ブルドーザーが刃を持ち上げるのを見ると、工場のロボットが精度のある動きを見ると、それをすべて可能にしている小さいながらも強力なコンポーネントがあります：方向制御バルブ。
このガイドでは、これらの重要な部分について知っておくべきすべてのものを説明します。それらがどのように機能するかから、ニーズに合った部品を選択することまで。
方向制御バルブとは何ですか？
方向制御バルブ（DCV）をasと考えてください流体のトラフィックコントローラー。信号が交差点で車を向けるように、DCVは機械内の異なる経路を介して油圧油または圧縮空気を誘導します。これらのバルブは、流体電力システムの「脳」であり、流体にどこに行くのかを伝えます。
なぜ彼らは「バンバン」バルブと呼ばれるのですか？
多くのDCVはライトスイッチのように機能します - それらは完全にオンまたは完全にオフになっています。中間の位置はありません。そのため、人々は時々それらを「バンバン」バルブと呼んでいます。彼らが切り替わるとき、彼らはそれを迅速かつ完全に行います。
方向制御バルブはどのように機能しますか？
基本部分
すべてのDCVにはこれらの主要なコンポーネントがあります。
バルブボディ：これは、すべてを一緒に保持する家のようなものです。流体が流れる場所内にチャネルがあります。
スプールまたはポペット：これは、実際に流れを制御する可動部分です。異なる経路を開閉するスライドドアのように考えてください。
ポート：これらは、パイプが付着する接続ポイントです。彼らは通常ラベル付けされています：
- P=圧力（流体が入っている場所）
- T=タンク（液体が戻る場所）
- AおよびB=アクチュエータポート（流体が機能する場所）
アクチュエーター：これがスプールを動かすものです。それはあなたが押すハンドル、電気コイル、または液体圧力である可能性があります。
それがどのように流れを制御するか
アクチュエータがスプールを移動すると、バルブ本体の内側に異なる穴とチャネルが並んでいます。これにより、流体が流れる新しい経路が作成されます。これは、異なるパスを作成するパズルピースを再配置するようなものです。
方向制御バルブの種類
彼らがどのように動くかによって（内部デザイン）
スプールバルブ
これらは、前後にスライドする円筒形の部分（スプール）を使用します。それらは、1つのピースを動かすといくつかのパスを開いて他のパスを閉じるスライドパズルのようなものです。それらは多用途ですが、少し漏れを許します。
ポペットバルブ
これらは、ボール、コーン、またはディスクを使用して、シートを持ち上げて流れや押し下げて止めることができます。ボトルの中のコルクを考えてください - それを取り除くと、液体が流れ出します。これらのバルブは、ほとんど漏れなく非常にしっかりとシールします。
回転バルブ
スライドする代わりに、これらは回転して異なる通路を並べます。彼らは、ロックのキーを回して、さまざまなドアを開けるようなものです。
それらがどのように操作されるかによって
手動バルブ
レバー、ボタン、またはペダルを使用して、これらを手作業で操作します。手動の車のトランスミッションのように、それらはシンプルで信頼性があります。
ソレノイドバルブ
これらは電気的に操作されます。電気信号を送信すると、磁気コイルがバルブを移動します。バルブにリモートコントロールがあるようなものです。
パイロット操作バルブ
これらは、バルブを動かすために流体圧力を使用します。車でパワーステアリングを使用するなど、大きなバルブを移動するために多くの力が必要な場合に便利です。
ポジションとポートの数
命名システムは最初は混乱しているように見えるかもしれませんが、実際には簡単です：
- 2/2バルブ：2つのポート、2つの位置（オン/オフスイッチなど）
- 3/2バルブ：3つのポート、2つの位置（シングル作用シリンダーに共通）
- 4/2バルブ：4つのポート、2つの位置（二重作動シリンダーの標準）
- 4/3バルブ：4つのポート、3つの位置（ニュートラル中央位置を含む）
中心位置（3ポジションバルブ用）
- オープンセンター：すべてのポートが一緒に接続します - 家のすべてのドアを開くように
- クローズドセンター：すべてのポートがブロックされています - すべてのドアを閉じるように
- タンデムセンター：圧力はタンクに接続しますが、アクチュエータポートはブロックされています
- フロートセンター：アクチュエータポートはタンクに接続しますが、圧力はブロックされます
適切なバルブの選択：キー仕様
フロー評価（CV）
これにより、バルブがどれだけの液体を処理できるかがわかります。 1 psi圧力降下で1分あたりのガロン（gpm）として測定されます。庭のホースの直径のように考えてください。
圧力評価
これは、バルブが安全に処理できる最大圧力です。通常、PN（350 BarのPN350など）またはPSIでマークされています。この制限を超えないでください。さもないと、バルブが失敗する可能性があります。
応答時間
ソレノイドバルブの場合、これは通常、ミリ秒で測定される位置を切り替えることができる速さです。より速い応答時間は、迅速な動きが必要なアプリケーションの方が適しています。
漏れクラス
これにより、バルブがどれだけうまくシールするかを評価します：
- クラスIV：いくつかの漏れ（定格フローの0.01％）
- クラスV：漏れが少ない
- クラスVI：バブルタイト（ほとんど漏れがない）
シンプルからスマートへ：コントロールの種類
オン/オフバルブ（標準DCV）
これらは、私たちが話した基本的な「バンバン」バルブです。それらは完全に開いているか、完全に閉じています。部品のクランプやシリンダーを完全に拡張するなどの簡単なタスクに最適です。
比例バルブ
これらは、流体の流れの調光器スイッチのようなものです。オン/オフの代わりに、それらは制御流量に対して部分的に開いている可能性があります。これにより、滑らかで可変速度制御が得られます。スムーズな動きが必要なクレーン操作などのアプリケーションに最適です。
サーボバルブ
これらは、バルブの世界の精密機器です。それらは非常に正確な制御を提供し、正確な位置またはフローを維持するためにフィードバックに応答できます。フライトシミュレーターやCNCマシンなどのハイエンドアプリケーションで使用されます。
実世界のアプリケーション
建設装置
- 掘削機：複数の4/3バルブを使用して、ブーム、アーム、バケット、および回転を制御します。パイロット操作の比例バルブは、オペレーターにスムーズな制御を与えます。
- ブルドーザー：DCVSを使用して、ブレードの角度と高さを制御し、ドライブシステムを追跡します。
製造
- CNCマシン：ツールクランプにはソレノイドDCVを使用し、正確なポジショニングには比例バルブを使用します。
- 組立ライン：空気圧DCVは、グリッパー、リフター、ソートメカニズムを動作させます。
農業
- トラクター：マルチスプールバルブブロックは、プラウや芝刈り機などの制御用具をブロックします。
- 収穫者：DCVSコントロールヘッダーの高さとクリーニングファンの速度。
航空宇宙
- 航空機着陸装置：サーボバルブは、拡張と撤回のための正確で信頼できる制御を提供します。
- フライトコントロール：高性能サーボバルブは、フライバイワイヤーシステムを可能にします。
市場の概要：誰が何を作るか
グローバル方向制御バルブ市場は約800万から100億ドルの価値があり、年間5〜11％で成長しています。キープレーヤーは次のとおりです。
- Bosch Rexroth：堅牢な油圧バルブと産業4.0統合で知られています
- パーカーハニフィン：油圧および空気圧の両方のアプリケーションの両方に幅広い範囲を提供します
- イートン/ダンフォス：スマートバルブテクノロジーを備えたモバイル油圧で強力
- SMC：コンパクトでハイフローデザインの主要な空気圧バルブメーカー
- お祝い：バルブ島やデジタルプラットフォームなどの革新的な空気圧ソリューション
- ムーグ：アプリケーションを要求するための高精度サーボバルブ
未来：スマートバルブと業界4.0
スマート機能
最新のバルブは、監視する組み込みセンサーでより賢くなっています。
- 温度
- サイクル数
- フィードバックの位置
- 流量
- 汚染レベル
デジタル統合
新しいバルブは、次のようなプロトコルを使用して通信できます。
- io-link
- イーサネット/IP
- Profibus
- modbus
これにより、診断データを中央制御システムに送信し、予測メンテナンスを可能にします。
予測メンテナンス
バルブが故障するのを待つ代わりに、スマートシステムは、リアルタイムデータに基づいてメンテナンスが必要な時期を予測することができます。これにより、予期しないダウンタイムが減り、お金を節約できます。
一般的な問題のトラブルシューティング
バルブは作動しません
考えられる原因：電気信号、燃焼コイル、低いパイロット圧力はありません
ソリューション：電圧、テストマニュアルオーバーライド、パイロット空気/オイルの供給の確認を確認します
ゆっくりまたはぎくしゃくした動き
考えられる原因：内部漏れ、汚染された液体、間違ったバルブサイズ
ソリューション：漏れ、液体、フィルターの交換、バルブのサイジングの確認をテストする
アクチュエータドリフト
考えられる原因：間違った中心位置、摩耗したスプール、外部漏れ
ソリューション：バルブの構成を確認し、内部摩耗のテスト、接続を検査します
外部漏れ
考えられる原因：摩耗したシール、ゆるいボルト、ひび割れた体
ソリューション：シールを交換し、ボルトトルクを確認し、損傷を検査します
ノイズまたは過熱
考えられる原因：キャビテーション、バルブが小さすぎ、圧力が高すぎます
ソリューション：流体レベルを確認し、バルブのサイジングを確認し、リリーフバルブ設定を調整します
メンテナンスのベストプラクティス
定期的な検査
- 外部リークを確認してください
- 腐食や損傷を探します
- すべての接続がタイトであることを確認します
- テストマニュアルオーバーライド
流体の維持
- 汚染のために定期的に液体をサンプリングします
- スケジュール中にフィルターを変更します
- システム温度を140°F（60°C）未満に保つ
- 適切な流体レベルを維持します
予防措置
- 固定を防ぐために定期的にバルブをサイクルします
- スペアパーツの在庫を保管してください
- 適切に使用するオペレーターを列車
- ドキュメントメンテナンス履歴
正しい選択をする
方向制御バルブを選択するときは、これらの要因を考慮してください。
必要な機能：いくつのポートとポジションが必要ですか？
圧力と流れ：あなたのシステム要件は何ですか？
流体タイプ：油圧油、空気、水、または特殊液ですか？
制御方法：マニュアル、電気、またはパイロット操作？
環境：温度、ほこり、危険な領域？
予算：初期コストと長期的な信頼性
結論
方向制御バルブは、現代の機械の名もなきヒーローです。建設現場の掘削機から組み立てラインのロボットまで、これらのバルブは制御された動きを可能にします。テクノロジーが進むにつれて、バルブはよりスマートになり、デジタルシステムとより統合されていますが、基本的な仕事は同じままです。これは、液体の流れを制御して有用な作業を作成することです。
新しいシステムを設計するか、既存のシステムのトラブルシューティング、または単に物事がどのように機能するかを理解しようとするかどうかにかかわらず、方向性制御バルブを理解することで、毎日私たちを取り巻く流体電力システムを理解するためのドアが開きます。
DCVSで成功するための鍵は、適切なバルブタイプを特定のアプリケーションのニーズに一致させ、それらを適切に維持し、進化するテクノロジーで最新の状態を維持することです。この基盤を使用すると、これらの重要なコンポーネントについて情報に基づいた決定を下すことができます。
