Bosch Rexroth 4WE 6 D 方向制御バルブは、最新の油圧システムの基本コンポーネントを表します。このバルブは電気制御の方向スイッチャーとして動作し、作動油の行き先と移動時期を指示します。標準の NG6 サイズバルブとして、さまざまなブランドを連携させる国際規格のおかげで、世界中のシステムに適合します。サプライヤーを比較したり、価格を確認したり、技術的な詳細を理解したりする必要があるエンジニアは、このバルブが中圧から高圧の用途に信頼性と柔軟性の両方を提供することがわかります。
基本的な機能と設計を理解する
4WE 6 D バルブは、P、A、B、T というラベルの付いた 4 つの主要ポート間で切り替えることによって作動油を制御します。ポート P はポンプに接続され、ポート A と B はシリンダなどのアクチュエータに接続され、ポート T は液体をタンクに戻します。バルブは電気スイッチのように機能しますが、電気ではなく作動油を使用します。スイッチを入れると流体が一方向に流れます。オフにすると、バルブの設計に応じて流れが停止または逆転します。
バルブの内部には金属製のスプールがあり、精密に加工されたボア内で前後にスライドします。コイルに電気が流れると、ソレノイドと呼ばれる電磁石がこのスプールを押します。 4WE 6 D は、エンジニアが「湿式アーマチュア」と呼ぶ設計を採用しています。これは、ソレノイド プランジャーが作動油の中に直接設置されることを意味します。奇妙に聞こえるかもしれませんが、可動部品の周囲に摩耗するゴム製シールがないため、実際にはバルブの寿命が長くなります。オイルはソレノイドの冷却にも役立ち、動作中の騒音を低減します。
ソレノイドがオフになると、リターン スプリングがスプールを開始位置に押し戻します。このスプリングリターン設計は、停電時にバルブが自動的に既知の位置に戻るため、安全機能を提供します。スプリングからの力は、可動部品の摩擦と戻りライン内の圧力の両方に打ち勝つ必要があります。これは、後でシステム設計の制限について議論するときに重要になります。
バルブ本体は、ISO 4401-03、CETOP 3、DIN 24340 Form A などの国際取り付け規格に従っています。これらの規格は、取り付け穴とポート接続の正確な位置を定義します。この標準化は、Rexroth 4WE 6 D が、取り付けプレートを再設計することなく、パーカー、イートン、またはその他のメーカーの同様のバルブを物理的に置き換えることができることを意味します。購買管理者にとって、この互換性により、欠品や価格交渉の際に複数のベンダーが互換性のある部品を提供できるため、サプライ チェーンの柔軟性が生まれます。
圧力定格と流量容量
Rexroth 4WE 6 D 方向制御バルブは、重大な使用圧力に対応します。メインポート P、A、B は最大 350 bar の圧力で動作できますが、ほとんどの技術文書には標準最大値が 315 bar と記載されています。これを大局的に考えると、315 バールは平方インチあたり約 4,570 ポンドに相当し、これは切手サイズの領域を押す小型車の重量にほぼ相当します。
流量容量は、DC ソレノイドを選択するか AC ソレノイドを選択するかによって異なります。 DC バージョンは 1 分あたり最大 80 リットルを処理できますが、AC バージョンは通常、1 分あたり最大 60 リットルです。違いは、電磁石の設計と、電磁石がスプールをどれだけ速く動かすことができるかによって決まります。参考までに、毎分 80 リットルの水は約 2 分で浴槽を満たすことができます。
ただし、多くの設計者を驚かせる重要な圧力制限が 1 つあります。オイルをタンクに戻す T ポートの圧力は 160 bar を超えることはできません。この制限が存在するのは、リターン スプリングとソレノイドの力がリターン ラインから押し戻される圧力に確実に打ち勝つ必要があるためです。戻りラインの圧力が高すぎると、スプールが振動したり、適切にシフトできなかったり、静止しているはずのときに動いたりする可能性があります。複数のバルブ間で戻りマニホールドを共有するシステムや、制限のある長い戻りラインを使用するシステムでは、T ポート圧力が制限内に収まるように慎重に計算する必要があります。
圧力損失と流量の関係は、予測可能なパターンに従います。毎分 80 リットルの最大流量では、バルブは通常約 2.5 bar の圧力損失を生じます。このエネルギーは熱に変換され、作動油が熱を運び去らなければなりません。定格流量または圧力を常に超えて動作させるには、追加の冷却能力が必要であり、許容可能なバルブ応答を維持するために特別なスロットル コンポーネントが必要になる場合があります。
新しい設計に 4WE 6 D を選択するエンジニアは、システムの戻りライン圧力が十分な安全マージンを持って 160 bar 制限を十分に下回っていることを確認する必要があります。経験則として、急速なバルブ切り替え時または複数のバルブの同時切り替え時の圧力スパイクに対処するために、少なくとも 20 ～ 30 bar のクッションを残しておきます。
スプール構成と動作のバリエーション
バルブの銘板に刻印されている文字と数字の記号は、流体がさまざまな位置をどのように流れるかを正確に表しています。 4WE 6 D の「D」は、特定のスプール設計、通常はスプリング中心の 4 方向構成を示します。中央の位置では、このスプールは P から T、A から B の両方をブロックします。通電すると、P から A、B から T に接続され、シリンダーが伸びます。通電を切るとスプリングがスプールを中心に戻し、シリンダーが停止します。
Rexroth では、D タイプ以外にもさまざまなスプール シンボルを提供しています。フリーフローティングアクチュエーターの場合、すべてのポートを中央位置のタンクに接続するものもあります。負荷を保持するためにすべてのポートをブロックするものもあります。選択は、バルブがニュートラルにあるときに機械に何をさせる必要があるかによって異なります。プレス機には荷重保持センターが必要な場合がありますが、マテリアル ハンドリング システムにはセットアップ中にアクチュエータを自由に動かせるフロート センターが役立つ場合があります。
バルブ本体には、通常小さなボタンまたはノブが付いている手動オーバーライド機構が含まれています。始動時または緊急時に、技術者はこのオーバーライドを押して、電力を使わずにスプールを機械的にシフトさせることができます。この機能は、電気制御から独立して機械機能を検証できるため、新しいシステムの試運転や問題のトラブルシューティングを行うときに不可欠であることがわかります。
一部の 4WE 6 D モデルには、戻り止め設計を示す「OF」接尾辞が含まれています。これらのバージョンにはリターン スプリングがありませんが、代わりに機械的なボールまたはピンを使用して、最後に指令された位置でスプールをロックします。短い電気パルスによってスプールが移動し、電力を継続しなくても戻り止めがスプールをその位置に保持します。この設計はエネルギーを節約し、熱を軽減しますが、スプールを所定の位置に保持するのに役立つバネ力がないため、リターンライン圧力の安定性には特別な注意が必要です。
急速なバルブのシフトによって圧力ショックが生じる用途では、ソフトスイッチング バリアントでは、スプールに機械加工された精密な形状の溝とオリフィスが使用されます。これらの機能は、位置間で瞬時にスナップするのではなく、流路を徐々に開閉します。その結果、時間の経過とともにパイプや継手に損傷を与える可能性のあるウォーターハンマー効果が軽減されます。標準応答時間は、ソレノイドのタイプとシステム圧力に応じて 10 ～ 20 ミリ秒です。
電気仕様と環境制限
4WE 6 D 方向制御バルブのソレノイド コイルは連続使用向けに設計されており、過熱することなく無期限に通電状態を維持できます。定格電圧では、コイルの温度上昇は 30 ケルビン未満に留まり、期待寿命は 1,000 万スイッチング サイクルを超えます。この耐久性により、このバルブは、長期間にわたってバルブが 1 秒間に数回切り替わる可能性があるハイサイクル オートメーションに適しています。
利用可能な電圧には、12、24、96、205 ボルトの DC オプションと、110 ボルトと 230 ボルトの AC オプションが含まれます。コイルは公称値からプラスまたはマイナス 10% の電圧変動を許容するため、電源が変動してもバルブが確実に動作します。電気接続は、3 極コネクタに関する EN 175301-803 規格に従います。正しく嵌合された場合、コネクタは IP65 の保護等級を達成します。つまり、あらゆる方向からの塵や噴流水に対して耐性があります。
メンテナンス技術者が高く評価する実用的な機能の 1 つは、取り外し可能で回転可能なコイルです。電気コネクタを抜き、ソレノイド コイルを取り外し、配線しやすい任意の位置に 360 度回転させて、油圧回路に侵入することなく再度取り付けることができます。この柔軟性により、狭いスペースへの設置が簡素化され、システムにバルブを取り付けた後の配線の最適化が可能になります。
標準シールの動作温度範囲は、摂氏マイナス 30 度からプラス 80 度です。油圧作動油自体は粘度を 10 ～ 500 平方ミリメートル/秒に維持する必要がありますが、最適なパフォーマンスは 25 平方ミリメートル付近で発生します。バルブの重量は約 1.46 キログラムで、設置時の取り扱いが容易なほど十分に軽いですが、しっかりしていてよくできていると感じるには十分な重さです。
重要な安全上の考慮事項には、流体の発火温度が含まれます。ソレノイドの最も高温な表面は、連続動作中に 150℃ に達することがあります。作動油の発火温度はこれより少なくとも 50 度高い必要があり、これは最低発火点 200 度を意味します。ほとんどの鉱物性作動油はこの要件を容易に満たしますが、合成油や特殊な配合の場合は使用前に検証が必要です。
作動油の要件とシステムの保護
Rexroth 4WE 6 D 方向制御バルブの長期信頼性は、作動油の品質に大きく依存します。スライドスプールとバルブ本体の内径の間の正確な隙間は、わずか数マイクロメートルです。これらのクリアランスより大きい汚染粒子は、2 つの異なるメカニズムによって急速な摩耗と最終的な故障の原因となります。
まず、粒子がスプールとボアの間に挟まり、技術者が「スティクション」と呼ぶ現象が発生します。スプールが所定の位置に固着し、指示されてもシフトを拒否します。これは、パーティクルが一時的にくさびになり、その後自由に動作するため、最初は断続的に見えるかもしれませんが、より多くのパーティクルが蓄積するにつれて問題は必然的に悪化します。第二に、粒子は研磨ペーストのように作用し、精密な表面を徐々に摩耗させます。隙間が開くと内部漏れが増加します。この漏れはポンプの動力を無駄にするだけでなく、熱を発生させてオイルを劣化させ、システム全体のシールの摩耗を促進します。
レックスロスは、最大汚染レベルを ISO 4406 クラス 20/18/15 として指定しています。この分類は、オイル 1 ミリリットルあたり 4 ミクロンを超える粒子が 5,000 個以下、6 ミクロンを超える粒子が 1,300 個以下、14 ミクロンを超える粒子が 320 個以下であることを意味します。この清浄度を達成するには、25 ミクロンで少なくとも 75 のベータ比を備えた効果的な濾過が必要です。
実際には、バルブの耐用年数全体にわたって、バルブ自体よりも濾過システムのコストが高くなることがよくあります。フィルターエレメントは定期的に交換する必要があり、オイル分析テストにより汚染が制限内に留まっていることを確認します。濾過にペニーピンチが発生すると、高価なバルブ交換や予期せぬダウンタイムが発生します。新しいシステムを設計するエンジニアは、高品質フィルターの予算を立て、フィルターのメンテナンスをオプションではなく重要なタスクとして計画する必要があります。
標準流体は、DIN 51524 パート 1、2、および 3 に適合する鉱物作動油です。適切なシール材質を指定した場合、バルブは特定の合成流体および水とグリコールの混合物でも動作します。標準のニトリルゴムシールは石油油では問題なく機能しますが、高温用途にはフルオロエラストマーシールが必要で、水ベースの流体には MH または MT とマークされた特別なコンパウンドが必要です。
パイロット弁としての役割と漏れ特性
4WE 6 D バルブは、大型方向バルブを制御するパイロット ステージとして機能することがよくあります。このアプリケーションでは、小型の 4WE 6 D スイッチ パイロット圧力がメイン ステージ バルブ内のはるかに大きなスプールを動かします。メインバルブは 4WE 6 D の直接容量をはるかに超える 600 リットル/分以上を処理できますが、制御の決定には 4WE 6 D の信頼性の高いスイッチングが使用されます。
パイロット バルブとして使用される場合、4WE 6 D の性能は大流量システム全体の安全性と応答に直接影響します。パイロットバルブの T ポートが不安定になったり、パイロットバルブの過度の内部漏れが発生すると、メインステージの位置決めに誤差が生じます。これにより、パイロット バルブの用途において流体の清浄度と T ポートの圧力安定性がさらに重要になります。小さなパイロットバルブは本質的に、より強力な体を制御する脳となるため、その脳を健康に保つには特別な注意が必要です。
すべてのスプールタイプのバルブには、設計上、ある程度の内部漏れがあります。スプールとボアの間のクリアランスはスムーズな動きを可能にする必要があるため、ポペットバルブのように完全にシールすることはできません。新しいバルブの漏れは非常に少なく、通常は全圧で 1 分あたり 0.5 リットル未満です。バルブの使用時間が経過し、磨耗によりクリアランスが増加すると、漏れが徐々に増加します。これは正常であり、予想されることです。
システム設計者は、特に負荷を保持するアプリケーションでは、この内部漏れを考慮する必要があります。位置を維持するために 4WE 6 D を使用するシリンダーは、オイルがバルブを通って内部に漏れるとゆっくりとドリフトします。静的保持の場合は、パイロット操作の逆止弁を追加するか、負荷保持スプール設計を使用する必要があります。漏れ率を長期にわたって監視することにより、摩耗を早期に警告することもできます。漏れがメーカーの制限を超えた場合、完全に故障する前にバルブを交換することで、予期せぬ故障を防ぐことができます。
競合オプションと相互参照戦略の比較
NG6 標準化は、いくつかの大手メーカーが Rexroth 4WE 6 D 方向制御バルブの交換可能な代替品を提供することを意味します。競争力のある選択肢を理解することは、購入者がより良い価格を交渉し、サプライチェーンの柔軟性を維持するのに役立ちます。
パーカー・ハネフィンは、4WE 6 D と直接競合する D1VW シリーズを製造しています。これらのバルブは、同じ NFPA D03 および CETOP 3 の取り付け規格を満たしており、約 345 bar の同様の圧力定格と 80 リットル/分の流量を備えています。パーカーは精密な製造とエネルギー効率を重視し、AC 整流コイルやソフト スイッチング スプール設計を含む多数の電気的バリエーションを提供しています。
Eaton Vickers は、耐久性の高い用途に適した頑丈な構造で知られる DG4V-3 シリーズを製造しています。相互参照表では、OF ディテント付きの 4WE 6 D などの特定のレックスロス モデルが、DG4V-3-2N などの直接ビッカース相当品であることを確認しています。 Vickers ブランドは高圧システムで高い評価を得ていますが、価格は他のオプションよりもわずかに高いことがよくあります。
相互参照する際の重要な詳細には、T ポートの圧力定格が含まれます。主な使用圧力機能はブランド間で同様ですが、戻りポートの制限は大幅に異なります。標準 Rexroth 4WE 6 D では、T ポートで 160 bar が可能です。 AC ソレノイドを備えた Parker D1VW では戻り圧力が 103 bar までしか許容されませんが、DC または AC 整流バージョンではこれが 207 bar まで増加します。システム設計の戻り圧力が 160 bar に近づく場合、標準の Parker AC バルブを置き換えると、戻り圧力能力が不十分なために故障が発生する可能性があります。
このバリエーションは、購入者が機械的な互換性が機能的な同等性と単純に想定できない理由を浮き彫りにしています。代替品を承認する前に、電気的タイプやすべての圧力定格を含む完全な仕様が一致している必要があります。購買部門は、部品番号だけでなく、重要なパラメータがアプリケーション要件と一致していることを確認する検証済みの相互参照リストを維持する必要があります。
標準化の利点は、緊急時の代替品だけにとどまりません。設計段階でエンジニアは「Rexroth 4WE 6 D または承認された同等品」を指定し、複数のサプライヤーとの関係を維持できます。この競争により、価格が適正に保たれ、あるメーカーがサプライチェーンの遅延に直面した場合でも、部品の供給が確保されます。重要なのは、インストール後に非互換性を発見するのではなく、事前に下調べを行って、本当に同等とみなされるものを検証することです。
オン/オフを超えて: 比例制御を考慮する場合
Rexroth 4WE 6 D 方向制御バルブはバイナリ操作のみを提供します。何も介さずに完全にオンまたは完全にオフになります。これは、クランプ、部品の排出、単純な伸縮サイクルなどの多くのアプリケーションで完璧に機能します。しかし、現代のオートメーションでは、オンオフバルブでは実現できない可変速度、スムーズな加速、正確な位置制御がますます求められています。
Rexroth 4WRPEH シリーズのような比例バルブは、電気入力信号に比例して流量を連続的に変化させることでこのギャップを埋めます。単にオンまたはオフにするのではなく、バルブに 25 パーセントの流量、63 パーセントの流量、またはその他の値を指令することができます。これにより、ストローク全体にわたるシリンダ速度の制御、衝撃荷重を軽減するためのソフトスタートとソフトストップの実装、および多軸システムでのスムーズな動作の実現が可能になります。
4WRPEH シリーズは、4WE 6 D と同じ NG6 サイズと取り付けパターンを維持しているため、直接機械的にアップグレードできます。流量はモデルに応じて毎分 4 ～ 40 リットルの範囲です。バルブには、制御信号を処理し、位置フィードバックを提供し、高度な制御アルゴリズムを実装するオンボード電子機器が含まれています。この統合された電子設計は、4WE 6 D の単純な電磁スイッチとは明らかに対照的です。
位置フィードバックにより、制御システムはスプールが実際に指令された位置に移動したことを確認できます。この閉ループ制御はミリメートル単位の精度を実現し、正確な力制御を必要とするサーボプレスや滑らかな輪郭加工を必要とする工作機械などのアプリケーションを可能にします。電気フィードバック信号により、完全な故障が発生する前に摩耗や故障を検出する診断監視も可能になります。
最新の比例バルブには、インダストリー 4.0 製造環境に接続する IO-Link などのデジタル通信インターフェイスが含まれています。バルブは、リアルタイムのパフォーマンス データ、メンテナンス予測、構成パラメーターを提供するスマート センサーになります。これは、4WE 6D 方向制御バルブの基本的な電気接続からの世代の飛躍を表しています。
オンオフ制御ではなく比例制御を選択する必要があるのはどのような場合ですか?アプリケーションにこれらの要件のいずれかが含まれる場合、比例制御は真剣に検討する価値があります。可変速操作、スムーズな加減速、穏やかな部品接触のための圧力ランピング、機械的ロックを使用しない位置保持、またはプログラマブル モーション コントローラーへの統合です。一方、信頼性の高い方向切り替えが必要で、動作中に流量が一定に保たれるだけの場合は、よりシンプルで安価な 4WE 6 D がより良い選択肢となります。
多くの機械製造業者は、オンオフ バルブから開始し、その後、顧客の要求の進化に応じて比例制御を改造します。機械的な互換性により、このアップグレードは比較的簡単になりますが、電気的な統合とシステムの調整には追加のエンジニアリング作業が必要になります。適切な電気インフラストラクチャと制御システム容量を備えた設計により、将来のアップグレードの可能性を計画すると、後から完全に再設計する場合と比べてコストを節約できます。
購入に関する考慮事項とサプライチェーンの現実
Rexroth 4WE 6 D 方向制御バルブの実際の価格は、特定のモデル、サプライヤー、市場状況によって大きく異なります。新しいバルブの価格は、構成と数量に応じて通常 350 ～ 730 米ドルの範囲です。 10 ユニット以上の注文にはボリューム ディスカウントが適用され、一部の販売代理店では、大量の場合にユニットあたりのコストを 15 ～ 25 パーセント削減する段階的な価格設定を提供しています。
eBay などのオンライン マーケットプレイスでは、新品と中古のバルブの両方がさまざまな価格帯でリストされています。中古バルブはコスト削減の観点からは魅力的かもしれませんが、その歴史や内部状態は不明です。内部漏れは摩耗とともに増加し、その測定には流量試験装置が必要であるため、販売者が認定された試験結果を提供しない限り、使用済みのバルブには重大なリスクが伴います。重要なアプリケーションの場合、わずかなコスト削減が信頼性の不確実性を正当化することはほとんどありません。
[BuyRexroth.com](http://buyrexroth.com/) などの正規代理店は、一般的な構成の在庫を維持しており、標準モデルの場合は通常 28 営業日で配達されます。これは約 6 週間に相当し、このような標準コンポーネントとしては長いように思えますが、産業オートメーション部門全体に影響を及ぼしている世界的なサプライチェーンの圧力を反映しています。あまり一般的ではないバルブ構成や、耐食性コーティングなどの特別なオプションでは、リードタイムが 12 週間以上に延びる可能性があります。
これらのリードタイムは、機器メーカーやメンテナンス部門にとって実際の計画上の課題を引き起こします。機械の設計が完了した後にバルブを注文すると、納期が予想よりも長くなった場合、プロジェクト全体が遅れるリスクがあります。同様に、メンテナンス作業では、故障時に緊急注文を待つのではなく、重要なスペアパーツを在庫しておく必要があります。在庫の財務維持コストは、部品を待つ間の生産ダウンタイムのはるかに高いコストとバランスをとる必要があります。
国際配送では、さらに複雑さが加わります。油圧バルブは特別な輸出制限がなければ標準工業品として認められますが、輸送コストと通関時間は目的地によって大きく異なります。多くの場合、ドイツから直接発送するのではなく地域の代理店に注文すると、単価は高くなる可能性がありますが、配達が速くなり、物流が簡素化されます。
総所有コストは購入価格をはるかに超えています。設置の労力、統合エンジニアリング、試運転時間、継続的なメンテナンスはすべて生涯コストに影響します。最も重要なことは、適切なオイルの清浄度を維持するために必要な濾過システムには、複数のバルブ交換よりも 10 年以上の費用がかかることがよくあります。短期的なコストを節約するために濾過を無視すると、バルブの早期故障につながり、長期的な出費が大幅に増加します。
最低購入価格のみに焦点を当てた購入者は、後になって高価な問題を引き起こすことがよくあります。完全な評価では、価格とともにベンダーの信頼性、テクニカル サポートの品質、スペアパーツの入手可能性、保証条件が考慮されます。複数の認定サプライヤーとの関係を確立することで、品質基準を維持しながら予期せぬ供給中断に対する回復力が得られます。
メンテナンス要件とトラブルシューティングへのアクセス
4WE 6 D 方向制御弁の標準製品カタログには仕様と寸法が記載されていますが、特に詳細なメンテナンス手順やトラブルシューティング ガイドが不足しています。メーカーは通常、この運用知識を技術的専門知識として扱い、別途サービス文書を必要とします。
Rexroth と HYDAC は、分解手順、摩耗限界仕様、推奨スペアパーツ、診断フローチャートを網羅した包括的なサービス マニュアルを発行しています。これらのマニュアルは無料で入手できるものではなく、購入する必要があるか、公式トレーニング コースを完了した顧客に提供されます。このポリシーは、メンテナンスを行う担当者が適切なトレーニングを受けていることを保証しながら、メーカーの知識を保護します。
これは、メンテナンス チームにとって、問題の診断や修理の計画をカタログ情報だけに頼ることはできないことを意味します。問題が発生する前にメーカーのテクニカル サポート グループと連絡を取ることで、緊急時の時間を節約できます。多くの販売代理店は、複数のバルブ タイプをカバーし、分解とテスト手順の実地体験を提供するトレーニング プログラムを提供しています。
一般的なメンテナンス作業には、ソレノイド コイルの交換、シールの更新、スプールの洗浄などがあります。湿式アーマチュア設計により、コイルを 90 度回転させて持ち上げることにより、油圧キャビティを開けずにコイルを交換できます。この 5 分間の手順では、液体の排出やシステムの減圧は必要ありません。新しいシールと洗浄されたスプールは、摩耗によって仕様を超えてクリアランスが開いていない限り、内部漏れの増加を示しているバルブを新品同様の性能に戻すことができます。
バルブの問題を体系的に診断することで、部品を無作為に交換するという無駄な労力を回避できます。バルブがシフトしない場合は、まず電力が適切な電圧でコイルに到達していることを確認します。オーム計でコイル抵抗をチェックし、巻線が焼損していないことを確認します。電気的チェックに合格した場合は、油圧の問題が疑われます。汚れたオイルはスプールの固着を引き起こす可能性があり、分解して清掃する必要があります。供給圧力が低いと、負荷の力に抗してスプールを移動させるのに不十分なパイロット圧力が得られる可能性があります。
電気試験ではコイル抵抗の仕様を知る必要がありますが、詳細なデータシートには記載されていますが、基本的なカタログには記載されていません。一般的な DC コイルの測定値は、電圧定格に応じて 15 ～ 40 オームです。 AC コイルは電流制限に純粋な抵抗ではなくインダクタンスに依存するため、はるかに低い抵抗 (多くの場合 5 ～ 15 オーム) を示します。開回路はコイルの焼損を示し、抵抗が非常に低い場合は巻線の短絡を示します。
実際のアプリケーションのガイダンス
産業用プレスは、4WE 6 D 方向制御バルブの典型的な用途です。バルブは、シリンダの伸長を制御して押圧力を加え、後退して解放します。圧力リリーフバルブは最大の力を制限しますが、方向バルブは単に方向を指示します。この単純な制御は、力と速度が一定に保たれる多くのプレス操作に十分です。
射出成形機は、4WE 6 D モデルを含む複数の方向性バルブを使用して、クランプ シリンダー、エジェクター ピン、コア プルを制御します。これらの機能では、部品の品質の問題を回避するために、漏れを最小限に抑えた信頼性の高い方向制御が必要です。 315 bar で動作するこのバルブの能力は、大型金型に必要な高い型締力に対応します。
掘削機やクレーンなどの移動式油圧機器では、システム全体に方向制御弁が使用されています。 4WE 6 D は、多くの場合、オペレーター コンソール内のはるかに大きなメイン コントロール バルブにパイロット圧力を供給するパイロット バルブとして機能します。このアーキテクチャにより、メイン バルブがブーム、スティック、バケット シリンダーを駆動する重い流れを処理しながら、オペレーター コントロールの軽量さと応答性が維持されます。コンパクトな NG6 サイズは、複数の機能を提供するパイロット バルブ マニホールドに簡単に適合します。
組立ラインの自動化では、部品の搬送、クランプ、プレス操作に 4WE 6 D バルブが頻繁に使用されます。応答時間が速いため、1 分あたり数回の操作のサイクル レートがサポートされます。自動化ラインのバルブ故障により生産が停止し、複数の下流ステーションに影響を与えるため、期待寿命が長いことが重要であることがわかります。
これらの各アプリケーションでは、基本仕様を超えた特定の詳細に注意を払う必要があります。プレス制御では、ツーリングを保護するために慎重な圧力リリーフバルブのサイズ設定が必要です。成形機は、連続サイクルによる高熱負荷に対処する必要があります。モバイル機器は、バルブの信頼性を脅かす極端な衝撃、振動、および温度に直面しています。自動化システムには、プログラマブル コントローラーおよび安全回路との統合が必要です。 4WE 6 D は有能な基盤を提供しますが、完全なシステム設計がこれらのアプリケーション固有の要件に対応している場合にのみ成功します。
選択の決定を下す
Rexroth 4WE 6 D 方向制御バルブの選択は、基本的な要件を満たしていることを確認することから始まります。システム圧力は 350 bar 以下に維持する必要があり、流量要求は DC ソレノイドの場合は 80 リットル/分、AC バージョンの場合は 60 リットル/分を超えてはならず、戻りラインの圧力は圧力スパイクを含めて 160 bar 未満に維持する必要があります。
電気仕様は、利用可能な電源と一致する必要があります。最新の産業用制御装置では DC 24 ボルトがほぼ一般的になっていますが、古い機器では AC 110 または 230 ボルトのバージョンが必要になる場合があります。電力品質が限界に達している施設での信頼性の問題を回避するために、電圧許容差がプラスまたはマイナス 10% の定格内に収まっていることを確認してください。
シール材料の選択は環境条件によって決まります。標準的なニトリルゴムは、石油油に対して摂氏マイナス 30 度からプラス 80 度まで使用できます。 80 度を超える高温用途にはフルオロエラストマーシールが必要です。水ベースの流体には、さまざまな化学環境に耐える特定のシールコンパウンドが必要です。同様に、油圧作動油が DIN 51524 規格を満たしていることを確認するか、代替作動油についてメーカーに問い合わせてください。
取り付けに関する考慮事項には、バルブのインターフェースとソレノイドの方向の両方が含まれます。取り付け面が適切なボルトトルクと O リングシールを備えた平らなシール面を提供していることを確認してください。回転可能なソレノイドを活用できるように電気配線を計画し、配線が便利で機械的損傷から保護される場所にコネクタを配置します。
標準のスプリング リターン バージョンとデテント バージョンのどちらを選択するかは、デューティ サイクルとエネルギーの利用可能性に依存します。戻り止めバルブは、バルブの位置が頻繁に変化せず、長期間保持する必要がある用途でエネルギーを節約します。スプリングリターンバルブは、電力が失われると定義された安全な状態に戻るため、より明確な故障モードを提供します。
可変速制御、スムーズな加速、または位置フィードバックを必要とするアプリケーションの場合、4WE 6 D の制限が明らかになります。これは、コストが高く複雑であるにもかかわらず、比例バルブをいつ検討すべきかを示しています。多くの場合、その決定は、アプリケーションに本当に変調が必要かどうか、または適切な回路設計によるオン/オフ制御によって必要な結果が得られるかどうかによって決まります。
バルブ自体を超えて、成功は適切なシステム設計にかかっています。適度な発熱を伴いながら、必要な圧力で適切な流量を提供できるように、油圧パワー ユニットのサイズを決定します。 ISO 4406 クラス 20/18/15 要件を満たす濾過装置を設置してください。 T ポートの背圧を最小限に抑えるようにリターン ラインを設計します。アセンブリの汚染を除去するために、初期起動時に圧力解放保護と適切なシステムのフラッシングを組み込みます。
結論と戦略的推奨事項
Rexroth 4WE 6 D 方向制御バルブは、正当な理由により業界標準であり続けています。その高圧機能、標準化されたインターフェース、実証済みの信頼性により、信頼性の高い方向制御を必要とする中圧から高圧の油圧システムに最適です。 NG6 実装規格が世界的に受け入れられているため、複数の認定ベンダーによるサプライ チェーンの柔軟性が実現します。
ただし、適切に使用するには、バルブの限界を尊重し、必要な油圧環境を維持する必要があります。 160 bar の T ポート圧力制限は提案ではなく、超過すると障害が発生する厳密な境界です。エンジニアは、特に共通の戻りマニホールドを共有する複数のバルブを備えたシステムでは、戻りラインのダイナミクスを注意深く分析する必要があります。
油圧作動油の清浄度も同様に妥協の余地のないものです。 ISO 4406 クラス 20/18/15 を満たすには、適切な濾過と継続的なメンテナンスへの投資が必要です。これはバルブに関連する最大の生涯コストを表しており、適切な予算優先に値します。ろ過にかかる費用を節約すると、時期尚早のバルブ交換や予期せぬダウンタイムにより、はるかに大きなコストが発生します。
標準化を利用するということは、検証された仕様を含む承認された相互参照リストを維持することを意味します。ブランド間での NG6 バルブの機械的な互換性は、代替が想定されるのではなく技術的に検証された場合にのみ、サプライ チェーンの回復力を提供します。代替品を比較する場合は、T ポートの圧力定格に特に注意してください。
新しい機械を設計する場合は、オン/オフ制御が現在および将来のニーズを本当に満たしているかどうかを検討してください。 4WE 6 D は、方向切り替えと一定流量で十分な用途に適しています。可変速度、スムーズな動作、または統合された診断が要件となる場合、比例バルブ技術は追加投資に値する機能を提供します。
バルブは、機能と限界を明確に理解した成熟したテクノロジーを表しています。成功は、これらの境界を尊重し、油圧環境を適切に維持し、バルブの機能をアプリケーション要件に適合させることからもたらされます。 4WE 6 D 方向制御バルブは、適切に使用すれば、要求の厳しい産業用途において長年にわたる信頼性の高いサービスを提供します。
