油圧システムを使用する場合、適切な方向制御バルブを選択することで大きな違いが生まれます。 Rexroth 4WE 10 D 方向制御バルブは、多くの産業用途にとって信頼できる選択肢となっており、エンジニアがこのバルブを使い続けるのには十分な理由があります。
4WE 10 D の特別な理由
Rexroth 4WE 10 D は、システム内を作動油がどのように流れるかを管理するソレノイド操作の方向制御バルブです。オイルやその他の油圧作動油の交通管制装置と考えてください。電気がコイルを流れると、バルブの位置が変わり、流体が機械のさまざまな部分に向けられます。
このバルブは、CETOP 5 または ISO 4401-05 とも呼ばれる NG10 サイズ規格に適合します。これが実際に意味するのは、ほとんどの油圧システムが使用する標準的な取り付けパターンに適合しながら、重大な圧力と流量を処理できるということです。
名前に含まれる数字は重要な情報を示しています。 「4」は、流体が出入りする主要なポートが 4 つあることを意味します。 「WE」はソレノイドで動作する方向制御弁であることを示します。 「10」は公称サイズを表し、「D」はバルブが中立位置にあるときの動作を決定する特定のスプール構成を表します。
圧力と流量の能力
Rexroth 用方向制御バルブ 4WE 10 D の際立った特徴の 1 つは、高圧に対応できることです。主要な動作ポートは最大 350 bar (約 5,076 PSI に相当) まで管理できます。これは、汗をかかずに要求の厳しい産業タスクを処理するのに十分なプレッシャーです。
流量に関しては、このバルブは特定のモデルのバリエーションに応じて 120 ～ 160 リットル/分を処理できます。これは、アメリカの測定では毎分およそ 32 ～ 42 ガロンに相当します。この範囲により、コンポーネントのサイズを大きくしすぎたり小さくしたりすることなく、システムのニーズにバルブを適合させる柔軟性が得られます。
戻りポートには下限圧力があり、通常は約 210 bar です。システムを設計している場合、戻りラインに過度の圧力がかからないようにする必要があるため、これは重要です。そうしないと、バルブのスプリング機構が損傷したり、ハウジングに設計限界を超えるストレスがかかる可能性があります。
ウェットピンソレノイド設計
4WE 10 D は、いわゆるウェットピン ソレノイド設計を採用しており、この機能は注目に値します。この設定では、ソレノイドのプッシュロッドは作動油から完全に密閉されるのではなく、作動油の中に置かれます。
この設計の選択により、いくつかの実用的な利点がもたらされます。作動油は冷却剤として機能し、電気コイルから熱を奪います。これにより、特にバルブを頻繁に循環させる場合に、ソレノイドの寿命が長くなり、より確実に動作するようになります。オイルは可動部品を潤滑し、時間の経過による磨耗を軽減します。
メンテナンスの観点からは、湿式ピンソレノイドが便利です。油圧システムを排水したり、密閉された圧力チャンバーに侵入したりすることなく、コイルを交換できます。これにより、修理時間が節約され、油圧作動油が汚染される可能性が減ります。コイルは狭い設置スペースに合わせて 90 度または 360 度回転することもできるため、バルブを取り付ける際の選択肢が増えます。
スイッチング速度とダンピング制御
Rexroth 用方向制御弁 4WE 10 D に DC 電源を供給すると、通常、オンの場合は 45 ～ 70 ミリ秒、オフの場合は 35 ～ 45 ミリ秒で切り替わります。これらの応答時間は、ほとんどの産業オートメーションのニーズにうまく対応します。
このバルブを多くの競合他社と区別しているのは、その調整可能な減衰機能です。一部のバージョンでは、位置を切り替えるときにスプールの移動速度を遅くすることができます。調整可能なスロットルネジまたは固定オリフィスを使用すると、必要に応じて切り替え時間を 100 ミリ秒以上に延長できます。
なぜより遅いバルブが必要なのでしょうか?大きなシリンダーや重い負荷を備えたシステムでは、瞬間的な方向の変化によって圧力スパイクが発生し、パイプや継手を突き破る可能性があります。この現象はウォーターハンマーとも呼ばれ、コンポーネントを損傷し、システムの寿命を縮める可能性があります。内蔵のダンピングは、配管内に別個のショック抑制装置を必要とせずに、これらの移行をスムーズにするのに役立ちます。
このバルブは 1 時間あたり最大 15,000 のスイッチング サイクルに対応できるため、バルブが 1 日を通して繰り返し開閉する必要がある高速生産ラインに適しています。
スプール構成と動作ロジック
4WE 10 D の「D」は特定のスプール記号を指しますが、Rexroth はこのバルブ プラットフォームをさまざまなスプール構成で提供しています。他のオプションの中でも特に、4/3 構成 (4 つのポート、3 つのポジション) または 4/2 セットアップ (4 つのポート、2 つのポジション) で入手できます。
各スプール タイプは、バルブが中立位置または中央位置にあるときに異なる流路を作成します。一部の構成では、電源が遮断されるとすべてのポートが閉じられ、シリンダーが所定の位置に保持されます。ポンプをタンクに接続してポンプの負荷を軽減し、エネルギーを節約するものもあります。選択は、バルブがアクティブに切り替えられていないときにシステムに何をさせる必要があるかによって異なります。
Rexroth 用方向制御バルブ 4WE 10 D には、スプリング リターン バージョンと戻り止めバージョンの両方があります。スプリングリターンバルブは、電源を切ると自動的にホームポジションに戻りますが、これは多くの場合安全上重要です。戻り止めバージョンは、別の信号を送信するまで最後の位置に留まります。これは、停電中に何かを所定の位置に保持する必要がある用途に適しています。
電気仕様
このバルブは幅広い電気システムで動作します。 12V から最大 230V までの DC 電圧、またはさまざまな AC 電圧オプションで注文できます。標準の DC ソレノイドは約 30 ～ 35 ワットの電力を消費します。
電気接続には、DIN 規格を満たすプラグ コネクタなど、さまざまなスタイルがあります。このバルブは IP65 の保護等級を備えており、粉塵や水の飛沫に問題なく耐えることができます。絶縁は VDE クラス F 規格に準拠しているため、電気安全が重要となる産業環境に適しています。
トラブルシューティングや緊急操作のために、多くのバージョンには手動オーバーライド オプションが含まれています。これらを使用すると、システムのセットアップ時や停電時に何かを移動する必要があるときに、バルブを機械的に切り替えることができます。
このバルブが使用される場所
4WE 10 D は、パフォーマンスと信頼性のバランスが取れているため、さまざまな業界で使用されています。海洋アプリケーションでは、船舶のステアリング システムの制御、貨物の積み降ろしを行うクレーンの管理、可変ピッチ プロペラの調整などに使用されます。これらの環境では、過酷な条件でも継続的に稼働できるバルブが求められており、レックスロスの設計は塩気や振動にも十分に耐えます。
製造施設では、工作機械、射出成形装置、金属成形プレスで Rexroth 用方向制御バルブ 4WE 10 D が使用されています。高いスイッチング周波数機能により、バルブがシフトごとに数千回サイクルする自動生産に役立ちます。減衰調整は、これらの機械の精密部品への衝撃による損傷を防ぐのに役立ちます。
建設機器やモバイル機器もこのバルブ プラットフォームに依存していますが、これらのアプリケーションではモバイル油圧機器用に最適化されたわずかに異なるバリアントが使用されることがよくあります。
メンテナンスと流体の清浄度
ほとんどの精密油圧コンポーネントと同様、4WE 10 D が適切に動作するにはきれいなオイルが必要です。スプールとバルブ本体の間の隙間はマイクロメートル単位で測定されており、汚れの粒子によりすぐに摩耗や内部漏れが発生する可能性があります。
Rexroth は、油圧作動油が NAS 1638 クラス 9 清浄度基準を満たす必要があると指定しています。 10 ミクロンの粒子に対して少なくとも 75 のベータ比を備えた優れた濾過システムが必要です。これは厳しすぎるように聞こえるかもしれませんが、1 時間あたり 15,000 サイクルを実行すると、汚染によるダメージは急速に増加します。
定期的なメンテナンスには、流体の清浄度のチェック、漏れの検査、および場合によってはシール キットの交換が含まれます。通常、シール キットには 9 個の O リングが含まれており、新しいシリーズには R961006886 などの部品番号が付いています。ウェットピン設計により、多くの場合、大規模な分解を行わずにソレノイド コイルを交換できるため、ダウンタイムが短くなります。
他のオプションとの比較
Rexroth 用の方向制御バルブ 4WE 10 D は、NG10 カテゴリで Parker、Eaton、およびその他の主要メーカーのバルブと競合します。パーカーの D3W シリーズは、約 345 bar で同様の圧力定格を提供します。 Eaton の DG4V-5 シリーズも同等の圧力範囲で動作しますが、仕様はモデルによって異なります。
Rexroth オプションを際立たせているのは、主に統合された減衰機能です。他のメーカーも堅牢で応答性の高いバルブを製造していますが、多くのメーカーには衝撃抑制機能が組み込まれていません。その機能が必要な場合は、システムに外部スロットルまたはクッションを追加する必要がありますが、これはスペースを占有し、複雑さが増します。
Huade のような企業からは、同じ取り付け基準に従い、低価格を提供する互換性のある代替品もあります。これらは、それほど重要ではないアプリケーションにはうまく機能しますが、実際のパフォーマンス仕様、特に最大流量と長期耐久性データを注意深く比較する必要があります。
インストールに関する考慮事項
4WE 10 D は、標準 ISO 4401-05 パターンを使用してサブプレートに取り付けられます。ボルト穴の間隔は 80 x 32 ミリメートルで、このサイズ クラスの業界標準と一致しています。この標準化は、マニホールドやサブプレートを再設計することなく、さまざまなメーカーのバルブを頻繁に交換できることを意味します。
バルブを取り付ける際はポートの刻印にご注意ください。ポート P はポンプに接続し、ポート A と B はアクチュエータに接続し、ポート T はタンクに戻ります。これらを逆にすると、システムが正しく動作しなくなり、機器が損傷する可能性があります。
Rexroth 用方向制御バルブ 4WE 10 D は、摂氏マイナス 15 度から摂氏 70 度までの周囲温度で動作できます。オイルの粘度は温度によって変化するため、作動油の温度はスイッチング時間に影響します。システムが極度の寒さまたは暑さの中で動作する場合は、タイミングの計算でこれを考慮する必要がある場合があります。
危険区域用の特別なバリエーション
爆発性雰囲気での用途向けに、レックスロスはこのバルブの ATEX 認定バージョンを提供しています。 WE...XE シリーズは、爆発性ガスや粉塵が存在する可能性があるが、通常は予期されないゾーン 2 環境で動作します。 WE...XN シリーズは、爆発リスクが低いゾーン 3 条件に対応します。
これらの防爆バージョンは、特別なコイル設計と発火源を防ぐ保護エンクロージャを使用しています。石油化学施設、採掘作業、または海洋プラットフォームで作業している場合は、安全規制を満たすためにこれらの認定バージョンが必要です。
システムの将来性を確保する
産業システムの自動化と接続が進むにつれて、診断機能の価値が高まります。基本的な 4WE 10 D は単純なオンオフ バルブですが、レックスロスは位置監視と電子ストローク調整を追加した 4WEH 10 シリーズと呼ばれるアップグレードされたプラットフォームを提供しています。
これらの高度なバージョンは、標準の 4WE 10 D と同じ実証済みのバルブ本体とスプール設計を使用していますが、スプールの位置を知らせるセンサーが含まれています。このフィードバックは、予知保全と状態監視に役立ちます。インダストリー 4.0 規格を満たす必要があるシステム、または機能安全認証が必要なシステムを構築している場合、4WEH プラットフォームを使用すると、基本的な油圧回路設計を変更することなくアップグレード パスが提供されます。
正しい選択をする
Rexroth の方向制御バルブ 4WE 10 D は、性能と実用性の間の堅固な中間点を表します。単純な用途向けに過剰な設計をすることなく、高圧と流量を処理します。ウェットピン ソレノイド設計によりメンテナンスが簡単になり、調整可能なダンピング機能により敏感なシステムを油圧ショックから保護します。
このバルブを指定するときは、どのシリーズを取得するかを必ず理解してください。 3X と 5X シリーズの最大圧力定格にはいくつかの違いがあり、新しい 5X バージョンは 350 bar に達しますが、一部の古いバージョンでは 315 bar に達します。 DC96V や 205V などの高電圧コイルを使用している場合は、ソレノイドの過熱を避けるために最大流量を 10% 減らす必要があることに注意してください。
長い耐用年数の鍵は、適切な流体の清浄度を維持し、推奨される濾過基準に従うことです。バルブを予想される動作寿命に達させたい場合、これはオプションではありません。適切な流体管理と定期的なシール交換により、これらのバルブは産業用サービスで数百万サイクルを実現できます。
新しいシステムを設計する場合でも、既存のバルブを交換する場合でも、4WE 10 D は、多くの異なるアプリケーションに適合する十分な柔軟性を備えた実証済みの信頼性を提供します。標準化された取り付けパターンと幅広いスプール構成により、通常はカスタム変更を加えることなくニーズに合ったバージョンを見つけることができます。
