ความแตกต่างระหว่างวาล์วควบคุมตามสัดส่วนและเซอร์โววาล์ว

การแนะนำ

บทความนี้สรุปงานของ ISO ในการพัฒนามาตรฐานใหม่สำหรับการทดสอบวาล์วควบคุมแบบมอดูเลตทางไฟฟ้า (แทนที่ ISO 6604 ด้วย ISO 10770-1) โดยเฉพาะเพื่อตอบคำถามที่ว่าอะไรคือสิ่งที่ทำให้เซอร์โววาล์วแตกต่างจากวาล์วสัดส่วน เพื่อชี้แจงปัญหานี้ สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกัน (ANSI) ได้ให้ทุนสนับสนุนโครงการที่สถาบันพลังงานของไหลแห่งสถาบันเทคโนโลยีมิลวอกีโดยเฉพาะเพื่อดำเนินการวิจัยแบบกำหนดเป้าหมาย ตลอดระยะเวลาหนึ่งปี โครงการนี้ได้จัดทำข้อเสนอแนะเพื่อแก้ไขปัญหาด้านมาตรฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเสนอคำจำกัดความสำหรับคำสำคัญสองคำของ 'เซอร์โววาล์ว' และ 'วาล์วสัดส่วน' ต่อมาคำจำกัดความเหล่านี้ถูกนำมาใช้อย่างเป็นทางการเป็นคำศัพท์และคำจำกัดความภายในมาตรฐาน ISO สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความเข้มงวดของกระบวนการกำหนดมาตรฐาน ISO

ปัจจุบัน คำจำกัดความของวาล์วควบคุมสัดส่วนและวาล์วเซอร์โวได้รวมเข้าไว้อย่างเป็นทางการในมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 17446-2024 ดังนี้:

เซอร์โววาล์ว: วาล์วควบคุมต่อเนื่องแบบมอดูเลตด้วยไฟฟ้า โดยมีเดดแบนด์น้อยกว่า 3% ของระยะชักของสปูล

วาล์วควบคุมตามสัดส่วน: วาล์วควบคุมต่อเนื่องแบบมอดูเลตไฟฟ้าที่มีเดดแบนด์ตั้งแต่ 3% ขึ้นไปของจังหวะสปูล

ข้อความต่อไปนี้ระบุเหตุผลที่จัดทำโดยผู้เขียนคำจำกัดความมาตรฐาน

ในเกือบทุกหลักสูตรการฝึกอบรมด้านอุตสาหกรรม มีคนถามฉันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ว่าวาล์วสัดส่วนและเซอร์โววาล์วแตกต่างกันอย่างไร ฉันค่อนข้างสนุกกับการได้ยินคำถามนี้ เพราะมันทำให้เราสนุกสนานเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม คำตอบที่สั้นที่สุดคือ: ฉันปฏิเสธที่จะเข้าร่วมการอภิปรายที่ไม่มีที่สิ้นสุดเหล่านี้ มาตรฐานทางเทคนิค ISO 10770-1 (สอดคล้องกับ GB/T 15623 'ระบบส่งกำลังไฮดรอลิก - วาล์วควบคุมไฮดรอลิกแบบมอดูเลตไฟฟ้า - ส่วนที่ 1: วิธีทดสอบสำหรับวาล์วควบคุมการไหลแบบสี่ทิศทาง') ให้คำจำกัดความบางประการ ก่อนที่จะอธิบาย ให้เราพิจารณาภูมิหลังทางประวัติศาสตร์บางประการก่อน

ข้อสรุปที่เชื่อถือได้: มาตรฐานแต่เพียงผู้เดียวอาศัยตัวบ่งชี้นี้

การเติบโตอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าที่นำไปใช้กับระบบไฮดรอลิกประเภทต่างๆ ได้จุดประกายความสนใจอย่างมากในวาล์วสัดส่วนและเซอร์โววาล์ว ในความเป็นจริง สิ่งนี้ไม่ได้หลุดพ้นจากความสนใจของคณะกรรมการด้านเทคนิคของ ISO เนื่องจากพวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบในการกำหนดมาตรฐานทางเทคนิคระหว่างประเทศ โดยเฉพาะ ISO/TC-131/SC-8 ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการกำหนดมาตรฐานของส่วนประกอบไฮดรอลิก

คณะกรรมการด้านเทคนิค TC-131 เป็นหน่วยงานภายในองค์กร ISO ที่รับผิดชอบเป็นพิเศษต่อการกำหนดมาตรฐานพลังงานของไหลทั้งหมด ในสหรัฐอเมริกา ตัวแทนที่รับผิดชอบมาตรฐาน ISO อยู่ในเครือของ ANSI (American National Standards Institute) อย่างไรก็ตาม ANSI มีอำนาจในการมอบหมายหน้าที่เลขาธิการของตนให้กับหน่วยงานทางเทคนิคระดับชาติอื่นๆ ของสหรัฐอเมริกา ในส่วนของพลังงานของไหลนั้น ANSI ได้อนุญาตให้องค์กร American National Fluid Power Organisation ซึ่งตั้งอยู่ในมิลวอกี

สำนักเลขาธิการของคณะอนุกรรมการ ISO/TC-131 SC-8 ตั้งอยู่ที่ British Standards Institution ในลอนดอน ซึ่งมุ่งเน้นที่การทดสอบอุปกรณ์กำลังของไหลเป็นหลัก รวมถึงวาล์วไฮดรอลิก (คณะอนุกรรมการสำนักเลขาธิการสถาบันมาตรฐานอังกฤษชุดที่ 8 เชี่ยวชาญในวิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์พลังงานของไหล รวมถึงวาล์ว ในปี พ.ศ. 2543 ISO ได้เผยแพร่มาตรฐานสากล ISO 10770-1 ซึ่งมีชื่อว่า 'กำลังของไหลไฮดรอลิก – วาล์วควบคุมไฮดรอลิกมอดูเลตด้วยไฟฟ้า – ส่วนที่ 1: วิธีทดสอบสำหรับวาล์วควบคุมการไหลแบบสี่ทิศทาง' ซึ่งครอบคลุมวิธีการทดสอบและวิธีการให้คะแนนสำหรับวาล์วเซอร์โวและวาล์วสัดส่วน)

ในปี พ.ศ. 2543 ISO ได้เผยแพร่มาตรฐานใหม่ ISO 10770-1 ซึ่งมีชื่อว่า "ระบบส่งกำลังไฮดรอลิก – วาล์วควบคุมไฮดรอลิกแบบมอดูเลตด้วยไฟฟ้า – ส่วนที่ 1: วิธีทดสอบสำหรับวาล์วควบคุมการไหลแบบสี่ทิศทาง" โดยครอบคลุมวิธีการทดสอบเป็นหลัก และมุ่งเป้าไปที่วาล์วสัดส่วนและเซอร์โววาล์วเป็นหลัก ISO 10770-1 แทนที่ ISO 6604 ซึ่งเกี่ยวข้องกับเซอร์โววาล์วเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ ISO 10770 จึงแสดงถึงการปรับปรุงที่สัมพันธ์กัน

ต้นกำเนิดของมาตรฐาน: ทำไมต้อง 3%

ในปี 1988 และ 1989 ที่สถาบันพลังงานของไหลของโรงเรียนวิศวกรรมมิลวอกี ฉันเป็นผู้นำโครงการวิจัยที่เน้นการใช้งานจริงของวาล์วสัดส่วนและเซอร์โว วัตถุประสงค์ประการหนึ่งคือการจัดเตรียมคำจำกัดความในรูปแบบของอภิธานศัพท์หรือตามที่เราเรียกกันว่ารายการคำศัพท์ (เพื่อให้คำจำกัดความที่แม่นยำสำหรับวาล์วสัดส่วนและเซอร์โว)

เราสำรวจผู้ผลิตที่เป็นที่รู้จักทั้งหมดที่ผลิตวาล์วดังกล่าวและสรุปคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของผลิตภัณฑ์ของตน เป้าหมายของเราคือการระบุความแตกต่างระหว่างพวกเขา

เพื่อระบุความแตกต่างในการใช้งานในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรม เราได้กำหนดคุณลักษณะดังต่อไปนี้:

วิธีการควบคุม (ดำเนินการ-นำร่องหรือ-ดำเนินการโดยตรง)

การตอบสนองความถี่

วิธีการตอบรับ (-ในตัวหรือภายนอก)

สปูลเดินทาง

การใช้งานวาล์ว (สำหรับการควบคุมลูปเปิด-หรือ-ลูปปิด)

ควบคุมความแม่นยำ

เมื่อเสร็จสิ้นการศึกษานี้ มีเพียงปัจจัยเดียวที่ทำให้ทั้งสองแยกความแตกต่างได้ นั่นคือ การเดินทางของสปูล

สิ่งนี้นำไปสู่คำจำกัดความของเซอร์โววาล์วและวาล์วสัดส่วนดังต่อไปนี้:

เซอร์โววาล์ว - วาล์วควบคุมทิศทางที่ควบคุมด้วยไฟฟ้าที่แปรผันอย่างต่อเนื่องโดยมีระยะชักน้อยกว่า 3%

วาล์วตามสัดส่วน - วาล์วควบคุมทิศทางที่แปรผันอย่างต่อเนื่องซึ่งควบคุมด้วยไฟฟ้าโดยมีระยะชักมากกว่า 3%

ด้วยเหตุนี้ เกณฑ์ '3%' จึงถูกรวมเข้ากับมาตรฐานสากลอย่างเป็นทางการ และกลายเป็นเกณฑ์ที่ยอมรับในระดับสากลสำหรับการจำแนกประเภท หากระยะชักเกิดขึ้นที่ 3% พอดี มาตรฐานระบุว่าวาล์วอาจจัดอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่ง โดยไม่มีข้อกำหนดบังคับ

คำจำกัดความเหล่านี้รวมอยู่ในบทสรุปของมาตรฐานคำศัพท์และเผยแพร่เมื่อโครงการเสร็จสิ้น เราคำนึงถึงข้อสรุปนี้และพยายามแนะนำคำศัพท์เฉพาะในบริบททางอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่นั้นมา ทุกครั้งที่มีโอกาส ฉันได้นำเสนอเป็นการส่วนตัวในการบรรยายของตัวเอง เช่นเดียวกับในการประชุม NFPA (National Fluid Power Association) และ ISO ทุกครั้ง ฉันประหลาดใจมากที่มีการต่อต้านน้อยมาก-ทั้งในขณะนั้นและขณะนี้ บางคนถามฉันว่า: 'ถ้าความคุ้มครองอยู่ที่ 3% พอดี จะต้องให้คำจำกัดความอย่างไร' คำตอบของฉันคือ: 'คุณเลือกเอง'

ฉันเชื่อว่าปัญหาเกิดจากการที่ผู้คนเริ่มใช้คำว่า 'เซอร์โววาล์ว' และ 'วาล์วสัดส่วน' เป็นครั้งแรก โดยไม่มีใครเคยนิยามไว้อย่างแม่นยำมาก่อน ผลลัพธ์ก็คือสำหรับวาล์วแต่ละวาล์วโดยเฉพาะ ผู้คนสามารถประดิษฐ์คำศัพท์ทุกประเภทได้จากอากาศที่เบาบาง คำจำกัดความของคำศัพท์ดังกล่าวอาจตกลงกันภายในบริษัทเดียว อย่างไรก็ตาม ในการติดต่อทางการค้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างประเทศ ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะแยกแยะความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างเซอร์โววาล์วและวาล์วสัดส่วน ในบางครั้ง นี่ไม่ได้เป็นเพียงปัญหาทางเทคนิคอีกต่อไป แต่ยังเป็นเรื่องของหลักการอีกด้วย

ข้อผิดพลาดทั่วไป: 'กฎที่ไม่ได้เขียนไว้' ของการทดสอบอัตราการไหลและแรงดันตก

คณะทำงาน ISO ที่รับผิดชอบในการพัฒนา ISO 10770-1 หลีกเลี่ยงปัญหาบางอย่างอย่างเชี่ยวชาญ โดยรู้ว่าการอภิปรายจะไม่มีวันยุติ อย่างไรก็ตาม คณะกรรมการต้องการจัดทำเอกสารที่ครอบคลุมทั้งเซอร์โววาล์วและวาล์วสัดส่วน แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้อย่างไรโดยไม่ต้องกำหนดคำจำกัดความก่อน? หลักการชี้นำมีความชัดเจน: ISO พยายามที่จะมุ่งเน้นไปที่มุมมองที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม กล่าวคือ วาล์วสัดส่วนมีแรงดันตกคร่อมต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวาล์วเซอร์โว ดังนั้น ภายในมาตรฐานวิธีทดสอบ ISO วาล์วสัดส่วนจึงถูกกำหนดให้เป็นวาล์วที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำกว่า

คณะกรรมการ ISO ตัดสินใจว่าเมื่อกำหนดอัตราการไหลที่กำหนดของเซอร์โววาล์ว แรงดันตกควรอยู่ที่ 1000 PSI หรือ 7 MPa (1015 PSI) ในขณะที่แรงดันตกคร่อมที่ใช้กำหนดอัตราการไหลที่กำหนดของวาล์วสัดส่วนควรเป็น 1 MPa หรือ 145 PSI

มาตรฐานประกอบด้วยประโยคต่อไปนี้: 'ตั้งค่าความดันรวมของวาล์วลดลงเป็น 1 MPa หรือ 7 MPa ตามความเหมาะสม' วลีนี้ "ขึ้นอยู่กับสถานการณ์" ให้ความรู้สึกว่าคณะกรรมการมาตรฐาน ISO กำลังตีตัวออกห่างจากเรื่องนี้ ใครเป็นคนกำหนด 'ขึ้นอยู่กับสถานการณ์'?

เหลือเพียงผู้ทดสอบเป็นผู้ตัดสินใจ! ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงอาจทำการทดสอบตามข้อกำหนดเฉพาะสำหรับเซอร์โววาล์วหรือวาล์วสัดส่วน ที่สำคัญกว่านั้น พวกเขามีอิสระในการกำหนดวาล์วได้ตามที่เห็นสมควร นี่คือเหตุผลว่าทำไมในทางปฏิบัติ เราจึงพบวาล์วสัดส่วนที่ทดสอบด้วยอัตราการไหลที่กำหนดโดยอิงจากแรงดันตกที่ 7 MPa นอกจากนี้เรายังมี 'วาล์วสัดส่วนเดดแบนด์เป็นศูนย์-อีกด้วย นี่คือสงครามแห่งความหมายที่ไม่มีใครชนะ!

แนวทางปฏิบัติ: ควรเลือกอย่างไรและใช้แทนกันได้?

มาตรฐานเป็นเพียงการกำหนด; พวกเขาไม่ได้กำหนดแอปพลิเคชัน เมื่อเลือกในทางปฏิบัติ สามคะแนนก็เพียงพอแล้ว:

1. ความแม่นยำในการควบคุม: เซอร์โววาล์วมีเดดแบนด์ขนาดเล็กและมีความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับระบบลูปปิด-ที่มีความแม่นยำสูง วาล์วสัดส่วนมีความเพียงพอและคุ้มค่า- เหมาะสำหรับการควบคุมทางอุตสาหกรรมทั่วไป

2. ความเร็วในการตอบสนอง: เซอร์โววาล์วมีการตอบสนองความถี่ที่สูงกว่า และเหมาะสำหรับระบบไดนามิกความเร็วสูง- วาล์วสัดส่วนให้เวลาตอบสนองปานกลางและตรงตามข้อกำหนดของอุปกรณ์ส่วนใหญ่

3. สภาพแวดล้อมและความน่าเชื่อถือ: เซอร์โววาล์วมีข้อกำหนดสูงด้านความสะอาดของน้ำมันและ 'ละเอียดอ่อน' มากกว่า วาล์วสัดส่วนมีความทนทานต่อการปนเปื้อนสูง ทนทานกว่า และบำรุงรักษาง่ายกว่า

โดยสรุป: ความแม่นยำสูง ไดนามิกสูง → เซอร์โววาล์ว; การใช้งานทั่วไป-ตามวัตถุประสงค์ ต้นทุนสูง-ประสิทธิผล → วาล์วปรับสัดส่วน

ครั้งถัดไปที่มีผู้โต้แย้งเกี่ยวกับวาล์วสัดส่วนกับเซอร์โววาล์ว เพียงอ้างอิงถึงมาตรฐานแห่งชาติ: เดดแบนด์ < 3%=เซอร์โววาล์ว มากกว่าหรือเท่ากับ 3%=วาล์วสัดส่วน

ผู้มีอำนาจป้องกันการโต้แย้ง ความเป็นมืออาชีพป้องกันความสับสน

แปลด้วย DeepL.com (เวอร์ชันฟรี)