Zawory hamujące (countebalance) zbudowane są z zaworu przelewowego wspomaganego ciśnieniem sterującym (port 3), które są jeszcze dodatkowo wyposażone w zawór zwrotny ze swobodnym przepływem. Współczynnik sterujący (pilot ratio, współczynnik ciśnienia pilotowego) odnosi się do stosunku pola powierzchni poddanej ciśnieniu sterującemu do pola powierzchni zaworu przelewowego jak pokazano na rysunku poniżej:
Pole powierzchni poddanej działaniu ciśnienia sterującemu do pola powierzchni zaworu przelewowego w zaworze counterbalance
Jak dobrać współczynnik sterujący do układu?
Najczęściej są spotykane zawory ze współczynnikiem 3:1 lub 4,5:1. Im niższy współczynnik sterujący, tym praca maszyny jest bardziej płynna, jednak wybór odpowiedniego zaworu zależy od typu odbiornika, jego konstrukcji i sposobu pracy.
Niski współczynnik sterujący (R ≤ 4:1) wymaga podania wysokiego ciśnienia sterującego, aby zawór był całkowicie otwarty, jednak zmiany obciążenia nie zakłócają stabilnej pracy. Dlatego właśnie najczęściej jest stosowany w układach, w których zawór mógłby zbyt gwałtownie reagować na zmiany obciążenia lub gdy w maszynie występują tarcia mechaniczne. Niski współczynnik sterowania ogranicza ruch grzybka zaworu i tym samym ogranicza zmianę przepływu spowodowaną otwieraniem i zamykaniem zaworu. Przykłady: siłownik sterujący ramieniem obrotowym, siłowniki w ładowaczach czołowych (TUR).
Wysoki współczynnik sterowania (R ≥ 8:1) sprawia, że maszyna może pracować szybciej, ponieważ opuszczanie ładunku może odbywać się przy niskim ciśnieniu sterującym. Zaletą jest również oszczędność energii (zastosowanie wysokiego współczynnika przekłada się na zmniejszenie wytwarzanego przez układ ciepła). Zastosowanie zaworów z wysokim współczynnikiem sterowania jest uzasadnione tylko w przypadkach, w których maszyna pracuje ze stałym, przewidywalnym obciążeniem, np. wysuw prostego ramienia.
Jak obliczyć ciśnienie sterujące potrzebne do otwarcia zaworu hamującego?
Ciśnienie sterujące zaworu ze współczynnikiem 3:1 na potrzeby obliczeń szacunkowych można obliczyć z prostego wzoru:
[ciśnienie nastawy na zaworze przelewowym (ciśnienie nominalne pracy układu)]
= [ciśnienie obciążenia] - [ciśnienie sterujące, PP] x 3
Przykład:
Maszyna, która może pracować pod maksymalnym ciśnieniem 250 bar podnosi ciężar, który powoduje obciążenie 50 bar. W układzie maszyny został zainstalowany zawór hamujący ze współczynnikiem 3:1.
Ciśnienie sterujące PP wynosi:
250 bar = 50 bar - PP x 3
PP = (250 bar - 50 bar) x ⅓ ≈ 67 bar
Aby w pełni otworzyć zawór hamujący, ciśnienie sterujące powinno wynosić ok. 67 bar.
W rzeczywistości ciśnienie sterujące potrzebne do otwarcia zaworu zależy również od typu odbiornika (siłownika lub silnika hydraulicznego) oraz funkcji, którą wykonuje. Poniżej znajdują się 3 przykłady wyjaśniające różnice w obliczeniach.
Gdy mamy do czynienia z zaworem hamującym zainstalowanym od strony komory podtłokowej siłownika, czyli gdy zadaniem siłownika jest podnoszenie obciążenia:
Wysuw tłoka siłownika w górę z obciążeniem
gdzie: PP - ciśnienie sterujące [bar],
PT - ciśnienie nastawy na zaworze przelewowym [bar],
PL - ciśnienie obciążenia [bar], R - współczynnik sterujący, pilot ratio,
CR - stosunek pola powierzchni komory podtłokowej do pola powierzchni komory nadtłokowej
W przypadku zaworu hamującego zainstalowanego od strony nadtłokowej siłownika, czyli gdy siłownik ma za zadanie opuszczać obciążenie:
Opuszczanie tłoka siłownika z obciążeniem
Ostatni przypadek to, gdy zawór hamujący jest zainstalowany w układzie z silnikiem hydraulicznym lub z siłownikiem, który ma równy stosunek powierzchni podtłokowej do nadtłokowej (CR = 1), wtedy:
Układ z silnikiem hydraulicznym
Poniżej przedstawiono tabelę, dzięki której można porównać jak duże ciśnienie sterowania należy podać, aby otworzyć zawór, w zależności od współczynnika sterującego:
Współczynnik sterujący, R
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ciśnienie nastawy zaworu przelewowego,
PT [bar]
Ciśnienie obciążenia,
PL [bar]
Ciśnienie sterujące,
PP [bar]
250
80
170
85
57
43
34
28
24
21
19
17
250
90
160
80
53
40
32
27
23
20
18
16
250
100
150
75
50
38
30
25
21
19
17
15
250
110
140
70
47
35
28
23
20
18
16
14
250
120
130
65
43
33
26
22
19
16
14
13
250
130
120
60
40
30
24
20
17
15
13
12
250
140
110
55
37
28
22
18
16
14
12
11
250
150
100
50
33
25
20
17
14
13
11
10
250
160
90
45
30
23
18
15
13
11
10
9
250
170
80
40
27
20
16
13
11
10
9
8
250
180
70
35
23
18
14
12
10
9
8
7
250
190
60
30
20
15
12
10
9
8
7
6
250
200
50
25
17
13
10
8
7
6
6
5
Z porównania ciśnień w powyższej tabeli wynika, że potrzeba naprawdę niewielkiego ciśnienia sterowania do otwarcia zaworu w porównaniu z ciśnieniem nastawy i obciążenia.
Podsumowanie, czyli zawór hamujący z najlepszym współczynnikiem sterującym
zatrzymanie ruchu siłownika lub silnika bez przecieków (zapobieganie opadaniu siłowników przy wysuwaniu do góry tłoka z obciążeniem w przypadku awarii przewodu hydraulicznego),
Schemat zaworu hamującego (counterbalance)
kontrola ruchu opuszczania tłoka siłownika z obciążeniem
warto rozważyć ich zastosowanie w swojej maszynie, aby poprawić płynność i bezpieczeństwo jej pracy.
Przy wyborze zaworu należy mieć uwadze współczynnik sterowania, który najlepiej sprawdzi się w danym zastosowaniu.
W zdecydowanej większości przypadków wystarczą zawory ze współczynnikiem 3:1, natomiast wysokie współczynniki powinny zostać zarezerwowane wyłącznie dla układów z silnikami hydraulicznymi.
Jeśli masz wątpliwości w sprawie doboru zaworu lub projektu układu hydraulicznego, napisz do nas lub zadzwoń (+48 22 203 5079).
Pomożemy w kwestiach technicznych i przedstawimy najlepszą ofertę:
W celu ulepszenia zawartości naszej strony internetowej oraz dostosowania jej do Państwa osobistych preferencji, wykorzystujemy pliki cookies przechowywane na Państwa urządzeniach. Kontrolę nad plikami cookies można uzyskać poprzez ustawienia przeglądarki internetowej.
Są zawsze włączone, ponieważ umożliwiają podstawowe działanie strony. Są to między innymi pliki cookie pozwalające pamiętać użytkownika w ciągu jednej sesji lub, zależnie od wybranych opcji, z sesji na sesję. Ich zadaniem jest umożliwienie działania koszyka i procesu realizacji zamówienia, a także pomoc w rozwiązywaniu problemów z zabezpieczeniami i w przestrzeganiu przepisów.
Pliki cookie funkcjonalne pomagają nam poprawiać efektywność prowadzonych działań marketingowych oraz dostosowywać je do Twoich potrzeb i preferencji np. poprzez zapamiętanie wszelkich wyborów dokonywanych na stronach.
Pliki analityczne cookie pomagają właścicielowi sklepu zrozumieć, w jaki sposób odwiedzający wchodzi w interakcję ze sklepem, poprzez anonimowe zbieranie i raportowanie informacji. Ten rodzaj cookies pozwala nam mierzyć ilość wizyt i zbierać informacje o źródłach ruchu, dzięki czemu możemy poprawić działanie naszej strony.
Pliki cookie reklamowe służą do promowania niektórych usług, artykułów lub wydarzeń. W tym celu możemy wykorzystywać reklamy, które wyświetlają się w innych serwisach internetowych. Celem jest aby wiadomości reklamowe były bardziej trafne oraz dostosowane do Twoich preferencji. Cookies zapobiegają też ponownemu pojawianiu się tych samych reklam. Reklamy te służą wyłącznie do informowania o prowadzonych działaniach naszego sklepu internetowego.
ZATWIERDZAM
Korzystanie z tej witryny oznacza wyrażenie zgody na wykorzystanie plików cookies. Więcej informacji możesz znaleźć w naszej Polityce prywatności i Plików Cookies .
