電気油圧バルブの適用の基本

電気油圧バルブの基本は簡単に理解できます。これらは、油圧作動油がアクチュエータに送られる方法を制御する電動バルブです。ただし、効率的で効果的な油圧システムに電気油圧バルブを適用するには、設計者はいくつかの要因を考慮する必要があります。この記事では、電気油圧バルブを適用するための7つの重要な設計上の考慮事項について説明します。

1。オン/オフvsプロポーショナルバルブ

オン/オフバルブは、基本的に油圧システムのオン/オフスイッチです。オン/オフバルブは通常、正確な位置または速度制御が必要とされないアプリケーションで使用されます。プロポーショナルバルブは、油圧システムの流量をより可変的に制御します。

これらのバルブは通常、標準の方向制御バルブを超えてより多くの制御が必要なアプリケーションで使用されます。比例バルブが光る可変流量制御を必要とするいくつかのアプリケーションには、風力タービンのピッチ制御、木材加工、工作機械、および金属成形が含まれます。特定のタイミングやポジショニングが必要な場合は、比例して考えてください。

2。オンボードエレクトロニクスとオフボードエレクトロニクス

オンボードまたはオフボードの電子機器を備えたバルブが最良の選択であるかどうかを判断するには、アプリケーションの詳細な評価が必要です。一般に、オンボードの電子機器は、バルブでの制御をローカライズし、コントローラーでの配線を簡素化するために使用されます。オフボード電子機器は、電子機器の性能を低下させる可能性のある振動と温度が高い地域でよく使用されます。

オフボード電子バルブを駆動するには、必要なソレノイド駆動電流やランプ速度などのカスタムパラメータに合わせて構成できる電子モジュールを使用する必要があります。オンボードの電子バルブは、4〜20mAまたは±10VDCを含む標準コマンドで直接コマンドを実行でき、同じレベルのカスタマイズでフローします。

3。開ループ制御と閉ループ制御

油圧システムには、開ループと閉ループの2つの制御オプションがあります。一般的な教科書の用語では、開ループシステムは、コントローラーの駆動信号を変更する外乱を補償することはできません。閉ループシステムにはこの欠点はありません。システムの外乱は、出力応答を測定し、それを入力と比較することによって補正されます。観測された差（エラー信号と呼ばれる）がある場合、エラーはコントローラーにフィードバックされ、出力を目的の値に調整します。

たとえば、スプールの周りのループを内部で閉じない比例ソレノイドによって操作されるバルブがあります。これらは、アクセラレーションおよびメータリングアプリケーションに使用されます。

他のバルブは、スプールの位置の周りでループを内部で閉じますが、閉ループシステムに統合することができます。システムの誤差はトランスデューサーによって測定されます。つまり、アクチュエータ、圧力トランスデューサ、または流量計の位置または速度センサーにより、さらに高い精度が得られます。閉ループ制御システムで動作する電気油圧サーボバルブは、低電力と機械的フィードバックを使用して正確な制御を提供するように設計されています。

開ループおよび閉ループ制御システムを指定する際に考慮しなければならないパラメータは次のとおりです。

• ヒステリシス：コマンドの増加と減少の間の測定出力の差。

• ステップ応答：最初のコマンドからバルブが目的の出力で安定するまでに必要な時間。

• 周波数応答：バルブが正確に作動できる最大速度。

• 内部漏れ：機械的クリアランスによるスプールバルブに固有のバイパスフロー。

• 流量：バルブを通過できる流体の量。

4。スプールのサイズ設定

比例バルブスプールは通常、差圧10バールでの公称流量に対して定格が定められていますが、サーボバルブスプールは通常、差圧70バールでの公称流量に対して定格が定められています。等しい計量スプールは、各作業ポートに対称的な流れを提供します。これは、有効面積が等しいモーターまたはダブルロッドシリンダーを駆動する場合に役立ちます。計量スプールが等しいと、ロッドとピストンの面積が異なるため、シングルロッドシリンダーの引き込み時の速度が低下します。

レシオスプールは、作業ポート間に非対称の流れを提供します。最も一般的に使用されるのは2：1の比率の設計です。たとえば、2：1の比率のシリンダーを駆動するために使用すると、不均衡な領域が一致するため、シリンダーの伸長と収縮の間で同じ速度が達成されます。負荷を制御するために、比例バルブのサイズをできるだけ小さくすることをお勧めします。制御を維持するには、負荷に対する背圧を常にかける必要があります。一般的な経験則では、最大流量定格の90〜95パーセントを使用するスプールを選択します。フロー容量が大きすぎるスプールを選択すると、システムが不安定になる可能性があります。

5。シーリングコンパウンド

方向制御バルブのエラストマーシール用のコンパウンドを選択するときは、流体とコンパウンドの互換性に関する情報について、製造元のリソースを参照してください。鉱油を使用する標準的な産業用途では、通常、ニトリルシールを使用します。これは、水-グリコールを制御する場合にも推奨されます。

高温またはあまり一般的に使用されていない流体を含むアプリケーションでは、多くのグレードのフルオロカーボンシールの1つを利用できます。疑問がある場合は、シーリングコンパウンドの選択について工場に相談してください。

6。再生回路とハイブリッド機能

再生回路は、シリンダーのロッド端から排出された流体を、アクチュエーターの加速された伸長のためにタンクではなくピストン端に戻します。再生回路を使用すると、システム設計者は、一方向にのみ高速移動が必要な場合に、より小さなポンプを使用して設計要件を達成できます。オン/オフおよび比例制御用の回生方向制御バルブ（Rフローコード）により、システム設計者は回路にバルブを追加することなく回生機能を実現できます。

ハイブリッド回生バルブは、システム設計者に、コマンド信号とは別の電気信号を介して回生制御を可能にする機能を提供します。再生制御を利用する場合、速度のために力が犠牲になります。ハイブリッド機能（Zフローコード）により、設計者は、力を構築するための標準の油圧機能と、負荷をすばやく加速するための回生機能のどちらかを選択できます。

7。取り付けパターン

電気油圧バルブの取り付け構成は、NFPA / ISO規格に準拠しています— D03、D05、D07、D08、およびD10シリーズの指定は、規格への準拠を示します。パイロット操作のバルブは、広範囲の流れにわたってより安定しており、システムがより大きな流れ容量で動作できるようにします。多くの場合、メインステージスプールを制御するために使用される油圧パイロット圧力は、方向性駆動バルブのソレノイドよりも大きな力を提供し、ユーザーにとってより予測可能なパフォーマンスをもたらします。

結論

システムのコンポーネントを指定する際に設計エンジニアが利用できるリソースはたくさんあります。リファレンスシート、計算機、構成ツールなどです。ただし、経験とアプリケーションに関する深い知識に勝るものはありません。

サプライヤのアプリケーションエンジニアが提供できる「そこにいて、それを見た」体験を活用してください。彼らは、自社が提供するコンポーネントのパフォーマンスを理解しているだけでなく、同じ状況で他の人が設計ミスを修正するのを助け、最もユニークなアプリケーションのいくつかについて問題を解決したという利点もあります。

この記事は、製品販売マネージャーのMatthewDavisによって書かれました。 Mitch Eichler、アプリケーションエンジニア。オハイオ州エリリアの油圧バルブ部門のParkerHannifinCorp.の製品販売マネージャーであるTomGimben氏。詳細については、をご覧ください。 ここ 。