Introducere
Acest articol subliniază munca întreprinsă de ISO în dezvoltarea unui nou standard pentru testarea supapelor de control modulate electric (înlocuind ISO 6604 cu ISO 10770-1), abordând în mod specific întrebarea ce diferențiază exact servovalvele de supapele proporționale. Pentru a clarifica această problemă, Institutul Național American de Standarde (ANSI) a finanțat în mod special un proiect la Institutul Fluid Power din Milwaukee Institute of Technology pentru a efectua cercetări țintite. Pe parcursul unui an, proiectul a produs recomandări pentru a rezolva problemele de standardizare, propunând în special definiții pentru cei doi termeni cheie de „valvă servo” și „supapă proporțională”. Ulterior, aceste definiții au fost adoptate oficial ca terminologie și definiții în cadrul standardului ISO. Acest lucru demonstrează rigoarea procesului de stabilire a standardelor ISO.
În prezent, definițiile supapelor de control proporționale și ale servovalvelor au fost încorporate oficial în standardul național GB/T 17446-2024, după cum urmează:
Servo supapă: o supapă de control continuă modulată electric, cu o bandă moartă de mai puțin de 3% din cursa bobinei.
Supapă de control proporțională: o supapă de control continuă modulată electric cu o bandă moartă de 3% sau mai mult din cursa bobinei.
Următorul text prezintă rațiunea oferită de autorii definițiilor standard.
În aproape fiecare curs de pregătire industrială, cineva mă întreabă inevitabil: care este exact diferența dintre o supapă proporțională și o supapă servo? Îmi place mai degrabă să aud această întrebare, deoarece ne oferă un pic de amuzament. Cu toate acestea, cel mai scurt răspuns este: refuz să mă las atras în aceste dezbateri nesfârșite. Standardul tehnic ISO 10770-1 (corespunzător GB/T 15623 „Transmisia hidraulică – Supape de control hidraulice modulate electric – Partea 1: Metode de testare pentru supape de reglare a debitului cu patru căi”) oferă anumite definiții. Înainte de a explica, haideți să luăm în considerare mai întâi câteva date istorice.
Concluzie autorizată: Unicul standard se bazează pe acest singur indicator
Creșterea continuă a tehnologiilor electronice și electrice aplicate diferitelor tipuri de sisteme hidraulice a stârnit în mod natural un interes considerabil pentru supapele proporționale și servovalve. De fapt, acest lucru nu a scăpat atenției comitetelor tehnice ISO, acestea fiind responsabile de formularea standardelor tehnice internaționale, în special ISO/TC-131/SC-8, care are sarcina de standardizarea componentelor hidraulice.
Comitetul Tehnic TC-131 este organismul din cadrul organizației ISO responsabil în mod specific pentru toate standardizarea puterii fluidelor. În Statele Unite, reprezentantul responsabil cu standardele ISO este afiliat ANSI (American National Standards Institute); cu toate acestea, ANSI are autoritatea de a-și delega funcțiile de secretariat altor organisme tehnice naționale din SUA. În ceea ce privește puterea fluidelor, ANSI a autorizat Organizația Națională Americană a Energiei Fluide, cu sediul în Milwaukee.
Secretariatul Subcomitetului ISO/TC-131 SC-8 este situat la Instituția de Standardizare Britanică din Londra, care se concentrează în primul rând pe testarea echipamentelor de alimentare cu fluide, inclusiv supapele hidraulice. (Subcomitetul 8 al British Standards Institution Secretariat este specializat în metodele standard de testare pentru echipamentele de alimentare cu fluide, inclusiv supape. În 2000, ISO a publicat standardul internațional ISO 10770-1, intitulat „Hydraulic fluid power – Electrically modulated hydraulic control valves – Part 1: Test methods for four-way control method for valves and four-ways method test test for valves and four-ways method test control for valves and four-ways method test test. supape proporționale.)
În 2000, ISO a publicat noul standard ISO 10770-1, intitulat „Transmisia puterii hidraulice – Supape de control hidraulice modulate electric – Partea 1: Metode de testare pentru supape de control al debitului cu patru căi”. Acesta acoperă în primul rând metodele de testare și se adresează în principal supapelor proporționale și servovalvelor. ISO 10770-1 a înlocuit ISO 6604, care se ocupa exclusiv de servovalve; în consecință, ISO 10770 reprezintă o îmbunătățire relativă.
Originea standardului: de ce 3%?
În 1988 și 1989, la Institutul Fluid Power al Școlii de Inginerie din Milwaukee, am condus un proiect de cercetare axat pe aplicarea practică a supapelor proporționale și servo. Unul dintre obiective a fost acela de a oferi definiții sub forma unui glosar sau, așa cum am numit-o, o listă de vocabular (pentru a oferi definiții precise pentru supapele proporționale și servo).
Am chestionat toți producătorii cunoscuți care produc astfel de supape și am rezumat cele mai importante caracteristici ale produselor lor. Scopul nostru a fost să identificăm diferențele dintre ele.
Pentru a identifica diferențele în aplicarea lor în practica industrială, am definit următoarele caracteristici:
Metoda de control (acționat-pilot sau direct-)
Raspuns in frecventa
Metodă de feedback (încorporată-sau externă)
Călătoria bobinei
Aplicarea supapei (pentru control în buclă-deschisă sau închisă-)
Precizia controlului
La finalizarea acestui studiu, un singur factor le-a distins pe cele două: cursa bobinei.
Acest lucru a condus la următoarele definiții ale servovalvelor și supapelor proporționale:
Servo supapă - Orice supapă de reglare direcțională cu o cursă mai mică de 3%.
Supapă proporțională - Orice supapă de reglare direcțională cu o cursă mai mare de 3%, controlată electric, variabilă continuu.
În consecință, pragul de „3%” a fost încorporat oficial în standardele internaționale, devenind un criteriu de clasificare universal acceptat. Dacă cursa se întâmplă să fie de exact 3%, standardul prevede că supapa poate fi clasificată în oricare dintre categorii, fără o cerință obligatorie.
Aceste definiții au fost încorporate într-un compendiu de standarde terminologice și publicate la finalizarea proiectului. Am luat această concluzie la inimă și am căutat să introducem terminologia în diverse contexte industriale. De atunci, ori de câte ori a apărut ocazia, am prezentat-o personal în propriile mele prelegeri, precum și la fiecare conferință NFPA (National Fluid Power Association) și ISO. Spre surprinderea mea, a existat foarte puțină opoziție-nici atunci și nici acum. Unii m-au întrebat: „Deci, dacă acoperirea este exact de 3%, cum ar trebui definită?” Răspunsul meu este: „Tu alegi singur”.
Cred că problema provine din momentul în care oamenii au început să folosească termenii „servovalvă” și „supapă proporțională”, fără ca cineva să le fi definit anterior cu precizie. Rezultatul a fost că pentru fiecare supapă specifică, oamenii puteau inventa tot felul de termeni din aer. Astfel de definiții ale terminologiei ar putea fi convenite în cadrul unei singure companii. Cu toate acestea, în tranzacțiile comerciale, în special cele internaționale, nu este ușor să distingem clar între servovalve și supape proporționale. Uneori, aceasta nu mai este doar o problemă tehnică, ci o chestiune de principiu.
Capcane comune: „Regulile nescrise” ale testării debitului și căderii de presiune
Grupul de lucru ISO responsabil de dezvoltarea ISO 10770-1 a ocolit cu pricepere anumite probleme, știind că dezbaterea nu va înceta niciodată. Cu toate acestea, comitetul a dorit să elaboreze un document care să acopere atât valvele servo, cât și valvele proporționale. Dar cum s-ar putea realiza acest lucru fără a stabili mai întâi o definiție? Principiul călăuzitor era clar: ISO a căutat să se concentreze pe un punct de vedere larg acceptat de industrie, și anume, că supapele proporționale prezintă o scădere de presiune mai mică în comparație cu supapele servo. În consecință, în standardul metodei de testare ISO, supapele proporționale sunt definite ca supape cu cădere de presiune mai mică.
Comitetul ISO a decis că, atunci când se definește debitul nominal al unei supape servo, căderea de presiune ar trebui să fie de 1000 PSI sau 7 MPa (1015 PSI), în timp ce căderea de presiune utilizată pentru a defini debitul nominal al unei supape proporționale ar trebui să fie de 1 MPa sau 145 PSI.
Standardul conține următoarea propoziție: „Setați căderea totală de presiune a supapei la 1 MPa sau 7 MPa, după caz”. Această expresie, „în funcție de circumstanțe”, dă impresia că Comitetul pentru standarde ISO se distanțează de această problemă. Cine definește „în funcție de circumstanțe”?
Ei bine, rămâne la latitudinea testatorului să decidă! În consecință, aceștia pot efectua teste în conformitate cu specificațiile fie pentru servovalve, fie pentru supape proporționale. Mai important, ei sunt liberi să definească supapa așa cum consideră de cuviință. Tocmai de aceea, în practică, întâlnim valve proporționale testate cu un debit nominal bazat pe o cădere de presiune de 7 MPa. Avem și „zero-supape proporționale cu bandă moartă”. Acesta este un război al semanticii pe care nimeni nu-l va câștiga vreodată!
Ghid practic: Cum ar trebui să alegeți și sunt ele interschimbabile?
Standardele definesc doar; ele nu dictează aplicarea. Când selectați în practică, sunt suficiente trei puncte:
1. Precizia controlului: servovalvele au o bandă moartă mică și de înaltă precizie, potrivite pentru sisteme cu buclă închisă-de înaltă precizie-; supapele proporționale sunt adecvate și rentabile, potrivite pentru controlul industrial convențional.
2. Viteza de răspuns: servovalvele au un răspuns în frecvență mai mare și sunt potrivite pentru sistemele dinamice cu viteză mare-; supapele proporționale oferă timpi de răspuns moderati și îndeplinesc cerințele majorității echipamentelor.
3. Mediu și fiabilitate: Servovalvele au cerințe ridicate pentru curățarea uleiului și sunt mai „delicate”; supapele proporționale sunt foarte rezistente la contaminare, mai durabile și mai ușor de întreținut.
În rezumat: Precizie ridicată, dinamică ridicată → valve servo; Aplicații-generale, cost-eficiență ridicată → supape proporționale.
Data viitoare când cineva va discuta despre supape proporționale versus servovalve, pur și simplu consultați standardul național: bandă moartă < 3%=servovalvă, mai mare sau egală cu 3%=supapă proporțională.
Autoritatea previne argumentele; profesionalismul previne confuzia.
Tradus cu DeepL.com (versiunea gratuită)
