مشخصات و طرز کار شیر برقی هیدرولیک

آشنایی همراه با نگاه مهندسی در شیر برقی هیدرولیک

ایجاد شرایط کنترلی توسط سیالاتی مانند باد و روغن در سطح وسیعی از صنایع استفاده می ‌شود. در طراحی این سیستم های کنترلی، یک مجموعه سیلندر پیستون است که تحت فشار سیال قدرتمندی مانند روغن های هیدرولیکی، اقدام به جا به جایی هایی هدفمند خواهد داشت. از طرفی قدرت بالای سیال در این سیستم ها از سمت یک موتور پمپ هیدرولیک و یا پنوماتیک تامین خواهد شد. نکته کلیدی در موفقیت به جهت تأمین شرایط کنترلی، استفاده از تجهیزاتی است که بتواند سیال هیدرولیکی را به نوعی تحت کنترل درآورده و همراه با اهداف از پیش تعریف شده باعث جا به جایی پیستون ها در سیلندر ها باشد. انواع شیر برقی از نوع هیدرولیک و یا پنوماتیک با تامین این اهداف کنترلی طراحی و تولید می شوند. در این مقاله قصد تشریح مشخصات شیر برقی هیدرولیک را داریم. از این رو با این مقاله همراه ما باشید تا بیشتر با انواع شیر برقی هیدرولیکی و قواعد حاکم بر آن آشنا شوید.

تعریف کلی در تدوین مشخصات شیر برقی هیدرولیک

در بیان کلی از مشخصات شیر برقی هیدرولیک باید این طور گفت که این تجهیز یک شیر با قابلیت کنترل برقی است. وقتی لفظ شیر برقی بر یک تجهیز می آید، الزاما با یک نوع شیر مواجه هستیم که می تواند با کمک سیگنال های برقی عملیات قطع و وصل سیالات را به انجام رساند. از این رو می ‌توان وجود سیگنال های برقی در امر کنترل را از اصلی ترین مشخصات شیر برقی هیدرولیک دانست.

شیر برقی هیدرولیک در بدنه سیستم های هیدرولیکی یک وظیفه مشخص دارد، کنترل کامل بر جریان سیالات در سیستم های هیدرولیکی. شیر برقی هیدرولیکی این عملیات کنترلی را از طریق ایجاد قطع و وصل هایی برنامه ریزی شده در مسیر جریان سیالات به انجام می رساند. اساس کار در قطع و یا وصل دائمی جریان سیالات است. به گونه ‌ای که در صورت وصل بودن می توانید شاهد انتشار سیالات در فضای سیلندر ها باشید و در عوض همراه با قطع بودن مسیر جریان سیالات توسط شیر برقی این انتشار متوقف خواهد شد.

اصول کارکرد و کنترل شیر برقی هیدرولیک نحوه نامگذاری شیر های هیدرولیک تاثیرگذار است. چرا که با توجه به نوع کنترل حاکم بر شیر هیدرولیک می توانید شاهد اسامی ای مانند یک کله و دو کله در شیر باشید. مراد از کله در نامگذاری انواع شیر هیدرولیک، همان بوبین های برقی است که با در نظر گرفتن اهداف کنترلی در شیر تعبیه شده اند و در بررسی مشخصات شیر برقی هیدرولیک شاهد خواهید بود که شیر یک کله که گاها شیر یک طرفه نیز نامگذاری شده است، توانایی تامین حرکت از یک سوی را دارد. در این نوع از شیر ها با وجود سیگنال برقی، عملیات جا به جایی خانه های عبور سیالات در شیر صورت خواهد گرفت. قطع جریان برق باعث جا به جایی خانه های موجود در شیر از طریق یک سیستم برگشت فنر می شود.

اما در مشخصات شیر برقی هیدرولیک دو طرفه و یا دو کله از وجود دو بوبین در دو سمت شیر استفاده شده است که هر بوبین می ‌تواند مسیر حرکت سیال در یک سمت پیستون را تأمین سازد. در این نوع از شیر ها، سیستم فنری با هدف بازگشت به حالت های اولیه تعریف نشده است. از این رو شیر تا زمانیکه بوبین در جهت عکس فعال نشود، حالت قبلی خود را حفظ می ‌کند. از مشخصات شیر برقی هیدرولیک در قسمت بوبین آن نیز دسته بندی هایی تعریف شده است. این بوبین ها بسته به شرایط گوناگون تامین نیروی برق تعریف می ‌شوند و از انواع 220 ولت AC و 24 ولت DC  برخوردار هستند.

موارد کاربرد شیر برقی هیدرولیک

هر جا که هدف تامین قدرت های بالا همراه با شرایط دقیق کنترل باشد، استفاده از سیستم های هیدرولیکی بهترین گزینه است. از این رو در هر جایی که شاهد حضور یک سیستم هیدرولیکی با هدف تامین شرایط کنترل هستید، می توانید از حضور یک یا چند شیر برقی هیدرولیکی اطمینان حاصل کنید. این حجم از کاربرد را می ‌توان به وضوح در فضای کاری بسیاری از صنایع سنگین تا متوسط شاهد باشید. مانند:

• بهره گیری از انواع شیر برقی هیدرولیک در تامین شرایط اتوماسیون صنایع سنگین مانند صنایع فولاد و ریخته گری
• استفاده از انواع شیر برقی هیدرولیک در ساخت ماشین آلات سنگین و راه سازی ها مانند انواع بیل های مکانیکی
•  استفاده از انواع شیر برقی هیدرولیکی در تجهیزات نصب شده در معادن و صنایع معدنی

انواع متداول در دسته بندی شیر برقی هیدرولیک

بسته به نیاز های طراحی و مهندسی است که انواع گوناگونی در درجات متعدد از قیمت شیر برقی هیدرولیک ابداع شده است. مشخصات شیر برقی هیدرولیک در گونه‌ های گوناگونی است که معرف این دسته بندی های تامین نیاز های مهندسی خواهد بود. طیف گسترده ای از انواع ایده های خاص و یا طرح های متنوع در خلق شیر برقی هیدرولیک وجود دارد که انواع متداول آنها به قرار زیر است.

• شیر برقی هیدرولیک کنترل جهت تک بوبین و دو بوبین
• شیر هیدرولیک وسط بسته
•  شیر برقی هیدرولیک از نوع کنترل کننده فشار در ورودی و خروجی

در ادامه می خواهیم شما را با برخی از این گونه های متداول در طراحی انواع شیر برقی هیدرولیک آشنا سازیم.

شیر برقی هیدرولیک وسط بسته

از جمله اهداف اصلی در استفاده از انواع شیر برقی هیدرولیک، در تامین شرایط کنترلی است. برای رسیدن به این شرایط کنترلی نیاز به سیستمی است که بتواند شرایط مختلف حرکتی در پیستون ها را در شرایط کاملا ایزوله تامین سازد. برای این منظور یکی از بهترین گزینه ها می تواند شیر برقی هیدرولیک وسط بسته باشد. در طراحی این نوع از شیر، حالت میانه ای تعریف شده است که جدا از ارتباط با دو سمت درگیر شیر خواهد بود. قرارگیری شیر در حالت وسط بسته می ‌تواند تضمین تامین ماندگار در شرایط کنترل شیر برقی باشد. به این ترتیب که در زمان انتقال حرکت، اگر قصد ماندن دقیق در یک جای خاص است، با قرار دادن در وضعیت وسط بسته می توان شاهد ایجاد ثبات قطعی در سیستم هیدرولیک بود.

شیر کنترل فشار هیدرولیک

از جمله پر کاربردترین انواع شیر های هیدرولیک می‌ تواند شیر کنترل فشار باشد که با هدف ثابت نگه داشتن حداکثر فشار روغن در سیستم و یا تنظیم فشار در تمام سیستم مورد استفاده قرار می گیرد. در این شیر ها یک فنر تعبیه شده است که تنظیم قدرت این فنر می تواند باعث ایجاد یک تعادل میان فشار روغن و نیروی فنر بشود. از این رو آنها را با عنوان شیر های هیدرولیک با وضعیت پذیری نامحدود یاد می کنند.

شیر برقی هیدرولیک کنترل جهت

مراد از کنترل جهت در نام این شیر برقی بر توانمندی آن در ایجاد کنترل مطلوب در جهت حرکت پیستون در داخل سیلندر می باشد. در اصل هدف اصلی در ایجاد سیستم های هیدرولیک، به حرکت درآوردن سیلندر ها در پیستون های هیدرولیک است و این سیلندر ها در دو جهت رفت و برگشتی خواهند بود. از این رو نیاز به شیر برقی هیدرولیکی است که می تواند به راحتی وظایف کنترل رفت و برگشتی پیستون در سیلندر را تامین نموده و دچار اشتباه نباشد. به این جهت می ‌توان عمده کارکرد شیر برقی هیدرولیک کنترل جهت را در تامین دقیق حرکت های بازو های هیدرولیکی در نظر گرفت. این نوع از قیمت شیر برقی هیدرولیک قابل توجهی برخوردار است. برای این منظور شیر مربوطه را به صورت شیر برقی دو کله یا دو طرفه طراحی می ‌کنند که هر طرف وظیفه تعیین جهت حرکت در یک سمت سیلندر را دارد.

این شیر ها در انواع سه یا چهار راهه و به صورت دو یا سه وضعیتی طراحی و تولید می ‌شوند. در کل انواع شیر برقی هیدرولیک کنترل جهت در ساختار های متنوع، در چهار دسته بندی کلی قرار می گیرد. شیر های اهرمی، شیر های سلونوئیدی، شیر های پایلوت دار و شیر های کاتریجی.

•         شیر برقی هیدرولیک کنترل جهت سلونوئیدی: این نوع از شیر آشناترین در این خانواده بزرگ و پرمصرف است. در طراحی این نوع شیر از دو بوبین برقی که می ‌تواند در انواع VAC۲۲۰ و یا VDC۲۴ باشد به جهت تامین جهت ‌های حرکت استفاده شده است.

•         شیر برقی هیدرولیک کنترل جهت اهرمی: از انواع تحریک مکانیکی است که در آن به جای استفاده از بوبین ها برای تحریک شیر برقی، اهرم هایی در نظر گرفته شده است. این اهرم در اثر برخورد با عناصر مکانیکی است که مسیر های حرکت سیال در داخل شیر برقی را عوض می کند.

•         شیر برقی هیدرولیک کنترل جهت پایلوتی: در شیر های هیدرولیکی، تمام سیال باید از میان فضا های طراحی شده در بطن این شیر ها عبور کنند تا وظایف جا به جایی سیلندر ها را به انجام رسانند. از این رو برای تامین قدرت سیلندر ها با سایز های بزرگتر که به فشار بیشتر و در عین حال دبی بالاتری نیاز است، شیر های هیدرولیک را همراه با پایلوت کرده تا بتوانند سطح دبی عبوری از شیر هیدرولیک را افزایش دهند.

•         شیر برقی هیدرولیک کنترل جهت کاتریجی: در دستگاه هایی که قرار است با کمک نیروی هیدرولیک انواع پیستون ها به حرکت درآیند، غالباً از تعداد قابل توجهی بازو های مکانیکی در ساخت استفاده می شود. هر کدام از این بازو ها، نیاز به حضور یک شیر برقی هیدرولیکی دارند. به جهت منظم کردن تعداد قابل توجهی از شیر های هیدرولیکی در داخل یک ماشین، آنها را به شکل کاتریجی تهیه می ‌کنند. شیر های کاتریجی در بلوک هایی که با هدف نصب منظم آنها ساخته شده اند، قرار خواهند گرفت.

نحوه نامگذاری شیر های هیدرولیکی چگونه است؟

شیر های هیدرولیکی را در انواع گوناگون با هدف تامین شرایط کاری متنوع طراحی و تولید می کنند. از این رو می ‌توان همراه با بررسی مشخصات شیر برقی هیدرولیک، متوجه طیف گسترده‌ ای از آنها شد. این ازدیاد در طراحی باعث شده تا برای شناختن آنها روش های خاص نامگذاری اعمال شود. برای هر کسی که با انواع سیستم های هیدرولیکی سر و کار دارد و یا در پی تحلیل مشخصات شیر برقی هیدرولیکی است، درک صحیح و تحلیل درست از نحوه نامگذاری شیر های هیدرولیکی از اهمیت برخوردار خواهد شد. چرا که در صورت عدم آگاهی صحیح از این مقوله، حتماً در زمان خرید و استفاده و گاها تعمیرات و نگهداری ماشین آلات با مشکلات جدی مواجه خواهید شد.

نحوه نامگذاری شیر های هیدرولیکی برقی براساس کارکرد آنها صورت می‌ گیرد. در نامگذاری، آن چیزی که ملاک است، حالت های متنوع کارکرد در کنار خانه های مجزا از هم است. برای درک بهتر این روش نامگذاری بهتر است با شکل شماتیک شیر هیدرولیکی در داخل نقشه های فنی آشنا شوید. از روی این اشکال است که هر اهل فنی متوجه مشخصات شیر هیدرولیک خواهد بود.

برای نمایش شیر هیدرولیک از تعدادی مربع متصل به هم استفاده می ‌کنند. هر کدام از این مربع ها معرفی یک حالت کار کردن در مشخصات شیر برقی هیدرولیک خواهد بود. مثلاً برای دو مربع می ‌گوییم شیر برقی دو حالته و برای سه مربع می ‌شود سه حالته. در داخل این مربع ها، فلش هایی به شکل های عمودی، افقی و یا مورب کشیده شده است. این فلش ها معرف نحوه حرکت سیال در آن خانه شیر هیدرولیکی است. هر فلش میان پورت های شیر، اتصالی برقرار خواهد کرد. به گونه ‌ای که اگر آن حالت مذکور که معرف مربع مربوطه در شکل شماتیک شیر هیدرولیک است، در مسیر فعالیت قرار گیرد، جهت های موجود در مربع، مسیر هدایت سیال را تامین خواهند کرد.

از این رو در هنگام نامگذاری شیر های هیدرولیکی ابتدا تعداد پورت ‌ها و در ادامه تعداد حالت های کاری شیر قید خواهد شد. مثلا وقتی می ‌گوییم شیر برقی هیدرولیک 2/2، این اعداد معرف دو پورت در دو حالت کاری شیر است. این تفسیر برای شیر برقی هیدرولیک 3/2 می شود 3 پورت برای 2 حالت کاری در شیر و برای شیر برقی هیدرولیک 4/3 می ‌شود 4 پورت برای 3 حالت کاری در شیر. به این ترتیب همراه با این نامگذاری به خوبی می توانید همراه هر نام، کاملا متوجه مشخصات شیر برقی هیدرولیک باشید.

از سوی دیگر در بررسی برخی از مشخصات شیر برقی هیدرولیک و در نام آنها متوجه اصطلاح بازگشت فنر هستیم. این کلمه بازگشت فنر در نام شیر برقی هیدرولیک برای انواع یک حالته در نظر گرفته می شود. زمانیکه برای بازگشت شیر به حالت ابتدایی، پس از پایان تحریک بوبین، یک فنر در نظر گرفته شده است. از سوی دیگر در بیان مشخصات شیر برقی هیدرولیک، بیان نکاتی کلی مانند نوع تحریک، سطح ولتاژ مورد نیاز، تحمل فشار و ظرفیت دبی نیز قید خواهد شد.