FAQ

Servovalvole R-DDV® Risposte a Domande Frequenti
1. Le servovalvole R-DDV® sono intercambiabili con altre servovalvole esistenti?
Le servovalvole Woodward HRT R-DDV® possono essere utilizzate per sostituire la maggior parte delle servovalvole esistenti. Per alcune applicazioni può essere richiesta una piastra di interfaccia. Fate riferimento al grafico di intercambiabilità per determinare se è richiesta una piastra di adattamento. Vedi la domanda n.3 per i requisiti di alimentazione elettrici.2. L’accoppiamento tra il motore ed il cursore della valvola è soggetto ad usura?
L’accoppiamento eccentrico che comanda il cursore comprende materiali come acciaio 440C e carburo di tungsteno, ed è impiegato in migliaia di applicazioni dei nostri clienti. La durata di vita tipica dell’accoppiamento prima che mostri effetti di usura significativi supera di gran lunga i 100 milioni di cicli a corsa completa. In una applicazione specifica di un ns. cliente, la servovalvola R-DDV® ha dimostrato prestazioni accettabili dopo oltre 500 milioni di cicli in un sistema di test di durata.3. Quali sono i requisiti di alimentazione elettrica?
L’alimentazione di potenza elettrica raccomandata è 24Vcc(± 0.5 V), 2 A minimo. Il picco di corrente della valvola è di 2 A sebbene la corrente utilizzata mediamente sia molto minore. Il picco di corrente (2A) è richiesto soltanto per eludere l’eventuale presenza di contaminazione tra il cursore ed il suo alloggiamento (particolato) o durante azionamenti con caratteristiche dinamiche estreme. La corrente media richiesta è in funzione della pressione di esercizio e la dinamica del sistema.4. Quale elettronica di supporto è disponibile?
Woodward HRT offre schede di controllo per l’uso con le servovalvole R-DDV® per completare il servo sistema. Le schede di controllo sono utilizzate per chiudere il loop del servo sistema. Al momento sono disponibili quattro versioni. Vedi la sezione “Elettronica di Controllo“.5. Qual’è la condizione di ricoprimento zero (null lap)?
La condizione di null lap influisce sulle caratteristiche di portata della valvola attraverso la regione di zero (null), o “di flusso assente”. Fisicamente, è la relazione tra le estremità di controllo del flusso del cursore scorrevole e le estremità di controllo del flusso nell’alloggiamento fisso.

Quando una valvola zero-lap “perfetta” viene comandata a zero, tutti gli spigoli di controllo del cursore sono allineati con tutti gli spigoli di controllo dell’alloggiamento. Qualsiasi piccolo movimento del cursore causerà un passaggio di flusso nelle relative porte controllate. Il rapporto portata/comando per una valvola zero-lap “perfetta” sarà identico attraverso la regione di zero così come nella restante regione di comando della valvola.

Nel caso una valvola a ricoprimento negativo (underlapped) sia comandata a zero, esisterà un piccolo spazio tra gli spigoli del cursore e gli spigoli dell’alloggiamento. Questo risulterà nell’avere le porte di controllo leggermente aperte alle porte di pressione e ritorno al serbatoio nello stato di zero. Qualsiasi movimento del cursore produrrà un flusso attraverso le porte; ciònonostante, il rapporto flusso/comando per questa valvola sarà più grande attraverso la regione di zero rispetto alla restante regione di comando della valvola.

Analogamente una valvola con ricoprimento positivo (overlapped) comandata a zero, presenterà una piccola distanza tra gli spigoli del cursore e gli spigoli dell’alloggiamento. In questo caso il flusso tra le porte risulterà bloccato dalla tolleranza anulare tra il cursore ed il suo alloggiamento. Nuovamente, qualsiasi movimento sufficiente del cursore produrrà un flusso attraverso le porte; ciò nonostante, il rapporto flusso/comando per questa valvola sarà più piccolo attraverso la regione di zero rispetto alla restante regione di comando della valvola.

6. La valvola può essere utilizzata come controllo di portata a 2-vie, 3-vie o 4-vie?
La valvola può essere utilizzata per fornire un controllo di portata in una qualsiasi di queste configurazioni. Tipicamente, la valvola viene fornita con quattro porte; una di ingresso della sorgente di pressione (P), due per la portata controllata (A & B), e una per il ritorno del fluido al serbatoio (T). Collegando la valvola al sistema in vari metodi, possiamo ottenere la configurazione richiesta. Alcuni esempi vengono forniti qui sotto:

Regolazione portata a 4-Vie
Per applicazioni che richiedono un controllo di movimento e posizione di un cilindro a doppio effetto o di un attuatore rotante (es. motore idraulico), valgono i seguneti collegamenti:

Porta di Pressione P alla linea di pressione dell’impianto.

Porta di Controllo A alla porta relativa dell’attuatore (i.e. Estensione Cilindro).

Porta di Controllo B alla porta relativa dell’attuatore (i.e. Rientro Cilindro).

Porta di Ritorno T alla linea di ritorno dell’impianto, o serbatoio.

Per un dato comando la portata sarà P >>> A e B >>> T, or P >>> B e A >>> T.

Regolazione portata a 3-Vie
Per applicazioni che richiedono di dirottare la direzione del flusso da un ramo ad un altro del sistema, collegare:

Porta di Pressione P alla linea di pressione dell’impianto.

Porta di Controllo A alla porta relativa al ramo dell’impianto desiderato.

Porta di Controllo B alla porta relativa al ramo rimanente.

Porta di Controllo B alla porta relativa dell’attuatore.

Tappare la Porta di Ritorno T.

Per un dato comando il flusso sarà P >>> A oppure P >>> B.

Per applicazioni che richiedono un controllo di movimento e posizione di un cilindro a semplice effetto o attuatore rotante, collegare:

Porta di Pressione P alla linea di pressione dell’impianto.

Una qualsiasi delle Porte di Controllo (i.e. A) alla porta dell’attuatore.

Tappare la rimanente Porta di Controllo (i.e. B).

Porta di Ritorno T alla linea di ritorno dell’impianto, o serbatoio.

Per un dato comando il flusso sarà P >>> A oppure A >>> T.

Regolazione portata a 2-Vie
Per applicazioni di semplice controllo portata, collegare:

Porta di Pressione P alla linea di pressione dell’impianto.

Una qualsiasi delle Porte di Controllo (i.e. A) alla porta dell’attuatore.

Tappare la rimanente Porta di Controllo (i.e. B).

Tappare la Porta di Ritorno T.

Per un dato segnale di comando il flusso sarà P >>> A.

Come variante di configurazione che raddoppia la capacità di portata, collegheremo:

Porta di Pressione P alla linea di pressione dell’impianto.

Porta di Controllo A alla linea di utilizzo a valle.

Porta di Controllo B alla linea di pressione dell’impianto.

Porta di Ritorno T alla linea di utilizzo a valle.

Per un dato segnale di comando il flusso sarà P >>> A e B >>> T.

7. Descrizione del funzionamento di una servovalvola R-DDV®.
Le servovalvole Woodward HRT ad Azionamento Rotante Diretto R-DDV® presentano un progetto semplice e diretto. Un motore torque, ad angolo limitato, comanda direttamente il cursore della valvola tramite un eccentrico integrato nell’albero motore. L’azionamento rotante del motore si traduce in movimento lineare per il cursore che a sua volta modula il flusso del fluido dalla porta in pressione (P) alle porte degli utilizzi della valvola (A) e (B) per il cilindro. Il fluido torna quindi in serbatoio tramite una delle due porte di ritorno (T).

Le servovalvole R-DDV comprendono il controllo elettronico integrato nella servovalvola. Questo controllo compara il segnale di comando con la posizione reale del cursore che è monitorato da un dispositivo elettronico integrato nel motore torque.

Il controllo elettronico genera un segnale in corrente che muove il motore alla posizione comandata. Il segnale è condizionato dall’elettronica per ottimizzare le prestazioni della valvola.

8. Queste valvole possono essere usate per controllare la pressione?
Le valvole possono essere usate per il controllo della pressione in due modi, in anello aperto oppure in anello chiuso. In ogni caso, la valvola deve essere configurata in modalità a due o tre vie a seconda dell’architettura dell’impianto.

Anello aperto — Per carichi costanti con controllo del volume da controllare in mandata o scarico, la valvola può essere utilizzata per il controllo dellla pressione impostando il comando che fornisce portata in alimentazione o scarico fino a raggiungere la pressione desiderata. (Richiede un unico segnale di comando).

Anello chiuso — Per carichi variabili con controllo del volume in mandata o scarico, può essere utilizzata una scheda elettronica (e.g. EC250-000, oppure un Motion Controller Delta) per chiudere l’anello di regolazione con il trasduttore di pressione, eseguire un tuning automatico (Delta) o manuale. La scheda elettronica varia il segnale di comando del flusso della valvola in rapporto alla differenza tra il segnale target e la pressione misurata dal trasduttore. I parametri di controllo PID sulla scheda elettronica e la dinamica del carico, determinano l’accuratezza, velocità di risposta e stabilità del sistema in relazione ai cambi di comando ed ai disturbi del carico.(Richiede un trasduttore di pressione ed elettronica PID separati)

9. Quali fluidi possono essere utilizzati con le servovalvoleR-DDV®?
Le servovalvole R-DDV® sono compatibili con virtualmente ogni tipo di olio idraulico, gas (aria inclusa) e molti fluidi non convenzionali. Applicazioni con fluidi idraulici a base di esteri fosforici e acqua devono essere discussi con i ns. tecnici di supporto alle vendite o i tecnici della fabbrica per verificarne la compatibilità. Per la maggior parte dei fluidi, le guarnizioni standard in nitrile sono eccellenti, mentre altri fluidi potrebbero richiedere guarnizioni in Viton o in etilpropilene (EPDM), disponibili come opzioni. L’alta risposta dinamica delle servovalvole R-DDV® è consistente con qualsiasi fluido, indipendentemente dalla pressione di esercizio, dato che la valvola è guidata da un motore elettromeccanico, in contrapposizione alle servovalvole coonvenzionali che si basano sul primo stadio di potenza idraulico.

10. Quale codice di pulizia viene richiesto dalle servovalvole R-DDV®?
Come per ogni servovalvola, la vita di una servovalvola R-DDV® è collegata alla pulizia del fluido operativo. Dato che le servovalvole R-DDV™ non hanno filtri o piccoli orefizi, queste si comportano con più tolleranza rispetto ad una servovalvola standard. Per i migliori risultati, il fluido idraulico dovrebbe essere poratato in classe 16/13 secondo ISO 4406 o migliore. I sistemi pneumatici lavorano al meglio con aria lubrificata con filtrazione a 5 micron o migliore.

11. Quali materiali sono utilizzati per la costruzione delle servovalvole R-DDV®?
Le servovalvole R-DDV® sono costruite con materiali testati in applicazioni da oltre 50 anni. L’alloggiamento della valvola ed il cursore sono costruiti in acciaio inossidabile 440C per la sua forza, resistenza alla corrosione e all’usura. Allo stesso modo tutte le parti interne del motore che sono esposte al fluido operativo sono costruite con materiali resistenti alla corrosione oppure sono protette da un rivestimento protettivo. Il collegamento tra il cursore ed il motore è realizzato in carburo di tungsteno ed è stato impiegato con successo in test di durata con oltre 100 millioni di cicli a corsa piena. I materiali esposti all’ambiente esterno hanno trattamenti superficiali per migliorare la resistenza alla corrosione: alluminio anodizzato, placcatura o brunitura per le leghe d’acciaio e plastiche ingegnerizzate per alloggiare i controlli integrati.

12. Quali sono i limiti ambientali d’utilizzo? (temperatura, pressione, vibrazione, shock)
Temperatura:
La temperatura operativa raccomandata è tra i -40ºC ed i 70ºC, ed è generalmente adeguata per la maggior parte delle applicazioni industriali. Il limite superiore di questo intervallo di temperature è dettato principalmente dall’elettronica di controllo integrata. Siccome il controllo elettronico non è direttamente esposto alla temperatura del fluido ed è più esposto alla temperatura ambiente rispetto a quella del fluido, le temperature del fluido possono eccedere questo limite in diverse circostanze, posto che siano prese delle precauzioni per mantenere l’elettronica all’interno del range raccomandato.

Pressione:
La valutazione della pressione delle servovalvole R-DDV® presenta le seguenti considerazioni: 1) valutazione come pressione statica, i.e. la massima pressione sicura di esercizio con fattori di sicurezza di prova ed esplosione, e 2) le seguenti pressioni differenziali.

Pressione statica. Le servovalvole R-DDV® sono offerte in tre range di pressione: 350 bar, 70 bar, e pneumatiche a 10 bar. Woodward HRT conduce un test di prova in pressione a 1.5 volte il dato di pressione dichiarato in alimentazione e sulle porte di controllo; e a 1.0 volte la pressione dichiarata per la porta in scarico, per ogni unità spedita.

Pressione differenziale. Il dato di pressione massima dichiarato da Woodward HRT’s è la pressione differenziale alla quale la valvola può mantenere un flusso continuo a piena portata ad una corrente in alimentazione inferiore ad 1 ampere. Questa è una valutazione conservativa, considerando che la valvola può operare con una alimentazione elettrica di 2 ampere in caso di richiesta dall’impianto. In generale, le valvole possono operare a pressioni più alte di quelle riportate a catalogo in condizioni operative di non piena portata. Per cortesia contattate il ns. personale tecnico se le vs. richieste operative sono al di fuori dei range dichiarati.

Vibrazione e Shock: Ogni servovalvola R-DDV® della linea di prodotto idraulica è stata testata con shock a 60 g e vibrazioni a 40 g, come da specifica MIL-STD-810, su tutti e tre gli assi.

13. La condizione di zero per le servovalvole R-DDV® mostra derive di pressione e/o temperatura:
Le caratteristiche di zero per le servovalvole R-DDV® sono estremamente stabili attraverso l’intero intervallo di temperature e pressioni dichiarate, con un bias di zero inferiore all’1% del segnale di comando nominale in qualsiasi condizione.

14. Quali portate sono disponibili?
Woodward HRT usa la convenzione industriale standard per specificare le portate (flusso a 4 vie) a 70 bar, quando testate con fluido idraulico con gravità specifica di 0.85 o minore, se non specificato diversamente. Questa portata, o pressione differenziale, può essere convertita in altre condizioni operative, utilizzando la seguente formula:

Dove:

Q = Portata alle nuove condizioni

P = Pressione differenziale alle nuove condizioni

SG = Gravità specifica del nuovo fluido

PR = Pressione differenziale nominale

QR = Portata nominale

Le portate con flusso a 4 vie in pneumatica sono valide per pressione di alimentazione di 7 bar, con scarico in atmosfera. Anche le portate con utilizzo in pneumatica possono essere convertite per altre condizioni operative — si prega di consultare il ns. supporto tecnico.

Vedi servovalvole per Oleodinamica R-DDV®
Vedi servovalvole per Pneumatica R-DDV®

15. Quali comandi elettrici sono disponibili?

Vedi Opzioni di comando per le servovalvole R-DDV®

16. Quali interfacce di montaggio idrauliche sono disponibili?
Le dimensioni delle interfacce idrauliche delle servovalvole R-DDV® sono disponibili tramite il ns. ufficio tecnico, dietro semplice richiesta. Attualmente sono in sviluppo anche una serie compatibile con interfacce di montaggio D03 e D07 (secondo ISO 4401)

17. Quali interfacce elettriche sono disponibili?

18. E’ richiesto un segnale di dither?
Le servovalvole Woodward HRT’s R-DDV® non hanno bisogno di dither e quindi non ne raccomandiamo l’uso sulle nostre valvole.

Il Dither può essere definito come un segnale di piccola ampiezza sinusoidale, tipicamente nell’intervallo tra i 60 e 400 Hz, che è sovraimposto al segnale di comando dato alla servovalvola. Lo scopo del dither, storicamente, è il tentativo di minimizzare le anomalie di isteresi e segnale di soglia— e.g. isteresi magnetica, attrito statico del cursore, condizioni di zero-lap scarse, o limitare l’accumulo di polveri sul cursore della valvola in impianti con olio sporco. L’utilizzo del dither è essenzialmente uno scambio: migliorano le prestazioni a scapito della riduzione del ciclo di vita del prodotto a causa dell’aumento del conteggio ciclo.

Dato che il progetto delle servovalvole R-DDV® utilizza un controllo elettronico ad alto guadagno che monitorizza in tempo reale ed eventualmente corregge la posizione del cursore interno, l’isteresi ed il segnale di soglia sono estremamente bassi, secondo gli standard relativi alle servovalvole, e così l’aiuto del dither non è necessario. In più, visto che il dither non è necessario, l’elettronica di controllo integrata risulta più snella, così come l’elettronica di comando del cliente, ed il ciclo di vita del prodotto è massimizzato.

19. Cosa succede in caso di perdita del segnale elettrico di comando? Quali opzioni failsafe sono disponibili?

1. Perdita del segnale di comando: La valvola si muove immediatamente nella posizione di comando di Zero come segue:

Valvole Zero-bias (designatori di comando 01, da 06 fino a 09 e da 11 fino a 17) per queste valvole la posizione di comando di zero è portata zero (+/-1%)

Valvole con Bias (designatori di comando 05 e 10) per queste valvole la posizione di comando di zero è portata piena dalla porta P alla porta B (C2), con la porta (C1) completamente in T (scarico).

2. Perdita dell’alimentazione 24Vdc:

La perdita dell’alimentazione fondamentalmente significa che le uniche forze che agiscono sul cursore della servovalvola sono le forze di flusso e di attrito. Per la maggior parte delle nostre valvole questa forza esercitata dal fluido tenderà a far chiudere il cursore o a muovere il cursore verso la posizione di chiusura.

Rappresentano una eccezione le valvole con una forza di flusso molto bassa, come:

 

Valvole con portata minore uguale a 1.5 L/min: le forze del flusso sono minori all’attrito viscoso del cursore o del movimento magnetico del motore.

Valvole operanti in sistemi a bassa pressione, e.g. 7 bar per aria od olio.

La versione a 57 L/min del modello 27E: Questa valvola ha essenzialmente una forza di flusso a zero attraverso tutto il suo campo operativo a qualsiasi pressione.

Nei tre esempi di cui sopra, A, B e C, in condizioni di perdita dell’alimentazione a 24 volt, il cursore rimane semplicemente dove si trovava in precedenza, a meno di vibrazioni che causino la migrazione del cursore in altre posizioni.Abbiamo incorporato una “molla di bias” in alcuni modelli modificati della serie 27E e 27G, in modo da poter essere meccanicamente regolati per ottenere lo spostamento del cursore verso una posizione di apertura completa in condizioni di perdita di alimentazione di potenza. Non abbiamo attualmente ordini per esecuzioni analoghe per il modello 27A.

L’efficacia delle molle di bias dipende dalle forze del flusso e dalla pressione operativa. Il bilanciamento della forza della molla e delle forze del flusso può avvenire in un punto diverso dalla piena apertura della valvola.

20. La condizione di zero della valvola può essere regolata?
La condizione di zero viene regolata utilizzando dei cilindri di precisione a 4 vie durante l’assemblaggio finale e test alla Woodward HRT. Ogni valvola è settata per raggiungere portata zero allo specifico comando di null ±1%. Questo settaggio è virtualmente indipendente dai paramentri ambientali operativi ( così come la pressione di alimentazione o scarico, temperatura ambiente e del fluido, vibrazioni e shock) per merito del controllo elettroinico integrato che monitorizza e corregge la posizione interna della valvola di continuo.

Come vantaggio aggiuntivo del controllo elettronico integrato c’è il fatto che il loop di controllo elettronico interno alla valvola può essere costruito con uno zero lap apparente, combinando un cursore con ricoprimento positivo ad un controllo elettronico adeguato in modo da raggiungere una linearizzazione del flusso anche attraverso la regione intorno allo zero. Questo approccio costruttivo elimina costi di produzione elevati ed offre un trafilamento estremamente basso per il cliente. Siccome il settaggio dello zero della valvola è una combinazione delle due regolazioni (Zero-bias e linearità), raccomandiamo al cliente di non alterare il settaggio di fabbrica se non assolutamente indotto dalle necessità di prestazioni del proprio sistema.

Woodward HRT riconosce che le applicazioni di alcuni clienti richiedono caratteristiche di null specifiche, e queste spesso richiedono una regolazione fine dello zero per ottimizzare le prestazioni del sistema. Oltre alla regolazione standard dello zero descritta in precedenza, Woodward HRT fornisce opzioni con ricoprimento Zero, positivo e negativo per incontrare le esigenze del cliente. Suggeriamo un attento esame di ogni applicazione con i relativi staff tecnici ns. e di Woodward HRT per assicurarvi le condizioni di zero ottimali per l’applicazione specifica.