Bevezetés
Ez a cikk felvázolja az ISO által az elektromosan modulált vezérlőszelepek tesztelésére vonatkozó új szabvány kidolgozásában végzett munkáját (az ISO 6604-et ISO 10770-re cserélve-1), kifejezetten azzal a kérdéssel foglalkozva, hogy pontosan mi különbözteti meg a szervoszelepeket a proporcionális szelepektől. A probléma tisztázása érdekében az Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézet (ANSI) kifejezetten finanszírozott egy projektet a Milwaukee Institute of Technology Fluid Power Institute-jában, amelynek célja célzott kutatás volt. Az egy év során a projekt ajánlásokat fogalmazott meg a szabványosítási problémák megoldására, különösen a „szervoszelep” és az „arányos szelep” két kulcsfogalom meghatározására tett javaslatot. Ezt követően ezeket a definíciókat formálisan terminológiaként és meghatározásokként fogadták el az ISO szabványban. Ez jól mutatja az ISO szabványalkotási folyamat szigorúságát.
Jelenleg az arányos vezérlőszelepek és a szervoszelepek definícióit formálisan beépítették a GB/T 17446-2024 nemzeti szabványba, az alábbiak szerint:
Szervoszelep: Elektromosan modulált folyamatos vezérlőszelep, amelynek holtsávja kevesebb, mint az orsólöket 3%-a.
Arányos vezérlőszelep: Elektromosan modulált folyamatos szabályozó szelep, amelynek holtsávja az orsó löketének legalább 3%-a.
A következő szöveg a szabvány definíciók szerzői által biztosított indoklást tartalmazza.
Szinte minden ipari képzésen valaki óhatatlanul felteszi a kérdést: pontosan mi a különbség az arányos szelep és a szervoszelep között? Inkább élvezem ezt a kérdést, mert ez egy kis mulatságra tesz minket. A legrövidebb válasz azonban a következő: Nem vagyok hajlandó belemerülni ezekbe a végtelen vitákba. Az ISO 10770-1 műszaki szabvány (amely megfelel a GB/T 15623 „Hidraulikus erőátvitel – Elektromosan modulált hidraulikus vezérlőszelepek – 1. rész: Négyirányú áramlásszabályozó szelepek vizsgálati módszerei”) bizonyos meghatározásokat tartalmaz. Mielőtt kifejteném, először tekintsünk néhány történelmi hátteret.
Mérvadó következtetés: Az egyetlen szabvány ezen az egyetlen mutatón alapul
A különféle típusú hidraulikus rendszerekben alkalmazott elektronikus és elektromos technológiák folyamatos fejlődése természetesen jelentős érdeklődést váltott ki a proporcionális szelepek és szervoszelepek iránt. Valójában ez nem kerülte el az ISO Műszaki Bizottságok figyelmét, hiszen ők felelősek a nemzetközi műszaki szabványok megfogalmazásáért, különös tekintettel az ISO/TC-131/SC-8-ra, amelynek feladata a hidraulikus alkatrészek szabványosítása.
A TC-131 Technikai Bizottság az ISO szervezeten belüli testület, amely kifejezetten a folyadékenergia szabványosításáért felelős. Az Egyesült Államokban az ISO-szabványokért felelős képviselő az ANSI (American National Standards Institute) tagja; az ANSI azonban jogosult titkársági funkcióit más amerikai nemzeti műszaki testületekre átruházni. A folyadékenergia tekintetében az ANSI felhatalmazta a milwaukee-i székhelyű American National Fluid Power Organisationt.
Az ISO/TC-131 SC-8 albizottság titkársága a londoni Brit Szabványügyi Intézetben található, amely maga is elsősorban a folyékony erőművek, köztük a hidraulikus szelepek tesztelésére összpontosít. (A Brit Szabványügyi Intézet Titkárságának 8. albizottsága a folyadékerőművek, köztük a szelepek szabványos vizsgálati módszereire szakosodott. 2000-ben az ISO közzétette az ISO 10770-1 nemzetközi szabványt, melynek címe: „Hydraulic fluid power – Electrically modulated hidraulikus vezérlőszelepek – 1. rész: Négyutas irányáram-szabályozó szelepek vizsgálati módszerei”. It covers and ratingal test valves and rates.
2000-ben az ISO kiadta az ISO 10770-1 új szabványt „Hidraulikus erőátvitel – Elektromosan modulált hidraulikus vezérlőszelepek – 1. rész: Négyirányú áramlásszabályozó szelepek vizsgálati módszerei”. Elsősorban a vizsgálati módszereket fedi le, és főként az arányos szelepekre és szervoszelepekre irányul. Az ISO 10770-1 felváltotta az ISO 6604 szabványt, amely kizárólag a szervoszelepekkel foglalkozott; következésképpen az ISO 10770 relatív fejlődést jelent.
A szabvány eredete: Miért 3%?
1988-ban és 1989-ben a Milwaukee School of Engineering Fluid Power Institute-jában egy kutatási projektet vezettem, amely az arányos és szervoszelepek gyakorlati alkalmazására összpontosított. Az egyik cél az volt, hogy definíciókat adjunk szószedet, vagy ahogy mi neveztük, szójegyzék formájában (hogy pontos definíciókat adjunk az arányos és szervoszelepekre).
Felmértük az összes ismert gyártót, amely ilyen szelepeket gyárt, és összefoglaltuk termékeik legfontosabb jellemzőit. Célunk az volt, hogy azonosítsuk a köztük lévő különbségeket.
Az ipari gyakorlatban való alkalmazásuk különbségeinek azonosítása érdekében a következő jellemzőket határoztuk meg:
Vezérlési módszer (pilot{0}}működtetett vagy közvetlen-hatású)
Frekvencia válasz
Visszajelzési módszer (beépített-vagy külső)
Orsó utazás
Szelep alkalmazás (nyílt-hurkú vagy zárt-hurkú vezérléshez)
Vezérlés pontossága
A tanulmány befejezése után csak egy tényező különböztette meg a kettőt: az orsó mozgása.
Ez a szervoszelepek és az arányos szelepek következő definícióihoz vezetett:
Szervoszelep - Bármilyen fokozatmentesen állítható, elektromosan vezérelt irányszabályozó szelep 3%-nál kisebb lökettel.
Arányos szelep - Bármilyen fokozatmentesen változó, elektromosan vezérelt irányszabályozó szelep 3%-nál nagyobb lökettel.
Következésképpen a „3%-os” küszöböt formálisan beépítették a nemzetközi szabványokba, és a besorolás általánosan elfogadott kritériumává vált. Ha a löket pontosan 3%, a szabvány kimondja, hogy a szelep bármelyik kategóriába sorolható, kötelező előírás nélkül.
Ezeket a meghatározásokat beépítették a terminológiai szabványok gyűjteményébe, és a projekt befejezése után közzétették. Ezt a következtetést a szívünkre vettük, és arra törekedtünk, hogy a terminológiát különféle ipari kontextusokban bemutassuk. Azóta, amikor alkalom adódott, személyesen bemutattam saját előadásaimon, valamint minden NFPA (National Fluid Power Association) és ISO konferencián. Meglepetésemre nagyon kevés ellenkezés volt-sem akkor, sem most. Néhányan megkérdezték tőlem: "Tehát, ha a lefedettség pontosan 3%, hogyan kell meghatározni?" A válaszom a következő: „Te választasz magadnak”.
Úgy gondolom, hogy a probléma abból az időből ered, amikor az emberek először kezdték használni a „szervoszelep” és az „arányos szelep” kifejezéseket anélkül, hogy azokat korábban bárki pontosan meghatározta volna. Az eredmény az volt, hogy minden egyes szelepre az emberek levegőből kitalálhattak mindenféle kifejezést. A terminológia ilyen definícióiról egyetlen vállalaton belül is megállapodhatnak. Azonban a kereskedelmi kapcsolatokban, különösen a nemzetközi kapcsolatokban, nem könnyű egyértelműen megkülönböztetni a szervoszelepeket és az arányos szelepeket. Időnként ez már nem pusztán technikai, hanem elvi kérdés.
Gyakori buktatók: Az áramlási sebesség és nyomásesés tesztelésének „íratlan szabályai”.
Az ISO 10770-1 kidolgozásáért felelős ISO munkacsoport ügyesen megkerült bizonyos kérdéseket, tudva, hogy a vita soha nem fog megszűnni. Mindazonáltal a bizottság egy dokumentumot szeretett volna készíteni, amely a szervoszelepekre és az arányos szelepekre egyaránt kiterjed. De hogyan lehetne ezt elérni anélkül, hogy először meghatároznánk? A vezérelv egyértelmű volt: az ISO arra törekedett, hogy az iparág által széles körben elfogadott nézetre összpontosítson, nevezetesen arra, hogy az arányos szelepek alacsonyabb nyomásesést mutatnak, mint a szervoszelepek. Következésképpen az ISO vizsgálati módszer szabványában az arányos szelepek kisebb nyomáseséssel rendelkező szelepek.
Az ISO bizottság úgy döntött, hogy a szervoszelep névleges áramlási sebességének meghatározásakor a nyomásesés 1000 PSI vagy 7 MPa (1015 PSI), míg az arányos szelep névleges áramlási sebességének meghatározásához használt nyomásesés 1 MPa vagy 145 PSI legyen.
A szabvány a következő mondatot tartalmazza: "Állítsa be a szelep teljes nyomásesését 1 MPa-ra vagy 7 MPa-ra, értelemszerűen." Ez a „körülményektől függően” kifejezés azt a benyomást kelti, hogy az ISO Szabványügyi Bizottság elhatárolódik az ügytől. Ki határozza meg, hogy „a körülményektől függően”?
Nos, ennek eldöntése a tesztelőre van bízva! Következésképpen vizsgálatokat végezhetnek a szervoszelepekre vagy az arányos szelepekre vonatkozó előírások szerint. Ennél is fontosabb, hogy szabadon határozhatják meg a szelepet, ahogyan jónak látják. Pontosan ezért találkozunk a gyakorlatban olyan arányos szelepekkel, amelyeket 7 MPa nyomásesés alapján névleges átfolyással teszteltek. Vannak „nulla-holtsávú arányos szelepeink is”. Ez a szemantikai háború, amelyet soha senki nem nyer meg!
Gyakorlati útmutató: Hogyan válasszunk, és felcserélhetők-e?
A szabványok csupán meghatároznak; nem diktálják az alkalmazást. A gyakorlati kiválasztásnál három pont elegendő:
1. Szabályozási pontosság: A szervoszelepek kis holtsávúak és nagy pontosságúak, alkalmasak nagy pontosságú, zárt hurkú-rendszerekhez; Az arányos szelepek megfelelőek és költséghatékonyak, és alkalmasak a hagyományos ipari szabályozásra.
2. Válaszsebesség: A szervoszelepek nagyobb frekvencia-válaszúak, és alkalmasak nagy sebességű dinamikus rendszerekhez; Az arányos szelepek mérsékelt válaszidőt kínálnak, és megfelelnek a legtöbb berendezés követelményeinek.
3. Környezet és megbízhatóság: A szervoszelepek magas olajtisztasági követelményeket támasztanak, és „kényesebbek”; A proporcionális szelepek rendkívül ellenállóak a szennyeződésekkel szemben, tartósabbak és könnyebben karbantarthatók.
Összefoglalva: Nagy pontosságú, nagy dinamika → szervo szelepek; Általános-alkalmazások, magas költség-hatékonyság → arányos szelepek.
Ha legközelebb valaki az arányos szelepekről vitatkozik a szervoszelepekkel szemben, egyszerűen hivatkozzon a nemzeti szabványra: holtsáv < 3%=szervoszelep, nagyobb vagy egyenlő, mint 3%=arányos szelep.
A tekintély megakadályozza a vitákat; a szakszerűség megakadályozza a zavart.
A DeepL.com segítségével lefordítva (ingyenes verzió)
