I. ning asosiy vazifasiSolenoid klapanlar
Elektromagnit klapan elektro-pnevmatik konversiyaning asosiy komponenti sifatida elektr signallarini pnevmatik signallarga samarali aylantirish mas'uliyatini o'z zimmasiga oladi. Tekshirish yo'riqnomasini olgandan so'ng, solenoid klapan siqilgan havo oqimining yo'nalishini aniq bo'shatishi, to'xtatishi YOKI o'zgartirishi mumkin, shu bilan bir nechta funktsiyalarga erishadi, shu jumladan pnevmatik aktuator komponentining harakat yo'nalishini nazorat qilish, ON / OFF kalit miqdorini boshqarish, VA YOKI / YO'Q / VA mantiqiy nazorat. Har xil turdagi solenoid klapanlar orasida elektromagnit boshqaruv yo'nalishini boshqarish valfi asosiy pozitsiyani egallaydi va hal qiluvchi rol o'ynaydi.
II. Elektromagnit boshqaruv yo'nalishini boshqarish valfining ishlash printsipi
Pnevmatik tizimlarda elektromagnit boshqaruv yo'nalishini boshqarish valfi hal qiluvchi rol o'ynaydi. U havo oqimi kanalining ochilishi va yopilishini nazorat qilish yoki siqilgan havo oqimining yo'nalishini o'zgartirish uchun javobgardir. Uning asosiy ishlash printsipi elektromagnit lasan tomonidan yaratilgan elektromagnit kuchga tayanadi. Bu kuch valf yadrosini almashtirishga harakat qiladi va shu bilan havo oqimini teskari aylantirish maqsadiga erishadi. Elektromagnit boshqaruv qismi yo'nalishni boshqarish valfini bosishning turli usullariga ko'ra, elektromagnit boshqaruv yo'nalishini boshqarish klapanlarini ikki turga bo'lish mumkin: to'g'ridan-to'g'ri{4}}ta'sir qiluvchi va uchuvchi-boshqaruvchi. To'g'ridan-to'g'ri{7}}ta'sir qiluvchi solenoid klapanlar valf yadrosini teskari yo'nalishga aylantirish uchun bevosita elektromagnit kuchdan foydalanadi, uchuvchi{8}}boshqariladigan yo'nalishli nazorat klapanlari esa teskari harakatga erishish uchun elektromagnit uchuvchi valf tomonidan ishlab chiqarilgan uchuvchi havo bosimiga tayanadi.
1-rasmda 3/2 (uch{4}}ikki-holatli) toʻgʻridan-toʻgʻri taʼsir etuvchi solenoid valfning (odatda ochiq turdagi)-oddiy kesma koʻrinishi va uning ishlash printsipi koʻrsatilgan. Bobin quvvatlanganda, statik temir yadro elektromagnit kuch hosil qiladi va bu kuch valf yadrosini yuqoriga siljiydi. Vana yadrosi ko'tarilgach, qistirma ko'tariladi, shuning uchun 2 va 3 portlarni ajratib turganda 1 va 2 portlarni bog'laydi. Ushbu nuqtada valf qabul qilish holatidadir va silindrning harakatini boshqarishi mumkin. Quvvat o'chirilgandan so'ng, valf yadrosi dastlabki holatiga qaytish uchun bahorning tiklash kuchiga tayanadi, ya'ni portlar 2 va 3 ulanganda 1 va 2 portlar uziladi. Shu tarzda, valf egzoz holatida bo'ladi.
2-rasmda 5/2 (beshta{4}}ikki{5}}pozitsiyali) toʻgʻridan-toʻgʻri taʼsir etuvchi solenoid valfning (odatda ochiq turdagi)-oddiy kesma koʻrinishi va uning ishlash printsipi koʻrsatilgan. Dastlabki holatda havo olish 1 va 2 portlar orqali amalga oshiriladi, egzoz esa 4 va 5 portlar orqali amalga oshiriladi. Bobin quvvatlanganda, statik temir yadro elektromagnit kuch hosil qiladi. Bu kuch uchuvchi valfni ishga tushiradi va keyin siqilgan havo havo yo'li orqali valfning uchuvchi pistoniga kirib, pistonning ishga tushishiga olib keladi. Pistonning o'rtasida, muhrlangan dumaloq sirt kanalni ochadi. Bu vaqtda havo 1 va 4-portlardan kiradi, havo esa 2 va 3-portlardan chiqariladi. Quvvat uzilgandan so'ng, uchuvchi klapan asl holatiga qaytish uchun bahorning tiklash kuchiga tayanadi.
Keyinchalik, solenoid klapanning vazifasi haqida gapiraylik. Elektromagnit klapanning vazifasi ikkita raqam bilan ifodalanadi: M va N, bu M-yo'l N-pozitsiyali elektromagnit klapan deb ataladi. Ular orasida "N pozitsiyasi" yo'nalishni boshqarish klapanining o'tish holatini, ya'ni valfning holatini ifodalaydi. Vana pozitsiyalarining soni N qiymatidir. Masalan, ikki{6}}pozitsiyali valfning ikkita joylashish varianti, ya'ni ikkita holati bor. Uch-pozitsiyali valfning uchta joylashuv varianti mavjud, ya'ni uch xil holat mavjud. "M yo'li" havo kirishi, havo chiqishi va egzoz portini o'z ichiga olgan valfning tashqi interfeyslari sonini ko'rsatadi. Yo'llar soni - M qiymati.
Misol sifatida 1-rasmdagi valfni oling. Bu 3/2 to'g'ridan-to'g'ri{4}} ta'sir etuvchi solenoid klapandir, ya'ni valf ikkita pozitsiyaga ega, ya'ni "yoqish" va "o'chirish" holati. Shu bilan birga, u uchta havo portiga ega: 1 - havo kirishi, 2 - havo chiqishi va 3 - egzoz porti.
Solenoid klapan havo yo'lini tahlil qilish
Gaz yo'li diagrammasining chap uchida eng chap tomondagi belgi odatda pastki kamonni ifodalaydi. O'rta qism - vana tanasi bo'lib, u elektromagnit klapan turini aniqlash uchun asosiy ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Masalan, rasmdagi ikkita quti bu A ikki{2}}pozitsiyali elektromagnit klapan ekanligini, A/B/R/P/S esa valf tanasining teshik o'rinlarini, ya'ni besh-vana ekanligini ko'rsatadi. Shuning uchun bu solenoid klapan ikki-pozitsiyali besh-solenoid klapandir. Xuddi shunday, biz bitlar sonini va solenoid klapanning o'tish sonini teshiklar soni va qutilar soni bo'yicha aniqlashimiz mumkin.
Bunga qo'shimcha ravishda, gaz yo'lining diagrammasi elektr o'chirilganda va quvvat yoqilganda gaz yo'lining ishlash yo'nalishlarini ham ko'rsatadi. Quvvat uzilganda, havo yo'li P teshigidan kiradi, A teshigi orqali aktuatorga ta'sir qiladi, so'ngra B teshigidan o'tadi va nihoyat S teshikdan chiqariladi, R teshik esa yopiq qoladi. Quvvat yoqilganda, havo yo'li ham P teshikdan kiradi, lekin bu vaqtda havo B teshigidan chiqariladi, aktuatorga ta'sir qiladi va A teshikdan o'tadi va nihoyat, R teshikdan chiqariladi, S teshik esa yopiq.
3-rasmning o'ng qismi, odatda, elektromagnit klapanlarning ishlashida muhim rol o'ynaydigan rulonlarni yoki uchuvchi kichik valflarni ifodalaydi. Ushbu havo yo'llarining diagrammalarini sharhlash orqali biz elektromagnit klapanning ishlash printsipi va turli sharoitlarda havo yo'lining ishlashini chuqurroq tushunishimiz mumkin.
4-rasmda pnevmatik solenoid klapanning elektr sxematik diagrammasi ko'rsatilgan. Elektr sxematik diagrammasi elektromagnit klapanning ishlash printsipini tushunishning kalitidir. U lasan, kontaktlar va boshqa elektr komponentlar bilan bog'lanish munosabatlarini aniq tasvirlaydi. Elektr sxematik diagrammasini kuzatish orqali biz elektromagnit klapan yoqilganda va o'chirilganda uning elektr o'zgarishlarini chuqurroq tushunishimiz va shu bilan uning ish xususiyatlarini yaxshiroq tushunishimiz mumkin.
Iv. Yagona-Boshqaruv solenoid klapanlari va ikki-boshqaruvchi solenoid klapanlarni tanlash
Yagona elektr bilan boshqariladigan solenoid klapan, uning nomidan ko'rinib turibdiki, faqat bitta lasan bilan jihozlangan. Quvvat yoqilganda, u o'zgaradi va boshqa holatga kiradi. Quvvat uzilganda, u avtomatik ravishda asl holatiga qaytadi. Ushbu ish printsipi 5-rasmda ko'rsatilgan. Bundan farqli o'laroq, er-xotin elektro{4}}boshqariladigan solenoid klapan ikkita bobin bilan jihozlangan. Turli bobinlarning quvvatlangan holatlarini nazorat qilish orqali u bir nechta kalitlarga erisha oladi va 6-rasmda ko'rsatilganidek, quvvat o'chirilgandan keyin ham avvalgi holatini saqlab qolishi mumkin-. Bu funksional farq ularning amaliy ilovalardagi turli tanlovlarini bevosita belgilaydi.
5 va 6-rasmlarda bitta{2}}boshqaruvchi solenoid klapanlar va ikki-boshqaruvchi solenoid klapanlarning ishlash tamoyillari ko‘rsatilgan. Tanlashda, agar valfning teskari aylanish vaqti nisbatan qisqa bo'lsa, uni boshqarish uchun bitta-boshqaruv solenoid klapan kifoya qiladi. Biroq, agar kommutatsiya vaqti uzoq bo'lsa, lasan doimiy ravishda yoqilgan bo'lishi kerak, bu esa uzoq vaqt yoqilganligi sababli batareyaning qizib ketishiga-va hatto yonib ketishiga olib kelishi mumkin. Bunday vaziyatni oldini olish uchun ikki-boshqaruv valfini tanlash mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, elektr quvvati uzilganidan keyin tiklash funktsiyasiga erishish kerak bo'lsa, bitta elektr bilan boshqariladigan solenoid klapan ko'proq mos keladi. Elektr uzilishidan keyin joriy holatni saqlab qolish zarur bo'lsa, ikki-boshqaruv solenoid klapan ko'proq mos keladi.
V. Pilot-boshqariladigan solenoid klapanlar va toʻgʻridan-toʻgʻri-taʼsir etuvchi solenoid klapanlar oʻrtasidagi farqlar va ilovalar
Solenoid klapanlarning turlari orasida uchuvchi{0}}va to'g'ridan-to'g'ri ishlaydigan-ikta keng tarqalgan turi mavjud. Ular ishlash tamoyillari va qo'llash stsenariylarida farqlanadi. Uchuvchi{4}}solenoid klapanlar uchuvchi teshiklar orqali gaz va suyuqlik o'rtasida almashinadi, to'g'ridan-to'g'ri{5}}ta'sir qiluvchi solenoid klapanlar esa valf yadrosi harakatini boshqarish uchun bosim farqlariga tayanadi. Bu farq ikki turdagi solenoid klapanlarning har biri turli sanoat talablariga javob berishda o'z afzalliklariga ega bo'lishiga olib keladi. Masalan, tezkor javob va yuqori sezuvchanlikni talab qiladigan ba'zi holatlarda to'g'ridan-to'g'ri{8}}ta'sir qiluvchi solenoid klapanlar mosroq bo'lishi mumkin. Nozik nazorat va kam energiya sarfi talab qilinadigan holatlarda, uchuvchi{10}}boshqariladigan solenoid klapanlar chekkaga ega bo‘lishi mumkin.
To'g'ridan-to'g'ri{0}}ta'sir qiluvchi solenoid klapanlarning konstruktiv dizayni nisbatan sodda. Ularning ishlash printsipi asosan valf yadrosini harakatga keltirish uchun elektromagnit kuchga tayanadi. Biroq, ushbu dizaynda ikkita asosiy kamchilik mavjud. Birinchidan, elektromagnit kuchga bo'lgan katta talab tufayli elektromagnit bobinning hajmi mos ravishda ortadi, bu esa o'z navbatida energiya sarfini oshiradi. Ikkinchidan, to'g'ridan-to'g'ri{5}}ta'sir qiluvchi solenoid klapanlar bosimga nisbatan sezgir. Bosim ma'lum chegaradan oshib ketganda (odatda 0,7MPA dan yuqori), ko'plab to'g'ridan-to'g'ri{8}}tasir qiluvchi solenoid klapanlar to'g'ri ishlay olmaydi. Bu, asosan, valf yadrosiga ta'sir qiluvchi haddan tashqari yuqori bosim bilan bog'liq bo'lib, elektromagnit kuchning valf yadrosini harakatga keltirishini qiyinlashtiradi. Shunga qaramay, to'g'ridan-to'g'ri{11}}ta'sir qiluvchi solenoid klapanlar ham o'zlarining afzalliklariga ega: oddiy tuzilish, arzon narx va past nosozlik darajasi.
2. Uchuvchi{1}}solenoid klapan mohirona ishlab chiqilgan. U an'anaviy elektromagnit quvvat haydovchisidan voz kechadi va buning o'rniga valf yadrosini harakatga keltirish uchun havo bosimidan foydalanadi. Diametri 4 mm dan ortiq bo'lgan solenoid klapanlar uchun ular odatda uchuvchi valf va asosiy valfdan iborat. Solenoid klapan yoqilgandan so'ng, uchuvchi valf ochiladi va uning chiqish signali orqali asosiy valfning ochilishini boshqaradi. Shunisi e'tiborga loyiqki, asosiy valf aslida pnevmatik boshqaruv klapanidir va uning ishlashi ikkita havo manbalarining muvofiqlashtirilgan harakatini talab qiladi: biri asosiy valf havo manbai, ikkinchisi esa uchuvchi valf havo manbai.
Agar asosiy havo manbai elektromagnit klapanning ichki havo o'tishi orqali uchuvchi valfga havo etkazib bersa, bu dizayn ichki uchuvchi turi deb ataladi. Agar uchuvchi valf asosiy gaz manbasidan mustaqil manbadan gaz bilan ta'minlansa, u tashqi uchuvchi turi deb ataladi. 8-rasmda chap tomonda tashqi uchuvchi{3}}boshqariladigan solenoid klapan namunasi, o‘ng tomonda esa ichki uchuvchi-boshqariladigan solenoid klapanning namunasi ko‘rsatilgan.
Ichki va tashqi sim o'rtasidagi jismoniy taqqoslash quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Ushbu ikki turdagi solenoid klapanlar, ya'ni ichki uchuvchi va tashqi uchuvchi, ko'pincha bir xil tizimda birga mavjud. Odatda, ichki uchuvchi allaqachon ko'p holatlarning ehtiyojlarini qondira oladi. Biroq, ba'zi o'ziga xos sharoitlarda tashqi etakchilik yanada zarur bo'ladi. Masalan, asosiy klapanning gaz manbai bosimi o'zgarib, 0,2MPA dan pastga tushishi mumkin bo'lsa yoki vakuum muhitida bo'lsa, uchuvchi valfning gaz manbasini asosiy valf bilan bo'lishish mumkin emasligi sababli, aks holda bu asosiy valfning ochilmasligiga olib kelishi mumkin. Ushbu nuqtada, uchuvchi valfni quvvatlantirish uchun 0,2MPA dan ortiq bosimga ega bo'lgan mustaqil havo manbai talab qilinadi. Bundan tashqari, havo kirish va chiqish o'rtasidagi bosim farqi sezilarli bo'lsa yoki asosiy havo yo'li bosimi 1MPA dan oshganda, ichki uchuvchi havo yo'li bosimini to'g'ridan-to'g'ri valf yadrosiga yuklash orqali tizimli hajmni oshirishi kerak bo'lishi mumkin. Tashqi uchuvchi elektromagnit klapanni qo'shmasdan, bitta gaz kanalini to'g'ridan-to'g'ri uchuvchi portga kiritish orqali muammoni hal qiladi; faqat havo quvurini qo'shish kerak.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, uchuvchi{0}}solenoid klapanlar kichik elektromagnit boshlar va kam quvvat sarfi kabi afzalliklarga ega. Bu estetik jihatdan yoqimli va o'rnatish joyini tejaydi. Shu bilan birga, u kamroq issiqlik hosil qiladi va ajoyib energiya tejash effektiga ega. Eng muhimi, past issiqlik hosil bo'lishi tufayli, lasanning yonish ehtimoli kamroq va uzoq vaqt davomida quvvat bilan ta'minlanishi mumkin. Bu amaliy dasturlarda ayniqsa muhimdir. Masalan, SMC dan ba'zi elektromagnit klapanlarning quvvati 0,1 Vtgacha pasaytirildi, bu esa haddan tashqari qizib ketmasdan uzluksiz elektr ta'minotini ta'minlaydi. Toʻgʻridan-toʻgʻri taʼsir etuvchi solenoid klapanlarning quvvat diapazoni-4-20Vt boʻlib, nisbatan qisqa quvvat bilan-vaqt. Qolaversa, quvvatni tez-tez yoqish{15}}yoqish uchun xavf tug'diradi. Shu sababli, uzoq vaqt yoki yuqori chastotalarda quvvat manbai zarur bo'lgan hollarda, uchuvchi{17}}solenoid klapanlar afzalroq tanlovga aylanadi. Darhaqiqat, bugungi kunda keng tarqalgan solenoid klapanlarning ko'pchiligi uchuvchi{19}}boshqariladigan dizaynni qabul qilgan. Faqat suyuqlik o'tishiga imkon beruvchi solenoid klapanlar orasida to'g'ridan-to'g'ri ishlaydiganlar hali ham ma'lum bir ulushga ega. Bu, asosan, suyuqlikdagi aralashmalar tor uchuvchi valf kanallarini yopishi mumkinligi bilan bog'liq.
Keyinchalik, uch{0}}o'rinli besh-solenoid klapanlarning uch turini ko'rib chiqamiz: o'rta{2}}muhrlangan, o'rta{3}}ventilyatsiya qilingan va o'rta-bosim, shuningdek, ularning qo'llanilishi. Ushbu turdagi elektromagnit klapan ikkita elektr boshqaruv bobinlarini ishlatadi. Ikkala elektromagnitning hech biri quvvatlanmagan bo'lsa, valf yadrosi har ikki tomondagi kamonlarning muvozanatli surishi ostida o'rta holatda bo'ladi. Shu nuqtada, solenoid klapandagi gaz yo'lining -o'chirilgan holati uning o'ziga xos turini - o'rta muhrlanish, o'rta shamollatish yoki o'rtacha bosimni aniqlaydi. Biz ushbu uch turning tamoyillari va qo'llash stsenariylarini birma-bir tahlil qilamiz.
1.O'rta muhr holatini tahlil qilish: Ikki bobinning hech biri quvvatlanmagan bo'lsa, silindrning old va orqa kameralaridagi bosim bobinlar quvvatsizlangandan so'ng- holatda qoladi va o'zgarmaydi. Shu bilan birga, havo olish va chiqarish portlari ham yopiq. Biroq, bu holatni uzoq vaqt davomida saqlab turish, kichik qochqinlar tufayli asta-sekin muvozanatni yo'qotishiga olib kelishi mumkin. Sxematik diagrammada ko'rsatilgan (10-rasm).
Gazning siqilishi va silindrlar, klapanlar va gaz quvurlari bo'g'inlari kabi pnevmatik qismlar to'liq oqish- bo'lmasligi tufayli silindrni oraliq to'xtash holatida uzoq vaqt barqaror ushlab turish mumkin emas. Vaqt o'tishi bilan bu muvozanatli holat asta-sekin yo'qoladi, natijada silindrning joylashuvi aniqligi pasayadi. Biroq, silindrni joylashtirishning aniqligi yuqori talab qilinmaydigan va to'xtash vaqti nisbatan qisqa bo'lgan ish sharoitlari uchun o'rta{3}} muhrlangan silindrni hali ham foydalanish uchun ko'rib chiqish mumkin.
2. O'rtacha tushirish usuli: Ikkala sariqning hech biri quvvatlanmagan bo'lsa, silindrning old va orqa kameralarida bosim bo'lmaydi va havo olish porti bir vaqtning o'zida yopiq qoladi. Ushbu nuqtada silindrning old va orqa kameralaridagi bosim solenoid klapanning ikkita egzoz porti orqali chiqariladi. Uning ishlash printsipini 11-rasmda ko'rsatish mumkin.
O'rta{0}}yopiq klapan bilan solishtirganda, o'rta{1}}bo'shatish sxemasi dizayni uzoqroq o'rta{2}}to'xtash vaqtini ta'minlaydi. Tsilindr vertikal harakatlanishi kerak bo'lgan stsenariylarda o'rta{4}}to'xtash vaqti nisbatan uzoq, lekin joylashishni aniqlash aniqligi talabi unchalik qattiq emas, o'rta{5}}bo'shatish sxemasi e'tiborga arziydigan tanlovdir.
3. Oʻrtacha bosim holati: Ikki bobinning hech biri quvvatlanmagan boʻlsa, silindrning old va orqa kameralaridagi bosim avvalgi bobin quvvatsizlanganda-gidek qoladi va silindrning old va orqa kameralaridagi bosim qabul qilish uchidagi bosimga mos kelishini taʼminlash uchun doimiy bosim qoʻllaniladi. Ushbu nuqtada, egzoz yopiq bo'lsa, havo olish ochiq bo'ladi. Ishlash printsipi 12-rasmda ko'rsatilgan.
Agar silindrga eksenel tashqi yuk kuchi ta'sir qilmasa, piston muvozanatli holatda qoladi va shu bilan zarba paytida har qanday holatda aniq qoladi. Ushbu sxemaning xarakteristikalari silindrni gorizontal ravishda o'rnatishni talab qiladi. Shuning uchun, yuqori{2}}aniqlikdagi joylashishni aniqlash talab qilinadigan va eksenel tashqi yuk kuchi bo'lmagan ish sharoitida, o'rta{3}}bosimli valfni qo'sh pistonli tsilindr bilan birgalikda ishlatish tavsiya etiladi.
