Zirkuitu hidrauliko eskema bat irekitzen duzunean eta geziak zuzentzen dituzten lerro kurbatu horiek ikusten dituzunean, fluxua kontrolatzeko balbulei begiratzen ari zara. Ikur hauek sinpleak dirudite, baina zehatz-mehatz esaten dizute nola kontrolatzen duen makina batek abiadura, energia kudeatzen eta osagai garestiak nola babesten dituen. Fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagrama ez da marrazki bat bakarrik. Lengoaia bat da, zulagailu batek aurrerapausoan txateatzen den ala ez, hondeamakinaren besoa kargapean noraezean joango den edo sistema batek petrolio depositua berotzen energia xahutuko duen ala ez.
Fluxuaren Kontrolaren Fisika
Fluxua kontrolatzeko balbulek olioak igarotzen duen irekidura baten tamaina aldatuz funtzionatzen dute, ingeniariek throttling orifizioa deitzen dutena. Murrizketa honek minutuko zenbat fluido pasa daitekeen aldatzen du, eta horrek zuzenean kontrolatzen du zilindro-hastaka zein azkar mugitzen den edo motor hidrauliko batek zenbat bira egiten duen. Erlazioak lege fisiko zehatz bati jarraitzen dio: Q emari-abiadura isurketa-koefizientea bider orifizioaren azalera bider presio-diferentziaren erro karratua fluidoaren dentsitateaz zatituta:
Erro karratuaren erlazio honek esan nahi du presio-diferentzia bikoizteak fluxua ehuneko 40 inguru handitzen duela, ez ehuneko 100ean.
Balbula hauen diagrama-sinboloek ISO 1219-1 araua jarraitzen dute, mundu osoko industria ingeniariek sistema hidraulikoak dokumentatzeko erabiltzen dutena. Diagrama hauek irakurtzen ikasteak balbula gorputz baten barruan eserita dagoen hardware fisikoan lerro, gezi eta forma geometriko bakoitzak zer adierazten duen ulertzea esan nahi du.
ISO 1219-1 sinboloen osagaiak deskodetzea
Fluxua kontrolatzeko balbula hidraulikoen diagrametan oinarrizko balbula bat elkarren aurrean dauden bi lerro kurbatu gisa agertzen da, fluidoarentzat pasabide estu bat sortuz. Aurkako arku hauek fluxu-murrizketa adierazten dute. Gezi diagonal bat ikur horretatik pasatzen ikusten duzunean, balbula erregulagarria dela esan nahi du. Norbaitek botoi bat biratu edo torloju bat egokitu dezake balbula zenbat irekitzen den aldatzeko. Gezirik ez badago, instalatu ondoren egokitu ezin den zulo finko bati begira ari zara.
Norabidea oso garrantzitsua da diagrama hauetan. Kontrol-balbularen sinboloak V formako eserleku batean eserita dagoen bola baten itxura du. Baloiaren kontra jariatzen denean, hertsi ixten du. Jariakinak alderantziz isurtzen direnean, baloia bere eserlekutik bultzatzen du eta aske isurtzen du. Fluxua kontrolatzeko aplikazio askok norabide bakarrean abiadura kontrolatzea besterik ez dute behar. Esate baterako, mekanizazio-mahai batek motela behar du ebaketara sartzeko, baina azkar itzuli behar du. Hor sartzen da noranzko bakarreko balbula.
Fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagrama batean, norabide bakarreko throttle batek kontrol-balbula paraleloaren ikurra konbinatzen du. Bi osagaiak elkarren ondoan egoten dira, sarritan marradun kutxa batean itxita balbula gorputz fisiko batean sartuta daudela erakutsiz. Norabide bakarrean isurtzen den olioa moteldu egiten da eta eragilea moteltzen du. Kontrako noranzkoan isurtzen den olioak kontrol-balbula irekitzen du eta gasa erabat saihesten du, itzulerako mugimendu azkarra ahalbidetuz, presio jaitsiera minimoarekin.
Presio konpentsatutako emaria kontrolatzeko balbulek beste sinbolo elementu bat gehitzen dute: sarrerako lerroan gora begira dagoen gezi bertikal txiki bat. Gezi honek esaten dizu balbulak eskuzko akatsarekin seriean eraikitako presio erregulatzaile automatiko bat duela. Presio-konpentsadoreak presio-jaitsiera konstantea mantentzen du karga-aldaketak gorabehera. Ezaugarri hori gabe, zilindro batek karga astun baten aurka bultzatzen duenean, atzealdeko presioak areagotutako presio-diferentzia murrizten du abiaduraren zehar, eta horrek automatikoki moteldu egiten du mugimendua, nahiz eta abiaduraren ezarpena aldatu ez izan. Konpentsazio-mekanismoak arazo hau konpontzen du, bai gorako eta bai beherako presioak hautemateko eta barruko balbula-elementu bat automatikoki doituz presio-jaitsiera zehazki 0,5 eta 1,0 MPa-n mantentzeko.
Tenperatura-konpentsazio-ikurrak gutxiago agertzen dira baina doitasun-aplikazioetarako balio dute. Zirkulu txiki baten edo termometroaren ikono batek abiaduraren sinboloaren ondoan adierazten du balbulak ertz zorrotzeko zuloaren diseinua erabiltzen duela, pasabide luze eta estu bat baino. Ertz zorrotzek fluxu nahasia sortzen dute, non isurketa koefizientea nahiko egonkorra den biskositatea aldatu arren. Funtzionamenduan olio hidraulikoa berotzen denean, bere biskositatea modu esponentzialean jaisten da. Fluxu laminarraren baldintzetan funtzionatzen duten pasabide luze eta meheetan, biskositate-aldaketa horrek nabarmen eragiten du emari-mailari Hagen-Poiseuille legearen arabera. Ertz zorrotzeko zulo batek tenperaturaren sentsibilitate hori gutxitzen du, ingeniariek tenperatura konpentsazioa deitzen dutena.
Fluxua Kontrolatzeko Balbulen Kategoria Nagusiak
Fluxu hidraulikoen kontrol-balbulen diagramek oinarrizko hiru balbula-familia erakusten dituzte, bakoitza sinbolo-ezaugarri eta funtzionamendu-printzipio ezberdinekin.
The Simple Throttle Balbula
Balbula sinpleak diseinu oinarrizkoena adierazten du. Bere diagrama-sinboloak muga erregulagarria soilik erakusten du osagai gehigarririk gabe. Fisikoki, balbula honek orratz-itxurako bobina bat erabiltzen du normalean ertz zorrotzeko eserleku baten aurka eserita dagoen angelu oso txiki batekin. Doikuntza helduleku bat biratzeak orratza axialki mugitzen du hari fin batean zehar, eraztun-fluxuaren eremuan aldaketa zehatzak sortuz. Balbula hauek gutxiago kostatzen dute eta espazio minimoa hartzen dute, baina haien emaria aldatzen da sistemaren presioa aldatzen denean edo olioaren tenperatura aldatzen den bakoitzean. Onargarria da karga konstante mantentzen den aplikazioetarako, hala nola artezteko gurpilen trakzioa edo uhal garraiatzailea, baina ezin dute abiadura egonkorra mantendu karga-baldintza desberdinetan.
Presio Konpentsatutako Balbulak
Presio-konpentsatutako balbulak, konpentsazioarekin edo fluxu-erregulagailuak dituzten emaria kontrolatzeko balbulak ere deitzen direnak, presio-sentsorearen gezi-ikur bereizgarri hori duten diagrametan agertzen dira. Balbula-gorputzaren barruan bi murrizketa daude seriean: eskuz erregula daitekeen gasa eta presio erregulatzaile automatikoa. Erregulagailua malguki kargatutako bobina batez osatuta dago, presioa hautematen duena eskuzko abiaduraren aurretik eta ondoren. Karga handitzen denean eta beheranzko presioa igotzen denean, gasaren presio diferentziala murrizten saiatzen da. Konpentsatzeko bobinak berehala erantzuten du gehiago irekiz, bere murrizketa murriztuz, eta horrek ur gaineko presioa nahikoa igotzera behartzen du jatorrizko presio-jaitsiera eskuzko abiaduran zehar leheneratzeko. Hau etengabe eta automatikoki gertatzen da sistemak funtzionatzen duen bitartean.
Konpentsatzailearen bobinaren indar-balantzeak autodoikuntza-jokabide hau sortzen du. Malgukiaren indarrak bobina posizio itxirantz bultzatzen du. Beheko presioak (karga-presioa) ere itxiera bultzatzen du. Ur gaineko presioak irekiera bultzatzen du. Orekan, gorako presioa ibaian beherako presioa gehi malguki-indarra bobinaren azalera eraginkorra zatitzen du. Balbula diseinuan malguki kontu handiz hautatzean, fabrikatzaileek konpentsatutako presio-jaitsiera balio zehatz batean ezartzen dute, normalean 0,5 MPa balbula txikientzat 1,0 MPa arte balbula industrial handientzat. Presio-jaitsiera hori konstante mantentzen denez karga edozein dela ere, eta gasaren eremua eskuz ezarri eta finkatuta dagoenez, emaria kargaren independentea bihurtzen da. Hondeamakinaren boom-a abiadura berean luzatuko da kubeta hutsik dagoen edo bi tona zikinkeria daramatzaten.
Lehentasunezko balbulak
Lehentasunezko balbulak fluxua kontrolatzeko balbula hidraulikoen diagrametan agertzen dira udaberri-alborapenezko bobina duen kaxa angeluzuzen gisa, P (ponpa), CF (emari konstantea edo lehentasuna) eta EF (gehiegizko emaria edo saihesbidea) etiketatutako hiru ataka dituena. Balbula hauek bermatzen dute funtzio kritikoek behar duten fluxua jasotzen dutela lehenik eta behin kritiko ez diren zirkuituak elikatu aurretik. Aplikazio klasikoa gurpil-kargagailuetan eta nekazaritzako traktoreetan gidatzeko sistemak dira. Gidatze-zirkuitua CF-ra konektatzen da, eta lan-funtzioak kuboaren okertzea bezalako funtzioak EF-ra konektatzen dira. Gidatze-unitateko presio-seinale-lerro batek lehentasunezko balbularen bobinaren mutur batera itzultzen du, malgukiaren aurka bultzatuz. Operadoreak bolantea azkar biratzen duenean, seinalearen presio honek gora egiten du, eta bobina gainean mugitzen du CF-ra gehienezko fluxua bideratzeko, EF itotzen duen bitartean. Gidatze-eskaria jaisten denean, bobina malguki-indarraren pean itzultzen da, lan-funtzioetara jarioa ahalbidetuz. Horri esker, operadore batek gidatu ezin duen egoera arriskutsua saihesten da ponpa-fluxu guztia mailu hidrauliko batek edo beste osagarri batek kontsumitzen duelako.
Fluxu banatzaileen balbulak
Fluxu banatzaileen balbulak, eskemetan bi irteera eta barnean konektaturiko kontrol-ikurrak dituen kaxa gisa ageri dira, bi eragingailu edo gehiagoren fluxu berdina (edo proportzionalki zatituta) behartzen dute haien karga-desberdintasun indibidualak kontuan hartu gabe. Karga desberdina bultzatzen duten bi zilindro sinkronizatzeak normalean huts egiten du, erresistentzia baxuko zilindroa aurrera doalako. Banatzaileak zehatz-mehatz parekatuta dauden bi strotting-elementu ditu, presio-feedback bidez lotzen dituztenak. Alde batek karga handiagoa ikusten badu, bere presioa areagotzea barneko pasabide baten bidez komunikatzen da beste aldeko gasarekin, eta horrek automatikoki gehiago murrizten du fluxuaren zatiketa berdintzeko. Engranaje motako banatzaileek bi motor hidrauliko erabiltzen dituzte ardatz komun batean zurrunki akoplatuta, mekanikoki desplazamendu berdina behartuz.
Zirkuitua konfiguratzeko estrategiak
Zirkuitu hidrauliko batean fluxua kontrolatzeko balbula jartzen duzunean sistemaren portaera, eraginkortasuna eta segurtasun-ezaugarriak funtsean aldatzen dira. Hiru antolamendu klasikoak meter-in, meter-out eta bleed-off zirkuituak dira. Diagramen irudikapenak ulertzeak abiadura-arazoak diagnostikatzen eta irtenbide egokiak hautatzen laguntzen die ingeniariei.
Meter-In Throttling konfigurazioa
Neuratutako zirkuituetan, emaria kontrolatzeko balbula hidraulikoaren diagramak ponparen eta eragingailuaren sarreraren artean kokatutako emaria kontrolatzeko elementua erakusten du. Kokapen honek olioa zilindrora sartzea mugatzen du, luzapen-abiadura kontrolatuz eskuragarri dagoen fluidoa mugatuz. Ponpak bere desplazamendu osoa ematen jarraitzen du, baina gasetik igarotzen denaren gaineko gehiegizko fluxua erliebe-balbulatik itzultzen da depositura.
Presioaren ezaugarriak argi geratzen dira indarrak aztertzean. Zilindroaren sarrerako presioa pistoiaren azaleraz zatitutako karga-indarraren berdina da ($$P_1 = F/A$$). Ponparen alboko presioa erliebe-balbularen ezarpenean estutzen da, normalean 15 eta 35 MPa aplikazioaren arabera. Honek balbulan zehar presio-jaitsiera handia eta konstantea sortzen du, eta horrek presioaren bider fluxuaren ($$P \\ aldiz Q$$) berdina sortzen du. Sistema berotzen da, eta ponpak gogor lan egiten du erliebearen presioaren aurka, nahiz eta lan arinak egin.
Meter-in throttling leunki funtzionatzen du karga erresistenteetarako, non kanpoko indarrak zilindroaren mugimenduaren aurka egiten duen. Pieza batera elikatzen den fresatzeko makina edo galdaketa baten aurka aurrera egiten duen artezteko gurpil batek karga erresistenteak adierazten dituzte. Mugimendua kontrolatuta eta aurreikusten da. Dena den, neurketa-sartzeak baldintza arriskutsuak sortzen ditu gainkargako kargarekin, karga negatiboak edo ihes-karga ere deitzen direnak. Demagun zilindro bertikal bat pisu handia jaisten duena. Grabitateak pistoi-hastaka beherantz tiratzen du bizkorrago sarrerako fluxuak hedatzen ari den aldea bete dezakeena baino. Honek hutsunea sortzen du zilindro-ganberan, kabitazio-kalteak, mugimendu irregularrak eta karga-istripu potentzialak eraginez. Hori dela eta, ingeniariek ez dute sekula erabiltzen boom-en, eskorga-jaisterako edo kargak zilindroaren mugimendua laguntzen duen edozein aplikazioetarako. Aplikazio hauetarako fluxu hidraulikoaren kontrol-balbulen diagramek neurgailuak edo zirkuitu orekatuen konfigurazioak erakutsi behar dituzte.
Meter-out throttling konfigurazioa
Meter-out-ek emaria kontrolatzeko balbula eragingailuaren ihes-atarian jartzen du. Diagramak zilindroaren eta deposituaren arteko balbula erakusten du, olioa kanpora isuria mugatuz. Sarrerako aldea ponparekin nahiko zuzenean konektatzen da, hedatzen den ganbera doan betetzeko aukera emanez. Zilindroa erretrakzio ganberatik olioari ihes egiten uzten dion bezain azkar mugitzen da.
Antolamendu honek atzealdeko presioa sortzen du ihesaren aldean, eta horrek zurruntasuna eta kontrola eskaintzen ditu kargak gainezka egon arren. Grabitateak esekitako karga bat beherantz tiratzen duenean, itotutako ihes-atalak ihes egitea eragozten du presioari eutsiz. Zilindroak modu eraginkorrean balaztatzen du hidraulikoki. Honek zulaketa-ardatz bertikalerako, garabi-boom jaisteko eta karga negatiboak kontrolatzeko behar duen edozein aplikaziorako aukera estandarra bihurtzen du meter-out.
Ingeniaritza-gogoeta kritikoa: Presioa areagotzea
Txapelaren muturra (eremu osoa) ponpa-presioarekin konektatzen denez, hagaxka muturra (eremu anularra) itotzen den bitartean, indar-balantze batek erakusten du haga-alboko presioa balio oso altuak irits daitezkeela. Harremana honakoa da:
Instalarea necorespunzătoare cauzează frecvent defecțiuni ulterioare ale supapelor. Erorile obișnuite de instalare includ dezalinierea care creează sarcini laterale pe elementul de verificare, aplicarea incorectă a cuplului care dăunează filetelor sau deformarea corpului supapelor și omiterea pașilor critici, cum ar fi verificarea marcajelor direcției de curgere.
Meter-out mugimenduaren leuntasunean eta karga eustean nabarmentzen da. Atzeko presio altuak sistemako soltetasun oro ezabatzen du eta abiadura baxuetan mugimendu zurrunbiloa eragiten duten makil-slip-oszilazioak saihesten ditu. Gainazaleko akabera fina behar duten mekanizazio-eragiketek eta karga leunen kokatzea behar duten garabi-operadoreek neurgailuen kontrolaren abantaila dute. Konpromisoa eraginkortasun txikiagoa eta bero-sorkuntza handiagoa da odoljarioko sistemen aldean.
Bleed-Off (Bypass) Throttling
Purgatze-zirkuituek fluxua kontrolatzeko balbula erakusten dute eragingailuarekiko paraleloan dagoen adar-lerro batean, zuzenean depositurako lasterbide bat sortuz. Diagramak ponpa-fluxua tee batean banatzen den irudikatzen du, bide bat balbulatik depositura doan eta bestea zilindroa elikatzen duela. Hau kenketaren kontrola da: balbulak nahi ez den fluxua desbideratzen du eragingailuaren hornidura mugatu beharrean.
Ponparen emaria zilindro-fluxua gehi isurketa-fluxuan banatzen da ($$Q_{pump} = Q_{zilindro} + Q_{bleedoff}$$). Odol-balbula irekitzeak fluxu gehiago isurtzen du depositura, zilindroa motelduz. Itxitzeak fluxu gehiago bideratzen du eragingailura, mugimendua bizkortuz. Neurketaren eta neurgailuaren desberdintasun erabakigarria da ponpak ez duela inoiz erliebe-presio osoa garatu behar kargak hala eskatzen ez badu. Zilindroak karga-presioaren 5 MPa soilik bultzatzen badu, ponpak 5 MPa baino ez ditu eraikitzen (gehi linearen galeretarako marjina txiki bat). Gehiegizko fluxua isurtzen da lan-presio baxu honetan, ez 20 edo 30 MPa erliebe ezarpenean. Energia xahutzea $$P_{karga} \\times Q_{gehiegizkoa}$$ da, hau da, $$(P_{erliebea} \\times Q_{gehiegitasuna})$$ baino nabarmen txikiagoa da neurgailu-sarrera/irteera sistemetan.
Eraginkortasun abantaila honek erakargarri egiten du odoljarioa energiarekin kontzientzia duten aplikazioetarako, hala nola nekazaritza-ekipoak, materialak manipulatzeko garraiatzaileak eta erregai-kontsumoa garrantzitsua den ekipo mugikorrentzat. Sistema hozten da eta energia gutxiago xahutzen du bero gisa. Hala ere, odoljarioak abiadura-egonkortasun eskasa ematen du, ponparen emaria presioarekin aldatzen delako (eraginkortasun bolumetrikoa jaisten da presioa igo ahala), eta odoljario-balbularen emaria ere aldatzen baita presioaren arabera. Karga aldatzen denean, abiadura aldatu egiten da. Horrek abiadura erabateko zehaztasuna ezinbestekoa ez den aplikazioetara mugatzen du, hala nola nahasgailu-agitagailuak edo aldizkako anezka-garraiatzaileak. Neuratutakoak bezala, odoljarioak ezin ditu segurtasunez kudeatu gehiegizko kargak, ez baitu atzera presiorik sortzen kargak eragindako mugimenduari aurre egiteko. Eragingailuak grabitatearen edo inertziaren arabera bizkortuko luke odoljario-balbularen ezarpena edozein dela ere.
| Ezaugarria | Meter-In | Meter-out | Bleed-Off |
|---|---|---|---|
| Balbularen posizioa | Ponparen eta eragingailuaren sarreraren artean | Eragingailuaren irteeraren eta deposituaren artean | Eragingailuarekiko paralelo, deposituarekiko |
| Karga mota Egokia | Erresistentzia bakarra | Erresistentzia eta gainezka | Erresistentzia bakarra |
| Sistemaren presioa | Erliebe ezarpenean konstantea | Erliebe ezarpenean konstantea | Kargaren arabera aldatzen da |
| Mugimendu-leuntasuna | Ona | Lichidul care se scurge prin garnituri sau corpul supapei | Azoka pobrea |
| Energia Eraginkortasuna | دریچه های کنترل جریان اولویت سه درگاهی با استفاده از یک پورت بای پس این مشکل را برطرف می کنند. این شیرها جریان مورد نیاز به محرک را اندازه گیری می کنند در حالی که جریان اضافی پمپ را با فشار کم به مخزن منحرف می کنند، نه اینکه تمام خروجی پمپ را در یک شیر فشار بالا وادار کنند. این امر تولید گرما را در مخزن هیدرولیک کاهش می دهد و راندمان کلی سیستم را بهبود می بخشد. | دریچه های کنترل جریان اولویت سه درگاهی با استفاده از یک پورت بای پس این مشکل را برطرف می کنند. این شیرها جریان مورد نیاز به محرک را اندازه گیری می کنند در حالی که جریان اضافی پمپ را با فشار کم به مخزن منحرف می کنند، نه اینکه تمام خروجی پمپ را در یک شیر فشار بالا وادار کنند. این امر تولید گرما را در مخزن هیدرولیک کاهش می دهد و راندمان کلی سیستم را بهبود می بخشد. | Alta |
| Kavitazio-arriskua | Altua karga negatiboekin | دریچه های کنترل جریان اولویت سه درگاهی با استفاده از یک پورت بای پس این مشکل را برطرف می کنند. این شیرها جریان مورد نیاز به محرک را اندازه گیری می کنند در حالی که جریان اضافی پمپ را با فشار کم به مخزن منحرف می کنند، نه اینکه تمام خروجی پمپ را در یک شیر فشار بالا وادار کنند. این امر تولید گرما را در مخزن هیدرولیک کاهش می دهد و راندمان کلی سیستم را بهبود می بخشد. | Altua karga negatiboekin |
Sistema konplexuetarako diagramen ezaugarri aurreratuak
Mundu errealeko fluxu hidraulikoen kontrol balbulen diagramek askotan balbula mota anitz konbinatzen dituzte eta sentsore elementuak gehitzen dituzte kontrol-eskakizun sofistikatuak kudeatzeko.
Emari proportzionala kontrolatzeko balbulak eskemetan agertzen dira solenoide proportzionala adierazten duen kutxa gehigarri batekin. Eragingailu elektriko honek eskuz doitzeko eskuila ordezkatzen du. Solenoidearen bobinatik igarotzen den korronteak amperajearekiko proportzionala den indar magnetikoa sortzen du, eta balbula bobina dagokion posiziora bultzatzen du. 200 mA-ko seinale batek balbula ehuneko 20 ireki dezake, eta 1000 mA-k fluxu osoa ematen du. Balbula proportzional modernoak diferentzial aldakorreko transformadore linealak (LVDT sentsoreak) barne hartzen ditu, bobinaren benetako posizioa neurtzen dutenak eta begizta itxiko kontrolerako anplifikagailura itzultzen dutenak. Horri esker, ordenagailuz kontrolatutako azelerazio-arrapalak, dezelerazio-profilak eta puntu anitzeko abiadura-programak ezinezkoak dira eskuzko balbulekin.
``` [Emari proportzionala kontrolatzeko balbularen diagramaren irudia] ```Injekzio-makinetarako fluxu hidraulikoen kontrol-balbulen diagramek abiadura-kurba konplexuen bidez injekzio torlojuaren mugimendua kontrolatzen duten balbula proportzionalak erakusten dituzte. Torlojua poliki-poliki hasten da jaurtiketa saihesteko, gero bizkortu egiten da barrunbea azkar betetzeko, eta gero moteldu egiten da berriro betera hurbiltzen gehiegizko paketatzea eta flasha saihesteko. Kontrol-programak zortzi abiadura-puntu ezberdin izan ditzake injekzio-ibilbidean zehar, haien arteko trantsizio leunekin. Diagramak posizio-sentsoreak biltzen ditu (zilindroan kutxa txiki gisa marraztuak) kontrolatzaileari torlojua non dagoen esaten diotenak, abiadura zehatza sinkronizatzeko posizioarekin.
Load-sensing lehentasunezko balbulek oinarrizko lehentasunezko balbulen bilakaera bat adierazten dute. Diagramak seinale-lerro gehigarri bat erakusten du (normalean eten-lerro mehe gisa marraztua) norabide-balbula orbitaletik lehentasunezko balbulara doana. Linea honek presio-seinale bat darama direkzio-eskariarekiko proportzionala. Operadoreak gurpila poliki-poliki kargarik gabe biratzen duenean, seinalearen presioa baxua da, agian 2 eta 3 MPa bitartekoa. Lehentasunezko balbularen konpentsadoreak CF ataka partzialki irekitzen du, gidatzeko sarrera leun horretarako fluxu nahikoa bidaltzen duen bitartean, EF-ra fluxu gehiena lantzeko eranskinetarako. Operadoreak gurpila abiadura osoz mugitzen duenean edo direkzio-zilindroetan erresistentzia handia aurkitzen duenean, seinalearen presioa 15 MPa edo gehiagora jauzi egiten da. Presio honek lehentasunezko balbula-bobinan eragiten du bere malgukiaren aurka, balbula CF-ra guztiz irekita eta EF-ra ia itxita behartuz, eskuragarri dagoen ponparen fluxu guztia gidatzeko doazela bermatuz. Ondorioz, bonba-ahalmena alferrik galdu gabe beti erantzuten duen direkzioa da, gidatzeko eskaria arina denean. Karga-sentsoreko sistema dinamiko honek erregaiaren ekonomia hobetzen du fluxu etengabeko lehentasunezko sistema zaharrenekin alderatuta.
Zilindro sinkronizatuetarako fluxu-banatzaileen zirkuituek fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagraman barne-feedback-bideak erakusten dituzte, bi elementu mugatzaileak lotzen dituzten puntu gurutzatuak. Adar batek karga-presio handiagoa izan dezake, eta bere giltza-elementua apur bat irekitzea eragin dezake. Presioa berdintzeko pasabidearen bidez, presio-seinale hori beste adarraren kontrol-pistoira iristen da, eta bere abiadura proportzionalki mugatzera behartzen du. Bi aldeak etengabe doitzen dira diseinatutako fluxu-erlazioa mantentzeko, normalean 50-50 zilindro berdinetarako edo 60-40 edo beste ratioak karga desberdinetarako. Diagramak argi eta garbi bereizten ditu motor motako banatzaileak (ardatz komun batean bi engranaje ikurrekin ageri dira) eta bobina motako banatzaileak (interkonektatuta dauden atzirearen elementuekin ageri dira). Motor motako banatzaileek zatiketa oso zehatza eskaintzen dute, baina gehiago kostatzen dute eta leku gehiago hartzen dute. Bobina motako banatzaileak nahikoak dira zabortegi-kamioiaren ate-atearen sinkronizazioa bezalako aplikazioetarako, non ehuneko 5eko doitasuna egokia den.
Aplikazio industrialaren kasuak
Sistemaren diagrama osoei erreparatuz, ingeniariek fluxua kontrolatzeko balbulak nola konbinatzen dituzten erakusten dute benetako erronka operatiboak konpontzeko.
Excavadorearen swing-zirkuituek metro-out throttling erabilera sofistikatua erakusten dute. Fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagramak 30 tonako hondeamakin baten lerratze-unitatearen diagramak motor hidraulikoaren hustuketa-atalak erakusten ditu neurgailuak kontrolatzeko balbulen bidez elikatzen direla depositura iritsi aurretik. Operadoreak biraka hasten denean, balbula hauek irteera mugatzen dute, eta 8 tonako goiko egitura leunki bizkortzen du atzealdeko presioa sortuz. Swing-a helburu-posiziora hurbiltzen den heinean, operadoreak joysticka neutrorantz itzultzen du, eta kontrol-balbula nagusiak fluxua depositura itzultzen hasten da. Baina biraka egiten duen masak inertzia izugarria du eta biraka jarraitu nahi du. Motorrak inertziak bultzatutako ponpa gisa jokatzen du orain, olioa zirkuituan zehar atzera botaz. Neurketaren mugak alderantzizko fluxu aske hori eragozten du, balaztatzeko erresistentzia sortuz. Ezaugarri hori gabe, makinak bere helburua metroz gaindituko luke eta gero oszilatuko luke operadoreak masa kulunkaria geldiarazteko borrokan. Diagramak gurutzatutako erliebe-balbulak ere erakusten ditu motorraren ataken artean. Segurtasun balbula hauek dezelerazio-presioa 35 MPa ingurura mugatzen dute. Larrialdiko balaztatzea gertatzen denean (operadorearen joystick-a neutrora jota), inertzia-puntak 50 MPa baino gehiagoko presioa sortuko luke, eta horrek motorraren zigiluak eta errodamenduak kaltetuko lituzke.
``` [Hondamakinaren kulunkatze hidraulikoaren zirkuitu diagramaren irudia] ```Injekzio-makinen diagramek fluxu-kontroletik presio-kontrolerako trantsizioa erakusten dute moldaketa-zikloan zehar. Injekzio-zilindro nagusiak fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagraman ikusgai dauden hainbat fasetan funtzionatzen du. Moldea betetzean, fluxu proportzionaleko balbula handi batek abiadura kontrolatzen du torlojuak plastiko urtua barrunbean sartzen baitu. Diagramak balbulan zehar zilindroaren tapoiaren muturreraino mugitzen den fluxua erakusten du, hagaxka muturra libreki depositura doan bitartean. Betetzeak 1 eta 3 segundo behar izan ditzake piezaren tamainaren arabera. Moldea ehuneko 95 beteta iristen den heinean, presio-transduktore batek (diamante ikur txiki gisa ageri da) kapa-muturreko lerroan presioa igotzen den detektatzen du. Kontrolagailuak moduak aldatzen ditu. Fluxu proportzionaleko balbula irekiera txiki batera murrizten da (korronte-seinalearen murrizketan erakusten dena) presio-balbula proportzionalak (ikur ezberdina, presio-malgukiaren ikono batekin ageri dena) gain hartzen duen bitartean, plastikoa hozten den bitartean ontziaren presioa 10 eta 15 MPatan edukitzen du 5 eta 20 segundoz. Presio horrek hondoratzearen markak saihesten ditu polimeroa uzkurtzen den heinean. Moduaren trantsizioak bi balbulek aldi berean modu koordinatuan jokatzea eskatzen du, diagramak kontrol-lerroekin (elektrikoa, marra eten gisa agertzen direnak) bi balbuletatik kontrolagailu zentral batera doazenak jasotzen dituena.
Hurbilketa azkarreko mugimendurako birsorkuntza-zirkuituak maiz agertzen dira prentsa eta moldeatzeko makinen eskemetan. Konformazio-indarra aplikatu aurretik piezara hurbiltzen den 500 tonako prentsa bizkortzeko, ingeniariek zilindroaren hagaxka-muturreko ataka bere mutur-muturreko atakarekin konektatzen dute pilotu-erreektore-balbula baten bidez. Honek begizta itxi bat sortzen du, non hagaxkatik ateratzen den olioa (A₁ eremua) zuzenean txapelaren aldera isurtzen den (A₂ eremua = A₁ - A_rod) depositura joan beharrean. A₂ A₁ baino txikiagoa denez, haga-alboko isurketak kaparen aldeko eskaria gainditzen du. Ponpak defizita hornitzen du (A_rod area-fluxua), baina ponpa-fluxua hagaxka-eremuarekin bakarrik banatuta zehazten den abiaduran, normalean luzapen-abiadura normala baino 3 eta 5 aldiz azkarragoa dena. Aharia piezarekin kontaktuan jartzen denean, karga-presioa igotzen da, eta horrek diagraman ageri den pilotu bidezko kontrol-balbulan eragiten du. Presio igoerak birsortzeko bidea ixten du, eta zirkuitua hedapen arruntera igarotzen da indar gaitasun osoarekin. Fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagramak argi eta garbi erakutsi behar du birsorkuntza-begizta hau balbula orientazio egokiarekin, kontrol-balbula atzerantz instalatzeak sistema osoa blokeatuko luke eta.
Diagnostikoa Arazoak konpontzea Diagramak erabiliz
Sistema hidrauliko batek abiadura kontrolatzeko arazoak sortzen dituenean, zirkuitu-diagramak arazoak konpontzeko bide-orri bat eskaintzen du presio-erlazioak eta hutsegite-puntuak agerian utziz.
Denboran zehar emariaren noraezak tenperaturari lotutako efektuak edo presio-konpentsazio akatsak adierazten ditu normalean. 20 minutuko funtzionamenduan sistema bat moteltzen bada, lehen diagnostiko-urratsak emaria kontrolatzeko balbulak tenperatura konpentsatzeko funtzioa duen egiaztatzea da (diagramako ertz zorrotzeko zuloaren ikurra). Konpentsaziorik gabeko orratz balbula estandarrak ehuneko 15 eta 25 arteko fluxua igotzen du sistema 30 °C-tik 60 °C-ra berotzen den heinean, olioaren biskositatea tenperaturarekin esponentzialki jaisten delako. Fluxu laminarraren baldintzetan itotzeko pasabide luzeetan, emari-abiadura biskositatearekiko alderantziz proportzionala da Hagen-Poiseuille-ren fluxu-printzipioen arabera. Diagramak tenperatura-konpentsatutako balbula bat erakusten badu (puntu-lerroaren sinboloarekin edo ertz zorrotzen idazkerarekin adierazita), baina oraindik noraeza gertatzen bada, litekeena da arazoa kutsaduran egotea. Olio oxidatuaren berniz-gordailuek konpentsagailuaren bobina estaltzen dute, bobinak presio-aldaketen jarraipena behar bezala jarraitzea eragozten duen marruskadura sortuz. Konpentsatzailea posizio batean "trabatuta" geratzen da, presioarekin konpentsatutako balbula garesti bat kargaren menpeko emaria duen oinarrizko balbula bihurtuz.
Balbula susmagarriaren benetako presio-jaitsiera egiaztatzeak diagnostiko hau berresten du. Instalatu presio-neurgailuak fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagraman agertzen diren sarrera- eta irteera-portuetan. Neurtu presio diferentziala kargarik gabe eta karga osoko baldintzetan. Konpentsatzaile funtzional batek ΔP konstante mantentzen du (normalean 0,5 eta 1,0 MPa) karga edozein dela ere. ΔP kargapean nabarmen jaisten bada, konpentsatzaileak huts egin du. Erremedioa desmuntatzea eta garbitzea da, edo ordezkatzea, higadura-mugak gainditu badira. ISO 4406 olioaren garbitasun-kodeak 19/17/14 edo hobea izan behar du zehaztasun balbuletarako, hau da, 100 ml fluido bakoitzeko 4 mikra baino handiagoak diren 2500 partikula baino gehiago ez.
PET konektorea: telefono mugikorren kargagailuetarako eta ordenagailuko plaka-interfazeetarako erabiltzen da. Aluminio hipofosfitoaren % 10-12 gehitu ondoren, UL94 V-0 ziurtagiria gainditu du eta CTI (Leakage Traceability Index) ≥ 600V betetzen du, arku erresistentzia errendimendu bikainarekin;
Zilindroa arrastatzeak (kargaren azpian noraeza motela) norabide-balbula posizio neutroan esertzen denean, fluxua kontrolatzeko balbularen bobina edo eserlekuaren barne-ihesak adierazten ditu. Hau ez da diagraman zuzenean agertzen, baina zirkuitua ulertzeak diagnostikoa egiten laguntzen du. Diagramak neurgailuaren uzkurdura erakusten badu, zilindroa blokeatzen da harrapatutako olioak norabide-balbula ixten denean. Harrapatutako presio altuak haga aldean presio-diferentzia bat sortzen du fluxua kontrolatzeko balbulan zehar, nahiz eta bere bi atakak blokeatutako ganberetara konektatzen diren. Balbulako bobinaren edo eserlekuaren edozein higadurak presio handitik presio baxurako mikro-ihesak ahalbidetzen ditu eta zilindroa poliki-poliki noraezean doa. Irtenbide bakarrak zigilatzeko balbulak estuagoak dira (zero isurien diseinuak spool motak baino), pilotu-balbula bereizi bat gehitzea (kontrapeso balbula) karga positiboki blokeatzeko, edo noraeza txikia onartzea funtzionamenduan eragiten ez badu.
Sistemaren presio-aldaketekin sinkronizatutako abiadura-aldaerek presio-konpentsazio baten beharra adierazten dute, halakorik ez dagoenean. Fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagramak konpentsazio-gezirik gabe oinarrizko throttle ikur bat erakusten badu, balbularen emaria presio-diferentziaren erro karratuaren jarraipena egingo du. Sistemaren erliebe-balbularen ezarpena, ponparen emaria-kurba eta eragingailuaren karga-profila erakusten dituen zirkuitu-diagrama berrikusteak abiadura-aldakuntzaren magnitudea iragar dezake. 10 MPa-ko erliebe-presioarekin eta 5 MPa-ko karga-presioarekin, ΔP erabilgarri dagoen metroko gasolina batean 5 MPa da. Ebaketa astunetan karga-presioa 7 MPa-ra igotzen bada, ΔP eskuragarria 3 MPa-ra jaisten da eta fluxua $$\\sqrt{3/5} = 0,77$$ edo jatorrizko abiaduraren ehuneko 77ra jaisten da - ehuneko 23ko moteltze oso nabarmena. Ingeniariak diagramaren presio-eremuak aztertuta ikusten du hori eta presioarekin konpentsatutako fluxua kontrolatzeko balbula batera berritzea gomendatzen du (konpentsazio-geziaren sinboloarekin).
| Sintoma | Diagrama Arrastoak | Kargaren arabera aldatzen da | Proba metodoa |
|---|---|---|---|
| Abiadura gutxitzen da olioa berotu ahala | Tenperatura-konpentsazio-markarik gabeko abiadura-ikur estandarra | Fluxu laminarraren igarobidean biskositatea gutxitzea | Konparatu abiadura olioaren tenperatura 30°C eta 60°C-tan |
| Abiadura kargaren arabera aldatzen da balbula konpentsatu arren | Konpentsazio-gezia dago baina ΔP neurketa kargapean jaisten da | Berniz/kutsaduragatik itsatsita dagoen bobina konpentsatzailea | Neurtu presioa kargarik gabe eta karga osoko abiaduraren aurretik eta ondoren |
| Alderantzizko abiadura motela noranzko bakarreko gasaren bidez | Egiaztatu balbularen ikurra gasaren murrizketaren paraleloan | Egiaztatu bola itsatsita itxita edo malgukia hautsita | IR tenperaturaren azterketak kontrol-balbularen kokapena erakusten du |
| Zilindroa poliki-poliki mugitzen da posizio neutroan | Neurgailu-irteera-konfigurazioa norabide-balbula itxiarekin | Barne-ihesak fluxu-kontroleko bobina/eserlekuaren ondotik presio handian harrapatuta | Neurtu noraeza tasa, egiaztatu kanpoko ihesak lehenik |
Sistemaren diseinuaren erabakietarako diagramak irakurtzea
Ingeniariek fluxu hidraulikoen kontrol-balbulen diagramak erabiltzen dituzte arazoak konpontzeko, sistemaren diseinuan aurreikuspen-tresna gisa, arazoak gertatu baino lehen arazoak saihesteko.
Zirkuitu topologia hautatzean, diagramak energia-fluxua eta galera mekanismoak bistaratzen laguntzen du. Erakutsitako murrizketa guztiekin zirkuitu osoa marrazteak agerian uzten du non gertatzen diren galerak. Neuratutako sistema batean, energia-hondakinak erliebe-balbulatik igarotzen den gehiegizko emaria baino handiagoa da ponparen presioa aldiz. 100 litro/minutuko ponpa baterako 20 MPa-ko presio erliebean funtzionatzen duen 40 LPM baino ez ditu eragingailura agilgailuaren bidez, bero-sorkuntza $$20 \\text{ MPa} \\times 60 \\text{ LPM} = 20 \\text{ kW}$$ hondakin termiko hutsa da. Honek olio-hozgailu handi bat behar du, eta fluidoa 65 °C inguruko tenperaturara iristen da hoztuta ere. Aplikazio berberak 8 MPa-ko lan-presioan exekutatu liteke (kargak zehaztuta), hondakinak $$8 \\text{ MPa} \\times 60 \\text{ LPM} = 8 \\text{ kW}$$ eginez, hau da, karga termikoaren erdia baino gutxiago. Sistemak hozkailu txikiagoa erabil dezake, olioa 45 °C-tan mantentzen da, ponparen bizitza urtez luzatzen da eta energia elektrikoaren kontsumoa proportzionalki jaisten da.
Presioaren intentsifikazioaren kalkuluak diagramaren geometriatik datoz zuzenean. Zilindro batek 100 mm-ko zuloa eta 50 mm-ko haga-diametroak erakusten dituenean, mutur-muturreko azalera 7854 mm²-koa da, eta haga-muturrekoa 5890 mm² baino ez da (eremu anularra = azalera osoa ken hagatxoaren azalera). 1,33ko azalera-erlazioak esan nahi du metrotik kanpo ugaltzeak presioa gutxienez ehuneko 33 areagotuko duela. Ponpak 15 MPa hornitzen baditu kaparen muturrera, hagaxka-muturreko presioa kanpoko kargarik gabe gutxienez 20 MPa bihurtzen da geometria dela eta. Gehitu karga erresistentea 3 MPa-rekin atzera botaz eta hagaxka-muturreko presioa 23 MPa-ra iristen da. Hagaxka-muturreko zirkuitu horretako mahuka, sarbide eta zigilu bakoitzak 25 MPa-tik gorako presioa behar du (segurtasun marjina duena), edo hutsegiteak gertatuko dira. Ingeniariek kalkulu hauek zuzenean markatzen dituzte diagraman, kokapen bakoitzean espero diren maximoak erakusten dituzten presio-anotazioekin.
Diagramak fluxu-balbularen tamaina ere gidatzen du. Balbulen katalogoetan Cv edo Kv emaria-koefizienteak agertzen dira, 1 bar-ko presio-jaitsieran dagoen emaria adieraziz. Sistemak 0,5 MPa (5 bar) ΔP mantentzen duen presio-konpentsatutako balbula baten bidez 60 LPM behar baditu, gero atzerantz lan eginez, balbulak $$Cv = Q / \\sqrt{\\Delta P} = 60 / \\sqrt{5} = 27$$ litro minutuko bar 1ean behar ditu. Honek zehazten du fabrikatzailearen gamako zein eredu egokitzen den aplikaziora. Gehiegizko tamainak dirua xahutzen du eta kontrol-erantzun motela sortzen du; tamaina gutxitzeak gehiegizko presio jaitsiera, berokuntza eta higadura eragiten ditu.
Fluxua kontrolatzeko balbula anitz nola elkarrekintzen duten ulertzeak diseinu akatsak saihesten ditu. Ohiko errore bat bi akatsak seriean jartzea da, tentsio-banatzaile baliokide bat osatzen dutela ezagutu gabe. A balbulak A₁ irekiera-eremua badu eta B balbulak A₂ irekiera-eremua badu, biak seriean, fluxu osoa irekidura txikiagoaren eta presio-jaitsuen baturaren arabera zehazten da. Ingeniariak ezin du bi balbulekin abiadura modu independentean kontrolatu - A balbula doitzeak presioaren banaketa aldatzen du eta B balbularen emaria eragiten du, nahiz eta B-ren ezarpena aldatzen ez den. Fluxu hidraulikoaren kontrol-balbularen diagramak serie-murriztapen hauek erakutsi behar ditu, eta diseinuak murrizketa erredundanteak ezabatu behar ditu edo nahita erabili presio-jaitsieraren ratioa zehatz-mehatz kontrolatzeko.
Ondorioa
ISO 1219-1 ikurrak erabiliz fluxu hidraulikoen kontrol-balbulen diagramek sistemaren abiadura kontrolatzeko, energia-eraginkortasuna eta hutsegite moduak oso-osorik ulertzen dituzte ingeniariei hardwarea eraiki aurretik. Murrizketa-sinbolo kurbatuek balbula batek oinarrizko throttle, presio-konpentsatutako erregulatzaile edo lehentasun-banatzaile gisa funtzionatzen duen adierazten dute. Gezi-adierazleek doikuntza eta konpentsazio ezaugarriak erakusten dituzte. Zirkuituaren kokapenak - neurgailua sartu, neurgailua edo odoljarioa - karga-gaitasuna eta eraginkortasuna zehazten ditu. Diagrama hauek irakurtzeak ikur bakoitzaren atzean dauden estandar grafikoak eta fluidoen mekanikaren printzipioak ulertzea eskatzen du. Gezi diagonal batek gizakiaren doikuntza esan nahi du. Gezi bertikal batek presioaren konpentsazioa esan nahi du. Balbula paralelo batek norabide bakarreko kontrola esan nahi du alderantzizko fluxu librearekin.
Suaren aurkako erresistente eraginkorra: % 12-18 gehitzeak UL94 V-0 suaren aurkako kalifikazioa lor dezake (1,6 mm-ko lodiera) poliesterrarako, oxigeno indizea (OI) % 32 baino gehiagora handitu eta errekuntzan zehar tantarik ez edo auto-itzaltzeko tantarik sortu;
Fluxu hidraulikoaren kontrol-balbulen diagramak menderatzeak esan nahi du marra eta ikur bakoitzak hardware fisikoa eta energia eraldaketa neurgarriak adierazten dituela aitortzea. Bi lerro kurbatuen arteko estutzeak zorrotada nahasi batean molekula talkak adierazten ditu, marruskaduragatik tenperatura igotzen da eta makineria modernoa posible egiten duen abiadura-kontrol zehatza. Aplikazioa grabitatepean segurtasunez jaisten den hondeamakina, injekzio-molde bat zortzi segmentuko abiadura profilarekin betetzea edo artezketa-mahai soil bat abiadura konstantean elikatzen den ala ez, diagramak zehatz-mehatz erakusten du fluxu-kontrolak zeregina nola betetzen duen eta arazoak non ager daitezkeen.
