شیر پروپرشنال رکسروت 2FRE

شیر پروپرشنال رکسروت 2FRE

بررسی تخصصی و راهنمای کامل شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت (Rexroth)

در دنیای پیچیده سیستم‌های هیدرولیک صنعتی، کنترل دقیق سرعت و جریان سیال، مرز بین یک سیستم معمولی و یک سیستم با کارایی بالاست. اگر در صنایع حساس مانند تزریق پلاستیک، پرس‌های هیدرولیک یا ماشین‌آلات ابزار دقیق فعالیت می‌کنید، قطعاً نام شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت به گوشتان خورده است. این شیرها که شاهکار مهندسی شرکت بوش رکسروت (Bosch Rexroth) آلمان هستند، استانداردهای کنترل جریان را بازتعریف کرده‌اند.

 

شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت چیست؟

شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت، یک شیر کنترل جریان دو راهه (2-Way Flow Control Valve) با تحریک الکتریکی است که برای تنظیم دقیق دبی سیال هیدرولیک، فارغ از تغییرات فشار و دما، طراحی شده است. عبارت “پروپرشنال” یا “تناسبی” به این معناست که خروجی جریان شیر دقیقاً متناسب با سیگنال الکتریکی ورودی تغییر می‌کند و رفتاری صفر و یکی (مانند شیرهای دایرکشنال معمولی) ندارد.

این شیرها معمولاً دارای جبران‌کننده فشار (Pressure Compensator) و جبران‌کننده دما هستند. این ویژگی باعث می‌شود که شیر پروپرشنال 2FRE Rexroth حتی در شرایطی که بار روی جک هیدرولیک تغییر می‌کند یا دمای روغن بالا می‌رود، سرعت عملگر را ثابت نگه دارد.

 

چرا سری 2FRE اهمیت دارد؟

سری 2FRE به دلیل پایداری بالا و هیسترزیس (Hysteresis) پایین، محبوب‌ترین انتخاب برای حلقه‌های کنترلی باز (Open Loop) است. این شیرها معمولاً در سایزهای 6، 10 و 16 تولید می‌شوند و قابلیت نصب بلوکی (Subplate Mounting) طبق استاندارد ISO 4401 را دارند.

 

مکانیزم عملکرد شیر پروپرشنال 2FRE Rexroth

برای درک عمیق‌تر، باید بدانیم در قلب این شیر چه می‌گذرد. عملکرد شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت بر اساس تعامل بین یک سلونوئید پروپرشنال، یک اوریفیس (روزنه) اندازه‌گیری متغیر و یک جبران‌کننده فشار است.

1. سلونوئید پروپرشنال (Proportional Solenoid)

بر خلاف بوبین‌های معمولی که فقط دو حالت قطع و وصل دارند، سلونوئید این شیر می‌تواند هسته مرکزی را در هر موقعیتی نگه دارد. وقتی ولتاژ یا جریان الکتریکی به کارت درایو (Amplifier) اعمال می‌شود، بوبین نیرو وارد کرده و اسپول (Spool) اصلی را حرکت می‌دهد.

 

2. اوریفیس متغیر (Variable Orifice)

با حرکت اسپول، سطح مقطع عبور روغن تغییر می‌کند. هرچه سیگنال قوی‌تر باشد، روزنه بازتر شده و جریان بیشتری عبور می‌کند. این دقت در باز شدن روزنه، کلید اصلی عملکرد شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت است.

 

3. جبران‌کننده فشار (Pressure Compensator)

این بخش حیاتی‌ترین قسمت برای ثابت نگه داشتن جریان است. فرض کنید بار روی سیلندر افزایش یابد؛ طبیعتاً فشار سیستم بالا می‌رود و طبق قوانین فیزیک، دبی باید کاهش یابد.

اما در شیر پروپرشنال 2FRE Rexroth، جبران‌کننده فشار وارد عمل شده و با تغییر وضعیت خود، اختلاف فشار (Delta P) در دو طرف اوریفیس را ثابت نگه می‌دارد. نتیجه؟ جریان خروجی علی‌رغم تغییر بار، ثابت می‌ماند.

نکته فنی: اغلب مدل‌های 2FRE دارای یک چک‌ولو (Check Valve) داخلی هستند که اجازه می‌دهد روغن در مسیر برگشت آزادانه از شیر عبور کند (Free reverse flow).

 

مشخصات فنی کلیدی (Technical Specifications)

هنگام انتخاب شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت، باید به پارامترهای زیر دقت کنید. این اعداد زبان مشترک مهندسان هیدرولیک هستند:

ویژگی	توضیحات فنی
سری (Series)	2FRE (سایزهای 6, 10, 16)
حداکثر فشار کاری	معمولاً تا 210 بار (Bar) یا 315 بار بسته به مدل
دبی نامی (Nominal Flow)	متغیر بر اساس سایز (از 2 لیتر تا 160 لیتر بر دقیقه)
ولتاژ بوبین	معمولاً 24V DC (نیاز به کارت درایو دارد)
هیسترزیس (Hysteresis)	کمتر از 5% (بسیار دقیق)
تکرارپذیری (Repeatability)	کمتر از 1%
استاندارد نصب	ISO 4401 (Cetop 3, Cetop 5)

 

تفاوت سایزها در شیرهای 2FRE

• 2FRE 6: کوچکترین سایز، مناسب برای دبی‌های پایین (معمولاً تا 25 لیتر بر دقیقه). ایده آل برای ماشین‌های ابزار دقیق.
• 2FRE 10: پرکاربردترین سایز، پوشش دبی تا حدود 60 لیتر بر دقیقه. مناسب برای اکثر دستگاه‌های تزریق پلاستیک.
• 2FRE 16: برای سیستم‌های با دبی بالا تا 160 لیتر بر دقیقه.

 

کاربردهای صنعتی شیر پروپرشنال 2FRE Rexroth

چرا صنایع بزرگ هزینه بالاتری برای خرید شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت نسبت به شیرهای دستی یا معمولی می‌پردازند؟ پاسخ در “کیفیت محصول نهایی” نهفته است.

1. ماشین‌های تزریق پلاستیک (Injection Molding)

در فرآیند تزریق، سرعت حرکت مارپیچ (Screw) و سرعت گیره باید دقیقاً کنترل شود. نوسان در سرعت باعث خرابی قطعه کار می‌شود. شیرهای 2FRE تضمین می‌کنند که پروفیل سرعت دقیقاً طبق برنامه PLC اجرا شود.

 

2. صنایع فلزی و نورد

در دستگاه‌های پرس و نورد که فشار بار دائماً در حال تغییر است، ثابت نگه داشتن سرعت جک‌ها حیاتی است. قابلیت جبران فشار این شیرها در اینجا می‌درخشد.

 

3. شبیه‌سازها (Simulators)

در شبیه‌سازهای پرواز یا سینماهای چندبعدی که نیاز به حرکات نرم (Smooth) و دقیق جک‌ها است، استفاده از شیرهای پروپرشنال اجتناب‌ناپذیر است.

 

نصب و راه‌اندازی شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت

نصب این شیرها نیازمند رعایت نکات ظریفی است تا از آسیب دیدن قطعه گران‌قیمت شما جلوگیری شود.

گام اول: تمیزی روغن (Oil Cleanliness)

شیرهای پروپرشنال دشمن آلودگی هستند. فاصله بین اسپول و بدنه (Clearance) در شیر پروپرشنال 2FRE Rexroth در حد میکرون است.

استاندارد روغن: حداقل سطح تمیزی باید طبق استاندارد NAS 1638 کلاس 7 تا 9 باشد.

فیلتراسیون: حتماً از فیلترهای فشار خطی (Pressure Filter) قبل از شیر استفاده کنید.

 

گام دوم: هواگیری (Bleeding)

پس از نصب، حتماً سیستم را هواگیری کنید. وجود حباب هوا در شیر باعث عملکرد ناپایدار، ایجاد صدا و خوردگی (Cavitation) می‌شود. پیچ‌های هواگیری روی بدنه شیر برای همین منظور تعبیه شده‌اند.

 

گام سوم: تنظیم کارت الکترونیکی (Amplifier Card)

شیر 2FRE به تنهایی کار نمی‌کند و نیاز به یک کارت درایو (مانند سری VT-VRPA1) دارد. تنظیم پارامترهای زیر روی کارت الزامی است:

• I-Min (جریان حداقل): برای غلبه بر اصطکاک اولیه و Deadband.
• I-Max (جریان حداکثر): برای محدود کردن حداکثر سرعت.
• Ramp Time: برای تنظیم شیب شتاب‌گیری و ترمز نرم.

 

راهنمای عیب‌یابی (Troubleshooting) شیر پروپرشنال 2FRE

حتی بهترین تجهیزات هم ممکن است دچار مشکل شوند. اگر شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت سیستم شما کار نمی‌کند، موارد زیر را چک کنید:

1. عدم جریان یا جریان کم:

آیا سیگنال الکتریکی به بوبین می‌رسد؟ (چراغ‌های LED کارت را چک کنید).

آیا پمپ روشن است و فشار سیستم تأمین می‌شود؟

احتمال گرفتگی اوریفیس توسط ذرات آلودگی وجود دارد.

 

2. نوسان در حرکت (Hunting):

هوا در سیستم وجود دارد.

تنظیمات Gain روی کارت درایو بیش از حد بالاست.

فنر جبران‌کننده فشار شکسته یا ضعیف شده است.

 

3. داغ شدن بیش از حد بوبین:

ولتاژ ورودی نامناسب است.

اسپول گیر کرده و بوبین تلاش بیش از حد برای حرکت دادن آن می‌کند.

هشدار ایمنی: هرگز سعی نکنید اسپول یا قطعات داخلی شیر را بدون دانش کافی و محیط ایزوله (Clean Room) باز کنید. این کار می‌تواند شیر را برای همیشه غیرقابل استفاده کند.

 

تفاوت شیر اصلی آلمان با نمونه‌های چینی

بازار ایران مملو از نمونه‌های کپی و “High Copy” است. تشخیص شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت اصلی از تقلبی برای خریداران چالش‌برانگیز است.

• پلاک و کد فنی: شیرهای اصلی دارای پلاک فلزی با حکاکی لیزری بسیار دقیق هستند. فونت‌های کج و ناخوانا نشانه تقلبی بودن است.
• کیفیت ریخته‌گری: بدنه شیرهای اصلی بوش رکسروت دارای سطح ریخته‌گری بسیار صاف و یکدست با رنگ‌آمیزی کوره‌ای باکیفیت است.
• تست ریپورت: شیرهای نو و اصلی معمولاً دارای برگه تست کارخانه هستند.
• قیمت: اگر قیمتی به شدت پایین‌تر از عرف بازار شنیدید، شک نکنید که با یک شیر چینی یا بازسازی شده (Refurbished) روبرو هستید.

 

کدخوانی شیرهای 2FRE

برای سفارش صحیح، باید معنی کدهای روی پلاک را بدانید. به عنوان مثال برای کد: 2FRE 10-4X/60LBK

• 2FRE: نوع شیر (2-way flow control, proportional).
• 10: سایز شیر (Size 10).
• 4X: سری ساخت (Component Series 40 to 49) – این عدد نشان‌دهنده ابعاد نصب و نسل تکنولوژی است.
• 60: حداکثر دبی (60 لیتر بر دقیقه).
• L: ولتاژ (معمولاً نشان دهنده نوع کانکتور یا ولتاژ خاص).
• K: نوع اتصالات الکتریکی.

دانستن این کدها برای جایگزینی صحیح شیر فرسوده با شیر پروپرشنال 2FRE Rexroth نو بسیار حیاتی است.

 

مزایای استفاده از تکنولوژی پروپرشنال در برابر سروو (Servo)

بسیاری می‌پرسند چرا به جای شیرهای سروو (Servo Valves) گران‌قیمت، از پروپرشنال استفاده کنیم؟

1. حساسیت کمتر به آلودگی: شیرهای 2FRE نسبت به شیرهای سروو در برابر ذرات معلق در روغن مقاوم‌ترند.
2. قیمت مناسب‌تر: هزینه خرید و نگهداری شیرهای پروپرشنال به مراتب کمتر است.
3. تعمیرپذیری آسان‌تر: عیب‌یابی و تعمیر این شیرها پیچیدگی کمتری نسبت به سیستم‌های سروو دارد.

با این حال، اگر سیستمی نیاز به فرکانس پاسخ‌دهی (Frequency Response) بسیار بالا (مثلاً بالای 100 هرتز) دارد، شیرهای سروو گزینه بهتری هستند، اما برای 90% کاربردهای صنعتی، شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت بهترین انتخاب است.

 

شیر پروپرشنال 2FRE رکسروت ترکیبی از دقت آلمانی و دوام صنعتی است. این شیر با قابلیت جبران فشار و دما، تضمین می‌کند که سیستم هیدرولیک شما در سخت‌ترین شرایط کاری نیز عملکردی یکنواخت و قابل پیش‌بینی داشته باشد.

سرمایه‌گذاری روی خرید نسخه اصلی (اورجینال) این شیر، به معنای کاهش توقفات خط تولید (Downtime)، افزایش کیفیت محصول نهایی و کاهش هزینه‌های تعمیرات در درازمدت است.

اگر به دنبال ارتقای سیستم هیدرولیک خود هستید یا نیاز به جایگزینی شیر معیوب دارید، انتخاب برند Rexroth و سری 2FRE، انتخابی است که پشیمانی در آن راه ندارد. فراموش نکنید که نگهداری صحیح، به ویژه فیلتراسیون روغن، عمر این قطعه ارزشمند را چندین برابر می‌کند.