力士樂插裝閥必須具備的功能

    現(xiàn)如今，在插裝閥技術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)品開發(fā)的內(nèi)容可遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止微調(diào)這么簡單?！秄luid》雜志通過問卷調(diào)查，針對未來的發(fā)展方向征詢了液壓行業(yè)主要生產(chǎn)廠家的意見。過去幾年中，貴公司在插裝閥領(lǐng)域是否有值得一提的研發(fā)成果?您認(rèn)為未來的插裝閥必須具備哪些功能?這是專業(yè)雜志《fluid》向多家液壓企業(yè)提出的兩個(gè)問題。

    在過去幾年里，派克漢尼汾公司在符合ISO7368標(biāo)準(zhǔn)的插裝閥研發(fā)方面取得了重大成果。據(jù)該公司總兼液壓集團(tuán)歐洲工業(yè)應(yīng)用工程部、工學(xué)博士Gerd Scheffel 介紹：“對于大通流量的控制而言，模塊中的內(nèi)置閥門是一種低成本部件。它的封閉單元只有三個(gè)面：兩個(gè)面用于連接主流量，另一個(gè)面則用來控制。因此，封閉單元的位置永遠(yuǎn)只是根據(jù)主流量接口與控制油接口的壓力比來確定，但是并沒有“開閥”這一檔來調(diào)節(jié)位置，因此當(dāng)需要關(guān)閉閥門時(shí)，全要依靠插裝彈簧的力量。而新設(shè)計(jì)的閥門則采用了有四個(gè)面的封閉單元。除了與主流量相連的兩個(gè)面之外，還有兩個(gè)獨(dú)立的控制面。”

具體而言，這就意味著兩個(gè)連接主流量的面所承受的壓力是相同的，因此，控制面可以設(shè)計(jì)得非常小。這種設(shè)計(jì)有一個(gè)可以調(diào)節(jié)位置的“開閥”檔位，因此在關(guān)閉閥門時(shí)，既不會(huì)產(chǎn)生延遲，也不需要依靠彈簧的力量。由于控制面很小，因此可以大幅減少控制操作所需的能耗。這種結(jié)構(gòu)更適合快裝比例閥，比如壓鑄機(jī)、注塑機(jī)及其他設(shè)備中所使用的比例閥。

對于產(chǎn)品研發(fā)工作，Scheffel博士解釋說：“目前的趨勢是通徑規(guī)格越來越大，因?yàn)榭蛻粝Ｍ约旱臋C(jī)器設(shè)備能夠制造更大的產(chǎn)品部件，既能用在海洋工業(yè)中，也能用于石油和天然氣行業(yè)。”

同樣，位于Erkelenz 的Sun Hydraulik公司也在插裝技術(shù)領(lǐng)域有所斬獲。他們新研發(fā)出了4-Plus系列閥門。Bernd Zähe博士是這樣解釋的：“我們借助CFD程序?qū)@種閥門進(jìn)行了優(yōu)化。”具體而言，他們所研發(fā)的是具有高流速、螺紋孔經(jīng)過優(yōu)化的螺紋閥門。該產(chǎn)品zui重要的特性包括：

以4系列標(biāo)準(zhǔn)閥門的原有特點(diǎn)為基礎(chǔ)

流速zui高可達(dá)760L/min，而壓力下降不到7bar

適用壓力zui大可達(dá)350bar

經(jīng)過優(yōu)化的4系列螺紋孔能滿足4-Plus系列閥門的zui大流速

新的螺紋孔即便用在4系列標(biāo)準(zhǔn)閥門上也能提高流速。

 

Zähe博士指出，Sun公司為客戶特別設(shè)計(jì)的閥門組合產(chǎn)品可以組成任意配置，同時(shí)可以縮小液壓系統(tǒng)的尺寸，降低成本，所需的部件數(shù)量更少，并減少了出現(xiàn)泄漏的可能。這里舉幾個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子：打包機(jī)、鉆孔機(jī)、擠壓機(jī)、鍛壓機(jī)、澆鑄機(jī)械、輪式裝載機(jī)、自卸卡車、垃圾擠壓機(jī)及許多其他設(shè)備。

 

對于插裝閥未來必須具備哪些功能的問題，Bernd Zähe博士回答道：“更多的使用者要求獲得有關(guān)閥門可靠性方面的文件資料，比如要求廠家提供FMEA證明以及有關(guān)MTTED值的檢測結(jié)果，從而證明自家機(jī)器設(shè)備的可靠性。此外，對帶有檔位監(jiān)控功能的低價(jià)閥門的市場需求也在上升。在少數(shù)情況下，客戶還要求閥門的壓力要提高到350bar或者420bar以上。”

更強(qiáng)的專業(yè)化

HL Hydraulik有限公司是一家專門生產(chǎn)用于水力液壓和壓縮空氣技術(shù)設(shè)備的不銹鋼插裝閥的企業(yè)。他們的插裝閥基本上都配置了軟密封，以防止氣體泄漏。除了符合DIN標(biāo)準(zhǔn)、通徑規(guī)格從16到100不等的插裝閥外，他們還生產(chǎn)通徑規(guī)格為10以及125到250的特種規(guī)格插裝閥。

對于HL液壓公司在過去幾年中取得的具體革新成果，Heinz von der Ley解釋說：“為了滿足市場的期待，我們在過去幾年里主要研發(fā)了幾款特殊規(guī)格的產(chǎn)品：適合污濁介質(zhì)的插裝閥，比如說未經(jīng)過濾的含有廢屑的水;主動(dòng)式插裝閥，它可以有針對性地控制活塞的開關(guān)，同時(shí)控制壓力更低;支持伺服功能的插裝閥，它能以較小的控制力量，即便是當(dāng)停機(jī)時(shí)間較長時(shí)，也可以有效地控制大尺寸的插裝閥(比如手動(dòng)截止閥);還有采用特殊材料以及帶不同涂層、針對特殊介質(zhì)的插裝閥;承壓zui高800bar的高壓插裝閥;還有適合關(guān)閉時(shí)間極短以及脈動(dòng)技術(shù)的插裝閥。”

 

對于未來，Heinz von der Ley認(rèn)為，面對特殊的用途以及單件生產(chǎn)的趨勢，插裝閥技術(shù)會(huì)變得更加專業(yè)化，其中的一些常用規(guī)格會(huì)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和批量生產(chǎn)，從而降低產(chǎn)品成本。這位總還補(bǔ)充道：“在這方面，大家zui關(guān)注依然是盡可能降低維護(hù)成本，縮短停機(jī)時(shí)間。對于標(biāo)準(zhǔn)插裝閥而言，成本壓力肯定是越來越大，尤其是如今有越來越多的外國供應(yīng)商涌入這一市場。”

Bucher Hydraulics公司的插裝閥研發(fā)重點(diǎn)之一是比例節(jié)流閥和流量控制閥。而且，插裝閥技術(shù)同樣繞不開能效這個(gè)關(guān)鍵課題。因此，該公司的Lorenz Kallen認(rèn)為還需要兼顧諸如閥座密封性或是高流量時(shí)減少壓降delta p等方面的問題。

Bucher公司日前在市場上新推出的NG5/SAE08閥座密封比例節(jié)流閥是已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的NG10和NG16節(jié)流閥產(chǎn)品家族中的新成員。Kallen稱：“這種性能強(qiáng)大的螺紋閥門在高流量時(shí)的壓力損失很小，而且密封性良好，在容易振動(dòng)的系統(tǒng)中功能表現(xiàn)非常穩(wěn)定。如今，對于在高負(fù)荷情況下控制運(yùn)動(dòng)而言，這是極為關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn)。”

 

MVRPSBA系列比例節(jié)流閥是一種采用3/4-16 UNF螺紋、具有伺服控制功能、性能強(qiáng)大的螺紋閥門，它適用于AL型螺孔(按照Bucher公司標(biāo)準(zhǔn))和C0820型螺孔(按照ANSI標(biāo)準(zhǔn))。

這種閥門可以根據(jù)具體的期望值對流量進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)。當(dāng)流量較小時(shí)，將高分辨率顯示裝置和Bucher公司的壓力控制閥組合起來，便可以在補(bǔ)償負(fù)荷的情況下、可控地移動(dòng)較大的重物。比如，叉車可以準(zhǔn)確地卸下重物，然后再對準(zhǔn)目標(biāo)，將重物舉起來。由于閥座密封性良好，因此當(dāng)重物被舉起之后，可以連續(xù)幾個(gè)小時(shí)保持位置不懂。這種節(jié)流閥可用于以下用途：

物料搬運(yùn)機(jī)械的升降移動(dòng)

農(nóng)業(yè)機(jī)械，比如載重車輛的比例式平臺(tái)刮板控制裝置

所有需要擺脫負(fù)荷的應(yīng)用——結(jié)合使用Bucher公司的Inline或旁通壓力控制閥。

多功能閥門

    不過，新型的NG5閥座密封比例流量控制閥也讓Lorenz Kallen倍感驕傲。由于采用了新的工作原理，Bucher公司可以將更多功能集成在一種閥門中。一方面，由于精制的閥座結(jié)構(gòu)密封性很好，它可以在保持閥座密封的同時(shí)封鎖主要功能和控制功能，以便使重物可以長時(shí)間保持原位不動(dòng)。另一方面，閥門中集成的壓力控制功能可以使物體、可控且不受負(fù)荷影響地下降移動(dòng)。要想讓各種重物能夠經(jīng)濟(jì)合理而且便捷地移動(dòng)，這些*的功能可以發(fā)揮極為關(guān)鍵的作用。

     博世力士樂公司(Bosch Rexroth)的Peter Dschida在預(yù)測插裝技術(shù)的未來發(fā)展趨勢時(shí)認(rèn)為：“像電子化和能效這類常見的課題也反映在閥門的研發(fā)工作當(dāng)中。在閥門電子化的過程中，會(huì)需要加入越來越多的比例功能。因?yàn)橐苿?dòng)工作機(jī)械中原有的工作液壓裝置主要是以機(jī)械液壓方式進(jìn)行控制的，而現(xiàn)在，它們正越來越多地被配備電子比例伺服控制的液壓裝置所代替。另一個(gè)新的趨勢是功能的集成化。一個(gè)閥門中必須可以具備更多的功能，比如壓力控制、節(jié)流以及限制壓力和控制流量的功能。這時(shí)，一個(gè)新的多功能集成插裝閥往往可以取代兩個(gè)原來使用的傳統(tǒng)閥門。如此便可以節(jié)約成本，節(jié)省空間。”

流通特性經(jīng)過模擬優(yōu)化的閥門也更為節(jié)能。通過將新閥門巧妙地接入到力士樂的HIC解決方案中(針對客戶研發(fā)的緊湊型控制單元)，便可以將流通阻力以及損失降低到zui低水平。

    除此之外，客戶對性能數(shù)據(jù)的要求也越來越高，比如壓力數(shù)據(jù)。“過去十年，210bar一直是標(biāo)準(zhǔn)壓力，可現(xiàn)如今，用戶的工作壓力一般都在350bar到500bar之間，以便在機(jī)械性能不變的情況下實(shí)現(xiàn)元件的小型化。如今，新的控制裝置方案還可以實(shí)現(xiàn)大流量介質(zhì)的開關(guān)。”Dschida強(qiáng)調(diào)說。

    在過去幾年中，博世力士樂在集中力量開發(fā)新型閥門——比如磁閥和比例閥時(shí)，就考慮到了上述發(fā)展趨勢。其中，移動(dòng)式建筑機(jī)械電子化的核心產(chǎn)品便是比例減壓閥。力士樂提供多種規(guī)格的比例減壓閥，可用于電子化工作液壓裝置的控制解決方案。

     在研發(fā)閥門元件的過程中，博世力士樂尤其注重閥門元件在優(yōu)化后的系統(tǒng)解決方案中的表現(xiàn)。“如果插裝閥能夠采用智能化的連接方法用于HIC解決方案之中，那么便能在能效方面產(chǎn)生極為關(guān)鍵的增值效果。”Dschida介紹說。

萬福樂公司(Wandfluh)也在不斷擴(kuò)展自己的插裝閥產(chǎn)品范圍，以便適應(yīng)市場在技術(shù)以及價(jià)格方面的新要求。Roger Waldburger是這樣介紹新產(chǎn)品細(xì)節(jié)的：“尤其值得一提的是采用螺旋閥設(shè)計(jì)的比例節(jié)流閥，它不僅閥座密封性高，而且抗壓性良好。新閥門集三大功能于一身，比如說，對于需要具備提升和降低重物功能的裝置而言，這種解決方案只需一個(gè)閥門，就可以直接利用操縱桿，精密并且與負(fù)荷無關(guān)地控制重物。此外，由于閥門中的流量為零，因此不會(huì)發(fā)生泄漏，從而使重物在很長時(shí)間里保持在的位置上。”

除了這類集成化的解決方案之外，萬福樂還新推出了帶壓力、流動(dòng)和旁通功能，額定尺寸為M42的比例閥。這樣，可以控制和調(diào)節(jié)每分鐘zui大流量為400L的油料。

對于力士樂插裝閥技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，Waldburger認(rèn)為，將來的插裝閥必須集成更多的功能，也就是說能夠?qū)⒍喾N功能集于一身。“這樣，客戶既能降低產(chǎn)品部件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，又能節(jié)省安裝空間。當(dāng)然，這對插裝閥開發(fā)工作來說是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)橹挥斜扰f功能更具有競爭力，這種集成式閥門才可能zui終在市場上獲得成功。”