Ievads
Šajā rakstā ir izklāstīts ISO veiktais darbs, izstrādājot jaunu standartu elektriski modulētu vadības vārstu testēšanai (aizstāt ISO 6604 ar ISO 10770-1), īpaši pievēršoties jautājumam par to, kas tieši atšķir servovārstus no proporcionālajiem vārstiem. Lai noskaidrotu šo problēmu, Amerikas Nacionālais standartu institūts (ANSI) īpaši finansēja projektu Milvoki Tehnoloģiju institūta Fluid Power Institute, lai veiktu mērķtiecīgus pētījumus. Gada laikā projektā tika izstrādāti ieteikumi, lai atrisinātu standartizācijas problēmas, jo īpaši piedāvājot definīcijas diviem galvenajiem terminiem “servo vārsts” un “proporcionālais vārsts”. Pēc tam šīs definīcijas tika oficiāli pieņemtas kā terminoloģija un definīcijas ISO standartā. Tas parāda ISO standartu noteikšanas procesa stingrību.
Pašlaik proporcionālo vadības vārstu un servovārstu definīcijas ir oficiāli iekļautas nacionālajā standartā GB/T 17446-2024:
Servo vārsts: elektriski modulēts nepārtrauktas vadības vārsts ar strupceļu, kas ir mazāks par 3% no spoles gājiena.
Proporcionālais vadības vārsts: elektriski modulēts nepārtrauktas vadības vārsts ar 3% vai vairāk no spoles gājiena.
Turpmāk tekstā ir izklāstīts pamatdefinīcijas autoru sniegtais pamatojums.
Gandrīz katrā industriālās apmācības kursā kāds man neizbēgami jautā: kāda īsti ir atšķirība starp proporcionālo vārstu un servovārstu? Man drīzāk patīk dzirdēt šo jautājumu, jo tas mūs sagādā mazliet jautrības. Tomēr īsākā atbilde ir: es atsakos iesaistīties šajās nebeidzamajās debatēs. Tehniskajā standartā ISO 10770-1 (atbilst GB/T 15623 "Hidrauliskā transmisija. Elektriski modulēti hidrauliskie vadības vārsti. 1. daļa: Četrvirzienu plūsmas regulēšanas vārstu pārbaudes metodes") ir sniegtas noteiktas definīcijas. Pirms es paskaidrošu, vispirms apskatīsim dažus vēsturiskus apstākļus.
Autoritatīvs secinājums: vienīgais standarts balstās uz šo vienu rādītāju
Nepārtraukta elektronisko un elektrisko tehnoloģiju attīstība dažāda veida hidrauliskajās sistēmās, protams, ir izraisījusi ievērojamu interesi par proporcionālajiem vārstiem un servovārstiem. Faktiski tas nav atstājis ISO tehnisko komiteju uzmanību, jo tās ir atbildīgas par starptautisko tehnisko standartu formulēšanu, jo īpaši ISO/TC-131/SC-8, kura uzdevums ir hidraulisko komponentu standartizācija.
Tehniskā komiteja TC-131 ir ISO organizācijas struktūra, kas ir īpaši atbildīga par visu šķidruma jaudas standartizāciju. Amerikas Savienotajās Valstīs par ISO standartiem atbildīgais pārstāvis ir saistīts ar ANSI (American National Standards Institute); tomēr ANSI ir tiesības deleģēt savas sekretariāta funkcijas citām ASV nacionālajām tehniskajām iestādēm. Attiecībā uz šķidruma enerģiju ANSI ir pilnvarojis Amerikas Nacionālo šķidrās enerģijas organizāciju, kas atrodas Milvoki.
ISO/TC-131 apakškomitejas SC-8 sekretariāts atrodas Lielbritānijas Standartu institūcijā Londonā, kura pati galvenokārt koncentrējas uz šķidruma enerģijas iekārtu, tostarp hidraulisko vārstu, testēšanu. (Lielbritānijas standartu institūcijas sekretariāta 8. apakškomiteja specializējas standarta pārbaudes metodēs šķidruma jaudas iekārtām, tostarp vārstiem. 2000. gadā ISO publicēja starptautisko standartu ISO 10770-1 ar nosaukumu 'Hidrauliskā šķidruma jauda – Elektriski modulēti hidrauliskie vadības vārsti – 1. daļa: Testa metodes četrvirzienu virziena plūsmas kontroles vārstiem' un nominālās vārstu pārbaudes metodes.)
2000. gadā ISO publicēja jauno standartu ISO 10770-1 ar nosaukumu "Hidrauliskā jaudas pārvade. Elektriski modulēti hidrauliskie vadības vārsti. 1. daļa: Četrvirzienu plūsmas kontroles vārstu pārbaudes metodes". Tas galvenokārt attiecas uz pārbaudes metodēm un galvenokārt ir paredzēts proporcionālajiem vārstiem un servo vārstiem. ISO 10770-1 aizstāja ISO 6604, kas attiecās tikai uz servo vārstiem; līdz ar to ISO 10770 ir relatīvs uzlabojums.
Standarta izcelsme: kāpēc 3%?
1988. un 1989. gadā Milvoki Inženierzinātņu skolas Fluid Power institūtā es vadīju pētniecības projektu, kas koncentrējās uz proporcionālo un servo vārstu praktisko pielietojumu. Viens no mērķiem bija nodrošināt definīcijas glosārija vai, kā mēs to nosaucām, vārdu krājuma veidā (lai nodrošinātu precīzas definīcijas proporcionālajiem un servovārstiem).
Mēs aptaujājām visus zināmos ražotājus, kas ražo šādus vārstus, un apkopojām viņu produktu svarīgākās īpašības. Mūsu mērķis bija noteikt atšķirības starp tām.
Lai noteiktu atšķirības to pielietojumā rūpnieciskajā praksē, mēs definējām šādus raksturlielumus:
Vadības metode (pilot{0}}vadāma vai tieša-darbība)
Frekvences reakcija
Atsauksmju metode (iebūvēta{0}}vai ārēja)
Spoles ceļojumi
Vārsta lietojumprogramma (atvērtai-cilpai vai slēgtai-cilpai vadībai)
Kontroles precizitāte
Pēc šī pētījuma pabeigšanas abus atšķīra tikai viens faktors: spoles pārvietošanās.
Tas noveda pie šādām servo vārstu un proporcionālo vārstu definīcijām:
Servo vārsts - Jebkurš nepārtraukti mainīgs, elektriski vadāms virziena vadības vārsts, kura gājiens ir mazāks par 3%.
Proporcionālais vārsts - Jebkurš nepārtraukti mainīgs, elektriski vadāms virziena vadības vārsts ar gājienu vairāk nekā 3%.
Līdz ar to “3%” slieksnis tika formāli iekļauts starptautiskajos standartos, kļūstot par vispārpieņemtu klasifikācijas kritēriju. Ja gājiens ir tieši 3%, standarts nosaka, ka vārstu var klasificēt jebkurā kategorijā bez obligātas prasības.
Šīs definīcijas tika iekļautas terminoloģijas standartu apkopojumā un publicētas pēc projekta pabeigšanas. Mēs ņēmām šo secinājumu pie sirds un centāmies ieviest terminoloģiju dažādos rūpniecības kontekstos. Kopš tā laika, kad vien radās iespēja, esmu personīgi to prezentējis savās lekcijās, kā arī katrā NFPA (National Fluid Power Association) un ISO konferencē. Man par pārsteigumu ir bijis ļoti maz pretestības-ne toreiz, ne tagad. Daži man ir jautājuši: "Tātad, ja segums ir tieši 3%, kā tas būtu jādefinē?" Mana atbilde ir: "Jūs izvēlaties pats."
Es uzskatu, ka problēma rodas no brīža, kad cilvēki pirmo reizi sāka lietot terminus “servovārsts” un “proporcionālais vārsts”, neviens tos iepriekš nebija precīzi definējis. Rezultāts bija tāds, ka katram konkrētajam vārstam cilvēki no zila gaisa varēja izdomāt visdažādākos terminus. Par šādām terminoloģijas definīcijām var vienoties vienā uzņēmumā. Tomēr komerciālajos darījumos, īpaši starptautiskajos, nav viegli skaidri atšķirt servovārstus un proporcionālos vārstus. Dažkārt tas vairs nav tikai tehnisks, bet gan principa jautājums.
Bieži sastopamās nepilnības: plūsmas ātruma un spiediena krituma pārbaudes “nerakstītie noteikumi”.
ISO darba grupa, kas atbild par ISO 10770-1 izstrādi, prasmīgi izvairījās no dažām problēmām, zinot, ka debates nekad nebeigsies. Tomēr komiteja vēlējās sagatavot dokumentu, kas aptvertu gan servovārstus, gan proporcionālos vārstus. Bet kā to varētu panākt, vispirms nenosakot definīciju? Vadošais princips bija skaidrs: ISO centās koncentrēties uz viedokli, ko plaši pieņem nozare, proti, ka proporcionālajiem vārstiem ir zemāks spiediena kritums salīdzinājumā ar servo vārstiem. Līdz ar to ISO testa metodes standartā proporcionālie vārsti ir definēti kā vārsti ar mazāku spiediena kritumu.
ISO komiteja nolēma, ka, nosakot servovārsta nominālo plūsmas ātrumu, spiediena kritumam jābūt 1000 PSI vai 7 MPa (1015 PSI), savukārt spiediena kritumam, ko izmanto, lai noteiktu proporcionālā vārsta nominālo plūsmas ātrumu, jābūt 1 MPa vai 145 PSI.
Standartā ir šāds teikums: "Iestatiet vārsta kopējo spiediena kritumu attiecīgi uz 1 MPa vai 7 MPa." Šī frāze “atkarībā no apstākļiem” rada iespaidu, ka ISO standartu komiteja norobežojas no šī jautājuma. Kurš definē “atkarībā no apstākļiem”?
Nu, tas paliek testētāja ziņā! Līdz ar to viņi var veikt testus saskaņā ar servovārstu vai proporcionālo vārstu specifikācijām. Vēl svarīgāk ir tas, ka viņi var brīvi definēt vārstu, kā viņi uzskata par piemērotu. Tieši tāpēc praksē mēs sastopamies ar proporcionāliem vārstiem, kas pārbaudīti ar nominālo plūsmu, pamatojoties uz spiediena kritumu 7 MPa. Mums ir arī “nulles-proporcionālie vārsti”. Šis ir semantikas karš, kuru neviens nekad neuzvarēs!
Praktiska rokasgrāmata: kā izvēlēties, un vai tās ir savstarpēji aizstājamas?
Standarti tikai definē; viņi nediktē pieteikumu. Izvēloties praksē, pietiek ar trim punktiem:
1. Vadības precizitāte: servovārstiem ir maza strupjosla un augsta precizitāte, kas ir piemēroti augstas-precizitātes slēgtās{2}cilpas sistēmām; proporcionālie vārsti ir piemēroti un rentabli, un tie ir piemēroti parastai rūpnieciskai kontrolei.
2. Reakcijas ātrums: servovārstiem ir augstāka frekvences reakcija, un tie ir piemēroti liela ātruma dinamiskām sistēmām; proporcionālie vārsti nodrošina mērenu reakcijas laiku un atbilst vairuma iekārtu prasībām.
3. Vide un uzticamība: servo vārstiem ir augstas prasības attiecībā uz eļļas tīrību, un tie ir “delikātāki”; proporcionālie vārsti ir ļoti izturīgi pret piesārņojumu, izturīgāki un vieglāk kopjami.
Rezumējot: Augsta precizitāte, augsta dinamika → servo vārsti; Vispārējs-pielietojums, augsta izmaksu-efektivitāte → proporcionāli vārsti.
Nākamreiz, kad kāds strīdēsies par proporcionālajiem vārstiem un servovārstiem, vienkārši atsaucieties uz valsts standartu: servo vārsts < 3% =, lielāks vai vienāds ar 3%=proporcionālais vārsts.
Autoritāte novērš strīdus; profesionalitāte novērš neskaidrības.
Tulkots ar DeepL.com (bezmaksas versija)
