¿Cuál es la función de la válvula de inversión de la válvula proporcional hidráulica y la válvula piloto en serie con la válvula de inversión de la válvula proporcional hidráulica?
Con la reducción del coste de los controladores de microprocesador y los componentes de los sensores y la mejora continua de la tecnología de control, la tecnología de control de doble carrete se ha aplicado en el campo de la maquinaria de construcción. La empresa británica Utronics ha utilizado su propia tecnología y ventajas de patentes para desarrollar una válvula inversora multidireccional de doble carrete, que ha sido ampliamente utilizada en excavadoras, camiones, cargadoras y retroexcavadoras de JCB, Deere, DAWOO, CASE y otras empresas. Para cumplir con los requisitos funcionales de los sistemas hidráulicos para los productos de maquinaria de construcción de mi país. Con la mejora continua de la estabilidad y el control automatizado, los productos de Youtuo ingresaron al mercado chino a tiempo. La depuración del prototipo de las cargadoras industriales Xiamen (5t) y las excavadoras Zhanyang (8t) se completó inicialmente y entró en la etapa de prueba.
1. Defectos de la válvula direccional tradicional de un solo carrete
El sistema hidráulico tradicional compuesto por una válvula direccional de un solo carrete es difícil de resolver razonablemente la contradicción entre las siguientes funciones y el control. :
(1) En el diseño del sistema hidráulico, para mejorar la estabilidad del sistema y reducir el impacto de los cambios de carga en la velocidad, sacrificamos algunas de las funciones que queremos lograr, o agregar componentes hidráulicos adicionales, tales como válvulas de control de velocidad, válvulas de control de presión, etc., que mejoran la estabilidad del sistema al aumentar la amortiguación y la rigidez de la velocidad del sistema. Sin embargo, la adición de dichos componentes reducirá la eficiencia y desperdiciará energía; también reducirá la viabilidad de todo el sistema y aumentará los costos.
(2) Debido a la particularidad de la estructura inversa, los usuarios deben comprar los componentes hidráulicos correspondientes al implementar una determinada función, y los fabricantes de maquinaria de construcción diseñarán las funciones correspondientes de acuerdo con las diferentes necesidades del usuario final, lo que significa que esto hace que los fabricantes compren componentes de control hidráulico similares y de múltiples especificaciones para cumplir con diferentes requisitos funcionales, lo que no favorece la generalización y gestión del producto, y aumentará considerablemente los costos del producto.
(3) Dado que el aceite hidráulico que entra y sale del actuador está controlado por un núcleo de válvula, la presión en ambos lados del actuador no se puede controlar de forma independiente. Por lo tanto, la contrapresión en el lado de salida actúa en la dirección opuesta al movimiento del actuador. A medida que aumenta la contrapresión en el lado de salida de aceite, se debe aumentar la presión en el lado de entrada de aceite para garantizar el movimiento del actuador. Esto aumenta la funcionalidad consumida por el sistema hidráulico, reduce la eficiencia y aumenta el calor.
En un sistema hidráulico que utiliza tecnología de doble carrete, dado que la posición y el método de control de los puertos de la válvula del lado de aceite de entrada y salida del actuador son independientes y no se afectan entre sí, a través de diferentes combinaciones de los dos carretes Métodos de control. El uso de programación de software puede resolver problemas que no pueden resolverse con los sistemas tradicionales de válvula única y también puede realizar fácilmente funciones que son difíciles de lograr con los sistemas hidráulicos tradicionales.
2. Dos estrategias básicas de control para válvulas direccionales de doble carrete.
Debido a la flexibilidad del control de dos puertos de conmutación de doble núcleo, los dos puertos pueden adoptar control de flujo, control de presión o control de flujo-presión respectivamente. Se introducen activamente dos estrategias de control simples.
(1) La dirección de la carga permanece sin cambios durante todo el proceso de trabajo.
Sabemos que para camiones grúa, excavadoras, cargadoras, etc. , la dirección de carga de su cilindro hidráulico permanece sin cambios durante todo el proceso de trabajo. Tomando como ejemplo el cilindro hidráulico abatible de una grúa, se analiza la estrategia de control de doble carrete.
Durante el proceso de trabajo del cilindro abatible de la grúa, su tensión y dirección de carga siempre permanecen sin cambios, por lo que se puede adoptar la estrategia de control del control del vástago del cilindro hidráulico y el control del flujo de la cámara sin vástago.
El control de flujo de la cavidad sin vástago consiste en detectar la diferencia de presión entre los lados delantero y trasero de la válvula conectada al lado de la cavidad sin vástago y luego calcular la apertura del núcleo de la válvula en función del flujo de entrada requerido. o flujo de salida; para la cavidad sin vástago El lado adopta control de presión para mantener una presión baja en este lado, lo que ahorra más energía y es más eficiente.
Dado que adoptamos control de flujo en la cavidad sin vástago, la válvula de equilibrio utilizada en el sistema de control original se puede reemplazar por una válvula unidireccional controlada hidráulicamente. Esto elimina la inestabilidad del sistema causada por la válvula de equilibrio, mejorando así la estabilidad del sistema.
(2) La dirección de la carga cambia durante el proceso de trabajo.
En este caso, se adopta "control de presión del lado de entrada, control de flujo del lado de salida de aceite". El cilindro hidráulico tiene control de presión del lado de la cámara de varilla y control de flujo del lado de la cámara sin vástago.
Si la dirección de carga permanece sin cambios, dado que el lado de salida de aceite adopta control de flujo, podemos usar una válvula unidireccional controlada hidráulicamente en lugar de la válvula de equilibrio de dos vías para mejorar la estabilidad del sistema.
En el lado de entrada de aceite se utiliza un controlador de presión para mantener una presión de referencia más baja, lo que por un lado mejora la eficiencia del sistema y, por otro lado, evita la cavitación en el sistema.
Para controlar bien el mecanismo de trabajo del cambio de dirección de carga, se aplica otro controlador PI al controlador de presión de la cavidad de la varilla. Cuando cambia la dirección de la carga, la presión de la cavidad sin vástago disminuye. Si todavía hay baja presión en la cámara de la varilla, el cilindro hidráulico se moverá en la dirección opuesta cuando la carga sea más pesada. En este punto, podemos usar el controlador PI agregado para monitorear los cambios en la presión de la cámara sin vástago. Cuando el controlador PI detecta que la presión de la cámara sin vástago es inferior al valor de referencia establecido, aumentará la presión establecida por el controlador de presión de la cámara sin vástago para garantizar el funcionamiento normal del sistema.
3. Sistema de control hidráulico ultramicro
Ultronics es una empresa de tecnología electrohidráulica que integra diseño, investigación, desarrollo y fabricación. Su sistema de control hidráulico adopta comunicación CAN bus y tecnología de control de doble carrete. Mediante el control conjunto de los dos núcleos de válvula, se puede lograr una variedad de controles en el actuador, mejorando así la estabilidad del sistema y reduciendo el consumo de energía. Al mismo tiempo, puede simplificar el sistema, reducir costos y acelerar el desarrollo de productos, que están más allá de las capacidades de los sistemas electrónicos tradicionales.
El hardware del sistema de control Ultronics generalmente consta de joystick, ECU, válvula reguladora, grupo de válvulas hidráulicas de doble carrete y sensores o interruptores externos, que se comunican a través del bus CAN. El grupo de válvulas hidráulicas es la intersección del sistema de control electrónico y el sistema hidráulico. Otro componente importante del sistema es el software.
El mando tiene forma de fotoeléctrico sin contacto, pudiendo equiparse con hasta 4 salidas proporcionales o 2 salidas proporcionales, y hasta 5 interruptores. Se encuentran disponibles interruptores proporcionales y de bloqueo automático. Su nivel de protección alcanza el IP67. Las características de retardo, la curva de salida y la zona muerta del controlador se pueden modificar a través del software dedicado JoyVal.
El voltaje de alimentación de la ECU es de 12 V y 24 V, tiene 25 y 50 interfaces y proporciona interfaces de entrada y salida analógicas y digitales. Al mismo tiempo, la ECU también proporciona una interfaz CAN para que el sistema pueda recibir sensores o señales de control o conectarse con otros sistemas. Todas las aplicaciones necesarias para el control del sistema se almacenan en la ECU. La ECU puede convertir otros dispositivos y señales (como señales de detección de sensores, información del sistema de control del motor, etc.) desde la manija o conectarse a la ECU para su procesamiento y luego convertirlas en. instrucciones para cada acción del carrete.
La clave del sistema de control Ultronics reside en su exclusiva tecnología de control de doble carrete. Cada válvula tiene dos núcleos de válvula, lo que equivale a cambiar una válvula de cuatro vías y tres posiciones por una combinación de dos válvulas de tres vías y tres posiciones. Según la lógica de control, los dos carretes se pueden controlar de forma independiente o en pares. Ambos puertos de aceite en funcionamiento tienen sensores de presión y cada carrete tiene un sensor de posición. Mediante el control de circuito cerrado de la señal de detección, la presión o el caudal de los dos aceites hidráulicos se pueden controlar por separado con una alta precisión de control.
Cada válvula tiene dos ASIC (circuitos integrados específicos de aplicación analógica) completos de señal mixta y un RISC (procesador de instrucciones reducidas). Estos controladores proporcionan excitación y compensación para sensores y equipos de transmisión de control de potencia, software de control de carrete y comunicaciones de bus CAN. El usuario puede configurar o modificar la estrategia de control y los parámetros específicos de la acción del carrete de acuerdo con los requisitos del actuador controlado. Después de que la válvula de control recibe la instrucción, su procesador integrado ejecuta el software de control de acción del núcleo de la válvula para implementar la función de configuración. La ECU completa la coordinación funcional entre múltiples válvulas, realizando así funciones complejas del sistema. Este método de control jerárquico hace que la aplicación del sistema sea muy flexible y sea fácil construir sistemas de control complejos.
La diversidad funcional del sistema de control Ultronics se logra a través del software de aplicación, y el software de control está escrito de manera específica. Los sistemas de control Ultronics pueden realizar una variedad de funciones. Los esfuerzos realizados por modelos avanzados como excavadoras de orugas, excavadoras de ruedas, cargadoras, etc. en términos de comodidad operativa, eficiencia operativa, consumo de costos operativos, diagnóstico de fallas y protección ambiental. , como control adaptativo del estado del motor y del sistema hidráulico, funciones operativas específicas, etc. , se puede lograr utilizando el sistema Ultronics.
En resumen, a través de la comunicación por bus CAN, la estructura única de doble carrete, la aplicación de sensores de presión y desplazamiento, la tecnología de control de circuito cerrado de presión o flujo y el sistema de control electrohidráulico de Ultronics, el sistema de control de La maquinaria de ingeniería será funcionalmente La diversidad, la flexibilidad de implementación, el rendimiento de bajo costo, los conceptos de control, los modelos de mantenimiento y muchos otros aspectos han provocado cambios revolucionarios.
Clasificación de las válvulas de control direccional
En aplicaciones prácticas, las válvulas de control direccional se pueden dividir en varias categorías según las diferentes necesidades:
(1) Según gas En la dirección del flujo en la tubería, si al gas solo se le permite fluir en una dirección, este tipo de válvula se llama válvula de control unidireccional, como válvula unidireccional, válvula de lanzadera, etc. Las válvulas de control que pueden cambiar la dirección del flujo de gas se denominan válvulas direccionales, como las comúnmente utilizadas 2way2port, 2way3port, 2way5port, 3way5port, etc.
(2) Según el método de control, se puede dividir en válvulas solenoides, válvulas mecánicas, válvulas neumáticas y válvulas manuales. Entre ellas, las válvulas de solenoide se pueden dividir en válvulas de control eléctricas simples y dobles; las válvulas mecánicas se pueden dividir en válvulas de bola, válvulas de rodillo, etc. Las válvulas neumáticas también se pueden dividir en válvulas neumáticas simples y las válvulas neumáticas dobles se pueden dividir en válvulas manuales y válvulas de fondo;
(3) Según el principio de funcionamiento, se puede dividir en válvula de acción directa y válvula piloto. Las válvulas de acción directa son válvulas que cumplen directamente los requisitos de inversión mediante mano de obra, fuerza electromagnética y fuerza neumática. La válvula piloto se compone de un cabezal piloto y un cuerpo de válvula, y el pistón con el cabezal piloto impulsa el vástago de la válvula en el cuerpo de la válvula; para lograr la reversión.
(4) Según la posición de trabajo del vástago de la válvula de inversión, la válvula se puede dividir en válvula de dos vías y válvula de tres vías.
(5) Según el número de orificios de aire en la válvula, se puede dividir en válvulas de 2 orificios, 3 orificios y 5 orificios.
Válvula de retención ordinaria (válvula de retención o válvula de retención)
Función: Solo permite que el aceite fluya hacia adelante, no hacia atrás.
Clasificación: tipo recto, tipo de ángulo recto
Estructura: cuerpo de válvula, cono de núcleo de válvula, tipo bola de acero, resorte, etc.
Principio de funcionamiento: cuando el líquido fluye desde la entrada de aceite, A → B B.
Cuando el líquido fluye desde la salida de aceite, A→B.
Presión de apertura: 0,04-0,1 MPa.
Realización de una válvula de contrapresión: PK = 0,2-0,6 MPa 3.
Válvula unidireccional de control hidráulico
Función: circulación directa, circulación controlada inversa
Estructura: válvula unidireccional ordinaria + dispositivo de control hidráulico
k está bloqueado por aceite a presión, A → B
Principio de funcionamiento
k pasa a través de aceite a presión, A → B
Características estructurales: B→ A, PB = P, muy alta.
∴La contrapresión de la cámara del resorte es muy alta y el núcleo de la válvula solo se puede abrir cuando el pk es muy alto, lo que afecta la confiabilidad.
Por lo tanto, se pueden tomar las siguientes medidas
1) Utilice la válvula piloto para aliviar la presión por adelantado.
2) Utilice el retorno de aceite de la salida externa para reducir la contrapresión.
Propósito: La válvula de retención de control hidráulico tiene un buen rendimiento antisellado.
∴ Normalmente se utiliza en circuitos de mantenimiento de presión, bloqueo y equilibrio.
Válvulas de lanzadera, válvulas de doble presión y válvulas de escape rápido.
1) Válvula de lanzadera
2) Válvula de doble presión
3) Válvula de escape rápido N°2 válvula de inversión
Función: Cambio la posición de trabajo relativa del núcleo de la válvula en el cuerpo de la válvula para conectar o desconectar el puerto de aceite del cuerpo de la válvula, controlando así la inversión o el arranque y la parada del actuador.
Clasificación de las válvulas inversoras
Según la estructura, se dividen en válvula inversora tipo válvula deslizante, válvula inversora tipo válvula de asiento y válvula inversora tipo válvula rotativa.
Válvula inversora de corredera
(1) Estructura y principio de funcionamiento de la válvula inversora
Cuerpo de la válvula: orificio cilíndrico con ranuras rebajadas de varias etapas.
Estructura
Núcleo de la válvula: un cilindro con múltiples ranuras circulares.
Clasificación:
Dos
Según lugar de trabajo
Cuatro
El acceso bidireccional se basa en el número de rutas División
Cuatro vías (excluyendo aceite de control y puerto de fuga de aceite)
Wu Tong
Válvula de intercambio magnético
Inversión hidráulica válvula
Según el método de control, se divide en
Válvula de inversión del motor
Válvula de inversión manual
Símbolo gráfico que significa:
Número de 1 dígito: representado por un cuadrado. Varios números equivalen a varios cuadrados.
2 Pase- ↑ No Pase-┴, ┬¿Cuántas intersecciones tienen los símbolos de flecha e intersección con un cuadrado?
Un punto significa varios niveles.
3 Los puertos de aceite tienen direcciones y significados fijos, entrada de aceite P (abajo a la izquierda) y puerto de retorno de aceite T (abajo a la derecha).
A.B——El puerto de aceite de trabajo (izquierdo y derecho) conectado al actuador.
Cuatro resortes, W, M, están dibujados a ambos lados del cuadrado.
Válvula de dos posiciones, una de ellas controlada por muelle.
5 posiciones normales