شیر پروپرشنال رکسروت 4WRAE

شیر پروپرشنال رکسروت 4WRAE

راهنمای جامع شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت: بررسی فنی، عملکرد و نکات مهم خرید

در دنیای پیچیده سیستم‌های هیدرولیک مدرن، دقت و کنترل‌پذیری حرف اول را می‌زند. زمانی که صحبت از کنترل دقیق دبی و جهت جریان سیال در مدارهای هیدرولیک به میان می‌آید، نام کمپانی بوش رکسروت (Bosch Rexroth) به عنوان پیشرو در فناوری درایو و کنترل می‌درخشد. در میان طیف وسیع محصولات این شرکت، شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت به عنوان یکی از شاهکارهای مهندسی، نقشی حیاتی در صنایع حساس و دقیق ایفا می‌کند.

اگر شما مهندس مکانیک، مدیر فنی کارخانه یا مسئول خرید قطعات صنعتی هستید، درک عمیق از عملکرد، مشخصات فنی و نحوه نگهداری شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth برای بهینه‌سازی سیستم‌های شما ضروری است. در این مقاله تخصصی، ما نه تنها به بررسی ساختار این شیر می‌پردازیم، بلکه تمامی زوایای پنهان نصب، عیب‌یابی و کدخوانی آن را برای شما روشن خواهیم کرد.

 

شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت چیست؟

شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت یک شیر کنترل جهت پروپرشنال (تناسبی) است که مستقیماً تحریک می‌شود (Direct Operated) و مجهز به الکترونیک داخلی یا On-Board Electronics (OBE) است. وجود حرف “E” در انتهای کد این مدل (4WRAE)، نشان‌دهنده همین ویژگی الکترونیک مجتمع است که آن را از مدل‌های معمولی 4WRA متمایز می‌کند.

این شیرها برای کنترل جهت و مقدار جریان سیال هیدرولیک طراحی شده‌اند. برخلاف شیرهای دایرکشنال معمولی (Bang-Bang) که تنها دو حالت باز یا بسته دارند، شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth می‌تواند اسپول (Spool) خود را در هر موقعیتی بین باز و بسته کامل نگه دارد. این ویژگی به سیستم اجازه می‌دهد تا شتاب، سرعت و موقعیت عملگرها (مانند جک‌ها و هیدروموتورها) را با دقتی مثال‌زدنی کنترل کند.

 

ویژگی‌های کلیدی در یک نگاه:

• تحریک مستقیم: واکنش سریع به سیگنال‌های ورودی.
• الکترونیک داخلی (OBE): بی‌نیاز از کارت درایور اکسترنال و کاهش سیم‌کشی تابلو برق.
• فیدبک موقعیت: دارای سنسور موقعیت (LVDT) برای کنترل حلقه بسته اسپول.
• سایزهای استاندارد: عمدتاً در سایزهای NG6 و NG10 (CETOP 3 و CETOP 5) تولید می‌شود.
• فشار کاری بالا: قابلیت تحمل فشار تا 315 بار در پورت‌های P، A و B.

 

بررسی فنی و ساختار داخلی شیر 4WRAE

برای درک اینکه چرا شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت تا این حد محبوب است، باید به “آناتومی” آن نگاهی بیندازیم. این شیر از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:

1. بدنه شیر (Valve Body): جایی که پورت‌های اصلی (P, T, A, B) قرار دارند و اسپول در آن حرکت می‌کند.
2. سلونوئیدهای پروپرشنال (Proportional Solenoids): این مگنت‌ها با دریافت جریان الکتریکی متغیر، نیرویی متناسب تولید می‌کنند که اسپول را هل می‌دهد.
3. اسپول کنترلی (Control Spool): قلب تپنده شیر که با طراحی‌های مختلف (مانند E, W, V) مسیر جریان را تعیین می‌کند.
4. الکترونیک مجتمع (Integrated Electronics – OBE): مغز متفکر شیر که روی بدنه سوار شده و وظیفه کنترل جریان ارسالی به سلونوئیدها و خواندن فیدبک را بر عهده دارد.

 

عملکرد الکترونیک OBE در شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth

وجود OBE بزرگترین مزیت این سری است. در این سیستم، کارت درایور و آمپلی‌فایر درون یک محفظه فلزی روی خود شیر تعبیه شده‌اند. شما تنها نیاز دارید یک منبع تغذیه 24 ولت و یک سیگنال فرمان (مثلاً 0 تا 10 ولت یا 4 تا 20 میلی‌آمپر) را به سوکت 7 پین شیر متصل کنید.

سیستم الکترونیکی به صورت پیوسته موقعیت واقعی اسپول را از طریق سنسور القایی جابجایی (Position Transducer) اندازه‌گیری کرده و آن را با سیگنال ورودی (فرمان اپراتور یا PLC) مقایسه می‌کند. هرگونه انحراف بلافاصله توسط مدار داخلی تصحیح می‌شود. این یعنی هیسترزیس (Hysteresis) بسیار پایین و تکرارپذیری (Repeatability) فوق‌العاده بالا.

 

مشخصات فنی و دیتاشیت (Data Sheet)

هنگام انتخاب شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت، توجه به پارامترهای فنی حیاتی است. در جدول زیر خلاصه‌ای از مشخصات فنی معمول برای سایزهای 6 و 10 آورده شده است:

پارامتر	توضیحات فنی
نوع شیر	4/2 یا 4/3 راهه پروپرشنال دایرکشنال
حداکثر فشار کاری	315 بار (برای پورت‌های A, B, P)
دبی نامی (در 10 بار افت فشار)	سایز 6: تا 30 لیتر/دقیقه   سایز 10: تا 60 لیتر/دقیقه
ولتاژ تغذیه	24V DC
سیگنال فرمان	±10V (استاندارد) یا 4-20mA
کانکتور الکتریکی	7P (7 پین طبق استاندارد DIN EN 175201-804)
دمای کاری سیال	-20 تا +80 درجه سانتی‌گراد
ویسکوزیته سیال	10 تا 800 میلی‌متر مربع بر ثانیه
کلاس تمیزی روغن	حداکثر کلاس 20/18/15 طبق ISO 4406

نکته مهم: استفاده از روغن کثیف قاتل شیرهای پروپرشنال است. فاصله بین اسپول و بدنه در شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth در حد میکرون است؛ ذرات آلودگی می‌توانند باعث گیر کردن اسپول و خرابی سنسور موقعیت شوند.

 

رمزگشایی کد فنی (Ordering Code)

یکی از چالش‌های خریداران، خواندن پلاک شیر است. بیایید یک نمونه کد متداول مانند `4WRAE 6 E 30-2X/G24K31/A1V` را بررسی کنیم تا دقیقاً بدانید چه چیزی سفارش می‌دهید:

1. 4: تعداد پورت‌های اصلی (4 راهه).
2. WRA: سری شیر (شیر جهتی پروپرشنال).
3. E: با الکترونیک مجتمع (OBE). اگر این حرف نباشد، شیر نیاز به کارت درایور جداگانه دارد.
4. 6: سایز نامی شیر (NG6).
5. E: نوع اسپول (مثلاً E به معنی مرکز بسته است).
6. 30: دبی نامی بر حسب لیتر بر دقیقه (در افت فشار 10 بار).
7. 2X: سری ساخت (اعداد 20 تا 29، ابعاد نصب و عملکرد یکسان است).
8. G24: ولتاژ تغذیه 24 ولت DC.
9. K31: نوع کانکتور الکتریکی (استاندارد 7 پین).
10. A1V: نوع سیگنال فرمان (مثلاً ±10V).

دانستن این کدها برای جایگزینی صحیح شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت قدیمی با نو بسیار حیاتی است. اشتباه در حرف “نوع اسپول” می‌تواند کل عملکرد دستگاه شما را مختل کند.

 

کاربردهای صنعتی شیر پروپرشنال 4WRAE

چرا صنایع هزینه بالاتری برای شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth نسبت به شیرهای معمولی پرداخت می‌کنند؟ پاسخ در “کنترل منحنی حرکت” است. این شیرها در صنایع زیر کاربرد وسیعی دارند:

1. ماشین‌های تزریق پلاستیک

در مرحله تزریق و فشار دوم (Holding Pressure)، نیاز به کنترل دقیق فشار و سرعت است. شیر 4WRAE با پاسخ‌دهی سریع خود، کیفیت قطعات پلاستیکی را تضمین می‌کند و از ایجاد پلیسه یا نقص در قطعه جلوگیری می‌کند.

2. پرس‌های هیدرولیک

در پرس‌کاری دقیق، سرعت پایین آمدن رام (Ram) باید در لحظه برخورد با قطعه کار کاهش یابد و سپس با فشار کنترل شده عملیات انجام شود. این پروفایل حرکتی تنها با شیرهای پروپرشنال باکیفیت مثل رکسروت امکان‌پذیر است.

3. صنایع چوب و کاغذ

برای کنترل دقیق ضخامت ورق‌ها و حرکت غلطک‌ها، نیاز به شیرهایی است که بتوانند موقعیت را با دقت میکرونی حفظ کنند.

4. دستگاه‌های شبیه‌ساز (Simulators)

در شبیه‌سازهای پرواز یا خودرو، حرکت جک‌ها باید کاملاً نرم و مطابق با نرم‌افزار شبیه‌سازی باشد. هرگونه لرزش یا تاخیر (Lag) باعث غیرواقعی شدن شبیه‌سازی می‌شود. شیر 4WRAE به دلیل هیسترزیس پایین، انتخابی عالی برای این کاربرد است.

 

نصب و راه‌اندازی اصولی

نصب شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت حساس‌تر از شیرهای معمولی است. رعایت نکات زیر عمر شیر شما را تضمین می‌کند:

• فیلتراسیون: قبل از نصب، اطمینان حاصل کنید که روغن سیستم کاملاً تمیز است. استفاده از فیلترهای فشار خطی (Pressure Filter) قبل از شیر پروپرشنال توصیه می‌شود.
• هواگیری: پس از نصب، سیستم را هواگیری کنید. وجود هوا در پشت اسپول یا در محفظه مگنت باعث لرزش و صدای زوزه در شیر می‌شود و دقت کنترل را از بین می‌برد.
• سیم‌کشی شیلد دار: کابل‌های فرمان متصل به بخش OBE باید حتماً شیلد دار (Shielded) باشند و شیلد تنها از یک طرف (سمت تابلو برق) به زمین (Earth) متصل شود تا از نویزهای الکترومغناطیسی جلوگیری شود.
• جهت نصب: ترجیحاً شیر را به صورت افقی نصب کنید. نصب عمودی در طولانی مدت ممکن است باعث رسوب ذرات در انتهای اسپول شود (هرچند رکسروت نصب در هر جهتی را مجاز دانسته است).

 

عیب‌یابی (Troubleshooting) شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth

حتی بهترین تجهیزات هم ممکن است دچار مشکل شوند. اگر شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth شما کار نمی‌کند، مراحل زیر را چک کنید:

1. شیر هیچ واکنشی نشان نمی‌دهد

تغذیه برق: آیا ولتاژ 24 ولت به پین‌های A و B سوکت رسیده است؟ (دقت کنید افت ولتاژ زیر 21 ولت می‌تواند باعث خاموشی الکترونیک شود).

سیگنال فرمان: ولتاژ فرمان (مثلاً 5 ولت برای نصف دبی) را روی پین‌های D و E چک کنید.

پین Enable: در برخی مدل‌ها پین C باید به 24 ولت متصل باشد تا شیر فعال شود.

2. حرکت عملگر لرزش دارد (Jerky Movement)

این مشکل معمولاً ناشی از اصطکاک مکانیکی (Stiction) نیست، بلکه اغلب به دلیل تنظیم نبودن پارامترهای کنترلی (PID) در PLC یا وجود هوا در روغن است.

همچنین خرابی سنسور LVDT داخل شیر می‌تواند سیگنال فیدبک نویزی ایجاد کند که باعث لرزش اسپول می‌شود.

3. نشتی داخلی زیاد است

اگر شیر در حالت مرکز بسته (Null Position) نشتی دارد و جک حرکت می‌کند، احتمالاً لبه‌های اسپول به دلیل آلودگی روغن دچار سایش شده‌اند. در این حالت تعویض اسپول یا کل شیر ضروری است.

 

مقایسه 4WRAE با رقبا و مدل‌های دیگر

زمانی که صحبت از شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت می‌شود، اغلب با مدل‌های دیگری مقایسه می‌گردد:

• در برابر 4WRA (بدون E): مدل بدون E ارزان‌تر است اما نیاز به کارت آمپلی‌فایر جداگانه دارد. مدل 4WRAE به دلیل کالیبره شدن کارت و شیر در کارخانه، دقت بالاتری دارد و دردسر تنظیمات کمتری دارد.
• در برابر شیرهای سروو (Servo Valves): شیرهای سروو (مانند سری 4WS) دینامیک و پاسخ‌دهی بسیار سریع‌تری دارند اما قیمت آن‌ها چندین برابر 4WRAE است و به شدت به آلودگی حساس‌اند. برای 90% کاربردهای صنعتی، سری 4WRAE بهترین تعادل بین قیمت و کارایی را ارائه می‌دهد.
• در برابر برندهای چینی و متفرقه: نمونه‌های کپی چینی شاید ظاهری مشابه داشته باشند، اما در بخش الکترونیک (OBE) و کیفیت آلیاژ اسپول ضعف دارند. این ضعف خود را در “رانش حرارتی” (Thermal Drift) نشان می‌دهد؛ یعنی با گرم شدن روغن، رفتار شیر تغییر می‌کند، مشکلی که در شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth اصلی دیده نمی‌شود.

 

راهنمای خرید و تشخیص اصالت کالا

متأسفانه بازار ایران مملو از شیرهای استوک رنگ‌شده یا چینی است که به نام اصلی فروخته می‌شوند. برای خرید مطمئن شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت به نکات زیر توجه کنید:

1. پلاک مشخصات: پلاک رکسروت اصلی فلزی و پرچ شده نیست، بلکه معمولاً لیبل‌های نقره‌ای بسیار باکیفیت یا حک لیزری دقیق است. فونت‌های چاپی باید کاملاً واضح باشند.
2. بسته‌بندی: کارتن‌های اصلی بوش رکسروت دارای لیبل‌های اصالت کالا و بارکد قابل اسکن هستند.
3. درپوش‌های محافظ: پورت‌های شیر نو باید با درپوش‌های پلاستیکی رنگی (معمولاً زرد یا شفاف) پوشانده شده باشند و داخل پورت‌ها ردی از روغن سیاه (نشانه کارکرد قبلی) نباشد. (البته تست کارخانه با روغن تمیز انجام می‌شود).
4. گارانتی: همیشه از فروشندگانی خرید کنید که ضمانت عملکرد و اصالت کالا ارائه می‌دهند.

چرا 4WRAE انتخاب حرفه‌ای‌هاست؟

انتخاب شیر پروپرشنال 4WRAE رکسروت سرمایه‌گذاری بر روی کیفیت خط تولید شماست. این شیر با ترکیب مکانیک دقیق آلمانی و الکترونیک پیشرفته، به شما امکان می‌دهد کنترل کاملی بر فرآیندهای هیدرولیک خود داشته باشید. چه به دنبال ارتقای دستگاه‌های قدیمی باشید و چه در حال طراحی یک یونیت هیدرولیک جدید، شیر پروپرشنال 4WRAE Rexroth با قابلیت اطمینان بالا، نصب آسان (به لطف OBE) و طول عمر طولانی، هزینه‌های توقف خط تولید (Downtime) را به حداقل می‌رساند.

به یاد داشته باشید، هیدرولیک علم جزئیات است و رکسروت استاد بی‌رقیب این جزئیات است.