Когда вы работаете с гидравлическими системами в промышленных условиях, гидрораспределитель по сути является регулятором движения вашей гидравлической энергии. Гидрораспределитель Bosch Rexroth 4WE 10 J — одна из тех «рабочих лошадок», которые спокойно поддерживают работу производственных линий на заводах по всему миру. Этот конкретный клапан существует уже несколько десятилетий, и есть веская причина, по которой инженеры продолжают использовать его для своих проектов.
Чем отличается гидрораспределитель 4WE 10 J от других?
Rexroth 4WE 10 J — это то, что мы называем золотниковым распределителем с электромагнитным управлением. Думайте об этом как о переключателе с электрическим управлением, который направляет гидравлическое масло туда, куда ему нужно. Часть «4WE» сообщает нам, что у него четыре основных порта и электрическое управление. «10» означает, что это размер NG10, соответствующий монтажному стандарту CETOP 5. Эта буква «J» в конце на самом деле очень важна, поскольку она определяет, как ведет себя клапан, когда он находится в центральном положении.
Что отличает этот клапан, так это его способность выдерживать серьезное давление и поток. Мы говорим о максимальном рабочем давлении до 350 бар, что соответствует примерно 5000 фунтам на квадратный дюйм. Версии постоянного тока могут перекачивать 160 литров в минуту, а версии переменного тока — 120 литров в минуту. Эти цифры имеют значение, когда вы пытаетесь переместить тяжелые грузы или управлять большими цилиндрами.
Как работает центральное положение J-образца
J-образная конфигурация золотника, вероятно, является наиболее отличительной особенностью этого гидрораспределителя. Когда клапан находится в центральном положении при выключенных обоих соленоидах, все основные порты блокируются. Порт насоса (P), оба рабочих порта (A и B) и возвратный порт бака (T) полностью изолированы друг от друга.
Эта конструкция с заблокированным центром служит определенной цели. Если у вас есть гидравлический цилиндр, удерживающий тяжелую нагрузку, вы не хотите, чтобы эта нагрузка ползла вниз, пока вы активно ее не контролируете. 4WE 10 J удерживает все на месте. Насос никуда не перекачивает масло, и цилиндр не может слить обратно в бак. Это делает его особенно полезным в таких приложениях, как машины для литья под давлением, где вам необходимо точное удержание положения на разных этапах цикла формования.
Когда вы подаете питание на один из соленоидов, золотник смещается, подключая насос к одному рабочему порту, в то время как другой рабочий порт открывается в резервуар. Подайте питание на другой соленоид, и соединения поменяются местами. Это простая гидравлика, но заблокированный центр дает вам возможность статического удержания, которую не обеспечивают некоторые другие модели катушек.
Технические детали, которые имеют значение
Монтажный интерфейс 4WE 10 J соответствует стандарту ISO 4401-05-04-0-05. Эта стандартизация означает, что при необходимости вы можете заменить его на другие клапаны NG10 от других производителей, хотя всегда есть детали, которые необходимо проверить. Для крепления используются четыре болта M6 x 50, затянутые с усилием 15 Ньютон-метров. Вам понадобится отдельная монтажная пластина, которую Rexroth обозначает как G 66/01.
Соленоиды представляют собой конструкцию, которую Рексрот называет «мокрым штифтом». Электрическая катушка расположена в корпусе, который подвергается воздействию гидравлического масла, что способствует охлаждению и снижает шум по сравнению с сухими соленоидами. Эти катушки можно снять и повернуть на 90 градусов, не разбирая весь клапан, что удобно, когда у вас мало места или вам нужно переориентировать электрические соединения. Общие варианты напряжения включают 24 В постоянного тока и 120 В переменного тока, хотя доступны и другие напряжения.
Время срабатывания приемлемое для гидрораспределителя этого типа. При подаче питания катушка смещается примерно за 45–70 миллисекунд. Когда вы отключаете питание, пружина возвращает его через 35–45 миллисекунд. Это не скорости сервоклапана, но они достаточны для большинства применений промышленного оборудования.
Где вы найдете этот работающий клапан
4WE 10 J используется во множестве различного промышленного оборудования. Тяжелые станки используют его для управления рабочими столами и шпинделями. Гидравлические прессы полагаются на него для точного управления цилиндром. Машины для литья под давлением, вероятно, являются одним из наиболее распространенных применений, особенно в цепях зажима пресс-форм, где вам необходимо выдерживать тонны зажимного усилия без какого-либо смещения.
В типичной установке для литья под давлением распределительный клапан управляет открытием и закрытием формы. Во время впрыска центральное положение J-образной формы фиксирует гидравлическое масло в зажимном цилиндре, поддерживая постоянное давление, даже если насос может выполнять другую работу. Это предотвращает вспышку (нежелательную утечку пластика из формы) и обеспечивает стабильное качество детали. Когда приходит время открыть форму, срабатывает один соленоид, и клапан смещается, направляя масло втягивать зажимной механизм.
Клапан также используется в передвижном оборудовании, строительной технике и системах погрузочно-разгрузочных работ. Везде, где вам требуется контроль направления с хорошей удерживающей способностью и разумной скоростью потока, стоит рассмотреть вариант 4WE 10 J.
Понимание кода заказа
Компания Rexroth использует систематическую систему кодирования для своих гидрораспределителей, и понимание ее поможет вам получить именно то, что вам нужно. Типичный полный номер модели может выглядеть как 4WE 10 J3X/CG24N9K4 с номером детали Rexroth R900589988.
Разберемся: цифра «4» означает четыре основных порта. «МЫ» означает, что это гидрораспределитель с электроприводом. «10» — это рейтинг размера NG10. «J» обозначает образец катушки с заблокированным центром. «3X» или «5X» обозначают серию, причем 5X — текущая производственная серия. Буквы и цифры после косой черты указывают такие детали, как напряжение соленоида (G24 означает 24 В постоянного тока), материал уплотнения и различные опции.
Если вы видите букву «V» в суффиксе, это указывает на уплотнения FKM вместо стандартных уплотнений NBR. Вам понадобится FKM, если вы используете жидкости на основе эфиров фосфорной кислоты или работаете при более высоких температурах. Стандартные уплотнения из NBR прекрасно работают с минеральными гидравлическими маслами в обычных промышленных температурных диапазонах.
Требования к жидкости и фильтрация
Модель 4WE 10 J предназначена в первую очередь для гидравлических масел на минеральной основе, хотя при использовании подходящего материала уплотнений она может работать и с эфирами фосфорной кислоты. Диапазон вязкости довольно широк, примерно от 2,8 до 380 квадратных миллиметров в секунду, с номинальной рабочей вязкостью около 37 при 55 градусах Цельсия. Рабочая температура должна оставаться в пределах от минус 20 до плюс 50 градусов Цельсия для окружающей среды.
Вот тут-то и начинается большая головная боль при обслуживании: чистота жидкости. Зазоры внутри гидрораспределителя измеряются в микронах. Мы говорим о зазорах от трех до тринадцати микрон в критических областях. Для сравнения, человеческий волос имеет толщину около 70 микрон. Если вы допустите попадание загрязнений в гидравлическое масло, частицы могут застрять в этих зазорах и привести к залипанию золотника.
Rexroth рекомендует фильтрацию с размером частиц 10 микрон или выше. Это не то предложение, которое вы должны игнорировать. Застрявшая золотник означает, что ваш клапан не смещается или, что еще хуже, может сдвинуться и не вернуться. В частности, в случае соленоидов переменного тока застрявшая катушка может привести к перегоранию катушки, поскольку соленоид предназначен для прерывистой работы, а не для непрерывного удержания. Соблюдение чего-то вроде стандартов чистоты класса 9 NAS 1638 избавит вас от неприятностей в будущем.
Распространенные проблемы и устранение неполадок
Большинство проблем с 4WE 10 J возникают по трем причинам: загрязнение, электрические неисправности или механические повреждения. Хорошей новостью является то, что Rexroth включает в себя ручное управление этими клапанами, что дает вам диагностический инструмент.
Если ваш гидрораспределитель не переключается при подаче питания на соленоид, попробуйте сначала выполнить ручное управление. Нажмите на штифт блокировки и проверьте, переключается ли клапан механически. Если он переключается вручную, но не электрически, вы имеете в виду электрическую проблему. Проверьте напряжение на разъеме соленоида, проверьте проводку и проверьте сопротивление катушки. Если клапан не переключается даже вручную, золотник застрял, обычно из-за загрязнения.
Проблемы загрязнения проявляются по-разному. Иногда клапан смещается, но не возвращается в центр должным образом. В других случаях оно может меняться медленно или вообще не меняться. Внутренняя утечка — еще один симптом, когда вы теряете давление или видите дрейф цилиндра, даже если клапан предположительно находится в заблокированном центральном положении. Эти проблемы обычно означают, что загрязнение повредило золотник или корпус клапана, создав пути утечки.
Проблемы с электричеством обычно просты. Отсутствие напряжения означает проверку проводки и системы управления. Неправильное напряжение или полярность (для соленоидов постоянного тока) означает, что клапан может переключаться ненадежно. Перегоревшие катушки проявляются как разомкнутые цепи или очень низкое сопротивление. Замена катушки достаточно проста, поскольку она просто выкручивается из корпуса клапана.
Механические повреждения встречаются реже, но могут произойти. Сломанные возвратные пружины не позволяют золотнику центрироваться. Поврежденные штифты соленоида не будут толкать катушку должным образом. Обычно они требуют замены или восстановления клапана, а не простого ремонта.
Рекомендации по установке
Правильный монтаж 4WE 10 J начинается с чистой и ровной монтажной поверхности. Клапан крепится к монтажной плите или коллектору с помощью четырех болтов M6, о которых мы упоминали ранее. Плоскостность поверхности имеет значение, поскольку уплотнительные кольца, уплотняющие каждый порт, должны сжиматься равномерно. Любая деформация или мусор могут создать пути утечки.
Затяните эти крепежные болты моментом 15 Ньютон-метров, ни больше, ни меньше. Слишком мало, и вы можете получить внешние утечки. Слишком много, и вы рискуете деформировать корпус клапана, что может привести к заклиниванию золотника. Используйте динамометрический ключ, а не догадки.
Электрические соединения также требуют внимания. Убедитесь, что вы подключаетесь к клеммам с правильным напряжением. Клапан обычно имеет клеммную колодку или разъем для каждого соленоида, а также соединение с заземлением. Это заземляющее соединение является обязательным для обеспечения безопасности, а также может снизить электрические помехи в вашей системе управления.
По возможности гидрораспределитель должен быть ориентирован соленоидами вверх. Это помогает предотвратить накопление влаги в электрических соединениях. Если вам необходимо установить его по-другому, рассмотрите возможность добавления чехлов или крышек для защиты электрических клемм.
Сравнение альтернатив
4WE 10 J — не единственный доступный гидрораспределитель NG10. Parker производит серию D3W, имеющую аналогичные характеристики. У Eaton Vickers есть серия DG4V-5. HYDAC производит клапаны NG10, которые могут заменить их во многих областях применения. Так почему же вы все же можете выбрать Rexroth?
Пропускная способность является одним из факторов. Производительность 4WE 10 J в версиях постоянного тока составляет 160 литров в минуту, что опережает некоторых конкурентов. Время отклика конкурентоспособно и составляет от 45 до 70 миллисекунд для подачи питания. Конструкция соленоида с мокрым штифтом и съемными вращающимися катушками обеспечивает практические преимущества в обслуживании. Rexroth также предлагает более широкий выбор моделей и опций катушек серии 4WE 10, что дает вам больше гибкости в соответствии с вашими потребностями.
По цене эти клапаны находятся на одном уровне. За обычную конфигурацию вы можете заплатить от 950 до 1050 долларов США. Эта цена отражает качество промышленного уровня и инженерные решения, необходимые для обеспечения узких зазоров и надежной работы.
Реальная дифференциация часто сводится к тому, что вы уже используете в своей системе. Если ваше оборудование уже построено на основе компонентов Rexroth, использование 4WE 10 J позволит обеспечить постоянство в наличии запасных частей и знания технических специалистов. Если вы работаете с системами Parker или Eaton, их эквиваленты могут интегрироваться более гладко.
Поиск и доступность
Найти 4WE 10 Дж, как правило, несложно. Распространенные конфигурации, такие как R900589988 (версия на 24 В постоянного тока), обычно имеются в наличии у промышленных дистрибьюторов. У Rexroth есть официальный интернет-магазин, где вы можете совершать покупки напрямую. Платформы промышленных поставок, такие как Alibaba, предлагают как оригинальные клапаны Rexroth, так и совместимые альтернативы, хотя вам необходимо проверить, что вы на самом деле получаете.
Сроки выполнения варьируются в зависимости от конфигурации. Товары со склада могут быть отправлены в течение нескольких дней. Специальные заказы с необычными опциями могут занять несколько недель. Если вы обслуживаете критически важное оборудование, иметь под рукой запасной клапан имеет смысл, учитывая относительно низкую стоимость по сравнению с простоем.
Имейте в виду, что старые серии, такие как 3X, сняты с производства. Если вы заменяете клапан серии 3X, вы можете перейти на серию 5X, которая является текущей производственной версией. Интерфейс монтажа и основные операции остаются прежними, хотя могут быть незначительные различия в опциях или характеристиках производительности.
Сделать это последним
Максимальный срок службы вашего гидрораспределителя сводится к соблюдению нескольких ключевых правил. Первое и самое важное: поддерживайте чистоту гидравлической жидкости. 10-микронная фильтрация, о которой мы говорили ранее, не является обязательной, если вам нужно надежное обслуживание. Регулярно меняйте фильтры и следите за падением давления на фильтрующем элементе.
Во-вторых, убедитесь, что шаблон катушки J действительно соответствует вашему приложению. Если вы используете насос фиксированного объема без разгрузочного клапана, заблокированный центр может вызвать проблемы. Насос упирается в заблокированные порты, создавая тепло и тратя энергию. Золотник J лучше всего работает с насосами переменной производительности или системами, имеющими возможность отдельной разгрузки.
В-третьих, используйте ручное управление во время диагностики, а не как обычный метод работы. Эти штыри блокировки предназначены для устранения неполадок и технического обслуживания, а не для ежедневного использования в производстве. Многократные удары по дублёру могут со временем повредить механизм.
В-четвертых, обратите внимание на рабочее давление и расход вашей системы. Тот факт, что 4WE 10 J может выдерживать давление 350 бар и расход 160 литров в минуту, не означает, что вы должны постоянно эксплуатировать его на этих пределах. Работа в середине диапазона производительности, а не в крайностях, продлит срок службы.
Наконец, если у вас действительно произошел сбой, не добавляйте просто новую катушку соленоида, не выяснив, почему она вышла из строя. Катушки обычно не выходят из строя сами по себе. Они выходят из строя из-за застревания катушки и перегрева катушки или из-за электрических проблем в вашей системе управления. Устраните первопричину, а не только симптом.
Итог
Гидрораспределитель Rexroth 4WE 10 J представляет собой десятилетия эволюции промышленной гидравлики. По сегодняшним меркам он не является чем-то необычным или высокотехнологичным, но при правильном применении и обслуживании он надежно выполняет свою работу. J-образная шпуля с заблокированным центром обеспечивает надежное удержание груза. Размер NG10 выдерживает значительный поток и давление. Конструкция соленоида с мокрым штифтом сочетает в себе производительность и удобный доступ для обслуживания.
Если вы разрабатываете новую гидравлическую систему, требующую контроля направления с возможностью удержания, или если вы заменяете изношенный клапан в существующем оборудовании, 4WE 10 J заслуживает рассмотрения. Просто убедитесь, что вы указываете правильную серию (5X для текущего производства), правильное напряжение соленоида и подходящий материал уплотнения для вашей жидкости. Обратите внимание на фильтрацию с первого дня, и эти клапаны прослужат вам долгие годы.
Понять, как работает ваш гидрораспределитель и что ему нужно для поддержания работоспособности, несложно. Просто нужно уделять внимание важным деталям: чистая жидкость, правильное напряжение, правильное применение и регулярное обслуживание. Сделайте это правильно, и 4WE 10 J обеспечит работу вашей гидравлики там, где ей нужно, и тогда, когда ей нужно.
