Въведение
Тази статия очертава работата, извършена от ISO при разработването на нов стандарт за изпитване на електрически модулирани управляващи вентили (заменящ ISO 6604 с ISO 10770-1), като конкретно се обръща внимание на въпроса какво точно отличава серво вентилите от пропорционалните вентили. За да изясни този въпрос, Американският национален институт по стандартизация (ANSI) специално финансира проект в Fluid Power Institute на Технологичния институт в Милуоки за провеждане на целеви изследвания. В течение на една година проектът изготви препоръки за разрешаване на проблемите със стандартизацията, по-специално предлагайки дефиниции за двата ключови термина „серво вентил“ и „пропорционален вентил“. Впоследствие тези дефиниции бяха официално приети като терминология и дефиниции в стандарта ISO. Това демонстрира строгостта на процеса на определяне на стандарта ISO.
Понастоящем определенията за пропорционални регулиращи вентили и серво вентили са официално включени в националния стандарт GB/T 17446-2024, както следва:
Серво вентил: Електрически модулиран непрекъснат контролен клапан с мъртва зона по-малка от 3% от хода на макарата.
Пропорционален контролен вентил: Електрически модулиран непрекъснат контролен вентил с мъртва зона от 3% или повече от хода на макарата.
Следващият текст излага обосновката, предоставена от авторите на стандартните дефиниции.
В почти всеки курс за индустриално обучение някой неизбежно ме пита: каква точно е разликата между пропорционален вентил и серво вентил? По-скоро ми е приятно да чуя този въпрос, тъй като ни доставя малко забавление. Но най-краткият отговор е: отказвам да бъда въвлечен в тези безкрайни дебати. Техническият стандарт ISO 10770-1 (съответстващ на GB/T 15623 „Хидравлична трансмисия – Електрически модулирани хидравлични контролни клапани – Част 1: Методи за изпитване на четирипосочни вентили за регулиране на потока“) дава определени определения. Преди да обясня, нека първо разгледаме някои исторически факти.
Доверително заключение: Единственият стандарт разчита на този единствен индикатор
Непрекъснатият растеж на електронните и електрическите технологии, прилагани към различни видове хидравлични системи, естествено предизвика значителен интерес към пропорционалните и серво вентилите. Всъщност това не е убягнало от вниманието на техническите комитети на ISO, тъй като те са отговорни за формулирането на международни технически стандарти, по-специално ISO/TC-131/SC-8, който е натоварен със стандартизацията на хидравличните компоненти.
Техническият комитет TC-131 е органът в рамките на организацията ISO, специално отговорен за цялата стандартизация на мощността на флуидите. В Съединените щати представителят, отговорен за стандартите ISO, е свързан с ANSI (Американски национален институт по стандартизация); въпреки това ANSI има правомощието да делегира функциите си на секретариат на други национални технически органи на САЩ. По отношение на флуидната мощност, ANSI е упълномощила Американската национална организация за флуидна мощност, базирана в Милуоки.
Секретариатът на подкомитета SC-8 на ISO/TC-131 се намира в Британския институт по стандартизация в Лондон, който сам по себе си се фокусира основно върху тестването на оборудване за захранване с течност, включително хидравлични клапани. (Подкомитет 8 на секретариата на Британския институт по стандартизация е специализиран в стандартни методи за изпитване на оборудване за захранване с течност, включително клапани. През 2000 г. ISO публикува международния стандарт ISO 10770-1, озаглавен „Захранване на хидравлична течност – Електрически модулирани хидравлични контролни клапани – Част 1: Методи за изпитване за четирипосочни вентили за регулиране на потока“. Той обхваща методите за изпитване и методите за оценяване на серво клапани и пропорционални вентили.)
През 2000 г. ISO публикува новия стандарт ISO 10770-1, озаглавен „Хидравлично предаване на енергия – Електрически модулирани хидравлични контролни клапани – Част 1: Методи за изпитване на четирипосочни вентили за регулиране на потока“. Основно обхваща методите за изпитване и е насочен главно към пропорционални вентили и серво вентили. ISO 10770-1 замени ISO 6604, който се занимаваше единствено със серво клапани; следователно ISO 10770 представлява относително подобрение.
Произход на стандарта: Защо 3%?
През 1988 г. и 1989 г. в Института за захранване на течности към Инженерното училище в Милуоки ръководих изследователски проект, фокусиран върху практическото приложение на пропорционални и серво вентили. Една от целите беше да се осигурят дефиниции под формата на речник, или както го нарекохме, речников списък (да се осигурят точни дефиниции за пропорционални и серво вентили).
Изследвахме всички известни производители, произвеждащи такива вентили и обобщихме най-важните характеристики на техните продукти. Нашата цел беше да установим разликите между тях.
За да идентифицираме разликите в приложението им в индустриалната практика, дефинирахме следните характеристики:
Метод на управление (пилотно-управляван или директно-действащ)
Честотна характеристика
Метод за обратна връзка (вграден-или външен)
Пътуване на макара
Приложение на клапана (за управление с отворен-контур или затворен-контур)
Контролна точност
След завършване на това проучване, само един фактор разграничи двата: ходът на макарата.
Това доведе до следните дефиниции на серво вентили и пропорционални вентили:
Серво клапан - Всеки непрекъснато променлив, електрически управляван насочващ клапан с ход по-малък от 3%.
Пропорционален вентил - Всеки непрекъснато променлив, електрически управляван насочващ клапан с ход над 3%.
Вследствие на това прагът от „3%“ беше официално включен в международните стандарти, превръщайки се във всеобщо приет критерий за класификация. Ако се окаже, че ходът е точно 3%, стандартът гласи, че вентилът може да бъде класифициран в която и да е категория, без задължително изискване.
Тези определения бяха включени в компендиум от терминологични стандарти и публикувани след завършване на проекта. Ние взехме това заключение присърце и се опитахме да въведем терминологията в различни индустриални контексти. Оттогава винаги, когато възникнеше възможност, аз лично го представях в собствените си лекции, както и на всяка конференция на NFPA (National Fluid Power Association) и ISO. За моя изненада, имаше много малко съпротива-нито тогава, нито сега. Някои ме питаха: „Е, ако покритието е точно 3%, как трябва да се определи?“ Моят отговор е: „Вие избирате сами“.
Вярвам, че проблемът произтича от времето, когато хората за първи път започнаха да използват термините "серво клапан" и "пропорционален клапан", без преди това някой да ги е дефинирал точно. Резултатът беше, че за всеки конкретен клапан хората можеха да измислят всякакви термини от нищото. Такива дефиниции на терминологията могат да бъдат договорени в рамките на една компания. Въпреки това, в търговските сделки, особено международните, не е лесно да се направи ясно разграничение между серво вентили и пропорционални вентили. Понякога това вече не е просто технически проблем, а въпрос на принцип.
Често срещани клопки: „Неписаните правила“ за тестване на дебит и спад на налягането
Работната група на ISO, отговорна за разработването на ISO 10770-1, умело заобиколи определени проблеми, знаейки, че дебатът никога няма да спре. Въпреки това комисията пожела да изготви документ, обхващащ както серво вентилите, така и пропорционалните вентили. Но как би могло да се постигне това, без първо да се установи дефиниция? Ръководният принцип беше ясен: ISO се стремеше да се съсредоточи върху мнението, широко прието от индустрията, а именно, че пропорционалните вентили показват по-нисък спад на налягането в сравнение със серво вентилите. Следователно, в рамките на стандарта за метод на изпитване ISO, пропорционалните вентили се определят като вентили с по-нисък спад на налягането.
Комитетът на ISO реши, че когато се определя номиналният дебит на серво вентил, спадът на налягането трябва да бъде 1000 PSI или 7 MPa (1015 PSI), докато спадът на налягането, използван за определяне на номиналния дебит на пропорционален вентил, трябва да бъде 1 MPa или 145 PSI.
Стандартът съдържа следното изречение: „Настройте общия спад на налягането на вентила на 1 MPa или 7 MPa, според случая.“ Тази фраза „в зависимост от обстоятелствата“ създава впечатлението, че Комитетът по стандартите на ISO се дистанцира от въпроса. Кой определя "в зависимост от обстоятелствата"?
Е, оставя се на тестера да реши! Следователно те могат да провеждат тестове в съответствие със спецификациите или за серво вентили, или за пропорционални вентили. По-важното е, че те са свободни да определят клапана, както намерят за добре. Точно затова в практиката срещаме пропорционални вентили, тествани с номинален дебит, базиран на спад на налягането от 7 MPa. Имаме и „пропорционални вентили с нулева-зона на немъртва зона“. Това е семантична война, която никой никога няма да спечели!
Практическо ръководство: Как да изберем и взаимозаменяеми ли са?
Стандартите просто дефинират; те не диктуват приложението. При избора на практика са достатъчни три точки:
1. Точност на управление: Серво вентилите имат малка зона на немъртва зона и висока прецизност, подходящи за високо{1}}прецизни затворени{2}}системи; пропорционалните вентили са подходящи и рентабилни-, подходящи за конвенционално промишлено управление.
2. Скорост на реакция: Серво вентилите имат по-висока честотна характеристика и са подходящи за високо-скоростни динамични системи; пропорционалните вентили предлагат умерено време за реакция и отговарят на изискванията на повечето оборудване.
3. Околна среда и надеждност: Серво вентилите имат високи изисквания за чистота на маслото и са по-„деликатни“; пропорционалните вентили са силно устойчиви на замърсяване, по-издръжливи и по-лесни за поддръжка.
Накратко: Висока точност, висока динамика → сервоклапи; Приложения с-общо предназначение, висока{1}}ценова ефективност → пропорционални вентили.
Следващия път, когато някой спори за пропорционални вентили срещу серво вентили, просто се обърнете към националния стандарт: мъртва зона < 3%=серво вентил, По-голямо или равно на 3%=пропорционален клапан.
Авторитетът предотвратява споровете; професионализмът предотвратява объркването.
Преведено с DeepL.com (безплатна версия)
