w sprężynę powrotną, wybierz zawór normalnie zamknięty, jeśli chcesz, aby cylinder cofnął się po odłączeniu zasilania. Jeśli prędkość skoku ma być kontrolowana w jednym kierunku, należy dodać zawór regulacji prędkości na porcie cylindra.
Cylinder dwustronnego działania
W przypadku cylindra dwustronnego działania należy zastosować zawór 5/2. Jeśli chcesz zatrzymać cylinder w położeniu pośrednim, użyj zaworu 5/3 z zamkniętym środkiem. W przypadku długich skoków lub dużej liczby cykli wybierz większą wartość Cv i sprawdź czas reakcji. Weź również pod uwagę równowagę sił na obu otworach cylindra, ponieważ nierówne ciśnienie może powodować dryf.
Obsługa próżni
Wiele systemów próżniowych wykorzystuje zawór elektromagnetyczny 3/2 lub 2/2 tuż przed generatorem podciśnienia do włączania i wyłączania podciśnienia. Aby zwolnić obrabiany przedmiot, zawór szybkiego odpowietrzenia lub podciśnieniowy zawór bezpieczeństwa umożliwia szybsze zwolnienie części. Rozmiar elektrozaworu nie musi być duży, ponieważ generator podciśnienia obsługuje przepływ; jedynie przepływ pilota do zwężki Venturiego wymaga przełączania. W tym przypadku szczególnie przydatne są małe zawory bezpośredniego działania.
Producent posiadający długą historię dotyczącą zaworów elektromagnetycznych może uprościć ten proces wyboru. Firma CKT Pneumatic, która rozpoczęła działalność od elektrozaworów 4 V w 2002 roku i od tego czasu rozszerzyła swoją działalność na szeroką gamę produkowanych wewnętrznie komponentów pneumatycznych, jest jednym z przykładów dostawcy z praktyczną historią inżynierii w tej dziedzinie.
Kiedy będziesz gotowy do złożenia zamówienia, skorzystaj z poniższej listy kontrolnej:
- Zdefiniuj typ siłownika: jednostronnego działania, dwustronnego działania, pilot lub próżniowy.
- Oblicz lub oszacuj wymagany przepływ i przelicz go na minimalną wartość Cv.
- Wybierz konfigurację portu: 2/2, 3/2, 5/2 lub 5/3.
- Wybierz napięcie robocze i sprawdź, czy sterownik PLC może dostarczać prąd rozruchowy i podtrzymujący.
- Sprawdź zakres ciśnienia roboczego względem minimalnego ciśnienia pilota.
- Wybierz sposób montażu: wbudowany, rozdzielacz lub podstawa.
- Potwierdzić temperaturę otoczenia i zgodność materiału uszczelnienia.
- Sprawdź parametry obudowy, jeśli zawór znajduje się w pobliżu miejsc zanieczyszczonych wodą lub zapylonych.
Rozwiązywanie problemów i konserwacja
Typowe błędy i poprawki
| Objaw | Prawdopodobna przyczyna | Praktyczna poprawka |
|---|---|---|
| Zawór się nie przesuwa | Brak ciśnienia pilota; szpula utknęła | Sprawdź ciśnienie zasilania i pilota; czysta szpula |
| Cewka overheats | Niewłaściwe napięcie; obowiązek ciągły | Dopasuj napięcie; zmniejszyć obciążenie lub poprawić chłodzenie |
| Cylinder pełza | Wyciek wewnętrzny; zużycie uszczelki | Wymień uszczelki lub zawór |
| Brzęczący dźwięk | Luźny rdzeń; Szczelina powietrzna cewki AC | Dokręcić mocowanie; wymienić cewkę, jeśli jest uszkodzona |
| Powolne uruchamianie | Niskie CV; zatkany tłumik lub wydech | Sprawdź CV; oczyścić tłumik wydechowy i przewody rurowe |
Wskazówki dotyczące konserwacji zapobiegawczej
- Utrzymuj sprężone powietrze w czystości i suchości oraz regularnie sprawdzaj filtr powietrza.
- Utrzymuj ciśnienie wlotowe w zakresie znamionowym dla danego typu zaworu.
- Co najmniej raz w miesiącu przełączaj zawory biegu jałowego, aby zapobiec zakleszczaniu się suwaka.
- W zastosowaniach wysokotemperaturowych częściej sprawdzaj cewkę i uszczelki.
- Nie dodawać smaru, chyba że wymaga tego specyfikacja zaworu; wiele nowoczesnych zaworów jest wstępnie nasmarowanych.
- Wymień uszkodzone tłumiki, ponieważ zatkany wydech może spowodować, że zawór będzie zachowywał się jak mniejszy.
Często zadawane pytania dotyczące pneumatycznych zaworów elektromagnetycznych
Jaka jest różnica między zaworem elektromagnetycznym 2/2 i 3/2?
Zawór 2/2 ma dwa przyłącza i dwie pozycje; po prostu otwiera lub zamyka jedną linię powietrzną. Zawór 3/2 ma trzy porty i dwie pozycje; może dostarczać powietrze do urządzenia, a następnie wypuszczać tę samą linię. Zaworu 3/2 należy używać, gdy konieczne jest naprzemienne zwiększanie ciśnienia i odpowietrzanie cylindra lub komory pilotowej.
Czy zawór elektromagnetyczny bezpośredniego działania może działać przy zerowym ciśnieniu?
Tak. Zawory bezpośredniego działania nie wymagają minimalnego ciśnienia do przesunięcia; pracują od 0 MPa do ciśnienia znamionowego. Dzięki temu nadają się do obwodów sterowania pilotowego i zastosowań o małym przepływie, gdzie główna linia może zostać całkowicie odcięta.
Jak obliczyć potrzebne CV?
Zacznij od średnicy cylindra, skoku i żądanego czasu cyklu. Użyj zużycia powietrza na minutę i dostępnego ciśnienia, aby znaleźć wymagane Cv. Jeśli nie masz oprogramowania obliczeniowego, zastosuj prostą zasadę: wybierz zawór o Cv o 20 do 30 procent wyższym od obliczonej wartości, a następnie sprawdź dane producenta butli.
Dlaczego mój zawór elektromagnetyczny się przegrzewa?
Najczęstszymi przyczynami są nieprawidłowe napięcie, ciągłe zasilanie cewki przystosowanej do pracy przerywanej lub słabe odprowadzanie ciepła wokół cewki. Sprawdź parametry cewki, stabilność napięcia zasilania i cykl pracy aplikacji.
Jakie napięcie wybrać?
DC24V jest najczęstszym wyborem dla maszyn sterowanych PLC, ponieważ jest bezpieczny, prosty i kompatybilny z większością sterowników. AC110V i AC220V są nadal używane w prostszych obwodach lub starszych panelach. Dopasuj dokładnie napięcie, ponieważ nawet krótkie przepięcie może spalić cewkę.
Czy powinienem wybrać zawór normalnie otwarty czy normalnie zamknięty?
Wybierz w oparciu o potrzebne zachowanie odporne na awarie. Jeśli stan bez zasilania musi zatrzymać przepływ powietrza lub wycofać cylinder, użyj normalnie zamkniętego. Jeśli w stanie bez zasilania musi być zapewniony przepływ powietrza, aby zapobiec utracie ciśnienia lub utrzymać chłodzenie, należy zastosować zawór normalnie otwarty.
