Zavedení
Tento článek popisuje práci, kterou podnikla ISO při vývoji nového standardu pro testování elektricky modulovaných regulačních ventilů (nahrazuje ISO 6604 normou ISO 10770-1), konkrétně se zabývá otázkou, co přesně odlišuje servoventily od proporcionálních ventilů. Aby se tento problém vyjasnil, americký národní institut pro standardy (ANSI) konkrétně financoval projekt v institutu Fluid Power Institute of Milwaukee Institute of Technology, jehož cílem bylo provádět cílený výzkum. V průběhu roku projekt vytvořil doporučení k vyřešení problémů se standardizací, zejména navrhl definice dvou klíčových pojmů „servoventil“ a „proporcionální ventil“. Následně byly tyto definice formálně přijaty jako terminologie a definice v rámci normy ISO. To demonstruje přísnost procesu stanovování norem ISO.
V současné době byly definice proporcionálních regulačních ventilů a servoventilů formálně začleněny do národní normy GB/T 17446-2024 takto:
Servoventil: Elektricky modulovaný spojitý regulační ventil s pásmem necitlivosti menším než 3 % zdvihu šoupátka.
Proporcionální regulační ventil: Elektricky modulovaný spojitý regulační ventil s pásmem necitlivosti 3 % nebo více zdvihu šoupátka.
Následující text uvádí zdůvodnění poskytnuté autory standardních definic.
Téměř na každém průmyslovém školení se mě někdo nevyhnutelně ptá: jaký je přesně rozdíl mezi proporcionálním ventilem a servoventilem? Spíš mě baví slyšet tuto otázku, protože nám poskytuje trochu zábavy. Nejkratší odpověď však zní: Odmítám se nechat vtáhnout do těchto nekonečných debat. Technická norma ISO 10770-1 (odpovídající GB/T 15623 „Hydraulická převodovka – Elektricky modulované hydraulické regulační ventily – Část 1: Zkušební metody pro čtyřcestné směrové regulační ventily“) poskytuje určité definice. Než to vysvětlím, podívejme se nejprve na některé historické pozadí.
Autoritativní závěr: Jediný standard spoléhá na tento jeden indikátor
Neustálý růst elektronických a elektrických technologií používaných v různých typech hydraulických systémů přirozeně vyvolal značný zájem o proporcionální ventily a servoventily. Ve skutečnosti to neušlo pozornosti technických komisí ISO, protože jsou odpovědné za formulování mezinárodních technických norem, zejména ISO/TC-131/SC-8, která má za úkol normalizaci hydraulických komponent.
Technická komise TC-131 je orgán v rámci organizace ISO specificky odpovědný za veškerou normalizaci výkonu kapalin. Ve Spojených státech je zástupce odpovědný za normy ISO přidružen k ANSI (American National Standards Institute); ANSI má však pravomoc delegovat své funkce sekretariátu na jiné národní technické orgány USA. Pokud jde o fluidní energii, ANSI autorizovala americkou národní organizaci pro fluidní energetiku se sídlem v Milwaukee.
Sekretariát ISO/TC-131 Subcommittee SC-8 sídlí v British Standards Institution v Londýně, který se sám zaměřuje především na testování kapalinových energetických zařízení, včetně hydraulických ventilů. (Podvýbor 8 British Standards Institution Secretariat's Subcommittee 8 se specializuje na standardní zkušební metody pro kapalinová napájecí zařízení, včetně ventilů. V roce 2000 vydala ISO mezinárodní normu ISO 10770-1 nazvanou „Výkon hydraulické kapaliny – Elektricky modulované hydraulické řídicí ventily – Část 1: Zkušební metody pro čtyřcestné směrové průtokové regulační ventily a hodnocení servo ventilů“).
V roce 2000 vydala ISO novou normu ISO 10770-1 s názvem „Hydraulický přenos výkonu – Elektricky modulované hydraulické regulační ventily – Část 1: Zkušební metody pro čtyřcestné směrové regulační ventily“. Primárně pokrývá zkušební metody a je zaměřen především na proporcionální ventily a servoventily. ISO 10770-1 nahradila ISO 6604, která se zabývala výhradně servoventily; v důsledku toho ISO 10770 představuje relativní zlepšení.
Původ standardu: Proč 3 %?
V letech 1988 a 1989 jsem na Fluid Power Institute na Milwaukee School of Engineering vedl výzkumný projekt zaměřený na praktickou aplikaci proporcionálních a servoventilů. Jedním z cílů bylo poskytnout definice ve formě glosáře nebo, jak jsme to nazvali, seznamu slovníků (poskytnout přesné definice proporcionálních a servoventilů).
Prozkoumali jsme všechny známé výrobce vyrábějící takové ventily a shrnuli nejdůležitější vlastnosti jejich produktů. Naším cílem bylo identifikovat rozdíly mezi nimi.
Abychom identifikovali rozdíly v jejich aplikaci v průmyslové praxi, definovali jsme následující charakteristiky:
Způsob ovládání (pilotní-ovládaný nebo přímý{1}}působící)
Frekvenční odezva
Metoda zpětné vazby (vestavěná-nebo externí)
Cestování cívkou
Aplikace ventilu (pro ovládání s otevřenou-smyčkou nebo uzavřenou-smyčkou)
Přesnost ovládání
Po dokončení této studie je rozlišoval pouze jeden faktor: dráha cívky.
To vedlo k následujícím definicím servoventilů a proporcionálních ventilů:
Servoventil - Jakýkoli plynule měnitelný, elektricky ovládaný směrový ventil se zdvihem menším než 3 %.
Proporcionální ventil - Jakýkoli plynule měnitelný, elektricky ovládaný směrový ventil se zdvihem větším než 3 %.
V důsledku toho byla prahová hodnota „3 %“ formálně začleněna do mezinárodních norem a stala se všeobecně přijímaným kritériem klasifikace. Pokud je zdvih přesně 3 %, norma uvádí, že ventil může být zařazen do kterékoli kategorie, bez závazných požadavků.
Tyto definice byly začleněny do kompendia terminologických norem a zveřejněny po dokončení projektu. Tento závěr jsme si vzali k srdci a snažili jsme se zavést terminologii napříč různými průmyslovými kontexty. Od té doby, kdykoli se naskytla příležitost, osobně jsem to prezentoval na svých vlastních přednáškách a také na každé konferenci NFPA (National Fluid Power Association) a ISO. K mému překvapení bylo velmi málo opozice-ani tehdy, ani nyní. Někteří se mě ptali: 'Takže, pokud je pokrytí přesně 3 %, jak by mělo být definováno?' Moje odpověď je: 'Vyber si sám.'
Domnívám se, že problém pramení z doby, kdy lidé poprvé začali používat termíny „servoventil“ a „proporcionální ventil“, aniž by je někdo předtím přesně definoval. Výsledkem bylo, že pro každý konkrétní ventil mohli lidé z ničeho nic vymyslet nejrůznější termíny. Takové definice terminologie by mohly být dohodnuty v rámci jedné společnosti. V obchodních jednáních, zejména mezinárodních, však není snadné jasně rozlišit mezi servoventily a proporcionálními ventily. Občas už to není jen technický problém, ale princip.
Obvyklá úskalí: „Nepsaná pravidla“ testování průtoku a poklesu tlaku
Pracovní skupina ISO zodpovědná za vývoj normy ISO 10770-1 obratně obcházela určité problémy s vědomím, že diskuse nikdy nepřestane. Přesto si komise přála vypracovat dokument zahrnující jak servoventily, tak proporcionální ventily. Ale jak by toho bylo možné dosáhnout, aniž bychom nejprve stanovili definici? Hlavní princip byl jasný: ISO se snažila zaměřit na názor široce přijímaný průmyslem – jmenovitě, že proporcionální ventily vykazují nižší tlakovou ztrátu ve srovnání se servoventily. V důsledku toho jsou v rámci normy zkušební metody ISO proporcionální ventily definovány jako ventily s nižší tlakovou ztrátou.
Komise ISO rozhodla, že při definování jmenovitého průtoku servoventilu by tlaková ztráta měla být 1000 PSI nebo 7 MPa (1015 PSI), zatímco tlaková ztráta použitá k definování jmenovitého průtoku proporcionálního ventilu by měla být 1 MPa nebo 145 PSI.
Norma obsahuje následující větu: „Nastavit celkovou tlakovou ztrátu ventilu na 1 MPa nebo 7 MPa podle potřeby“. Tato fráze „v závislosti na okolnostech“ vyvolává dojem, že se Výbor pro normy ISO od této záležitosti distancuje. Kdo definuje „v závislosti na okolnostech“?
No, rozhodnutí je ponecháno na testerovi! V důsledku toho mohou provádět zkoušky podle specifikací buď pro servoventily nebo proporcionální ventily. Ještě důležitější je, že mohou volně definovat ventil, jak uznají za vhodné. Právě proto se v praxi setkáváme s proporcionálními ventily zkoušenými jmenovitým průtokem na základě tlakové ztráty 7 MPa. Máme také „nulové-proporcionální ventily v mrtvém pásmu“. Tohle je válka sémantiky, kterou nikdy nikdo nevyhraje!
Praktický průvodce: Jak si vybrat a jsou vzájemně zaměnitelné?
Normy pouze definují; nediktují aplikaci. Při výběru v praxi stačí tři body:
1. Přesnost ovládání: Servoventily mají malé pásmo necitlivosti a vysokou přesnost, vhodné pro vysoce-přesné uzavřené-systémy; proporcionální ventily jsou adekvátní a nákladově -efektivní, vhodné pro konvenční průmyslové řízení.
2. Rychlost odezvy: Servoventily mají vyšší frekvenční odezvu a jsou vhodné pro vysokorychlostní -dynamické systémy; proporcionální ventily nabízejí střední doby odezvy a splňují požadavky většiny zařízení.
3. Životní prostředí a spolehlivost: Servoventily mají vysoké požadavky na čistotu oleje a jsou „jemnější“; proporcionální ventily jsou vysoce odolné proti znečištění, trvanlivější a snadněji se udržují.
Shrnutí: Vysoká přesnost, vysoká dynamika → servoventily; Obecné-aplikace, vysoká nákladová-efektivita → proporcionální ventily.
Až se příště někdo bude hádat o proporcionálních ventilech versus servoventily, jednoduše se podívejte na národní normu: pásmo necitlivosti < 3 %=servoventil, větší nebo rovno 3 %=proporcionální ventil.
Autorita brání argumentům; profesionalita zabraňuje zmatkům.
Přeloženo s DeepL.com (bezplatná verze)
