تحليل أداء صمام المؤازرة الهيدروليكية وأسباب عمره الافتراضي.

لقد أثبتت الممارسة أن تصميم آلية ردود الفعل لصمام المؤازرة هو المفتاح لإطالة عمر الخدمة. صمامات السيرفو الهيدروليكية يمكن تشغيلها لمدة تصل إلى 25 عامًا. لماذا تتمتع بهذا الأداء المتميز، حتى في تطبيقات الآلات المعدنية وآلات الإنتاج الصناعي؟ صمامات المؤازرة الهيدروليكية جزء من نظام تحكم مغلق الحلقة يتضمن آليات كهروميكانيكية وخوارزميات برمجية مدمجة. يضمن التصميم ومواد التصنيع وعمليات التصنيع أداءً ثابتًا طوال فترة الخدمة المتوقعة.

ثلاثة مفاتيح لعمر طويل لصمامات المؤازرة:

ثلاثة جوانب تصميمية لصمامات السيرفو الهيدروليكية تزيد من عمرها الافتراضي، وتقلل من وقت التوقف، وتوفر أداءً موثوقًا. وتشمل هذه الجوانب:

• كرات الكربيد على آلية التغذية الراجعة،
• تصميم الثقب الموجود على البكرة،
• واللحام لربط الكرة بقضيب التغذية الراجعة.

MOOG قدمت شركة موغ صمامات سيرفو هيدروليكية مزودة بكرات كربيد لتحل محل مادة الفولاذ التقليدية المستخدمة منذ عقود. وبينما يُعرّف معظم المصنّعين العمر الطويل بملايين الدورات، قدّم مهندسو موغ مؤخرًا معيارًا أعلى: أكثر من مليار دورة.

بنية كرات الكربيد

على الرغم من سنوات من الدقة في التصنيع، وجد مصممو صمامات السيرفو في شركة موغ أن التآكل المبكر للكرة في آلية التغذية الراجعة يُضعف أداء صمام السيرفو. كانت معظم التصاميم المبكرة مزودة بكرة من الفولاذ المقاوم للصدأ في آلية التغذية الراجعة، والتي كانت تتآكل بمرور الوقت. منذ تسعينيات القرن الماضي، استُخدمت مواد الكربيد والياقوت لاستبدال الفولاذ المقاوم للصدأ وتوفير حماية أكبر للكرة.

على الرغم من أن الياقوت أغلى من الكربيد الأسمنتي، إلا أنه لا يوفر بالضرورة أداءً أفضل. في الواقع، قام مهندسو شركة موغ بتقييم الفولاذ والكربيد والياقوت المصنوع من خلال إجراء مليار دورة اختبار على كل كرة فولاذية في سائل هيدروليكي نظيف وفي بيئة مُتحكم بها حيث تبقى درجة الحرارة مستقرة. على الرغم من أن كرات الفولاذ المقاوم للصدأ أظهرت تآكلًا ملحوظًا، إلا أن النتائج أكدت أن كرات الكربيد والياقوت لم تظهر عليها أي علامات تآكل. بالإضافة إلى كونها مُشابهة للياقوت وأقل تكلفة، يمكن أيضًا لحام مادة الكربيد بآلية التغذية الراجعة. ولضبط التكلفة، يُعد الكربيد الخيار الأمثل لتصميم الكرات.

كرة in تصميم الحفرة

لقد كانت تصميمات أخدود الكرة هي المعيار الصناعي لأكثر من 40 عامًا، ولكن مهندسي شركة موغ طوروا تصميمًا لتجويف الكرة من الكربيد في عام 1998 لتحسين عمر وموثوقية صمامات المؤازرة الخاصة بهم. يقلل هذا التصميم من التلامس المركز بين الكرة والبكرة في أي مكان على السطح، وهي عملية تزيد بشكل كبير من متوسط ​​العمر المتوقع لصمام المؤازرة من خلال القضاء على التآكل على البكرة. وجد المهندسون أنه بعد مليار دورة في بيئة خاضعة للرقابة، أظهر تصميم الكرة والأخدود علامات واضحة على التآكل في فتحة البكرة، بينما لم يظهر تصميم الكرة والثقب أي علامات على التآكل. في الواقع، عندما يكون متوسط ​​العمر المتوقع مليار دورة، يمكن أن يحدث فشل تصميم الكرة والأخدود في أقل من 100 مليون دورة. بالإضافة إلى ذلك، خلصت أبحاث أخرى إلى أن التآكل اللاصق (أي الدوران البطيء للبكرة بين 1 و4 دورات في الدقيقة) تسبب في أكبر قدر من الضرر لتصميم أخدود الكرة، ولكن كان له أقل تأثير على تصميم ثقب الكرة. اليوم، تم تحويل العديد من صمامات التوجيه الميكانيكية إلى تقنية الكرة والفتحة بسبب أدائها المتفوق وعمرها الطويل في التطبيقات الصناعية.

منظر مقطعي لصمام سيرفو من سلسلة Moog G761، يوضح تصميم تجويف الكرة

اللحام هو عملية لحام متخصصة يتم فيها ربط كرات الكربيد وأسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ عند درجات حرارة أعلى من 450 درجة مئوية. ^oF (232 ^oج). تتضمن تسخين معدن حشو فوق درجة انصهاره وتوزيعه عبر الخاصية الشعرية بين جزأين أو أكثر متقاربين لربط الأجزاء معًا. لا تُجرى هذه العملية التصنيعية الدقيقة إلا باستخدام الكربيد الأسمنتي (بدلاً من الياقوت)، وهي ضرورية لتمكين الكرة من تحمل درجات الحرارة العالية والتلف الناتج عن المواد الكيميائية في السوائل الهيدروليكية. غالبًا ما يستخدم المهندسون الإيبوكسي كبديل للحام عند توصيل الكرة وساق آلية التغذية الراجعة. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا عند توصيل الياقوت بقضبان الفولاذ المقاوم للصدأ، حيث لا يمكن لحام الياقوت. للأسف، هناك عوامل أخرى في تطبيقات صمامات السيرفو يمكن أن تسبب أعطالًا غير متوقعة في تقنية الإيبوكسي/الياقوت. في الواقع، أظهرت الاختبارات أنه حتى في درجات حرارة التشغيل العادية البالغة 0 ^oF (-17.7 ^o ج) إلى 160 ^o F (71 ^o ج) قد يتحلل الإيبوكسي المستخدم في توصيل آلية التغذية الراجعة إلى الكرة وساق آلية الياقوت الكروية أيضًا.

إن تصميم آلية ردود الفعل لصمام المؤازرة هو السبب الرئيسي لإطالة عمر الخدمة، فضلاً عن الصيانة والإصلاح الاحترافية لصمام المؤازرة، والتنظيف المنتظم للصمام، ونظافة دائرة زيت النظام، كل ذلك له تأثير على عمر خدمة صمام المؤازرة.

أوستبريدج يعتمد على السوق في الصين وأوروبا لتزويد عملائنا بالمنتجات الأصلية HEIDENHAIN, PRECIZIKA, SIEMENS, B & R, بوش ريكسروث, إيتون فيكرز, باركرإذا كنت تبحث عن مجالات التحكم الدقيق في الحركة والتحكم الإلكتروني والأتمتة والنظام الهيدروليكي، فيجب أن يكون فريق OstBridge هو خيارك الأول لإحضار الحل المناسب لك.