Wprowadzenie
Elektrozawory 5/2 są powszechnie stosowane wszędzie tam, gdzie wysuw i powrót siłownika pneumatycznego dwustronnego działania wymagają sterowania elektrycznego. Można je znaleźć w maszynach pakujących, przyrządach mocujących, urządzeniach montażowych, maszynach włókienniczych, systemach etykietowania i wielu innych liniach automatyki. Niewielki zawór może znajdować się w szafie sterowniczej lub na wyspie zaworowej, ale to on steruje czasem i kierunkiem ruchu siłownika.
Gdy siłownik porusza się powoli, zatrzymuje się w połowie drogi lub działa nieregularnie, zawór jest jednym z pierwszych elementów sprawdzanych przez techników. Przyczyną może być sam zawór, ale także zbyt niskie ciśnienie pilotujące, zbyt małe przewody, zablokowany wylot powietrza, nieprawidłowe okablowanie lub niewłaściwe zasilanie powietrzem. Zrozumienie działania zaworu 5/2 znacznie ułatwia diagnostykę i dobór.
HOMIPNEU oferuje kilka rodzajów zaworów pneumatycznych 5/2, w tym kompaktowe zawory serii SY oraz zawory serii 4V typu AirTAC. Produkty takie jak elektrozawór SY3120-5LZD-M5, elektrozawór sterowany pilotowo SY5120-5LZD, oraz pneumatyczny zawór powietrza 4V typu AirTAC to typowe rozwiązania do sterowania siłownikami.
Co oznacza 5/2?
Zawór 5/2 ma pięć przyłączy i dwa położenia. Pięć przyłączy obejmuje zwykle jeden wlot zasilania, dwa przyłącza robocze podłączone do siłownika oraz dwa przyłącza wylotowe. Dwa położenia decydują o tym, do którego przyłącza siłownika doprowadzane jest powietrze i z której strony jest ono odprowadzane.
W jednym położeniu sprężone powietrze przepływa na jedną stronę siłownika i wysuwa tłok. W drugim przepływa na przeciwną stronę, a siłownik się cofa. Dzięki temu zawór nadaje się do siłowników dwustronnego działania, w których ciśnienie powietrza jest wykorzystywane w obu kierunkach.
Numeracja przyłączy może się różnić w zależności od normy, ale ich funkcje pozostają takie same. Wlot doprowadza powietrze, przyłącza A i B łączą się z siłownikiem, a przyłącza wylotowe odprowadzają powietrze ze strony niezasilanej ciśnieniem. Jeśli wylot jest zablokowany lub nadmiernie ograniczony, ruch siłownika staje się powolny lub niestabilny.
Zawór jednocewkowy a dwucewkowy
Jednocewkowy zawór 5/2 wykorzystuje jedną cewkę oraz mechanizm powrotu sprężynowego lub pneumatycznego. Po zasileniu cewki zawór się przełącza. Po odłączeniu zasilania wraca do pierwotnego położenia. Jest to przydatne, gdy maszyna powinna powrócić do stanu domyślnego po utracie sygnału.
Dwucewkowy zawór 5/2 wykorzystuje dwie cewki. Jedna przełącza zawór w jedną stronę, a druga z powrotem. W zależności od konstrukcji zawór może zachować ostatnie położenie po zaniku sygnału. Jest to przydatne tam, gdzie siłownik powinien utrzymać ostatnio zadany stan, ale wymaga starannego rozważenia w obwodach związanych z bezpieczeństwem.
W przypadku producentów maszyn wybór zależy od logiki sterowania i zachowania w stanie bezpiecznym. Siłownik zaciskowy może wymagać innej domyślnej reakcji niż siłownik odrzucający lub pozycjonujący. Dobór zaworu powinien odpowiadać wymaganemu działaniu maszyny podczas zatrzymania awaryjnego, zaniku zasilania i ponownego uruchomienia.
Konstrukcja zaworu sterowanego pilotowo i wymagania dotyczące ciśnienia
Wiele elektrozaworów 5/2 jest sterowanych pilotowo. Cewka otwiera niewielki kanał pilotowy, a ciśnienie powietrza przesuwa główny suwak. Taka konstrukcja pozwala stosunkowo małej cewce sterować większym kanałem przepływowym. Jest wydajna i powszechnie stosowana w przemysłowych układach pneumatycznych.
Ważnym parametrem jest minimalne ciśnienie robocze. Jeśli ciśnienie powietrza jest niższe od wymaganego zakresu, suwak może nie przełączać się prawidłowo. Zawór może wydawać kliknięcie po podaniu sygnału elektrycznego, ale nie przełączać przepływu powietrza. Technicy czasem błędnie uznają to za problem z cewką, podczas gdy rzeczywistą przyczyną jest niewystarczające ciśnienie pilotujące.
W zastosowaniach niskociśnieniowych mogą być potrzebne zawory bezpośredniego działania lub specjalnie zaprojektowane zawory niskociśnieniowe. Przed wyborem zaworu należy porównać jego zakres ciśnienia roboczego z rzeczywistym ciśnieniem w maszynie, a nie tylko z parametrami sprężarki.
Rozmiar przyłączy a prędkość siłownika
Rozmiar przyłączy wpływa na szybkość dopływu powietrza do siłownika i jego odprowadzania. Mały zawór M5 może doskonale sprawdzać się w kompaktowych siłownikach, ale zbyt mocno ograniczać przepływ w siłowniku o większej średnicy, pracującym z dużą prędkością. Zawór G1/4 lub większy może być odpowiedniejszy, gdy siłownik wymaga większej ilości powietrza.
Prędkość siłownika zależy również od rozmiaru przewodów i złączy, zaworów regulacji przepływu, oporu tłumików oraz drogi odprowadzania powietrza. Jeśli duży zawór zostanie podłączony małymi przewodami, układ nadal może działać powoli. Jeśli tłumik jest zatkany mgłą olejową lub pyłem, przepływ powietrza wylotowego może być ograniczony.
Przy projektowaniu dla OEM należy dobierać zawór z uwzględnieniem średnicy i skoku siłownika, wymaganego czasu cyklu oraz przebiegu przewodów. Testowanie w rzeczywistych warunkach pracy maszyny daje lepsze rezultaty niż ocena wyłącznie na podstawie rozmiaru przyłączy zaworu.
Wybór między serią SY a serią 4V
Zawory serii SY są często wybierane do kompaktowych układów pneumatycznych, które wymagają szybkiej reakcji i uporządkowanego układu wyspy zaworowej. Są dostępne w różnych rozmiarach korpusu, takich jak SY3000, SY5000, SY7000 i SY9000, co pozwala stosować tę samą koncepcję konstrukcyjną przy różnych wymaganiach dotyczących przepływu.
Elektrozawór SY7120-5LZD-02 typu SMC nadaje się do zastosowań wymagających zaworu rozdzielającego 5/2 zapewniającego stabilne sterowanie sprężonym powietrzem. Większe modele SY, takie jak SY9120-5DZD-03 są stosowane, gdy wymagana jest większa wydajność przepływu.
Zawory serii 4V są szeroko stosowane jako zawory rozdzielające typu AirTAC. Są dobrze znane wielu zespołom utrzymania ruchu i często spotykane w urządzeniach pakujących oraz ogólnej automatyce. Elektrozawór pneumatyczny 4V220-08 jest jednym z przykładów stosowanych do sterowania siłownikami.
Okablowanie i napięcie
Napięcie zaworu 5/2 musi być zgodne z napięciem układu sterowania. DC24V jest powszechne w automatyce sterowanej przez PLC, natomiast AC110V i AC220V mogą być stosowane w innych maszynach. DC12V można spotkać w kompaktowych urządzeniach lub sprzęcie mobilnym. Użycie niewłaściwego napięcia cewki może ją spalić lub uniemożliwić przełączenie zaworu.
Należy również sprawdzić typ złącza. Niektóre zawory wykorzystują złącza DIN, inne przewody wyprowadzone z cewki, a jeszcze inne wymagają wskaźników LED lub układów tłumienia przepięć. W maszynach z wieloma zaworami ujednolicenie złączy ułatwia montaż i konserwację.
W przypadku zaworów dwucewkowych należy starannie sprawdzić okablowanie, aby właściwa cewka sterowała właściwym kierunkiem. Podczas uruchamiania warto oznaczyć wyjścia zaworów i kierunki ruchu siłowników. Ogranicza to pomyłki podczas późniejszej diagnostyki.
Typowe błędy przy doborze zaworu 5/2
Częstym błędem jest dobieranie zaworu wyłącznie na podstawie rozmiaru gwintu. Dwa zawory o tym samym rozmiarze przyłączy mogą różnić się wydajnością przepływu, czasem reakcji, zakresem ciśnienia i sposobem montażu. Innym błędem jest pomijanie przepływu powietrza wylotowego. Siłownik nie może poruszać się szybko, jeśli powietrze nie może opuścić jego przeciwnej strony.
Kolejnym problemem jest niska jakość powietrza. Wilgoć, cząstki stałe i zanieczyszczenia olejowe mogą wpływać na suwak i uszczelnienia zaworu. W razie potrzeby przed zaworem należy zainstalować zespół przygotowania powietrza. Czyste, suche powietrze pomaga wydłużyć żywotność zaworu i zapewnić bardziej niezawodne przełączanie.
W niektórych układach zawory są też umieszczane zbyt blisko ruchomych części bez odpowiedniego podparcia przewodów. Wibracje i naprężenia przewodów mogą obciążać złącza oraz przyłącza zaworu. Uporządkowany układ z odpowiednimi złączami pneumatycznymi pomaga chronić zespół zaworowy.
Praktyczne wskazówki dotyczące doboru
Zacznij od określenia typu siłownika. Jeśli jest dwustronnego działania, standardowym wyborem jest zwykle zawór 5/2. Następnie sprawdź średnicę i skok siłownika, szybkość cyklu, dostępne ciśnienie, napięcie sterowania, rozmiar przyłączy oraz przestrzeń montażową.
W przypadku kompaktowych siłowników lub chwytaków mały zawór SY może być wystarczający. Do większych siłowników lub szybszych cykli wybierz większy korpus zaworu o wyższym przepływie. W maszynach wykorzystujących wiele siłowników warto rozważyć montaż na wyspie zaworowej, aby uprościć prowadzenie przewodów pneumatycznych i elektrycznych.
Przy wymianie zaworu najpierw dopasuj funkcję starego zaworu, a dopiero potem jego wygląd. Podobnie wyglądający zawór może mieć inne napięcie cewki, gwint przyłączy lub rodzaj sterowania. Przed zamówieniem sprawdź tabliczkę znamionową, schemat układu i oznaczenia przyłączy.
Powiązane produkty pneumatyczne
Elektrozawory 5/2 zwykle współpracują z siłownikami pneumatycznymi dwustronnego działania, przewodami PU, zaworami regulacji przepływu, tłumikami, wyspami zaworowymi i złączami pneumatycznymi. Oferta elektrozaworów HOMIPNEU obejmuje serię SY, serię 4V, zawory 5/3, kompaktowe zawory 3V oraz zawory sterujące przepływem mediów do różnych układów.
Aby skompletować obwód pneumatyczny, kupujący powinni również sprawdzić elementy przygotowania powietrza i połączenia przewodów. Nawet dobry zawór nie będzie działać prawidłowo, jeśli zasilające go powietrze jest zanieczyszczone lub przewody ograniczają przepływ.
Często zadawane pytania
Do czego służy elektrozawór 5/2?
Elektrozawór 5/2 służy głównie do sterowania siłownikami pneumatycznymi dwustronnego działania. Kieruje sprężone powietrze na jedną stronę siłownika, jednocześnie odprowadzając je z drugiej strony.
Czy zawór 5/2 może sterować siłownikiem jednostronnego działania?
Czasami można go do tego przystosować, ale zawór 3/2 jest zazwyczaj lepszym i prostszym wyborem dla siłowników jednostronnego działania.
Dlaczego mój elektrozawór 5/2 klika, ale nie przełącza przepływu powietrza?
Możliwe przyczyny to niskie ciśnienie pilotujące, zablokowane kanały pilotowe, niewłaściwe napięcie, zanieczyszczenie suwaka lub nieprawidłowe podłączenie przewodów. Przed wymianą cewki sprawdź ciśnienie i jakość powietrza.
Czy wybrać zawór jednocewkowy, czy dwucewkowy?
Wybierz zawór jednocewkowy, gdy wymagany jest powrót sprężynowy do położenia domyślnego. Wybierz zawór dwucewkowy, gdy zawór ma być sterowany dwoma sygnałami elektrycznymi i może zachowywać ostatnie położenie.
Czy rozmiar przyłączy decyduje o prędkości siłownika?
Rozmiar przyłączy wpływa na prędkość, ale nie jest jedynym czynnikiem. Znaczenie mają również rozmiar przewodów, złącza, tłumiki wylotowe, regulatory przepływu, średnica siłownika i ciśnienie powietrza zasilającego.
Podsumowanie
Elektrozawory 5/2 są standardowym wyborem do sterowania siłownikami pneumatycznymi dwustronnego działania. Prawidłowy dobór wymaga sprawdzenia funkcji zaworu, przepływu, ciśnienia, napięcia, przestrzeni montażowej i zachowania w stanie bezpiecznym. Gdy zawór, siłownik, przewody i złącza są właściwie dopasowane, maszyna pracuje szybciej, ma mniej nieszczelności i jest łatwiejsza w utrzymaniu.
