Uvod
Ovaj članak opisuje posao koji je poduzeo ISO u razvoju novog standarda za ispitivanje električno moduliranih regulacijskih ventila (zamjenjujući ISO 6604 s ISO 10770-1), posebno se baveći pitanjem što točno razlikuje servo ventile od proporcionalnih ventila. Kako bi razjasnio ovo pitanje, Američki nacionalni institut za standarde (ANSI) posebno je financirao projekt na Fluid Power Institute Milwaukee Institute of Technology za provođenje ciljanog istraživanja. Tijekom godine dana projekt je proizveo preporuke za rješavanje pitanja standardizacije, posebice predlažući definicije za dva ključna pojma 'servo ventil' i 'proporcionalni ventil'. Naknadno su ove definicije formalno prihvaćene kao terminologija i definicije unutar ISO standarda. Ovo pokazuje strogost procesa postavljanja standarda ISO.
Trenutno su definicije proporcionalnih regulacijskih ventila i servo ventila službeno uključene u nacionalnu normu GB/T 17446-2024, kako slijedi:
Servo ventil: Električno modulirani kontinuirani kontrolni ventil s mrtvim pojasom manjim od 3% hoda kalema.
Proporcionalni regulacijski ventil: Električno modulirani kontinuirani regulacijski ventil s mrtvim pojasom od 3% ili više od hoda kalema.
Sljedeći tekst iznosi obrazloženje koje su dali autori standardnih definicija.
U gotovo svakom tečaju industrijske obuke, netko me neizbježno pita: koja je točno razlika između proporcionalnog ventila i servo ventila? Radije uživam čuti ovo pitanje jer nas malo zabavlja. No, najkraći odgovor glasi: odbijam se uvući u te beskrajne rasprave. Tehnička norma ISO 10770-1 (koja odgovara GB/T 15623 'Hidraulički prijenos – Električno modulirani hidraulički regulacijski ventili – 1. dio: Metode ispitivanja četverosmjernih ventila za regulaciju protoka') daje određene definicije. Prije nego objasnim, prvo razmotrimo povijesnu pozadinu.
Mjerodavni zaključak: Jedini standard oslanja se na ovaj jedan pokazatelj
Kontinuirani rast elektroničkih i električnih tehnologija primijenjenih na različite vrste hidrauličkih sustava prirodno je potaknuo značajan interes za proporcionalne ventile i servo ventile. Zapravo, ovo nije promaknulo pozornosti tehničkih odbora ISO-a, jer su oni odgovorni za formuliranje međunarodnih tehničkih standarda, posebice ISO/TC-131/SC-8, koji je zadužen za standardizaciju hidrauličkih komponenti.
Tehnički odbor TC-131 je tijelo unutar ISO organizacije posebno odgovorno za svu standardizaciju fluidne energije. U Sjedinjenim Državama, predstavnik odgovoran za ISO standarde povezan je s ANSI (American National Standards Institute); međutim, ANSI ima ovlasti delegirati svoje funkcije tajništva drugim nacionalnim tehničkim tijelima SAD-a. Što se tiče fluidne energije, ANSI je ovlastio Američku nacionalnu organizaciju za fluidnu energiju sa sjedištem u Milwaukeeju.
Tajništvo pododbora SC-8 ISO/TC-131 nalazi se u Britanskom institutu za standarde u Londonu, koji se prvenstveno fokusira na ispitivanje opreme za pogon fluida, uključujući hidrauličke ventile. (Pododbor 8 Tajništva Britanskog instituta za norme specijalizirao se za standardne metode ispitivanja opreme za pogon tekućine, uključujući ventile. Godine 2000. ISO je objavio međunarodnu normu ISO 10770-1, pod naslovom 'Snaga hidrauličke tekućine – Električno modulirani hidraulički regulacijski ventili – 1. dio: Metode ispitivanja četverosmjernih ventila za regulaciju protoka'. Obuhvaća metode ispitivanja i metode ocjenjivanja servo ventila i proporcionalni ventili.)
Godine 2000. ISO je objavio novu normu ISO 10770-1 pod naslovom 'Hidraulički prijenos snage – Električno modulirani hidraulički regulacijski ventili – 1. dio: Metode ispitivanja za četverosmjerne ventile za regulaciju protoka'. Prvenstveno pokriva metode ispitivanja i uglavnom je usmjeren na proporcionalne ventile i servo ventile. ISO 10770-1 zamijenio je ISO 6604, koji se bavio isključivo servo ventilima; prema tome, ISO 10770 predstavlja relativno poboljšanje.
Podrijetlo standarda: Zašto 3%?
Godine 1988. i 1989., na Fluid Power Institute Milwaukee School of Engineering, vodio sam istraživački projekt koji se fokusirao na praktičnu primjenu proporcionalnih i servo ventila. Jedan od ciljeva bio je dati definicije u obliku pojmovnika, ili kako smo mi to nazvali, popisa rječnika (kako bismo pružili precizne definicije za proporcionalne i servo ventile).
Anketirali smo sve poznate proizvođače koji proizvode takve ventile i saželi najvažnije karakteristike njihovih proizvoda. Cilj nam je bio utvrditi razlike među njima.
Kako bismo identificirali razlike u njihovoj primjeni u industrijskoj praksi, definirali smo sljedeće karakteristike:
Metoda upravljanja (pilotsko-upravljanje ili izravno-djelovanje)
Frekvencijski odziv
Metoda povratne informacije (ugrađena-ili vanjska)
Putovanje kalema
Primjena ventila (za kontrolu otvorene-petlje ili zatvorene-petlje)
Točnost kontrole
Po završetku ove studije, samo je jedan faktor razlikovao ova dva: hod kalema.
To je dovelo do sljedećih definicija servo ventila i proporcionalnih ventila:
Servo ventil - Bilo koji kontinuirano varijabilni, električno kontrolirani upravljački ventil s hodom manjim od 3%.
Proporcionalni ventil - Bilo koji kontinuirano varijabilni, električno kontrolirani upravljački ventil s hodom većim od 3%.
Posljedično, prag od '3%' formalno je uključen u međunarodne standarde, postavši univerzalno prihvaćen kriterij za klasifikaciju. Ako je hod točno 3%, standard navodi da se ventil može klasificirati u bilo koju kategoriju, bez obveznih zahtjeva.
Te su definicije uključene u zbirku terminoloških standarda i objavljene po završetku projekta. Uzeli smo k srcu ovaj zaključak i pokušali uvesti terminologiju u različite industrijske kontekste. Od tada sam ga, kad god mi se ukazala prilika, osobno prezentirao na vlastitim predavanjima, kao i na svakoj NFPA (National Fluid Power Association) i ISO konferenciji. Na moje iznenađenje, bilo je vrlo malo protivljenja-ni tada ni sada. Neki su me pitali: 'Dakle, ako je pokriće točno 3 posto, kako to definirati?' Moj odgovor je: 'Sami birate.'
Vjerujem da problem proizlazi iz vremena kada su ljudi prvi put počeli koristiti pojmove 'servo ventil' i 'proporcionalni ventil', a da ih nitko prije toga nije precizno definirao. Rezultat je bio da su za svaki specifičan ventil ljudi mogli izmisliti svakakve izraze iz zraka. Takve definicije terminologije mogu se dogovoriti unutar jedne tvrtke. Međutim, u komercijalnim poslovima, osobito međunarodnim, nije lako jasno razlikovati servo ventile od proporcionalnih ventila. Ponekad to više nije samo tehnički problem, već stvar principa.
Uobičajene zamke: 'nepisana pravila' ispitivanja protoka i pada tlaka
ISO radna skupina odgovorna za razvoj ISO 10770-1 vješto je zaobišla određena pitanja, znajući da rasprava nikada neće prestati. Unatoč tome, povjerenstvo je željelo izraditi dokument koji pokriva i servo ventile i proporcionalne ventile. Ali kako bi se to moglo postići bez prethodnog utvrđivanja definicije? Vodeći princip bio je jasan: ISO se nastojao usredotočiti na gledište koje je široko prihvaćeno u industriji - naime, da proporcionalni ventili pokazuju manji pad tlaka u usporedbi sa servo ventilima. Shodno tome, unutar standarda ISO metode ispitivanja, proporcionalni ventili su definirani kao ventili s manjim padom tlaka.
ISO odbor odlučio je da pri definiranju nazivnog protoka servo ventila pad tlaka treba biti 1000 PSI ili 7 MPa (1015 PSI), dok pad tlaka koji se koristi za definiranje nazivnog protoka proporcionalnog ventila treba biti 1 MPa ili 145 PSI.
Norma sadrži sljedeću rečenicu: 'Namjestite ukupni pad tlaka ventila na 1 MPa ili 7 MPa, prema potrebi.' Ova fraza, 'ovisno o okolnostima', daje dojam da se Odbor za standarde ISO distancira od tog pitanja. Tko definira 'ovisno o okolnostima'?
Pa, prepušteno je testeru da odluči! Posljedično, oni mogu provoditi testove u skladu sa specifikacijama za servo ventile ili proporcionalne ventile. Što je još važnije, slobodni su definirati ventil kako god smatraju prikladnim. Upravo zbog toga u praksi susrećemo proporcionalne ventile ispitane s nazivnim protokom na temelju pada tlaka od 7 MPa. Imamo i 'nulte-proporcionalne ventile mrtvog pojasa'. Ovo je rat semantike koji nitko nikada neće dobiti!
Praktični vodič: Kako odabrati i jesu li međusobno zamjenjivi?
Standardi samo definiraju; oni ne diktiraju primjenu. Prilikom odabira u praksi dovoljne su tri točke:
1. Točnost upravljanja: servo ventili imaju mali mrtvi pojas i visoku preciznost, pogodni za visoko{1}}precizne zatvorene{2}}sustave; proporcionalni ventili su primjereni i isplativi-, prikladni za konvencionalnu industrijsku kontrolu.
2. Brzina odziva: servo ventili imaju veći frekvencijski odziv i prikladni su za-dinamičke sustave velike brzine; proporcionalni ventili nude umjerena vremena odziva i zadovoljavaju zahtjeve većine opreme.
3. Okoliš i pouzdanost: Servo ventili imaju visoke zahtjeve za čistoćom ulja i 'osjetljiviji' su; proporcionalni ventili vrlo su otporni na kontaminaciju, dugotrajniji i lakši za održavanje.
Ukratko: visoka preciznost, visoka dinamika → servo ventili; Primjene-opće namjene, visoka{1}}troškovna učinkovitost → proporcionalni ventili.
Sljedeći put kada netko raspravlja o proporcionalnim ventilima naspram servo ventila, jednostavno se pozovite na nacionalni standard: mrtvi pojas < 3%=servo ventil, veći od ili jednak 3%=proporcionalni ventil.
Autoritet sprječava rasprave; profesionalizam sprječava zabunu.
Prevedeno s DeepL.com (besplatna verzija)
