Ввертные клапаны и гидрораспределители позволяют создавать более компактные гидросистемы

Компактность – главное преимущество аппаратов ввертного монтажа (АВМ). Достигаются минимальные габариты так называемых интегральных блоков - серийно выпускаемых узлов, которые содержат группы аппаратов, предназначенных для реализации конкретных локальных задач в гидрофицированных машинах серийного и массового производства.

Представители крупных компаний имеют своих представителей на предприятиях, например, сельскохозяйственного машиностроения, которые отыскивают "гидравлические" проблемы и предлагают комплектные блочные решения. Если такой специалист найдёт за год одно-два таких решения, он не даром ест свой хлеб с маслом.

Сильные и слабые стороны ввертной техники мы обсудили с Константином Конкиным, инженером компании “Адамко Контролс” официального дистрибьютора Sun Hydraulics и директором по маркетингу индустриальной гидравлики компании HAWE Hydraulik в России Дмитрием Гакинульяном.

Ввертные аппараты выпускаются уже почти полвека, однако до сих пор их установочные размеры (размеры монтажных гнезд) стандартизированы в Европе стандартом ISO 7789 лишь частично. Велики ли перспективы введения международной стандартизации размеров монтажных гнезд, как в свое время это было сделано для аппаратов стыкового монтажа?

Константин Конкин, “Адамко Контролс”

Судя по нашему опыту, победит “сильнейший”. Многие производители уже делают посадочные гнезда, как у Sun Hydraulics, например. С другой стороны, крупные компании не заинтересованы унифицировать гнезда. Можно констатировать, что основная цель использования гнезд других производителей - привлечение клиентов, которые пользуются продукцией конкурентов.

У компании Sun все гнезда унифицированы, т.е. в одно гнездо можно вкрутить клапаны с различными характеристиками и даже функциями, например, гидрозамок и контрбалансный клапан. Это очень удобно при проведении испытаний непосредственно в полевых условиях.

Например, нужен уравновешивающий клапан, который бы обеспечивал наибольшую плавность в работе цилиндра подъема-опускания автокрана. В этом случае можно взять несколько тормозных клапанов с различными пилотными соотношениями и, не меняя корпус, просто заменить один клапан на другой. Был случай, когда клиент сначала ставил на гидроцилиндры аутригеров гидрозамки, а затем решил заменить их на тормозные клапаны для обеспечения плавности выдвижения. Т.к. это были клапаны Sun, то оказалось достаточным выкрутить один клапан и вкрутить вместо него другой без изменения развязки (трубки, фитинги), что не могло не обрадовать клиента.

Дмитрий Гакинульян, HAWE Hydraulik

В то время как стыковое исполнение является основным видом  монтажа гидроаппаратов и несет на себе основную нагрузку, ввертные клапаны чаще выступают в качестве вспомогательных опций, подчас, совершенно необходимых. Кроме очевидных достоинств, вроде компактности, легкости и небольшой стоимости, они дают возможность встраивания оборудования в крупные узлы с минимальными потерями по длине и наиболее быстрому отклику от систему. В качестве примера можно привести шоковые предохранительные клапаны Ду 3, устанавливаемые в корпусы секций пропорциональных распределителей мобильных машин.

Другим примером являются логические, гидроуправляемые клапаны, обеспечивающие распределение расхода между секциями, установленные также в корпусе распределителя. Вместе с тем в промышленной гидравлике используются целые функциональные блоки, в том числе производства компании HAWE.

В силу такого разнообразия стандартизация, на мой взгляд, оканчивается на уровне классических систем классификации вроде резьбы G, M и других. Кроме того, как показывает практика, картриджи часто используются в составе модулей – манифолдов, которые разрабатываются под компоновочные пожелания заказчика, с учетом удобства управления, рациональности и габаритов. Наша компания производит большое количество нестандартного оборудования для самых разных нужд, все встраиваемое оборудование устанавливается в блоки фирмы HAWE, и потребителю остается только подключиться к блоку.

При таком количестве разнообразных факторов, разработка подобного стандарта сильно затруднена и в обозримой перспективе едва ли возможна. На мой взгляд, подобное и не требуется, поскольку приведет к сильным ограничениям в поиске оптимальных решений.

Итак, главное преимущество аппаратов ввертного монтажа — компактность, особенно ценная в мобильных машинах. В ряде случаев за это приходится платить некоторым ухудшением технических параметров (увеличением потерь давления, ростом утечек из-за опасности заклинивания прецизионных пар с предельно малыми зазорами, снижением точности поддержания установленных параметров, трудностью встройки датчиков обратной связи и микроэлектроники и др.). АВМ имеют ограничения по номенклатуре, доступности ключей больших размеров или специального инструмента для их монтажа, требуют изготовления сложных 3-D блоков с прецизионными гнездами; затруднена локализация неисправностей. Зато потребитель получает полностью отлаженный и испытанный функциональный гидроблок, позволяющий оптимально решить ту или иную конкретную задачу. Для каких применений предпочтительнее АВМ, когда стоит остановиться на традиционных гидроаппаратах?

Дмитрий Гакинульян, HAWE Hydraulik

АВМ – это возможность создавать самые передовые гидравлические системы: компактные и так называемые Plug&Play – подключи и работай. Наша компания выпускает несколько видов седельных клапанов, картриджного исполнения, которые применяются в функциональных блоках, с набором опций. Ниже приведен распределительный блок для гибочного пресса на базе клапана HAWE BVE – рабочее давление до 500 бар и раcходом до 300 л/мин.

Таким образом, АВМ позволяют достичь оптимального решения, которое не требует дополнительной обвязки, кроме подключения основного трубопровода подачи и слива.

Существуют и некоторые ограничения. АВМ имеют небольшой список схем распределения жидкости и, как правило, ограниченный функционал. Поэтому в случае, когда требуется более широкий функционал, применяется гибридный блок VB. Таким образом, сохраняя приемлемый габарит, мы получаем расширенный функционал.

Основным вопросом на практике является вопрос, кто будет изготавливать плиты – потребитель или мы. Чаще всего находится удовлетворяющий всех вариант.

Итак, если требуется решение «под ключ», то лучше применять функциональные блоки с использованием АВМ. Ввертные клапаны и распределители предлагают большую гибкость по сравнению с традиционными вариантами монтажа.

Константин Конкин, “Адамко Контролс”

Не соглашусь с вашей оценкой АВМ. Мы уже более десяти лет работаем только с клапанам Sun, поэтому за их качество отвечаем. Ни о каком ухудшении технических параметров речи идти не может, утечки же наоборот минимизированы. Специальные инструменты для изготовления блока самостоятельно можно приобрести у Sun, либо просто заказать изготовления блока.

К плюсам использования АВМ также относятся быстрота установки и защита производителя (разработчика АВМ) от копирования. С помощью ввертных клапанов можно реализовать индивидуальное решение конкретной задачи, в этом главное отличие от стандартных решений типа Cetop. Остается добавить, что решение с АВМ – более элегантное, меньшее по размерам, более выгодное во всех отношениях. В некоторых случаях его цена может быть даже ниже, чем у традиционных гидроаппаратов.

В каком направлении идет развитие АВМ? Чего удалось достичь производителям клапанов за последнее десятилетие?

Дмитрий Гакинульян, HAWE Hydraulik

Индустрия стремится к энергоэффективным решениям, снижению себестоимости и расширению функционала. Наша компания в последнее десятилетие уделила особое внимание развитию средств автоматизации, энергоэффективности и ассортименту. На данный момент в линейке HAWE существуют пропорциональные АВМ EM, с возможностью применения контроллера на борту. Об одном из таких решений – контроллере EV2S - вы уже писали в предыдущих выпусках журнала. Варианты исполнения ЕМ:

Также были созданы  предохранительные и обратные клапаны для давления до 700 бар и больших расходов. Была расширена линейка седельных клапанов в виде АВМ.

Также существуют АВМ с работой на  пониженном напряжении, пневматическом приводе, с блоками под трубную резьбу в комплекте.Компания расширяет список готовых блоков, поэтому развитие АВМ идет непрерывно.

Константин Конкин, “Адамко Контролс”

Компания Sun Hydraulics существенно упростила бесплатную программу QuickDesign для проектирования блоков. В итоге клиент видит даже цену конечного изделия, а также может получить все размеры блока и чертежи в нужном формате. К клапанам добавили электронику, например, контроллеры. Появилась возможность регулировать клапаны (например, регулятор расхода) дистанционно с помощью смартфона через Bluetooth.

Растет ли популярность решений на базе АВМ в сегменте стационарной гидравлики?

Константин Конкин, “Адамко Контролс”

Мы наблюдаем существенный рост, особенно в нефтегазовом секторе.

Дмитрий Гакинульян, HAWE Hydraulik

В целом да, правда, у конкретной аудитории – производителей компактных станций и испытательных стендов. В данный момент в России наблюдается запрос на новые виды продукции, будь то самолеты или станки, и некоторые предприятия стараются наладить процессы разработки и производства. Потребители в нефтегазовой отрасли только интересуются новыми возможностями, т.к. встает вопрос эксплуатации и диагностики в труднодоступных районах страны. Пока они стараются обходиться трубным или стыковым монтажом. При проектировании общепромышленного оборудование рост заинтересованности в АВМ уже заметен.

Как оценивается экономическая эффективность от внедрения АВМ?

Дмитрий Гакинульян, HAWE Hydraulik

АВМ снижает металлоемкость, количество элементов, но при этом требует индивидуальной плиты. Все зависит от конкретной ситуации. При единичном производстве, наверное, проще несколько переплатить за обычный аппарат. Когда речь идет о серии, экономически оправдано запустить производство плиты и оптимизировать, таким образом, машину. В нашей практике есть как и очень удачные примеры, когда партнеры собрали машину с большим количеством АВМ и добились успеха на рынке, так и неудачные, при которых использование АВМ повлекло за собой продолжительную работу и затраты по пересмотру существующей схемы, основанной на другом типе аппаратов.

Вы используете софт при проектировании интегрированных гидросхем (hydraulic integrated circuits)? На каких платформах он базируется?

Константин Конкин, “Адамко Контролс”

Мы используем стандартную программу от Sun Hydraulics для проектирования гидроблоков. С помощью QuickDesign можно спроектировать гидропанель, содержащую до 15 ввертных клапанов SUN, а также предусмотреть посадочные гнезда и под клапаны других производителей. Программа позволяет клиенту сразу увидеть цену своего изделия. Программу не надо устанавливать на компьютер, все делается прямо в браузере. Если требуется изготовить блок с большим количеством клапанов мы используем стандартные программы, в том числе и российских производителей.

Дмитрий Гакинульян, HAWE Hydraulik

Наша компания имеет в своем арсенале несколько программных продуктов собственного производства, которые находятся в свободном доступе. Основной из них называется Typeman. Данная программа позволяет пользоваться документацией без связи с интернетом по электронному каталогу. Надстройка для неё служит конфигуратором для точной сборки наименования со всеми опциями. Также есть база 3D чертежей, и в ближайшее время появится конструктор гидросхем.

Для нужд автоматизации у нас есть система eDesign. Это облачный сервис, позволяющий программировать наши контроллеры не имея знаний в программировании. Все что нужно - это составить блок схему в программе. Никакой дополнительный софт не требуется.

Насколько повлияло на стоимость гидроблоков использование обрабатывающих центров при их производстве?

Дмитрий Гакинульян, HAWE Hydraulik

В конечном счете, снизило стоимость и уменьшило сроки изготовления. Специфика нашей компании заключается в том, что мы работаем в основном с серийными заказчиками. Как правило, разработав однажды типовое решение, мы поставляем его по нескольку штук в год.

Константин Конкин, “Адамко Контролс”

Существенно снизилась цена конечного изделия, особенно при необходимости быстро изготовить большое кол-во одинаковых блоков. Мы изготавливаем без ОЦ только самые простые блоки (на 1 - 2 клапана).