به عنوان یک عنصر کنترل کلیدی در سیستم های هیدرولیک، عملکرد یک شیر برقی هیدرولیک به طور مستقیم بر قابلیت اطمینان و کارایی کل سیستم تأثیر می گذارد. مونتاژ آن مستلزم طراحی دقیق و عملکرد هماهنگ چندین مؤلفه هسته، در درجه اول درایو الکترومغناطیسی، ساختار بدنه شیر، سیستم آب بندی و اجزای عملکرد کمکی است. در ادامه به جزئیات اصول ساخت و ویژگی های فنی کلیدی این قطعات می پردازیم.
درایو الکترومغناطیسی
درایو الکترومغناطیسی منبع تغذیه شیر برقی هیدرولیک است و معمولاً از یک سیم پیچ برقی، یک هسته آهنی (شامل یک هسته آهنی ثابت و یک هسته آهنی متحرک) و یک مکانیسم بازگشت فنر تشکیل شده است. هنگامی که جریان از سیم پیچ برقی عبور می کند، میدان مغناطیسی ایجاد می کند که هسته آهنی متحرک را جذب می کند و در نتیجه هسته شیر را حرکت می دهد و وضعیت روشن/خاموش مدار روغن را تغییر می دهد. در طراحی سیم پیچ برقی باید تلفات توان، کنترل تولید گرما و سرعت پاسخ در نظر گرفته شود. برای اطمینان از ایمنی، معمولاً با سیم مسی پیچیده می شود و در مواد عایق محصور می شود. هسته آهن معمولاً از یک آلیاژ مغناطیسی نرم با نفوذپذیری بالا مانند فولاد سیلیکونی ساخته شده است تا از دست دادن پسماند را کاهش دهد و حساسیت تحریک را بهبود بخشد. مکانیزم برگشت فنر، پس از قطع برق، هسته شیر را به موقعیت اولیه خود باز می گرداند. نیروی فنر آن باید نیروی الکترومغناطیسی را متعادل کند تا عملکرد سوئیچینگ قابل اطمینان تضمین شود.
ساختار بدنه سوپاپ
بدنه سوپاپ ساختار فشار{0} یک شیر برقی هیدرولیک است. طراحی ساختاری آن به طور مستقیم بر مقاومت فشار، ویژگی های جریان و سازگاری نصب تأثیر می گذارد. بدنه شیر معمولاً از مواد فلزی با استحکام بالا (مانند چدن، فولاد ضد زنگ یا آلیاژ آلومینیوم) و با دقت{4}} ساخته می‌شود تا مسیرهای جریان داخلی صاف را تضمین کند و از دست دادن فشار در طول جریان سیال هیدرولیک به حداقل برسد. بدنه سوپاپ دارای پورت های ورودی، خروجی و کنترلی است که چیدمان آنها بسته به عملکرد سوپاپ متفاوت است (به عنوان مثال-عملکرد مستقیم یا پایلوت-عملکرد). بدنه شیر همچنین برای اتصال به خط هیدرولیک به اتصالات رزوه ای یا فلنجی نیاز دارد. برای کاربردهای فشار بالا، بدنه شیر ممکن است بطور یکپارچه ساخته شود تا استحکام ساختاری را افزایش دهد و از نشت یا پارگی ناشی از نوسانات فشار جلوگیری کند.
سیستم آب بندی
سیستم آب بندی برای عملکرد بدون نشتی شیرهای برقی هیدرولیک بسیار مهم است و عمدتاً از مهر و موم هسته سوپاپ، مهر و موم بدنه سوپاپ و حلقه های O- تشکیل شده است. مهر و موم بین هسته و بدنه سوپاپ معمولاً از کاربید یا لاستیک مقاوم در برابر سایش ساخته شده است تا در برابر ضربه مایع فشار بالا مقاومت کند و اصطکاک و سایش را کاهش دهد. نواحی آب بندی دینامیکی (مانند ناحیه حرکت هسته دریچه) برای اطمینان از پاسخ سریع هسته دریچه، به مواد آب بندی با اصطکاک کم، مانند پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) یا پلی اورتان نیاز دارند. مهر و موم های استاتیک (مانند محل اتصال بین درپوش انتهایی و بدنه شیر) برای آب بندی مطمئن به حلقه های O{8} یا واشر فلزی متکی هستند. انتخاب مواد آب بندی باید به طور جامع نوع سیال هیدرولیک، محدوده دمای عملیاتی، و سازگاری شیمیایی را در نظر بگیرد تا از عملکرد پایدار درازمدت اطمینان حاصل شود.
اجزای کمکی
علاوه بر اجزای اصلی، شیرهای برقی هیدرولیک نیز ممکن است اجزای مختلف کمکی را برای افزایش قابلیت استفاده و هوشمندی آنها یکپارچه کنند. به عنوان مثال، یک دستگاه نادیده گرفتن دستی امکان تعویض دستی موقعیت سوپاپ را در صورت خرابی سیستم سلونوئید فراهم می کند و ایمنی سیستم را تضمین می کند. مکانیزم جبران فشار، اختلاف فشار را در سراسر هسته شیر متعادل می کند و دقت کنترل را بهبود می بخشد. و یک حسگر موقعیت وضعیت هسته شیر را به صورت بلادرنگ نظارت می کند و کنترل حلقه بسته را فعال می کند. علاوه بر این، برخی از دریچه‌های برقی انتهایی بالا دارای طراحی‌های ضد انفجار- هستند که برای استفاده در محیط‌های قابل اشتعال و انفجار مناسب هستند. سیم پیچ های برقی و سازه های آب بندی آنها با استانداردهای ایمنی مربوطه مطابقت دارد.
نتیجه گیری
ساخت شیرهای برقی هیدرولیک شامل کاربرد یکپارچه طراحی مکانیکی، مکانیک سیالات و الکترومغناطیسی است. با بهینه سازی عملکرد هماهنگ درایو الکترومغناطیسی، ساختار بدنه سوپاپ، سیستم آب بندی و اجزای کمکی، دقت کنترل، سرعت پاسخ و قابلیت اطمینان دریچه را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید. در آینده، با توسعه علم مواد و فناوری کنترل هوشمند، ترکیب شیرهای برقی هیدرولیک بیشتر به سمت راندمان، کوچک سازی و هوشمندی بالاتر تکامل خواهد یافت.
