اهميت منحني نشتي در سرووالو ها
مهدي قاسمي –کارشناس هيدروليک و مکانيک نورد گرم سبا(فولاد مبارکه)

با پيشرفت تکنولوزي و نياز به توليد محصولات با کيفيت، استفاده از تجهيزات پيشرفته نيز در صنعت به طور محسوسي افزايش پيدا کرده است. در ميان اين تجهيزات سرووالوها با توجه به دارا بودن همزمان سرعت و دقت بالا، از اهميت بالايي در صنعت برخوردارند. سرووالوها به عنوان يکي از المان هاي مهم الکترونيکي–هيدروليکي اهميت به سزايي در تامين دبي و فشار سيستم هاي هيدروليک دارند. اين المان ها در مدارهاي کنترلي بسته نقش بسيار مهمي در کيفيت محصول دارند و لذا هر گونه عملکرد بد آنها به شدت بر کيفيت محصول نهايي تاثير گذار است. در اين مقاله به بررسي يکي از عيوب متداول سرووالو ها که نشتي بيش از حد مجاز است و راهکار هاي ممکن براي مقابله با آن پرداخته مي شود.

سرووالو
سروالو الماني است که با ارسال يک رفرنس اتوماسيوني به عنوان ورودي براي آن يک دبي مشخص و معيني را در مدت زمان مناسب (و البته بسيار کوتاه) به خروجي ارسال مي کند. اين رفرنس به صورت آنالوگ و پيوسته بوده و با زياد کردن آن دبي نيز افزايش مي يابد. اما کار مهم در سرووالوها ايجاد يک دبي مشخص در زمان مطلوب است که تحت عنوان پاسخ زماني شناخته مي شود و چيزي که سروالوها را از دسته ديگر والوهاي هيدروليک مثل سولنوييد والوها و پروپرشنال والوها متمايز مي کند سرعت پاسخ دهي بسيار سريع آنهاست. واضح است که عملکرد مطلوب يک سرووالو در صورتي امکانپذير است که بدون عيب باشد و مشخصات آن مطابق توصيه هاي طراح مدار هيدروليک باشد.

1-1 طرز کار سرووالو
عملکرد سرووالوها به دو صورت مي باشد که در شکل هاي 1 و 2 آورده شده است:

شکل 1- عملکرد سرووالو فلاپر و نازل

شکل 2- عملکرد سرووالو جت پايپ

بايد دقت کرد که هر دو نوع سرووالو ياد شده در صنعت داراي استفاده هستند و فقط تفاوت در حساسيت کاري آنها است که سروو جت پايپ داراي پاسخ سريعتري نسبت به فلاپري مي ياشد. وحه تمايز ديگر سرووالوها نسبت به والوهاي هيدروليک ديگر همانطوريکه که قبلا گفته شد سرعت پاسخ دهي بالاي آنها مي باشد اين امر گرچه به عنوان يک مزيت بالا براي سرووالو ها شناخته مي شود ولي به تبع آن ساختمان داخلي سرووالو جهت ارضاي اين امر طوري طراحي مي شود که يک سيرکولاسيون يا نشتي داخلي براي سرووالو ايجاد ميکند که از نظر علم هيدروليک مطلوب نيست چرا که توليد گرما و اثرات نامطلوب ديگر را به دنبال دارد. لذا اين پارامتر به لحاظ بهره برداري و تعميرات بايد به شدت تحت کنترل باشد و گرنه اگر نشتي داخلي از حد مجاز بالاتر رود نه تنها سرووالو به مرور خراب و مستهلک مي شود بلکه بر لوپ کنترلي که سرووالو در آن قرار دارد اثر گذاشته و در نهايت بر خواص محصول توليدي تاثير گذار است. بنابراين همان قدري که استفاده از سرووالو مي تواند محصول با کيفيت توليد کند استفاده نادرست از اين المان که عموما عيب هاي آن نامحسوس است کيفت محصول را تحت تاثير قرار مي دهد. لذا براي اطمينان از
عملکرد درست سرووالوها منحني هاي مشخصه سرووالوها بايد به دقت بررسي شوند. يکي از اين منحني هاي مشخصه منحني نشتي ياleakage است که از منحني هاي بسيار مهم براي اطمينان از صحت عملکرد سرووالو مي باشد. جهت توضيح بيشتر در مورد اين منحني ابتدا نياز است توضيحاتي در مورد اسپول سرووالو داده شود.

1-2 اسپول سرووالو ها
اسپول والو ها به سه صورت مطابق شکل 3 طراحي مي شوند .

شکل 3- نمايش مختلف اسپول والوها

اين ترتيب قرار گرفته اسپول به لحاظ نامگذاري over lap، zero lap(criticalla lap)، under lapخوانده مي شود . مطابق شکل 4

شکل 4- نامگذاري اسپول سرووالو

از ميان نام هاي گفته شده اسپول سرووالوها از نوع under lap و يا zero lap مي باشد. که همانطورکه از روي شکل 3 مشاهده مي شود داراي نشتي بالاتري مي باشند. اين نشتي همان نشتي داخلي معمول سروالوهاست که به مرور زمان و با کارکرد سرووالو افزايش مي يابد. براي عملکرد درست سرووالو سعي بر اين است که منحني نشتي اندازه گيري و بررسي شده و در صورتيکه نشتي از مقدار مجاز آن بالاتر رفت بايد سرو والو تعويض و براي تعميرات ارسال گردد.

3-1 ترسيم منحني نشتي
رسم منحني نشتي در سرووالوها به کمک ميز تست صورت مي گيرد. اين ميز تست مجهز به يک مدار هيدروليک به همراه ساير تجهيزات مورد نياز مطابق شکل 5 مي باشد.

شکل 5- ميز تست سروووالو ها

براي رسم منحني نشتي، مدار را مطابق شکل 6 بسته شده و توسط ميز تست منحني نشتي رسم ميشود. در اين حالت مدار سرووالو مطابق شکل 6 است:

شکل 6 –مدار بسته شده براي رسم منحني نشتي

همانگونه كه مشاهده مي شود پورت هاي خروجي سرووالو در اين حالت بلوک است و پس از بستن سرووالو روي ميز شروع به دادن سيگنال مي کنيم نشتي در ابتدا کم است و سپس زياد مي شود تا در حالت اسپول وسط يا اصطلاحا نول باياس (null bias) به مقدار ماکزيمم خود مي رسد اين مقدار ماکسيمم براي ما مهم است و نبايد از حد مجاز بالاتر رود.

1-4 مقدار مجاز نشتي در سرووالو ها
مقدار مجاز نشتي هر سرووالو در کاتالوگ سازنده هم براي پيلوت و هم بر اي خود والو اصلي داده شده است و با مقايسه اين مقدار و مقدار اندازه گيري شده توسط نمودار مي توان به صحت عملکرد والو پي برد. مقدار معمول براي نشتي معمولا دو ليتر بر دقيقه است که اگر از اين ميزان بالاتر رود بهتر است والو عوض شود ولي براي نتايج درست تر و بهتر بايستي مطابق کاتالوگ عمل شود.

1-5 يک نمونه منحني نشتي
يک نمونه منحني نشتي که براي والو D791 رسم شده است در شکل 7 مشاهده مي شود. ماکزيمم نشتي بر اساس نمودار حول نقطه صفر اتفاق مي افتد.

شکل 7- منحني نشتي سرووالو D791

نتيجه گيري:
سرووالو يکي از المان هاي بسيار مهم در مدار هيدروليک است و با توجه به حسايست عملکرد آن لازم است به طور مرتب تحت کنترل باشد و از طريق منحني هاي مشخصه آن که يکي از آنها منحني نشتي است و مقايسه با منحني اصلي از سلامت آن مطلع بود در صورتيکه منحني اصلي سرووالو در دسترس نبود قبل از بستن سرووالو روي کار بايستي ابتدا به آزمايشگاه فرستاده شود و منحني هاي مشخصه براي سرووالو نو رسم شود و در بايگاني نگهداي شود و در طول مدت کارکرد سرووالو از آن استفاده شود.

منابع و مراجع:
مدارک Moog
مدراک Rexroth