پروپرشنال

راهنمای جامع شیر پروپرشنال رکسروت (Rexroth): تکنولوژی، انواع و راهنمای انتخاب

در دنیای پیچیده سیستم‌های هیدرولیک صنعتی، نام بوش رکسروت (Bosch Rexroth) مترادف با دقت، دوام و نوآوری است. در قلب بسیاری از ماشین‌آلات پیشرفته، از دستگاه‌های تزریق پلاستیک گرفته تا پرس‌های سنگین و صنایع فولاد، قطعه‌ای حیاتی به نام شیر پروپرشنال رکسروت وظیفه کنترل دقیق حرکت و نیرو را بر عهده دارد.

اگر به دنبال درک عمیق عملکرد، انواع سری‌ها (مانند 4WRA یا 4WREE) و نکات طلایی در نگهداری شیر پروپرشنال Rexroth هستید، این مقاله دقیق‌ترین مرجع فارسی برای شماست. ما در اینجا نه تنها به معرفی محصول می‌پردازیم، بلکه دیدگاه‌های فنی یک متخصص هیدرولیک را برای انتخاب صحیح به شما ارائه می‌دهیم.

 

شیر هیدرولیک پروپرشنال چیست؟ (تفاوت با شیرهای معمولی)

پیش از آنکه به صورت اختصاصی به شیر پروپرشنال رکسروت بپردازیم، باید مفهوم “پروپرشنال” (Proportional) یا “تناسبی” را درک کنیم.

در شیرهای هیدرولیک معمولی (Solenoid Valves)، عملکرد به صورت صفر و یک است؛ یعنی شیر یا کاملاً باز است یا کاملاً بسته. این امر باعث ایجاد ضربه (شوک هیدرولیکی) می‌شود و امکان کنترل سرعت یا شتاب را به صورت پیوسته نمی‌دهد.

اما در شیر پروپرشنال، اسپول (Spool) شیر به تناسب شدت جریان الکتریکی ورودی به بوبین، حرکت می‌کند. به زبان ساده:

• اگر ۱۰٪ جریان وارد شود، شیر ۱۰٪ باز می‌شود.
• اگر ۵۰٪ جریان وارد شود، شیر ۵۰٪ باز می‌شود.

این ویژگی به مهندسان اجازه می‌دهد تا دبی (Flow) و فشار (Pressure) را به صورت بی‌نهایت متغیر و پیوسته کنترل کنند. برند Rexroth پیشگام جهانی در توسعه این تکنولوژی با بالاترین ضریب اطمینان است.

 

چرا شیر پروپرشنال رکسروت (Bosch Rexroth)؟

انتخاب شیر پروپرشنال Rexroth تنها یک خرید نیست، بلکه سرمایه‌گذاری بر روی تداوم تولید است. دلایل اصلی که صنایع مادر در ایران و جهان از این برند استفاده می‌کنند عبارتند از:

1. دقت تکرارپذیری (Repeatability): اگر فرمانی را صد بار به شیر ارسال کنید، دقیقاً صد بار همان خروجی را دریافت می‌کنید.
2. هیسترزیس (Hysteresis) پایین: اختلاف ناچیز بین فرمان رفت و برگشت اسپول، که منجر به دقت فوق‌العاده در پوزیشن‌گیری می‌شود.
3. تنوع مدل‌ها: رکسروت برای هر نیازی، از یک کنترل دبی ساده تا کنترل موقعیت حلقه بسته (Closed-Loop)، راهکاری دارد.
4. الکترونیک پیشرفته (OBE): بسیاری از مدل‌های شیر پروپرشنال رکسروت دارای برد الکترونیکی سرخود (On-Board Electronics) هستند که نویزپذیری را کاهش داده و نصب را آسان می‌کند.

 

انواع شیرهای پروپرشنال رکسروت بر اساس عملکرد

برای تسلط بر مبحث، باید دسته‌بندی‌های اصلی این شیرها را بشناسید. رکسروت محصولات خود را در سه دسته کلی عرضه می‌کند:

 

۱. شیرهای کنترل جهت پروپرشنال (Directional Proportional Valves)

این پرکاربردترین نوع شیر پروپرشنال رکسروت است. این شیرها همزمان جهت جریان (مسیر روغن) و مقدار جریان (سرعت جک یا هیدروموتور) را کنترل می‌کنند.

سری بدون فیدبک (مانند 4WRA): این سری برای کاربردهایی که نیاز به دقت “خوب” اما نه “فوق‌العاده” دارند استفاده می‌شود. سنسور موقعیت اسپول (LVDT) ندارند و قیمت مناسب‌تری دارند.

سری با فیدبک (مانند 4WREE): این شیرها دارای سنسور LVDT هستند که موقعیت دقیق اسپول را لحظه‌به‌لحظه به کارت کنترل گزارش می‌دهد. این امر خطای ناشی از اصطکاک یا آلودگی را به حداقل می‌رساند.

سری پیلوت‌دار (مانند 4WRZ): برای دبی‌های بالا (مثلاً ۴۰۰ لیتر بر دقیقه به بالا) از این شیرها استفاده می‌شود که یک شیر کوچک پروپرشنال، شیر اصلی بزرگتر را تحریک می‌کند.

 

۲. شیرهای کنترل فشار پروپرشنال (Pressure Proportional Valves)

زمانی که نیاز دارید فشار سیستم را در طول یک سیکل کاری تغییر دهید (مثلاً در دستگاه پرس: فشار کم در حرکت سریع، فشار بالا در لحظه پرس)، از این شیرها استفاده می‌شود.

• Relief Valves (مانند DBET): برای محدود کردن فشار سیستم به صورت الکترونیکی.
• Reducing Valves (مانند 3DREP): برای کاهش فشار در یک شاخه خاص از مدار.

 

۳. شیرهای کنترل دبی پروپرشنال (Flow Control Proportional Valves)

این شیرها (مانند سری 2FRE) صرفاً برای کنترل سرعت (دبی) فارغ از تغییرات فشار استفاده می‌شوند و معمولاً دارای جبران‌کننده فشار (Pressure Compensator) هستند تا سرعت جک با تغییر بار تغییر نکند.

 

بررسی تخصصی مدل‌های پرفروش شیر پروپرشنال Rexroth

سری 4WRA (اقتصادی و کارآمد)

این مدل یک شیر پروپرشنال رکسروت با عملکرد مستقیم (Direct Operated) است.

• کاربرد: ماشین‌های تزریق پلاستیک معمولی، نوار نقاله‌ها.
• ویژگی: بدون سنسور فیدبک، تعمیرات آسان‌تر، نیاز به کارت آمپلی‌فایر جداگانه.
• سایزها: معمولاً سایز ۶ و ۱۰ (CETOP 3 & 5).

 

سری 4WREE (دقت بالا با OBE)

زمانی که صحبت از شیر پروپرشنال Rexroth با تکنولوژی OBE می‌شود، این سری می‌درخشد.

OBE چیست؟ برد الکترونیکی روی کله شیر نصب شده است. شما فقط کابل تغذیه (24V) و فرمان (مثلاً 0-10V) را وصل می‌کنید.

مزیت: حذف کابل‌کشی‌های طولانی بین شیر و تابلو برق که باعث کاهش نویز می‌شود. دارای سنسور LVDT برای نظارت بر موقعیت اسپول.

 

سری 4WRPE و 4WRKE (پاسخ فرکانسی بالا)

این‌ها شیرهای “High Response” هستند که مرز بین شیرهای پروپرشنال و سروو (Servo) را کمرنگ کرده‌اند.

• ویژگی: سرعت پاسخ‌دهی بسیار بالا (در حد میلی‌ثانیه).
• کاربرد: شبیه‌سازهای حرکت، تست‌بندهای خودرو، صنایع نظامی.

 

تفاوت شیر پروپرشنال و شیر سروو (Servo Valve)

یکی از سوالات رایج مهندسین این است: “آیا باید شیر پروپرشنال بخرم یا شیر سروو؟”

ویژگی	شیر پروپرشنال رکسروت (Proportional)	شیر سروو (Servo)
تکنولوژی	معمولاً Spool-in-Body (اسپول در بدنه)	معمولاً Flapper-Nozzle (فلاپر نازل)
حساسیت به آلودگی	متوسط (تحمل بهتر نسبت به کثیفی روغن)	بسیار بالا (نیاز به فیلتراسیون مطلق)
پاسخ فرکانسی	خوب تا عالی (تا ۱۰۰ هرتز)	بسیار عالی (تا ۴۰۰ هرتز و بالاتر)
قیمت	متوسط تا بالا	بسیار گران
تعمیرات	قابل تعمیر در کارگاه‌های تخصصی	بسیار دشوار و تخصصی

امروزه شیر پروپرشنال Rexroth سری‌های High Response (مثل 4WRPE) جایگزین بسیاری از شیرهای سروو قدیمی شده‌اند زیرا هم ارزان‌ترند و هم حساسیت کمتری به آلودگی دارند.

 

نقش کارت‌های امپلی‌فایر (Amplifier Cards) در عملکرد شیر

یک شیر پروپرشنال رکسروت بدون کارت درایور (Amplifier) تنها یک تکه فلز است. کارت‌های الکترونیکی وظیفه دارند سیگنال کنترلی (مثلاً ۰ تا ۱۰ ولت PLC) را به جریان الکتریکی (Amps) مورد نیاز بوبین تبدیل کنند.

ویژگی‌های کلیدی که کارت‌های رکسروت (سری VT) ارائه می‌دهند:

1. Ramp Generator: جلوگیری از تغییرات ناگهانی. مثلاً اگر فرمان از ۰ به ۱۰۰ برود، کارت آن را در مدت ۲ ثانیه (قابل تنظیم) اعمال می‌کند تا سیستم “لگد” نزند.
2. Dither Signal: یک سیگنال فرکانس بالا و دامنه پایین که دائماً اسپول را می‌لرزاند تا بر اصطکاک استاتیک (Stick-slip) غلبه کند و شیر سریع‌تر پاسخ دهد.
3. Deadband Compensation: جبران ناحیه مرده شیر (جایی که شیر جریان می‌گیرد اما هنوز روغن عبور نمی‌کند).

نکته مهم: در مدل‌های OBE، تمام این تنظیمات در کارخانه روی بردِ خودِ شیر انجام شده است، اما امکان تغییر پارامترها با نرم‌افزار یا دستگاه دستی (Hand-held) وجود دارد.

 

عیب‌یابی و نگهداری شیر پروپرشنال رکسروت

بزرگترین دشمن شیر پروپرشنال Rexroth، آلودگی روغن است. فاصله‌ی بین اسپول و بدنه در این شیرها در حد چند میکرون است.

چک‌لیست نگهداری:

• فیلتراسیون: استفاده از فیلترهای فشار خطی (Pressure Filter) با مش ۱۰ میکرون یا کمتر دقیقاً قبل از شیر الزامی است.
• دمای روغن: دمای بالای ۶۰ درجه سانتی‌گراد باعث کاهش ویسکوزیته و افزایش نشتی داخلی می‌شود که دقت شیر را مختل می‌کند.
• بررسی کابل‌ها: بسیاری از مشکلات “خرابی شیر”، در واقع قطعی در کابل فیدبک یا تغذیه است.

 

نشانه‌های خرابی:

1. لرزش یا نوسان (Hunting): جک در موقعیت خود ثابت نمی‌ماند و عقب و جلو می‌رود. (معمولاً مشکل از تنظیمات PID کنترلر یا خرابی سنسور LVDT است).
2. عدم پاسخ به فرمان: ممکن است بوبین سوخته باشد یا اسپول در اثر ذرات جامد گیر کرده باشد (Jamming).
3. حرکت پله‌ای: اگر حرکت نرم نیست، احتمالا سیگنال Dither قطع شده یا اصطکاک داخلی زیاد است.

 

راهنمای خرید شیر پروپرشنال رکسروت

هنگام سفارش یا استعلام قیمت شیر پروپرشنال Rexroth، باید اطلاعات زیر را از روی پلاک شیر (Type Code) استخراج کنید. کدخوانی رکسروت یک مهارت حیاتی است.

مثال کد: `4WRA 6 E 30-2X / G24 K4 / V`

1. سری شیر: (مثلاً 4WRA یا 4WREE).
2. سایز اسمی (Nominal Size): سایز ۶، ۱۰، ۱۶، ۲۵ و… (نشان‌دهنده دبی عبوری).
3. نوع اسپول (Spool Symbol): معمولاً با حروف E, W, V نشان داده می‌شود. (نشان می‌دهد در حالت وسط، پورت‌ها به هم راه دارند یا بسته هستند).
4. دبی نامی: (مثلاً 30 لیتر بر دقیقه در افت فشار ۱۰ بار).
5. سری ساخت (Series): (مثلاً 2X). این عدد برای ابعاد نصب مهم نیست اما برای قطعات داخلی مهم است.
6. ولتاژ بوبین: معمولاً 24V DC.
7. آپشن‌ها: داشتن یا نداشتن OBE، نوع کانکتور برق و…

هشدار: بازار ایران پر از شیرهای چینی طرح رکسروت است. شیرهای اصلی Bosch Rexroth دارای هولوگرام، کیفیت ریخته‌گری بسیار بالا و پلاک‌های فلزی یا لیزری دقیق هستند. خرید از تأمین‌کنندگان معتبر برای اجتناب از کالای تقلبی حیاتی است.

 

کاربردهای صنعتی شیرهای پروپرشنال Rexroth در ایران

• صنعت فولاد: در سیستم‌های نورد و کوره‌های قوس الکتریکی برای کنترل دقیق الکترودها.
• تزریق پلاستیک: کنترل فشار گیره و سرعت تزریق برای تولید قطعات با کیفیت و بدون پلیسه.
• پرس‌های هیدرولیک: کنترل رم (Ram) پرس برای کشش عمیق فلزات.
• صنایع چوب و کاغذ: کنترل ضخامت و فشار غلطک‌ها.
• توربین‌های بادی و گازی: کنترل زاویه پره (Pitch Control) با استفاده از شیرهای بسیار دقیق رکسروت.

 

چرا رکسروت انتخاب نهایی است؟

در نهایت، شیر پروپرشنال رکسروت ترکیبی از مهندسی مکانیک دقیق آلمانی و الکترونیک پیشرفته است. اگرچه قیمت اولیه آن ممکن است نسبت به برندهای متفرقه بالاتر باشد، اما طول عمر بالا، کاهش ضایعات تولید و عدم توقف خط تولید، این هزینه را در کوتاه‌مدت جبران می‌کند.

برای دستیابی به یک سیستم هیدرولیک مدرن، هوشمند و قابل اعتماد، استفاده از تکنولوژی شیر پروپرشنال Rexroth یک انتخاب نیست، بلکه یک استاندارد صنعتی است.

چه در حال طراحی یک یونیت هیدرولیک جدید باشید و چه در حال بروزرسانی (Retrofit) سیستم‌های قدیمی، رکسروت قدرتمندترین ابزار در دستان شماست.