Van điện từ khí nén là gì và quyết định đầu tiên bạn cần đưa ra
Van điện từ khí nén là một van định hướng cơ điện sử dụng cuộn dây điện để mở, đóng hoặc chuyển hướng khí nén. Câu trả lời trực tiếp nhất cho hầu hết các dự án tự động hóa là: trước tiên hãy chọn chức năng của van, sau đó là kích thước dòng chảy, sau đó là điện áp và kiểu lắp đặt.
Nếu bạn đang điều khiển một xi lanh tác dụng kép, Van vận hành thí điểm 2/5 là điểm khởi đầu thông thường. Nếu bạn đang điều khiển một xi lanh tác dụng đơn, van 2/3 thường là đủ. Nếu bạn chỉ cần chặn hoặc xả không khí, van 2/2 sẽ thực hiện công việc.
Quá trình lựa chọn thực tế bao gồm ba bước: xác định chức năng của van, tính toán lưu lượng yêu cầu và phù hợp với các điều kiện về điện và lắp đặt. Các phần bên dưới giải thích chi tiết từng bước, với các điểm kỹ thuật cụ thể tạo nên sự khác biệt giữa một chiếc máy đáng tin cậy và một vấn đề bảo trì thường xuyên.
Van điện từ khí nén hoạt động như thế nào?
Nguyên lý làm việc về mặt khái niệm rất đơn giản: một cuộn dây điện tạo ra từ trường, từ trường làm di chuyển một pít tông hoặc phần ứng, và chuyển động đó làm dịch chuyển một ống cuộn hoặc con búp bê bên trong thân van. Phần tử dịch chuyển kết nối các cổng khác nhau để không khí có thể lưu chuyển theo hướng này hay hướng khác.
- Cuộn dây - Biến đổi năng lượng điện thành lực từ.
- Pit tông hoặc phần ứng - chuyển động theo tác dụng của từ trường.
- Ống lõi – dẫn hướng và bảo vệ bộ phận chuyển động.
- Trả lại mùa xuân – đưa van về vị trí bình thường khi mất điện.
- Ống chỉ hoặc hình nộm – thay đổi kết nối giữa các cổng.
- Thân van - Mang các cổng vào, ra và xả.
- Con dấu và chỗ ngồi – giữ các lối đi bên trong được tách biệt và kiểm soát sự rò rỉ.
Van điện từ tác động trực tiếp
Van tác động trực tiếp không cần áp suất vận hành tối thiểu. Cuộn dây phải đủ mạnh để di chuyển ống chỉ hoặc con rối chống lại lò xo hồi vị và áp suất hệ thống. Do lực từ bị hạn chế nên van tác động trực tiếp thường được sử dụng cho tốc độ dòng chảy nhỏ và kích thước cổng nhỏ. Chúng hoạt động tốt cho các xi lanh tác động đơn, mạch điều khiển phi công và các ứng dụng xả khí. Đối với các dịch vụ dòng chảy thấp yêu cầu chuyển đổi đáng tin cậy từ áp suất bằng 0, Van ngồi tác động trực tiếp CKT VT307 Van điện từ 3 chiều là một ví dụ điển hình.
Van ghế tác động trực tiếp dòng VT307 Nhà cung cấp van điện từ 3 chiều, OEM/ODM Fa CKT Pneumatic là nhà cung cấp Van điện từ 3 chiều dòng VT307 bán buôn tại Trung Quốc và nhà máy OEM/ODM, Dòng VT307... Xem sản phẩm → Van điện từ vận hành thí điểm
Các van vận hành bằng thí điểm sử dụng một cuộn dây điện từ nhỏ để dẫn không khí đến một đầu của ống cuộn lớn hơn. Áp suất không khí sau đó di chuyển ống chỉ. Thiết kế này hiệu quả vì cuộn dây có thể vẫn nhỏ trong khi van xử lý lưu lượng cao. Sự đánh đổi là các van vận hành bằng phi công yêu cầu áp suất tối thiểu, thường là khoảng 0,1 đến 0,15 MPa , để dịch chuyển một cách đáng tin cậy. Đối với không khí nhà máy điển hình ở mức 0,4 đến 0,8 MPa, van vận hành thí điểm 5/2 như van Van điện từ 5 chiều vận hành thí điểm dòng CKT 4V là khối xây dựng tiêu chuẩn để điều khiển xi lanh tác động kép.
Nhà cung cấp van điện từ 5 chiều vận hành thí điểm dòng 4V, Nhà máy OEM/ODM - Zheji CKT Pneumatic là nhà cung cấp Van điện từ 5 chiều vận hành thí điểm dòng 4V bán buôn tại Trung Quốc và nhà máy OEM/ODM, van điện từ 4V vận hành thí điểm ... Xem sản phẩm → Các loại van điện từ khí nén: Giải thích cấu hình cổng
Van điện từ khí nén thường được mô tả bằng hai con số: số cổng làm việc và số vị trí. Van 3/2 có ba cổng và hai vị trí; van 5/2 có năm cổng và hai vị trí. Số đầu tiên quan trọng hơn khi bạn lập kế hoạch cho mạch vì nó xác định cách cung cấp và xả khí nén.
Van 2/2 chiều
Van hai cổng, hai vị trí về cơ bản là van đóng/mở cho không khí. Chúng được sử dụng sau bộ phận chuẩn bị không khí, bên trong mạch chân không hoặc bất cứ nơi nào mà đường dây chỉ cần được mở hoặc đóng. Vì van chỉ cần ngắt một đường nên kết cấu nhỏ gọn. Đối với các dòng nhỏ, Van điện từ 2 chiều tác động trực tiếp CKT 2V025 là một tùy chọn đại diện, thường được cung cấp trong cấu hình thường đóng.
Nhà cung cấp van điện từ 2 chiều tác động trực tiếp dòng 2V025, Nhà máy OEM/ODM - Zhe CKT Pneumatic là nhà cung cấp Van điện từ 2 chiều tác động trực tiếp dòng 2V025 Series bán buôn tại Trung Quốc và nhà máy OEM/ODM, Dòng 2V025 là một c... Xem sản phẩm → Van 3/2 chiều
Ba cổng và hai vị trí làm cho loại van này trở thành loại van cổ điển dành cho xi lanh tác động đơn. Cổng 1 là nguồn cung cấp, cổng 2 đi vào xi lanh và cổng 3 là ống xả. Trong van 3/2 thường đóng, cấp điện cho cuộn dây sẽ đưa không khí từ cổng 1 đến cổng 2; khử năng lượng cho ống xả từ cổng 2 đến cổng 3. Van ba chiều cũng được sử dụng để điều khiển các van lớn hơn, vận hành máy tạo chân không và thổi tắt các bộ phận.
Van 5/2 chiều
Năm cổng và hai vị trí là lựa chọn tiêu chuẩn cho xi lanh tác động kép. Van có một cổng cấp, hai cổng xi lanh và hai cổng xả. Ở một vị trí, nguồn được nối với cổng xi lanh thứ nhất và cổng xi lanh thứ hai được cạn kiệt; ở vị trí khác, nguồn cung cấp được chuyển sang cổng xi lanh thứ hai và cổng thứ nhất cạn kiệt. Kết nối xen kẽ này kéo dài và rút lại thanh trụ.
Van 5/3 chiều
Van năm cổng, ba vị trí thêm vị trí trung tâm vào van 5/2. Vị trí trung tâm có thể là tâm đóng, tâm xả hoặc tâm áp suất. Tâm kín là phổ biến để dừng chắc chắn một hình trụ ở vị trí trung gian; tâm xả cho phép xi lanh nổi; trung tâm áp lực giữ cho cả hai cổng được điều áp. Loại trung tâm thay đổi cách hoạt động của xi lanh khi cả hai cuộn dây đều bị ngắt điện.
| Cấu hình | Cổng | Vị trí | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|
| 2/2 | 2 | 2 | Bật/tắt cấp khí đơn giản, chuyển đổi chân không |
| 3/2 | 3 | 2 | Xi lanh tác động đơn, van thí điểm |
| 5/2 | 5 | 2 | Xi lanh tác động kép |
| 5/3 | 5 | 3 | Xi lanh tác động kép with intermediate stop |
Diễn xuất trực tiếp và điều hành thí điểm: So sánh thực tế
Sự lựa chọn giữa van tác động trực tiếp và van điều khiển không liên quan đến chất lượng; đó là về phong bì hoạt động. Van tác động trực tiếp hoạt động ở áp suất bằng 0 nhưng có lưu lượng thấp hơn. Van vận hành thí điểm có thể xử lý lưu lượng cao hơn với cuộn dây nhỏ hơn nhưng cần áp suất tối thiểu. Bảng dưới đây tóm tắt sự khác biệt trong cách mà một nhà thiết kế máy móc nên nghĩ về chúng.
| Tiêu chí | Diễn xuất trực tiếp | Thí điểm vận hành |
|---|---|---|
| Áp suất tối thiểu | 0 MPa | Thông thường 0,1 đến 0,15 MPa |
| Cuộn dây force needed | Cao hơn so với công suất dòng chảy | Thấp hơn vì không khí hỗ trợ chuyển động |
| Công suất dòng chảy | Thấp hơn cho một kích thước cơ thể nhất định | Cao hơn cho một kích thước cơ thể nhất định |
| Kích thước cổng điển hình | 1/8 đến 1/4 inch | 1/4 đến 3/8 inch và lớn hơn |
| Phù hợp nhất cho | Mạch thí điểm, xi lanh nhỏ, dịch vụ dòng chảy thấp | Cung cấp thiết bị truyền động chính, hệ thống chu kỳ cao |
Trong thực tế, hầu hết các máy sản xuất đều sử dụng van vận hành thí điểm để cung cấp xi lanh chính vì nhu cầu dòng chảy quá cao đối với van tác động trực tiếp có cùng kích thước cổng. Sau đó, các van tác động trực tiếp được sử dụng để điều khiển phi công hoặc cho các ứng dụng mà nguồn cung cấp không khí có thể bị tắt.
Thường đóng, thường mở hay có thể đóng được?
Trạng thái mặc định của van điện từ xác định điều gì xảy ra khi cuộn dây bị ngắt điện. Đây là một quyết định an toàn cũng giống như một quyết định chức năng, vì vị trí van sau khi mất điện có thể dừng chuyển động, giải phóng áp suất hoặc duy trì quá trình hoạt động.
Van thường đóng
Trong van thường đóng, cổng cung cấp bị chặn khi cuộn dây tắt. Một ứng dụng phổ biến là xi lanh tác động đơn: khi ngắt điện, không khí trong xi lanh thoát ra ngoài và xi lanh trở về vị trí lò xo. Đây thường là sự lựa chọn an toàn nhất cho các thiết bị nâng hoặc kẹp thẳng đứng.
Van thường mở
Trong van thường mở, nguồn cung cấp chảy qua van khi cuộn dây tắt. Điều này rất hữu ích khi luồng không khí làm mát hoặc nguồn cung cấp dầu bôi trơn phải tiếp tục trừ khi máy bị dừng có chủ ý. Nó cũng có thể được sử dụng như một van xả luôn mở khi ở trạng thái nghỉ.
Van có thể ổn định hoặc chốt
Van bistable có hai trạng thái ổn định và giữ vị trí cuối cùng mà không cần nguồn điện cuộn dây liên tục. Nó tiêu thụ ít năng lượng hơn và chạy mát hơn vì cuộn dây chỉ được cấp điện trong quá trình chuyển mạch. Hạn chế là nó không có vị trí an toàn dự phòng được xác định, do đó hệ thống điều khiển phải xử lý trạng thái mất điện một cách rõ ràng.
Thông số kỹ thuật chính cần kiểm tra trước khi mua
Một van điện từ có thể trông giống hệt nhau nhưng hoạt động rất khác nhau. Bảng thông số kỹ thuật bên dưới là danh sách kiểm tra tối thiểu cần được xem xét trước khi đặt mua van cho máy mới.
| Đặc điểm kỹ thuật | Tại sao nó quan trọng | Phạm vi điển hình |
|---|---|---|
| Kích thước cổng | Xác định kết nối phù hợp và giới hạn lưu lượng tối đa. | Chủ đề 1/8, 1/4, 3/8, 1/2 inch PT, NPT hoặc G |
| hệ số dòng CV | Cho biết lượng không khí mà van có thể đi qua; Cv cao hơn cho phép chuyển động xi lanh nhanh hơn. | 0,2 đến 3,0 đối với hầu hết các van điện từ |
| Áp suất vận hành | Van tác động trực tiếp thường bắt đầu từ 0 MPa; van vận hành thí điểm cần áp suất tối thiểu. | 0 đến 1,0 MPa trực tiếp; Phi công 0,15 đến 0,9 MPa |
| điện áp cung cấp | Phải phù hợp với đầu ra PLC, rơle hoặc nguồn điện. | DC24V, AC110V, AC220V |
| Tiêu thụ điện năng | Ảnh hưởng đến sự tăng nhiệt và liệu thẻ PLC có thể điều khiển van trực tiếp hay không. | 2 đến 5 W cho van công nghiệp nhỏ |
| Thời gian đáp ứng | Ảnh hưởng đến thời gian chu kỳ và sự đồng bộ hóa trong các máy tốc độ cao. | 10 đến 50 ms tùy thuộc vào kích thước van |
| Phạm vi nhiệt độ | Con dấu và vật liệu cuộn đặt giới hạn làm việc. | 0 đến 60 °C điển hình; các biến thể đặc biệt mở rộng phạm vi |
| Đánh giá bao vây | Bảo vệ cuộn dây khỏi bụi và nước bắn tung tóe. | IP65 cho môi trường rửa trôi |
Trong số các thông số kỹ thuật này, Cv là thông số mà các kỹ sư thường đánh giá thấp nhất. Một van 3/2 nhỏ có thể có Cv khoảng 0,3, điều này phù hợp với xi lanh có lỗ khoan nhỏ nhưng lại quá nhỏ đối với xi lanh có lỗ khoan 63 mm chuyển động với tốc độ. Theo nguyên tắc định cỡ sơ bộ, hãy chọn van có Cv ít nhất cao hơn 20 đến 30 phần trăm hơn yêu cầu tính toán của bạn; điều này để lại biên độ cho tổn thất đường dây, phụ kiện và vòng đệm bị lão hóa. Việc tính toán dựa trên thể tích xi lanh và tốc độ hành trình cần thiết và bạn nên xác minh nó bằng dữ liệu của nhà sản xuất xi lanh.
Các vấn đề về lắp đặt thường xảy ra do áp suất không phù hợp và độ kín kém. Để có cái nhìn sâu hơn về cách các kết nối cổng và vật liệu bịt kín tương tác với nhau, bạn có thể đọc phần này tổng quan kỹ thuật về khớp áp suất và lắp đặt kín .
Kiểu lắp: Nội tuyến, Đa tạp và Đế phụ
Gắn nội tuyến
Gắn nội tuyến có nghĩa là van được lắp trực tiếp vào đường dẫn khí, thường có các phụ kiện ống trên mỗi cổng. Nó rất đơn giản để thay thế và dễ hiểu. Đây là lựa chọn tốt cho các máy có một hoặc hai xi lanh hoặc cho công việc trang bị thêm khi không gian không quan trọng.
Gắn đa tạp
Việc lắp ống góp đặt một số van trên một đế chung với các phòng trưng bày nguồn và ống xả chung. Nó làm giảm đường ống, làm cho hệ thống dây điện sạch hơn và đơn giản hóa việc khắc phục sự cố. Hầu hết các dòng van điện từ 5/2 đều cung cấp các tấm đa dạng cho hai, bốn, sáu hoặc nhiều trạm. Trước khi quyết định bố trí ống góp, hãy xác minh rằng dòng van bạn cần có sẵn ở phiên bản gắn ống góp; bạn có thể bắt đầu bằng cách xem lại phạm vi thành phần điều khiển khí nén trong Danh mục sản phẩm của CKT .
Gắn đế phụ hoặc mô-đun
Việc lắp đế phụ ngăn cách thân van với đế. Van có thể được tháo ra mà không làm ảnh hưởng đến đường ống. Điều này phổ biến đối với các van lớn hơn và các ứng dụng có yêu cầu bảo trì cao, trong đó việc thay thế nhanh chóng là rất quan trọng.
Lựa chọn dựa trên ứng dụng và Danh sách kiểm tra thực tế
Xi lanh tác động đơn
Đối với xi lanh tác động đơn sử dụng van 3/2. Nếu xi lanh hồi xuân, hãy chọn van thường đóng khi bạn muốn xi lanh rút lại sau khi ngắt điện. Thêm một van điều khiển tốc độ tại cổng xi lanh nếu tốc độ hành trình cần được điều khiển theo một hướng.
Xi lanh tác động kép
Đối với xi lanh tác động kép sử dụng van 5/2. Nếu bạn cần dừng xi lanh ở vị trí trung gian, hãy sử dụng van 5/3 có tâm đóng. Đối với hành trình dài hoặc tốc độ chu kỳ cao, hãy chọn Cv lớn hơn và kiểm tra thời gian phản hồi. Đồng thời xem xét sự cân bằng lực trên cả hai cổng xi lanh, vì áp suất không đồng đều có thể gây ra hiện tượng trôi.
Xử lý chân không
Nhiều hệ thống chân không sử dụng van điện từ 3/2 hoặc 2/2 ngay trước máy tạo chân không để bật và tắt chân không. Để giải phóng phôi, van xả nhanh hoặc van an toàn chân không sẽ giải phóng chi tiết nhanh hơn. Kích thước van điện từ không cần lớn vì máy tạo chân không xử lý dòng chảy; chỉ có luồng thí điểm đến ống thông hơi mới cần chuyển đổi. Đây là lúc các van tác động trực tiếp nhỏ đặc biệt hữu ích.
Nhà sản xuất có lịch sử lâu đời về van điện từ có thể đơn giản hóa quá trình lựa chọn này. CKT Pneumatic, bắt đầu với van điện từ 4V vào năm 2002 và từ đó đã mở rộng sang phạm vi rộng rãi các bộ phận khí nén được sản xuất nội bộ, là một ví dụ về nhà cung cấp có lịch sử kỹ thuật thực tế trong lĩnh vực này.
Sử dụng danh sách kiểm tra sau đây khi bạn sẵn sàng đặt hàng:
- Xác định loại thiết bị truyền động: tác động đơn, tác động kép, trục điều khiển hoặc chân không.
- Tính toán hoặc ước tính lưu lượng cần thiết và chuyển đổi nó thành Cv tối thiểu.
- Chọn cấu hình cổng: 2/2, 3/2, 5/2 hoặc 5/3.
- Chọn điện áp hoạt động và kiểm tra xem PLC có thể cung cấp dòng khởi động và dòng giữ hay không.
- Xác minh phạm vi áp suất vận hành so với áp suất thí điểm tối thiểu.
- Chọn kiểu lắp: nội tuyến, đa tạp hoặc đế phụ.
- Xác nhận nhiệt độ môi trường xung quanh và tính tương thích của vật liệu bịt kín.
- Kiểm tra xếp hạng vỏ nếu van ở gần khu vực rửa trôi hoặc bụi.
Khắc phục sự cố và bảo trì
Các lỗi thường gặp và cách khắc phục
| Triệu chứng | Nguyên nhân có thể xảy ra | Cách khắc phục thực tế |
|---|---|---|
| Van không dịch chuyển | Không có áp lực phi công; ống bị kẹt | Kiểm tra nguồn cung cấp và áp suất phi công; ống chỉ sạch |
| Cuộn dây overheats | Điện áp sai; nhiệm vụ liên tục | Phù hợp với điện áp; giảm nhiệm vụ hoặc cải thiện khả năng làm mát |
| Xi lanh leo | Rò rỉ bên trong; mòn con dấu | Thay thế con dấu hoặc thay thế van |
| Âm thanh ù | Lõi lỏng lẻo; Khe hở không khí cuộn dây AC | Siết chặt lắp; thay cuộn dây nếu bị hỏng |
| Truyền động chậm | Cv thấp; bộ giảm thanh hoặc ống xả bị chặn | Kiểm tra CV; làm sạch bộ giảm thanh và đường ống xả |
Mẹo bảo trì phòng ngừa
- Giữ khí nén sạch và khô, đồng thời kiểm tra bộ lọc khí thường xuyên.
- Giữ áp suất đầu vào trong phạm vi định mức cho loại van.
- Xoay các van không tải ít nhất mỗi tháng một lần để tránh bị dính ống chỉ.
- Kiểm tra cuộn dây và vòng đệm thường xuyên hơn trong các ứng dụng nhiệt độ cao.
- Không thêm chất bôi trơn trừ khi đặc điểm kỹ thuật của van yêu cầu; nhiều van hiện đại được bôi trơn trước.
- Thay thế bộ giảm thanh bị hỏng vì ống xả bị tắc có thể khiến van hoạt động giống như một van nhỏ hơn.
Câu hỏi thường gặp về Van điện từ khí nén
Sự khác biệt giữa van điện từ 2/2 và 3/2 là gì?
Van 2/2 có hai cổng và hai vị trí; nó chỉ đơn giản là mở hoặc đóng một đường dẫn khí. Van 3/2 có ba cổng và hai vị trí; nó có thể cung cấp không khí cho một thiết bị và sau đó xả khí ra khỏi đường ống đó. Sử dụng van 3/2 khi bạn cần luân phiên điều áp và thông hơi một xi lanh hoặc buồng thí điểm.
Van điện từ tác động trực tiếp có thể hoạt động ở áp suất bằng 0 không?
Đúng. Van tác động trực tiếp không yêu cầu áp suất tối thiểu để chuyển số; chúng hoạt động từ 0 MPa cho đến áp suất định mức. Điều này làm cho chúng phù hợp với các mạch điều khiển thí điểm và các ứng dụng dòng chảy nhỏ nơi đường dây chính có thể bị tắt hoàn toàn.
Làm cách nào để tính được Cv tôi cần?
Bắt đầu với lỗ khoan, hành trình và thời gian chu kỳ mong muốn. Sử dụng mức tiêu thụ không khí mỗi phút và áp suất sẵn có để tìm Cv cần thiết. Nếu bạn không có phần mềm tính toán, hãy sử dụng một quy tắc đơn giản: chọn một van có Cv cao hơn con số tính toán của bạn từ 20 đến 30 phần trăm, sau đó xác minh bằng dữ liệu của nhà sản xuất xi lanh.
Tại sao van điện từ của tôi quá nóng?
Các nguyên nhân phổ biến nhất là sai điện áp, cấp điện liên tục cho cuộn dây được định mức hoạt động không liên tục hoặc tản nhiệt kém xung quanh cuộn dây. Kiểm tra định mức cuộn dây, độ ổn định điện áp cung cấp và chu kỳ hoạt động của ứng dụng.
Tôi nên chọn điện áp nào?
DC24V là lựa chọn phổ biến nhất cho các máy điều khiển bằng PLC vì nó an toàn, đơn giản và tương thích với hầu hết các bộ điều khiển. AC110V và AC220V vẫn được sử dụng trong các mạch đơn giản hơn hoặc các bảng điều khiển cũ. Hãy điều chỉnh điện áp một cách chính xác vì ngay cả điện áp quá ngắn cũng có thể làm cháy cuộn dây.
Nên chọn van thường mở hay thường đóng?
Chọn dựa trên hành vi không an toàn mà bạn cần. Nếu trạng thái mất điện phải dừng luồng không khí hoặc rút xi lanh, hãy sử dụng bình thường đóng. Nếu trạng thái mất điện phải giữ cho không khí lưu thông để tránh mất áp suất hoặc duy trì khả năng làm mát, hãy sử dụng chế độ mở bình thường.
