「Rexroth 用方向制御バルブ WE 4」を検索すると、通常は産業機械で最も一般的な油圧コンポーネントの 1 つが表示されます。ただし、名前は少し紛らわしいかもしれません。実際、ほとんどの人が「WE 4」という言葉で意味するものは、4 方向機能を備えた Rexroth WE 6 シリーズ バルブのことです。 「4」はバルブの 4 つの主要ポートを指し、「6」は業界標準の NG6 または CETOP 3 取り付けパターンに一致するサイズ指定を示します。
部品を注文したりシステムを設計したりする場合は、何を扱っているのかを正確に知る必要があるため、この区別は重要です。このカテゴリの Rexroth 方向制御バルブは、何十年にもわたって油圧システムの主力製品であり、今日でも人気があり続けるのには十分な理由があります。
Rexroth WE 6 バルブの特別な理由
Rexroth WE 6 方向制御バルブは、コンパクトなパッケージに本格的な性能を詰め込んでいるため、油圧バルブの混雑した分野で際立っています。このバルブは、DC ソレノイド バージョンを使用している場合、最大 350 bar (約 5,076 psi) の圧力と、最大 80 リットル/分の流量に対応できます。 AC ソレノイドの場合、毎分 60 リットルに低下しますが、ほとんどの産業用途にはそれでも十分です。
このバルブは、いわゆる直動式ウェットピンソレノイド設計を採用しています。あまり専門的な話にはなりませんが、これは、電磁コイルが作動油の中に置かれ、それが冷却に役立ち、作動音が静かになることを意味します。オイルは可動部品を潤滑し、バルブの寿命を延ばします。これは、ソレノイドがオイルの外側にあり、より高温になる一部の安価な設計とは異なります。
この方向制御弁が本当に際立っているのは、国際規格にどのように準拠しているかです。取り付けパターンは、米国の NFPA D03 規格と同じ ISO 4401-03-02-0-05 に従っています。この標準化は、取り付けプレートや配管を変更することなく、Rexroth バルブを別のブランドの NG6 バルブに交換できることを意味します。古い機器をメンテナンスしたり、部品を迅速に調達しようとしたりする場合、これは大きな問題です。
4-Way 関数を理解する
4 方向方向制御バルブについて話すときは、バルブが油圧の流れをどのように制御するかを説明します。バルブには 4 つの主要ポートがあり、通常は P、T、A、B とラベルが付けられています。ポート P はポンプに接続され、加圧された作動油を導入します。ポート T はタンクに接続され、液体が戻る場所です。ポート A と B は油圧シリンダーまたはモーターに接続します。
Rexroth WE 6 バルブは、4 つのポートと 3 つのポジションを備えた 4/3 バルブ、または 4 つのポートと 2 つのポジションを備えた 4/2 バルブとして構成できます。 3 ポジション バージョンは、電気信号をオフにするとバルブが戻る中立の中心位置を提供するため、より一般的です。
センターの位置が異なれば、できることも異なります。レックスロスが「C」スプールと呼ぶクローズドセンターは、中間位置にあるすべてのポートをブロックしますが、A と B をタンクに接続します。荷物を所定の位置に保持する必要がある場合に便利です。レックスロスのシステムで「G」または「T」とマークされているオープンセンターは、A と B をブロックしながら、中立位置でポンプをタンクに直接接続します。これは、何も動いていないときにポンプをアンロードできるため、固定容量型ギアポンプで使用するものです。
「E」スプール構成も人気です。ポンプはブロックしますが、A、B、T を中心で接続します。最大の保持力が必要な場合は、「H」スプールがニュートラル位置で 4 つのポートすべてを完全にブロックします。これは、一度クランプを設定すると実質的に漏れがなくなるため、機械工が工作物保持クランプに使用するものです。
Rexroth バルブと競合製品との比較
NG6 方向制御弁市場は競争が激しく、パーカー・ハニフィンやイートン・ビッカーズも同様の製品を提供しています。 3 つの主要ブランドはすべて、同じ CETOP 3 規格に従っているため、物理的に交換可能なバルブを製造しています。したがって、購入の決定は、パフォーマンスの詳細、価格、およびバルブをどれだけ早く入手できるかによって決まります。
Rexroth WE 6 と Vickers DG4V-3 はどちらも、メイン ポートで最大毎分 80 リットル、圧力 350 バールに達します。パーカーの D3W シリーズは、同じ D03 設置面積で毎分最大 150 リットルというより高い流量能力を主張します。限界に挑戦する場合にはそれが重要になるかもしれませんが、ほとんどのアプリケーションでは、Rexroth バルブは十分な容量を提供します。
違いが現れる領域の 1 つは、タンクポートの圧力定格です。 Rexroth バルブは通常、特定のスプール タイプの T ポートに 160 bar の背圧を許容します。 Parker の D3W は最大 210 bar まで対応し、Vickers DG4V-3 高性能バージョンは 207 bar まで対応します。返品ラインが長い場合、またはバックプレッシャーを管理する必要がある場合、これが選択に影響を及ぼす可能性があります。
価格に関しては、Rexroth 方向制御バルブは通常、基本ユニットで約 255 ポンドですが、価格は構成や購入場所によって異なります。これらのバルブは、工業代理店、eBay で中古または余剰ユニットを販売しているほか、RS Online などの大手サプライヤーを通じて見つけることができます。
液体の清浄度が思っている以上に重要な理由
Rexroth WE 6 バルブに関して多くの人が不意を突かれる点があります。頑丈に作られており、350 バールの圧力に耐えることができますが、汚れた作動油には驚くほど敏感です。スプールとボア間の精密な嵌合により、バルブは高圧でシールされますが、通常 3 ～ 13 ミクロンの狭いクリアランスにより、粒子が詰まる可能性があります。
汚染物質がその小さな隙間に入り込むと、業界でスプールスティクションまたはシルトロックと呼ばれるものが発生します。ソレノイドに通電してもスプールが固着して動かない。 AC ソレノイドを実行している場合、スプールが動くと保持電流に低下するのではなく、高突入電流モードのままになるため、実際にコイルが焼損する可能性があります。
Rexroth は、油圧システムが ISO 4406 清浄度クラス 20/18/15 を維持する必要があると指定しています。それは単なる提案ではありません。方向制御バルブを確実に動作し続けるためには、濾過を適切に行い、システムから汚染物を防ぐことがおそらく最も重要なことです。最も高価なバルブを購入したり、電気制御を過剰に設計したりすることよりも重要です。
適切なメンテナンス ルーチンには、差圧に基づいてフィルター エレメントをチェックすること、オイルを冷たく保つこと、システムに水が入らないことを確認することが含まれます。油圧の古い格言は、オイルを「清潔、冷却、乾燥」に保つことですが、これがバルブの寿命を延ばす鍵となります。
電気接続と保護
Rexroth WE 6 バルブには、さまざまな電圧オプションが付属しています。モバイル機器や最新の産業用機械で一般的な DC24 V を得ることができます。古い産業システム用には 230 VAC、一部の特殊なアプリケーション用には 110 VDC もあります。 AC ソレノイドと DC ソレノイドは同じバルブ本体上で交換可能なため、システムをアップグレードする場合に柔軟性が得られます。
ソレノイドバルブへの電力を遮断すると、電圧スパイクが発生します。これは単なる物理学ですが、正しく扱わないと制御電子機器に問題が発生する可能性があります。電気パネルに外部サージ保護が必要か、干渉抑制機能が組み込まれたコネクタを備えたバルブを注文できます。
このバルブには手動オーバーライド オプションもあります。標準の手動オーバーライドにより、技術者は電源がオフのときにボタンを押してスプールを移動できます。これは、トラブルシューティングや試運転の際に非常に役立ちます。バルブを引き戻すまで手動位置にロックする戻り止め付きのマッシュルーム ボタン オプションもあります。
このバルブを使用する場合と他の場所を検討する場合
Rexroth WE 6 方向制御弁は、シンプルなオンオフ制御に優れています。伸縮するために油圧シリンダーが必要な場合、またはオンおよび逆転するためにモーターが必要な場合、このバルブは確実かつ経済的にその仕事を行います。建設機械、農業機械、工作機械、一般産業用油圧機器に標準装備されています。
このバルブは比例制御を行いません。単純な方向制御バルブでは、流量を変更したり、アクチュエータの速度をスムーズに制御したりすることはできません。それが必要な場合は、代わりに Rexroth の 4WRA または 4WREE 比例バルブ シリーズを検討してください。これらのバルブには比例ソレノイド、電子フィードバック、およびアナログ信号に基づいてスプール位置を連続的に制御できる位置センサーが備わっています。
コストの差は大きいです。比例方向制御弁は 2,000 ドル以上する場合がありますが、基本的な WE 6 方向制御弁の価格はその数分の一です。離散的な位置のみを必要とするアプリケーションの場合、比例制御に余分な費用を費やすことは意味がありません。シンプルなバルブは信頼性が高く、メンテナンスが容易で、必要なことを正確に実行します。
危険な場所向けに、レックスロスは Ex ib IIC T6 定格の WE 6 バルブの防爆バージョンを提供しています。これらは、爆発性雰囲気の危険性がある化学工場や製油所で使用されるものです。バルブの構造は同じですが、電気部品は本質安全基準を満たしています。
インストールとシステム設計の考慮事項
Rexroth 方向制御バルブを正しく取り付けると、その性能に大きな違いが生じます。バルブは、マニホールドまたは油圧ブロックにボルトで固定されるサブプレートに取り付けられます。サブプレートには、配管に接続するポート付き通路があります。バルブのポートパターンと一致する CETOP 3 サブプレートを使用していることを確認してください。
バルブの取り付け方向は自由ですが、放熱を考慮する必要があります。サブプレートの熱伝導率は少なくとも 36.2 W/mK である必要があり、同じマニホールドに複数のバルブを取り付ける場合は、中心間を少なくとも 55 mm 確保してください。ソレノイド コイルは 90 度回転できるため、狭いスペースで作業する場合や、電気接続を特定の方向に向ける必要がある場合に役立ちます。
注意すべき点の 1 つは流量制限です。バルブの定格流量は 80 リットル/分ですが、システムの状態によって過渡時や切り替え中に流量が増加する可能性がある場合は、圧力ラインにカートリッジ スロットルを取り付ける必要があります。これを行わないと、バルブの容量制限近くで操作しているときにスプールが振動したり、不安定な動作が発生したりする危険があります。
タンクポートの圧力制限も設計上の考慮事項です。 「A」または「B」とマークされたスプール タイプの場合、タンク ポートを 160 bar を超える圧力で運用している場合は、そのポートをリターン ラインではなくドレン ラインとして扱う必要があります。最小限の背圧でタンクに個別に配線するか、より高いタンクポート定格の別のバルブを選択してください。
一般的な問題のトラブルシューティング
Rexroth 方向制御バルブを備えた油圧システムが正常に動作しない場合、何が問題かを特定する論理的な方法があります。まずは手動操作から始めます。スプールを手動で動かすことができ、アクチュエーターが動作する場合は、問題は電気的なものです。電源、配線接続、制御信号を確認してください。手動オーバーライドでもスプールが動かない場合は、機械的に問題があります。
機械的な問題は通常、汚れや損傷によって引き起こされます。汚れたオイルの中でバルブが作動している場合、スプールが固着している可能性があります。バルブ本体を軽くたたきながら手動ボタンを回すと改善する場合がありますが、汚れがひどい場合はバルブを分解して清掃するか、交換する必要があります。
電気的故障は、ソレノイド コイルの焼損として現れることがよくあります。コイル端子間の抵抗が無限大である場合、コイルは断線しているため交換が必要です。抵抗が低い場合はショートを示している可能性があります。通常の DC コイルは、電圧定格に応じて 10 ～ 50 オームの値を示します。 AC コイルの値はそれより低く、多くの場合約 3 ～ 8 オームです。
漏れも古いバルブによくある問題です。オイルが外部に漏れるのを防ぐシールと、スプールを越える内部漏れを防ぐシールは、両方とも時間の経過とともに摩耗します。外部漏れは明らかですが、内部漏れはアクチュエータのドリフトや保持力の損失として現れます。通常、シール キットを交換するとこの問題は解決します。Rexroth はメンテナンス ドキュメントで詳細な再構築手順を提供しています。
油圧制御の全体像
Rexroth WE 6 方向制御バルブは、数十年にわたる産業用途で実証された成熟したテクノロジーを代表しています。現代の基準からすると派手でもハイテクでもありませんが、信頼性の高い油圧制御を実現するためにまさに必要なものです。バルブは 1 つの仕事を適切に実行し、品質基準に基づいて構築されており、作業を容易にする業界の慣例に従っています。
毎分 80 リットルを超えるシステム向けに、レックスロスはパイロット操作バルブの WEH シリーズを提供しています。これらは、はるかに大きなメインスプールを制御するパイロットステージとして小型の WE 6 タイプのバルブを使用します。 WEH シリーズは NG32 サイズまで拡張でき、毎分 1,000 リットル以上を処理できます。これらの大型バルブですらパイロット段階として WE 6 設計に依存しているという事実は、このバルブ アーキテクチャが油圧制御にとっていかに基本であるかを示しています。
新しいシステム用の方向制御バルブを指定する場合、または既存の機器の方向制御バルブを交換する場合、Rexroth WE 6 シリーズは真剣に検討する価値があります。油圧システムを適切にメンテナンスすると、高い圧力容量、優れた流量定格、実証済みの信頼性を実現します。標準化された取り付けは、1 つのサプライヤーに固定されないことを意味しますが、Rexroth のエンジニアリング品質とサポートにより、この重要なコンポーネントには Rexroth が確実な選択肢となります。
「WE 4」の実際の意味を理解し、性能の限界を知り、流体の清浄度がなぜそれほど重要なのかを理解することは、これらのバルブを最大限に活用するのに役立ちます。一連のモバイル機器の保守、新しい産業用機械の設計、または正常に動作しない油圧システムのトラブルシューティングを行っている場合でも、Rexroth 方向制御弁は油圧制御のニーズに対して実用的かつ効果的なソリューションであり続けます。
