คำตอบด่วน: เลือกแอคชูเอเตอร์วาล์วโดยการเปรียบเทียบแรงบิดเอาท์พุตที่มีอยู่กับแรงบิดที่ต้องการของวาล์วที่ทุกจุดที่เกี่ยวข้องทั้งในจังหวะเปิดและปิด ตรวจสอบแรงบิดเมื่อเบรกถึงเปิด แรงบิดขณะวิ่ง และแรงบิดที่นั่งสุดท้าย ไม่ใช่เพียงค่าเดียวที่เผยแพร่ ใช้ระยะขอบการบริการที่ได้รับอนุมัติ ใช้เอาท์พุตของแอคทูเอเตอร์ในสภาวะกำลังไฟที่แย่ที่สุด และยืนยันว่าแอคชูเอเตอร์ไม่สามารถรับน้ำหนักเกินก้านวาล์ว กระปุกเกียร์ คัปปลิ้ง หรือส่วนต่อประสานการติดตั้ง การเลือกขั้นสุดท้ายควรขึ้นอยู่กับข้อมูลแรงบิดของผู้ผลิตวาล์วที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว และความดัน อุณหภูมิ สื่อ ความถี่ในการทำงาน และข้อกำหนดในการดำเนินการเมื่อเกิดข้อผิดพลาด
แอคชูเอเตอร์อาจดูใหญ่พอในหน้าแค็ตตาล็อกและยังคงไม่สามารถเคลื่อนย้ายวาล์วที่ใช้งานอยู่ได้ สาเหตุปกติไม่ใช่เพราะขาดแรงบิดของแอคชูเอเตอร์เล็กน้อย มันไม่ตรงกันระหว่างความต้องการแรงบิดที่เปลี่ยนแปลงของวาล์วกับเอาต์พุตที่เปลี่ยนแปลงของแอคชูเอเตอร์ระหว่างจังหวะ
วาล์วควอเตอร์เทิร์นอาจต้องการแรงบิดสูงสุดเมื่อเคลื่อนออกจากเบาะปิดเป็นครั้งแรก อาจต้องใช้แรงบิดน้อยลงในระหว่างการเดินทาง จากนั้นจะต้องเพิ่มอีกครั้งเพื่อให้ถึงตำแหน่งปิดที่ระบุ แอคชูเอเตอร์แบบสปริงกลับแบบนิวแมติกสร้างเอาท์พุตที่แตกต่างกันบนลมและจังหวะสปริง แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าอาจมีพิกัด การสตาร์ท ที่นั่ง และขีดจำกัดเอาท์พุตสูงสุดแยกจากกัน การเปรียบเทียบหมายเลขวาล์วหนึ่งตัวกับหมายเลขแอคชูเอเตอร์หนึ่งหมายเลขจึงไม่สามารถสร้างผลลัพธ์ขนาดที่เชื่อถือได้
คู่มือนี้จะอธิบายวิธีการกำหนดขนาดแรงบิดของแอคชูเอเตอร์วาล์วที่ใช้งานได้จริงสำหรับบอลวาล์วอุตสาหกรรม บัตเตอร์ฟลาย และวาล์วปลั๊ก นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าปัจจัยด้านความปลอดภัยอยู่ตรงไหน เหตุใดแรงดันอากาศขั้นต่ำหรือแรงดันไฟฟ้าต่ำจึงมีความสำคัญ และแรงบิดของก้านสูงสุดที่อนุญาตสามารถตัดสิทธิ์แอคชูเอเตอร์ที่ดูมีพลังเพียงพอได้อย่างไร
สิ่งที่ขนาดแรงบิดของตัวกระตุ้นวาล์วต้องพิสูจน์
การตรวจสอบขนาดที่สมบูรณ์จะต้องพิสูจน์สี่สิ่ง:
- แอคชูเอเตอร์สามารถสตาร์ทวาล์วให้เคลื่อนจากตำแหน่งปลายด้านใดด้านหนึ่งได้เมื่อจำเป็น
- แอคชูเอเตอร์สามารถวิ่งต่อไปได้เต็มจังหวะโดยไม่มีการขาดดุลของแรงบิด
- แอคชูเอเตอร์สามารถเข้าถึงตำแหน่งสุดท้ายที่ต้องการและบรรลุเงื่อนไขการปิดเครื่องที่ระบุ
- เอาท์พุตที่เป็นไปได้สูงสุดของแอคทูเอเตอร์จะไม่สร้างความเสียหายให้กับก้านวาล์ว ระบบขับเคลื่อน กระปุกเกียร์ คัปปลิ้ง หรือส่วนประกอบการติดตั้ง
การตรวจสอบสามรายการแรกจะสร้างเอาต์พุตที่ต้องการขั้นต่ำ ที่สี่กำหนดเอาต์พุตสูงสุดที่ยอมรับได้ ขนาดที่ดีจะต้องพอดีกับขอบเขตทั้งสอง
ผลลัพธ์จะต้องยังคงใช้ได้ภายใต้สภาวะพลังงานจริง โดยปกติจะต้องตรวจสอบเอาท์พุตของแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกที่แรงดันต่ำสุดที่แอคทูเอเตอร์ในขณะที่ระบบกำลังทำงาน ไม่ใช่ที่แรงดันป้ายชื่อของคอมเพรสเซอร์ แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าจะต้องได้รับการตรวจสอบที่แรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่ระบุ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต เงื่อนไขการสตาร์ทของมอเตอร์ และการจำแนกหน้าที่
ค่าแรงบิดที่สำคัญ
แรงบิดจากจุดแตกหักถึงเปิด
แรงบิดจากจุดเปิดถึงเปิด ซึ่งมักเรียกสั้น ๆ ว่า BTO คือแรงบิดที่จำเป็นในการเคลื่อนวาล์วที่ปิดออกจากที่นั่ง เรียกอีกอย่างว่าแรงบิดแตกหัก แรงบิดแตกหัก หรือแรงบิดแตกหัก สำหรับบอลวาล์วแบบนั่งนุ่มหลายรุ่น BTO เป็นจุดสำคัญเนื่องจากการสัมผัสกับบ่า การรับแรงดัน และแรงเสียดทานสถิตจะทำงานร่วมกันในขณะที่วาล์วอยู่กับที่
แรงบิดในการเบรกอาจเพิ่มขึ้นหลังจากไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน อุณหภูมิหมุนเวียน เบาะนั่งบวม คราบสะสม การกัดกร่อน หรือสูญเสียการหล่อลื่น ค่าที่วัดได้จากวาล์วใหม่ที่สะอาดที่อุณหภูมิแวดล้อมจึงอาจต่ำกว่าแรงบิดที่ต้องการหลังจากใช้งานจริงเป็นเวลาหลายเดือน
แรงบิดขณะวิ่ง
แรงบิดขณะวิ่งคือแรงบิดที่ต้องการในขณะที่วาล์วเคลื่อนที่ระหว่างตำแหน่งสิ้นสุด มันไม่จำเป็นต้องคงที่ แรงเสียดทานของแบริ่ง น้ำหนักบรรจุ แรงของไหล และรูปทรงของวาล์วสามารถทำให้ความต้องการเปลี่ยนแปลงไปตามมุม
สำหรับบอลวาล์ว แรงบิดในการทำงานมักจะต่ำกว่าความต้องการในการคลายน็อตเริ่มต้น แต่ไม่ควรถือว่าไม่มีข้อมูลวาล์ว วาล์วปีกผีเสื้อสามารถพัฒนาแรงบิดแบบไดนามิกที่สำคัญภายใต้การไหล ขนาดและทิศทางสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามมุมของจาน ความเร็ว และความดันแตกต่าง ปลั๊กวาล์วอาจรักษาแรงเสียดทานอย่างมากผ่านส่วนที่ใหญ่กว่าของจังหวะ
แรงบิดจากจุดเปิดและจุดตัดเพื่อปิด
แรงบิดจากปลายถึงเปิดคือความต้องการใกล้กับตำแหน่งเปิดสุด แรงบิดจากจุดเปิดถึงปิดคือแรงบิดที่จำเป็นในการเริ่มเคลื่อนที่จากเปิดเต็มที่ไปทางปิด ค่าเหล่านี้มีความสำคัญเมื่อวาล์วกระบวนการต้องกลับทิศทางอย่างน่าเชื่อถือจากตำแหน่งปลายด้านใดด้านหนึ่ง
บางครั้งอาจละเว้นจากตารางแรงบิดแบบง่าย หากวาล์วหรือกระบวนการสร้างโปรไฟล์แรงบิดที่ไม่สมมาตร สมมติว่าการเปิดและปิดเหมือนกันสามารถลดขนาดในทิศทางเดียวได้
แรงบิดในการนั่งหรือจากปลายถึงปิด
ต้องใช้แรงบิดในการนั่งใกล้กับจุดสิ้นสุดของจังหวะปิดเพื่อไปยังตำแหน่งปิดที่ระบุ และบีบอัดหรือใช้งานระบบซีลตามที่ออกแบบไว้ แรงบิดที่น้อยเกินไปอาจทำให้วาล์วขาดจากบ่าวาล์วและทำให้เกิดการรั่วไหล แรงบิดที่มากเกินไปอาจทำให้เบาะนั่งแบบนุ่มเสียหาย ก้านหรือข้อต่อผิดรูป รับน้ำหนักเกินกระปุกเกียร์ หรือสร้างทริปแรงบิดซ้ำๆ
อย่าเพิ่มการตั้งค่าแอคชูเอเตอร์เพียงเพื่อชดเชยวาล์วที่ไม่ได้ติดตั้งตามปกติอีกต่อไป จะต้องตรวจสอบการเยื้องศูนย์ การสะสม ความเสียหายของเบาะนั่ง การบิดเบี้ยวจากความร้อน หรือการกีดขวาง แทนที่จะบังคับผ่านด้วยแรงบิดที่มากขึ้น
ข้อมูลแรงบิดของวาล์วควรมาจากไหน
ผู้ผลิตวาล์วควรระบุค่าแรงบิดที่จำเป็นสำหรับการสร้างวาล์วจริง และระบุมุมและทิศทางที่เกิดค่าสูงสุดแต่ละครั้ง ข้อมูลควรสอดคล้องกับข้อมูลที่เลือก:
- ประเภทวาล์ว ขนาด และระดับแรงดัน
- ตัวถัง อุปกรณ์ตกแต่ง เบาะนั่ง ซีล และวัสดุบรรจุภัณฑ์
- แรงดันต่างสูงสุดในแต่ละทิศทางการไหล
- อุณหภูมิการทำงานและการออกแบบ
- ของแข็ง คราบสะสม หรือความหนืดปานกลางและคาดหวัง
- ความถี่ในการทำงานและช่วงเวลาที่ไม่ได้ใช้งานที่คาดไว้
- ประสิทธิภาพการรั่วไหลหรือการปิดที่ต้องการ
อย่าเลือกขนาดจากค่าแรงบิดที่คัดลอกมาจากวาล์วของผู้ผลิตรายอื่นที่มีขนาดระบุเท่ากัน เส้นผ่านศูนย์กลางของก้าน การออกแบบเบาะนั่ง ระบบตลับลูกปืน ผิวสำเร็จ พิกัดความเผื่อ และการรับแรงกด สามารถสร้างความต้องการแรงบิดที่แตกต่างกันอย่างมาก
หากไม่มีข้อมูลแรงบิดที่ได้รับการรับรอง ซัพพลายเออร์ควรระบุพื้นฐานของการประมาณการและความไม่แน่นอนที่ใช้ สำหรับการแยกส่วนที่สำคัญ การปิดเครื่องฉุกเฉิน ก๊าซแรงดันสูง หรือการบริการทางเคมีที่รุนแรง ควรแก้ไขความไม่แน่นอนผ่านการตรวจสอบทางวิศวกรรมหรือการทดสอบ แทนที่จะซ่อนไว้ภายในแอคชูเอเตอร์ขนาดใหญ่พิเศษ
เงื่อนไขของกระบวนการเปลี่ยนแปลงแรงบิดที่ต้องการอย่างไร
แรงบิดของวาล์วที่เผยแพร่จะมีประโยชน์เฉพาะเมื่อพื้นฐานการทดสอบตรงกับบริการเท่านั้น โดยทั่วไปเงื่อนไขต่อไปนี้จำเป็นต้องมีการแก้ไขหรือมาร์จิ้นเพิ่มเติม:
| สภาพการบริการ | ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับแรงบิด | สิ่งที่ต้องยืนยัน |
|---|---|---|
| ความดันแตกต่างที่สูงขึ้น | เพิ่มแรงกดบนส่วนปิดหรือเบาะนั่ง | แรงดันต่างสูงสุดระหว่างสภาวะปกติ สตาร์ท การปิดเครื่อง และสภาวะไม่ปกติ |
| อุณหภูมิต่ำ | สามารถเพิ่มความแข็งของซีล แรงเสียดทานในการอัดตัว และความทนทานต่อสารหล่อลื่น | การทำงานขั้นต่ำและอุณหภูมิโดยรอบ ไม่ใช่แค่อุณหภูมิปกติเท่านั้น |
| อุณหภูมิสูง | สามารถเปลี่ยนการรบกวนที่นั่ง ระยะห่าง น้ำหนักบรรจุ และความแข็งแรงของวัสดุได้ | อุณหภูมิกระบวนการสูงสุดและการหมุนเวียนความร้อน |
| ก๊าซแห้งหรือการทำงานไม่บ่อยนัก | อาจเพิ่มแรงเสียดทานสถิตหลังจากหยุดนิ่งเป็นระยะเวลานาน | เวลาว่างและตารางการปั่นจักรยานที่คาดไว้ยาวนานที่สุด |
| สารละลาย ปรับขนาดหรือตกผลึกสื่อ | คราบสกปรกอาจขัดขวางการเคลื่อนไหวและเพิ่มแรงเสียดทานของเบาะนั่งหรือแบริ่ง | ปริมาณของแข็ง ขนาดอนุภาค การชะล้าง และการจัดการการทำความสะอาด |
| สื่อเหนียวหรือความหนืดสูง | สามารถเพิ่มอุปสงค์การลากและการแตกหักได้ | ความหนืดที่อุณหภูมิบริการต่ำสุด |
| หน้าที่รอบสูง | เพิ่มข้อจำกัดด้านความร้อน การสึกหรอ และแอคชูเอเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับหน้าที่ | รอบต่อชั่วโมง เวลาเดินทาง และหน้าที่การมอดูเลต |
| ที่นั่งหรือการบรรจุผู้สูงอายุ | แรงเสียดทานสามารถเพิ่มขึ้นได้ตลอดระยะเวลาการให้บริการ | ช่วงเวลาการบำรุงรักษาและสภาพการสิ้นสุดการทำงานที่คาดหวัง |
ผลกระทบเหล่านี้ควรได้รับการแก้ไขโดยใช้ปัจจัยการบริการของผู้ผลิตวาล์วหรือการแก้ไขเฉพาะการใช้งานทุกครั้งที่ทำได้ ปัจจัยด้านความปลอดภัยทั่วไปไม่สามารถทดแทนการทำความเข้าใจบริการได้
วิธีการใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัย
ปัจจัยด้านความปลอดภัยจะเพิ่มส่วนต่างระหว่างความต้องการของวาล์วที่คาดหวังและเอาต์พุตของแอคชูเอเตอร์ขั้นต่ำ ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด:
แรงบิดออกแบบที่ตำแหน่งที่กำหนด = แรงบิดของวาล์วที่ตรวจสอบแล้วที่ตำแหน่งนั้น × ปัจจัยด้านความปลอดภัยที่ได้รับอนุมัติ
ตัวอย่างเช่น หากแรงบิดจากการเปิดถึงจุดเปิดที่ตรวจสอบแล้วคือ 400 นิวตันเมตร และปัจจัยที่ได้รับอนุมัติคือ 1.25 ค่าการออกแบบสำหรับตำแหน่งนั้นคือ 500 นิวตันเมตร
สมการนี้ง่าย การเลือกปัจจัยไม่ได้ Emerson เผยแพร่ตัวอย่างขนาดแอคชูเอเตอร์โดยใช้ 1.2 หรือ 20% แต่นั่นคือตัวอย่างสำหรับการคำนวณที่ระบุไว้ ไม่ใช่กฎอุตสาหกรรมสากล อัตรากำไรขั้นต้นที่ต้องการขึ้นอยู่กับวิธีการสร้างแรงบิดของวาล์วดั้งเดิม ไม่ว่าจะเป็นปัจจัยการบริการ ความร้ายแรงของการใช้งาน ความแน่นอนของแหล่งจ่ายไฟ และข้อกำหนดของโครงการหรือไม่
หลีกเลี่ยงมาร์จิ้นการนับซ้ำ
ถามว่าตารางแรงบิดของวาล์วคือ:
- ค่าทดสอบดิบ
- ค่าเล็กน้อยที่คำนวณได้
- แรงบิดสูงสุดที่ต้องการ
- แก้ไขความดันและอุณหภูมิแล้ว
- มาพร้อมกับปัจจัยด้านความปลอดภัยที่ผู้ผลิตแนะนำอยู่แล้ว
การใช้ปัจจัยครอบคลุมอื่นกับตัวเลขที่มีระยะขอบอยู่แล้วอาจทำให้เกิดการปรับขนาดเกินโดยไม่จำเป็น การเพิ่มขนาดจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นและอาจทำให้การโอเวอร์โหลดทางกลรุนแรงขึ้นได้
เมื่ออาจจำเป็นต้องมีมาร์จิ้นเพิ่มเติม
อัตรากำไรเพิ่มเติมอาจสมเหตุสมผลเมื่อข้อมูลแรงบิดไม่แน่นอน วาล์วคงเดินเบาเป็นเวลานาน การสะสมตัวหรือการเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์มีความน่าเชื่อถือ อุณหภูมิเพิ่มแรงเสียดทานอย่างมาก หรือฟังก์ชันด้านความปลอดภัยต้องมีการเคลื่อนไหวที่เชื่อถือได้ภายใต้สภาวะที่เสื่อมโทรม จำนวนเงินควรได้รับการตกลงจากซัพพลายเออร์วาล์ว ซัพพลายเออร์แอคชูเอเตอร์ และวิศวกรโครงการ
อัตรากำไรขั้นต้นที่มากขึ้นไม่สามารถรักษาการออกแบบวาล์วที่ไม่เหมาะสมได้ หากของแข็งสามารถอัดตัวเข้าไปในโพรง วัสดุจะพองตัวในตัวกลาง หรือวาล์วมีแนวโน้มที่จะจับกับความร้อน การตอบสนองที่ถูกต้องอาจเป็นวาล์ว ที่นั่ง การจัดเรียงการชะล้าง หรือขั้นตอนการทำงานที่แตกต่างกัน
จับคู่เส้นโค้งแรงบิดแบบเต็ม
หลังจากแก้ไขความต้องการของวาล์วแล้ว ให้เปรียบเทียบกับเอาต์พุตของแอคชูเอเตอร์ในแต่ละตำแหน่งที่เกี่ยวข้อง แอคชูเอเตอร์จะต้องอยู่เหนือเส้นโค้งที่ต้องการตลอดทั้งการเปิดและปิด
ตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกแบบ Double-Acting
สำหรับแอคชูเอเตอร์แบบสองทาง ให้ตรวจสอบเอาท์พุตทั้งสองทิศทางที่แรงดันจ่ายขั้นต่ำที่มีอยู่ ตารางแค็ตตาล็อกเป็นแบบเจาะจงความดัน การเลือกจากคอลัมน์ 6 บาร์ไม่ถูกต้องหากแอคทูเอเตอร์อาจได้รับเพียง 4.5 บาร์หลังจากการสูญเสียตัวควบคุมตัวกรอง แรงดันท่อลดลง และความต้องการอากาศพร้อมกัน
ใช้ค่าแรงบิดสตาร์ท จังหวะกลาง และปลายหรือโค้งเต็มของผู้ผลิตแอคทูเอเตอร์ หมายเลขเอาต์พุตที่กำหนดเพียงตัวเดียวสามารถซ่อนการขาดดุลโดยที่กลไกสร้างแรงบิดน้อยลง
ตัวกระตุ้นนิวแมติกสปริงกลับ
แอคชูเอเตอร์แบบสปริงกลับมีโปรไฟล์เอาท์พุตที่แตกต่างกันสองแบบ:
- จังหวะลมซึ่งแรงลมทำงานกับสปริง
- จังหวะสปริงซึ่งแรงสปริงที่เก็บไว้จะขับเคลื่อนวาล์วหลังจากที่อากาศถูกถอดออก
ตรวจสอบจังหวะทั้งสองอย่างแยกกัน แรงบิดที่ปลายสปริงจะต้องเพียงพอต่อการดำเนินการที่ล้มเหลวตามที่กำหนด ในขณะที่จังหวะลมจะต้องผ่านวาล์วบวกกับโหลดสปริงที่ความดันอากาศขั้นต่ำ ยูนิตที่เปิดอย่างถูกต้องระหว่างการทดสอบเดินเครื่องยังคงไม่สามารถปิดได้อย่างปลอดภัยหลังจากสูญเสียอากาศ หากตรวจสอบเฉพาะจังหวะลมเท่านั้น
ทิศทางความล้มเหลวจะต้องกำหนดจากข้อกำหนดความปลอดภัยของกระบวนการ รีวิว การเลือกวาล์วปิดล้มเหลวและวาล์วเปิดล้มเหลว ก่อนที่จะกำหนดทิศทางของแอคชูเอเตอร์
แร็คแอนด์พิเนียนกับเอาท์พุตสก๊อตช์-โย๊ค
แอคชูเอเตอร์แบบแร็คแอนด์พีเนียนและสก๊อตช์แอกไม่จำเป็นต้องสร้างโปรไฟล์แรงบิดที่เหมือนกัน กลไกสก๊อตช์แอกสามารถให้เอาต์พุตที่สูงกว่าเมื่อใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของการเคลื่อนที่ และเอาต์พุตที่ต่ำกว่าเมื่อใกล้ถึงช่วงจังหวะกลาง ซึ่งสามารถตอบสนองโปรไฟล์ความต้องการวาล์วแบบควอเตอร์เทิร์นได้ การเปรียบเทียบยังคงต้องใช้เส้นโค้งของผู้ผลิตจริง ประเภทกลไกเพียงอย่างเดียวไม่รับประกันขนาดที่ถูกต้อง
แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า
สำหรับแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้า ให้ยืนยันแรงบิดเอาท์พุตพิกัด แรงบิดเบาะนั่งที่อนุญาต ความสามารถในการสตาร์ทหรือเบรกเอาท์ การตั้งค่าสวิตช์แรงบิด และเอาท์พุตสูงสุด ตรวจสอบด้วย:
- จ่ายแรงดัน เฟส และความถี่
- การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต
- หน้าที่เปิด-ปิด การวางตำแหน่ง หรือการปรับ
- เริ่มต่อชั่วโมงและเวลาทำงาน
- ข้อกำหนดด้านอุณหภูมิแวดล้อมและกรอบหุ้ม
- ขีดจำกัดความร้อนของมอเตอร์และเกียร์
แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าบางตัวสามารถให้แรงบิดเพิ่มขึ้นได้ในช่วงสั้นๆ ระหว่างการถอดที่นั่ง แต่คุณสมบัติดังกล่าวจะต้องได้รับการยืนยันจากเอกสารประกอบและการตั้งค่าของรุ่นที่เลือก ไม่ควรสันนิษฐานจากแรงบิดที่กำหนด ผู้ซื้อที่เปรียบเทียบตัวเลือกวาล์วอัตโนมัติสามารถตรวจสอบได้เช่นกัน คู่มือการเลือกบอลวาล์วไฟฟ้า.
ตรวจสอบแรงบิดของก้านสูงสุดที่อนุญาต
ผลผลิตขั้นต่ำเพียงครึ่งหนึ่งของซองจดหมายขนาด แรงบิดที่ส่งมอบหรือตั้งค่าสูงสุดของแอคชูเอเตอร์จะต้องต่ำกว่าขีดจำกัดที่อ่อนที่สุดที่อนุญาตในโซ่เชิงกล ซึ่งอาจรวมถึง:
- แรงบิดก้านวาล์วสูงสุดที่อนุญาต
- ขีดจำกัดแรงบิดอินพุตหรือเอาท์พุตของกระปุกเกียร์
- ความจุของคีย์ ไดรฟ์สี่เหลี่ยม หรือร่องฟันเฟือง
- ความจุของข้อต่อและอะแดปเตอร์
- ความแข็งแรงของตัวยึด
- แรงบิดอ้างอิงหน้าแปลนวาล์วแอคชูเอเตอร์
แรงบิดของก้านสูงสุดที่อนุญาตมักย่อว่า MAST ไม่ใช่แรงบิดที่จำเป็นในการใช้งานวาล์ว มันเป็นขีดจำกัดของโครงสร้าง การเลือกที่ถูกต้องจึงเป็นไปตามเงื่อนไขทั้งสอง:
เอาต์พุตแอคชูเอเตอร์ขั้นต่ำ > แก้ไขความต้องการวาล์วในทุกตำแหน่งที่ต้องการ
เอาท์พุตแอคชูเอเตอร์ที่เป็นไปได้สูงสุดหรือการตั้งค่าแรงบิด < ขีดจำกัดวาล์วและชุดขับเคลื่อนที่ใช้ได้
หากไม่ตรงตามเงื่อนไขทั้งสองข้อ การเลือกแอคชูเอเตอร์ที่ใหญ่กว่านั้นไม่ปลอดภัย อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนก้านวาล์ว กระปุกเกียร์ อุปกรณ์ติดตั้ง หรือการควบคุมแอคชูเอเตอร์
ตัวอย่างขนาดควอเตอร์เทิร์นที่ทำงานแล้ว
สมมติว่าผู้ผลิตวาล์วให้ค่าแรงบิดสูงสุดที่ต้องการต่อไปนี้สำหรับบอลวาล์วแบบหมุนสี่รอบที่แรงดันและอุณหภูมิส่วนต่างของโครงการ:
| ตำแหน่งวาล์ว | ข้อกำหนดที่เผยแพร่ | ปัจจัยที่ได้รับอนุมัติ | ข้อกำหนดการออกแบบ |
|---|---|---|---|
| แตกเพื่อเปิด | 400 นิวตันเมตร | 1.25 | 500 นิวตันเมตร |
| การวิ่งช่วงกลางจังหวะ | 240 นิวตันเมตร | 1.25 | 300 นิวตันเมตร |
| ปิดท้ายครับ | 320 นิวตันเมตร | 1.25 | 400 นิวตันเมตร |
ตัวกระตุ้นนิวแมติกส์แบบสองทางที่เป็นตัวเลือกจะสร้างที่ความดันอากาศขั้นต่ำที่มีอยู่:
- 560 นิวตันเมตรที่จุดเริ่มต้นของการเปิด
- 420 นิวตันเมตรที่ระยะชักกลาง
- 470 นิวตันเมตรเมื่อสิ้นสุดการปิด
แอคชูเอเตอร์เกินข้อกำหนดการออกแบบที่จุดตรวจสอบทั้งสามจุด ผ่านการเปรียบเทียบเอาต์พุตขั้นต่ำ
ตอนนี้สมมติว่าเอาท์พุตสูงสุดที่เป็นไปได้ที่แรงดันจ่ายสูงสุดคือ 720 นิวตันเมตร ในขณะที่วาล์ว MAST ที่ยืนยันแล้วและขีดจำกัดระบบขับเคลื่อนทั้งหมดสูงกว่า 900 นิวตันเมตร อีกทั้งยังผ่านการตรวจสอบโอเวอร์โหลดเบื้องต้นอีกด้วย การเลือกจะไม่สมบูรณ์จนกว่าจะยืนยันส่วนต่อประสานการติดตั้ง เวลาชัก ปริมาณการใช้อากาศ หน้าที่ การทำงานล้มเหลว อุปกรณ์เสริม และสภาพแวดล้อม แต่จะยอมรับการเปรียบเทียบแรงบิดได้
หากแอคชูเอเตอร์ผลิตได้เพียง 280 นิวตันเมตรที่จังหวะกลาง มันจะล้มเหลวแม้ว่าแรงบิดสตาร์ทจะเกินข้อกำหนดการเบรก 500 นิวตันเมตรก็ตาม หากเอาท์พุตที่เป็นไปได้สูงสุดเกินขีดจำกัดของสเตมหรือคัปปลิ้ง มันก็จะล้มเหลวเช่นกันแม้จะมีแรงบิดในการทำงานที่เพียงพอก็ตาม
การติดตั้งและการจัดแนวสามารถเปลี่ยนผลลัพธ์ของฟิลด์ได้
การคำนวณที่ถูกต้องยังสามารถให้การทำงานที่ไม่ดีได้หากติดตั้งแอคชูเอเตอร์ไม่ดี การโหลดด้านข้าง ตัวยึดที่ไม่อยู่ตรงกลาง อะแดปเตอร์ขับเคลื่อนที่ไม่ถูกต้อง หรือการเชื่อมต่อที่ไม่เพียงพอ อาจเพิ่มแรงเสียดทานและความเครียดจากสมาธิได้
ISO 5211:2026 กำหนดข้อกำหนดสำหรับอินเทอร์เฟซการต่อหัวขับแบบหมุนชิ้นส่วน รวมถึงขนาดหน้าแปลนและส่วนประกอบตัวขับเคลื่อน และค่าแรงบิดอ้างอิง มันไม่ได้ขจัดความจำเป็นในการออกแบบโครงยึดระดับกลางและข้อต่อสำหรับโหลดจริง ในกรณีที่การติดตั้งโดยตรงทำไม่ได้ ชุดติดตั้งทั้งชุดจะต้องส่งแรงบิดโดยไม่มีการโก่งตัวหรือฟันเฟืองมากเกินไป
ตรวจสอบแอคชูเอเตอร์และการจัดตำแหน่งวาล์วตลอดจังหวะก่อนที่จะเพิ่มการตั้งค่าแรงบิด ดูคำแนะนำได้ที่ แอคทูเอเตอร์วาล์วไม่ตรงแนว สำหรับผลทางกลทั่วไป
ข้อผิดพลาดทั่วไปในการปรับขนาดตัวกระตุ้น
ใช้ขนาดวาล์วที่กำหนดเท่านั้น
วาล์ว DN100 หรือ 4 นิ้ว 2 ตัวอาจต้องการแรงบิดที่แตกต่างกัน เนื่องจากระดับแรงดัน บ่า ก้าน ระบบลูกปืน และแรงดันต่างกัน ขนาดไม่ใช่ข้อกำหนดแรงบิด
การตรวจสอบเฉพาะแรงบิดเบรก
Break-to-Open อาจเป็นความต้องการที่ใหญ่ที่สุด แต่ก็ไม่ใช่จุดวิกฤติเพียงจุดเดียวโดยอัตโนมัติ ข้อกำหนดในการวิ่ง ทิศทางย้อนกลับ และที่นั่งยังคงต้องมีการเปรียบเทียบ
การใช้แรงดันปกติแทนแรงดันจ่ายขั้นต่ำ
เอาท์พุตแบบนิวแมติกตกตามแรงดันจ่าย การปรับขนาดด้วยแรงดันแค็ตตาล็อกที่สะดวกไม่ทำให้แรงบิดลดลงในช่วงที่มีความต้องการอากาศในโรงงานถึงจุดสูงสุด
ไม่สนใจ Spring Stroke
แอคทูเอเตอร์แบบสปริงกลับจะต้องใช้งานวาล์วด้วยพลังงานสปริงที่เก็บไว้ในระหว่างจังหวะล้มเหลว ประสิทธิภาพการตีลมเพียงอย่างเดียวไม่สามารถพิสูจน์การดำเนินการด้านความปลอดภัยได้
การใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยสากล
เปอร์เซ็นต์คงที่ไม่ดักจับคราบที่ไม่ทราบค่า แรงเสียดทานของซีลที่อุณหภูมิต่ำ หรือข้อมูลวาล์วที่ไม่แน่นอน นอกจากนี้ยังอาจซ้ำซ้อนกับระยะขอบที่ผู้ผลิตวาล์วรวมไว้แล้ว
ละเว้นแรงบิดสูงสุดที่อนุญาต
แอคชูเอเตอร์ขนาดใหญ่สามารถบิดก้านหรือสร้างความเสียหายให้กับระบบขับเคลื่อนได้ ต้องรวมการตั้งค่าแรงดันจ่ายสูงสุดและแรงบิดของแอคชูเอเตอร์ไว้ในการตรวจสอบโอเวอร์โหลด
แรงบิดที่สับสนกับแรงขับ
คู่มือนี้เน้นที่วาล์วแบบแยกส่วนเป็นหลัก วาล์วเกทและโกลปวาล์วแบบหลายเลี้ยวอาจต้องมีการคำนวณแรงขับนอกเหนือจากแรงบิดอินพุต โดยขึ้นอยู่กับรูปทรงของก้าน แรงดันต่าง การบรรจุ และน้ำหนักบรรทุกของที่นั่ง อย่ากำหนดขนาดการใช้งานเชิงเส้นหรือหลายรอบโดยใช้วิธีแรงบิดแบบสี่รอบเพียงอย่างเดียว
เวิร์กโฟลว์การปรับขนาดแรงบิดของแอคชูเอเตอร์
- กำหนดฟังก์ชันวาล์ว ตำแหน่งปกติ และตำแหน่งล้มเหลวที่ต้องการ
- รับข้อมูลแรงบิดของผู้ผลิตสำหรับโครงสร้างวาล์วที่แน่นอน
- ตรวจสอบแรงดันส่วนต่างสูงสุดในทิศทางการไหลทั้งสองทิศทาง
- แก้ไขแรงบิดของวาล์วสำหรับตัวกลาง อุณหภูมิ การสะสมตัว ความถี่ และเวลาว่างที่เกิดขึ้นจริง
- ยืนยันว่าค่าที่ให้มารวมส่วนต่างการบริการแล้วหรือไม่
- ใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยที่ได้รับการอนุมัติจากโครงการตามที่จำเป็น
- ระบุแรงดันลมขั้นต่ำหรือสภาวะการจ่ายไฟฟ้าที่เลวร้ายที่สุดที่แอคชูเอเตอร์
- เปรียบเทียบเอาต์พุตของแอคชูเอเตอร์และความต้องการของวาล์วที่จุดวิกฤตแต่ละจุดในทั้งสองทิศทาง
- สำหรับการคืนสปริง ให้ตรวจสอบจังหวะลมและสปริงแยกกัน
- ตรวจสอบขีดจำกัด MAST กระปุกเกียร์ ระบบขับเคลื่อน คัปปลิ้ง ตัวยึด และอินเทอร์เฟซที่เอาต์พุตสูงสุดที่เป็นไปได้
- ยืนยันรอบการทำงาน เวลาในการทำงาน เริ่มต้นต่อชั่วโมง สภาพแวดล้อมและอุปกรณ์เสริม
- บันทึกสมมติฐานและการกำหนดค่าที่ได้รับอนุมัติไว้ในเอกสารข้อมูลหรือใบเสนอราคา
รายการตรวจสอบ RFQ สำหรับขนาดวาล์วและแอคชูเอเตอร์
ให้ข้อมูลต่อไปนี้ก่อนขอเลือกแอคชูเอเตอร์:
| กลุ่มข้อมูล | ข้อมูลที่จำเป็น |
|---|---|
| วาล์ว | ประเภท ขนาด ระดับแรงดัน รุ่น ขนาดก้าน/ตัวขับเคลื่อน ทิศทางการเปิด และส่วนต่อประสานการติดตั้ง |
| กระบวนการ | ปานกลาง ของแข็งหรือความหนืด ความดันในการใช้งาน/การออกแบบ ความดันแตกต่าง อุณหภูมิในการทำงาน/การออกแบบ และทิศทางการไหล |
| แรงบิด | BTO, การรัน, ค่าจากต้นสู่เปิด, ทะลุเพื่อปิด และค่าจากต้นสู่ปิด; พื้นฐานการทดสอบ รวมถึงปัจจัยการบริการ เสากระโดงเรือ |
| การดำเนินงาน | หน้าที่เปิด-ปิดหรือมอดูเลต รอบต่อชั่วโมง เวลาเดินทางที่ต้องการ การดำเนินการฉุกเฉิน และระยะเวลาที่ไม่ได้ใช้งานนานที่สุด |
| อุปทานนิวเมติก | แรงดันขั้นต่ำและสูงสุดที่แอคชูเอเตอร์ คุณภาพอากาศ ตำแหน่งที่ล้มเหลว และปริมาณอากาศที่มีอยู่ |
| การจัดหาไฟฟ้า | แรงดันไฟฟ้า เฟส ความถี่ สัญญาณควบคุม ผลป้อนกลับ ความแปรผันของแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต และการจำแนกประเภทหน้าที่ |
| สิ่งแวดล้อม | ตำแหน่งในร่ม/กลางแจ้ง อุณหภูมิแวดล้อม ระดับการกัดกร่อน ตู้ และพื้นที่อันตราย |
| อุปกรณ์เสริม | โซลินอยด์วาล์ว ลิมิตสวิตช์ ตัวกำหนดตำแหน่ง ตัวควบคุมตัวกรอง การแทนที่ด้วยตนเอง การควบคุมเฉพาะที่ และโปรโตคอลการสื่อสาร |
สำหรับการใช้งานบอลวาล์วแบบอัตโนมัติ Vcore Valve สามารถตรวจสอบโครงสร้างของวาล์วและการกำหนดค่าแอคชูเอเตอร์ร่วมกันได้ แหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องได้แก่ บอลวาล์วกระตุ้นสำหรับกระบวนการอัตโนมัติ, แอคชูเอเตอร์แบบออกฤทธิ์เดี่ยวและแบบออกฤทธิ์สองครั้ง และ บอลวาล์วแรงบิดต่ำสำหรับระบบอัตโนมัติ.
สรุปการตัดสินใจทางวิศวกรรม
การกำหนดขนาดแรงบิดของแอคชูเอเตอร์วาล์วเป็นการจับคู่เส้นโค้งและการตรวจสอบขีดจำกัด ไม่ใช่การเปรียบเทียบด้วยตัวเลขเดียว แอคชูเอเตอร์ต้องเกินความต้องการของวาล์วที่แก้ไขแล้วที่การแตกหัก ผ่านการเคลื่อนที่ และที่ที่นั่งสุดท้ายในทั้งสองทิศทางที่ต้องการ การเลือกแบบใช้ลมต้องใช้แรงดันอากาศขั้นต่ำที่มีอยู่ และการเลือกสปริงกลับจะต้องตรวจสอบจังหวะของอากาศและสปริงอย่างอิสระ การเลือกใช้ระบบไฟฟ้าต้องรวมถึงการเปลี่ยนแปลงของแหล่งจ่าย หน้าที่ และพฤติกรรมการควบคุมแรงบิด
แอคทูเอเตอร์ที่เลือกจะต้องอยู่ภายในแรงบิดสูงสุดที่อนุญาตของก้าน กระปุกเกียร์ คัปปลิ้ง และส่วนต่อประสานการติดตั้ง แอคชูเอเตอร์ที่ใหญ่กว่านั้นไม่ปลอดภัยกว่าโดยอัตโนมัติ การเลือกที่เชื่อถือได้มาจากข้อมูลแรงบิดของวาล์วที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว สมมติฐานการบริการที่ชัดเจน และการเปรียบเทียบที่บันทึกไว้ของโปรไฟล์แรงบิดของวาล์วและแอ๊คทูเอเตอร์ที่สมบูรณ์
หากต้องการขอการตรวจสอบการกำหนดค่า ให้ส่งวาล์ว Vcore ไปยังประเภทวาล์ว ขนาด ระดับความดัน ปานกลาง ความดันแตกต่าง อุณหภูมิ ความถี่ในการทำงาน ตำแหน่งที่ล้มเหลวที่ต้องการ แหล่งจ่ายไฟที่มีอยู่ และข้อกำหนดเอกสารโครงการผ่านทาง หน้าสอบถามโครงการวาล์ว.
คำถามที่พบบ่อย
แรงบิดเบรกในวาล์วคืออะไร?
แรงบิดแตกหักคือแรงบิดที่จำเป็นในการเคลื่อนวาล์วออกจากตำแหน่งสิ้นสุดที่อยู่กับที่ แรงบิดจากการเปิดถึงจุดวิกฤตมักมีความสำคัญเนื่องจากภาระของเบาะนั่งและแรงเสียดทานสถิตจะทำงานร่วมกันเมื่อวาล์วปิดเริ่มเคลื่อนที่ในครั้งแรก
แรงบิดขณะวิ่งต่ำกว่าแรงบิดเบรกเสมอหรือไม่?
ไม่ การออกแบบบอลวาล์วบางรุ่นมักจะมีค่าต่ำกว่า แต่รูปทรงของวาล์ว ความดันแตกต่าง แรงของของไหล การสะสมตัว และแรงเสียดทานสามารถสร้างจุดวิกฤตอีกจุดหนึ่งระหว่างการเดินทางได้ ใช้ข้อมูลแรงบิดทั้งหมดของผู้ผลิตวาล์ว แทนที่จะใช้โปรไฟล์ทั่วไป
ควรใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยใดในการกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์
ไม่มีปัจจัยที่เป็นสากลสำหรับทุกวาล์วและบริการ ปัจจัยควรเป็นไปตามคำแนะนำของผู้ผลิตวาล์วและข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ โดยพิจารณาว่าแรงบิดที่เผยแพร่นั้นรวมการแก้ไขการบริการแล้วหรือไม่ ปัจจัย 1.2 ปรากฏในตัวอย่างการวัดขนาดของ Emerson แต่ไม่ควรถือว่าเป็นกฎสำหรับทุกการใช้งาน
เหตุใดตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกจึงต้องมีขนาดที่ความดันอากาศขั้นต่ำ?
เอาท์พุตของแอคทูเอเตอร์จะลดลงตามความกดอากาศที่มีอยู่ การสูญเสียแรงดันผ่านท่อและอุปกรณ์เสริมหรือความต้องการของโรงงานพร้อมกันสูงอาจทำให้แรงดันที่แอคชูเอเตอร์ต่ำกว่าแรงดันคอมเพรสเซอร์หรือเฮดเดอร์
แอคชูเอเตอร์มีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับวาล์วได้หรือไม่?
ใช่ เอาท์พุตส่วนเกินอาจทำให้ก้านวาล์ว กระปุกเกียร์ อะแดปเตอร์ขับเคลื่อน คัปปลิ้ง หรือฉากยึดมีภาระมากเกินไป การตั้งค่าเอาท์พุตสูงสุดของแอคชูเอเตอร์และแรงบิดจะต้องต่ำกว่าขีดจำกัดทางกลที่เกี่ยวข้อง
แรงบิดของวาล์วและ MAST แตกต่างกันอย่างไร?
แรงบิดของวาล์วคือจำนวนที่ต้องใช้ในการควบคุมวาล์ว แรงบิดของก้านสูงสุดที่อนุญาตหรือ MAST คือขีดจำกัดทางโครงสร้างที่ไม่ควรเกิน การเลือกที่ถูกต้องจะให้แรงบิดในการทำงานเพียงพอในขณะที่ยังคงต่ำกว่าขีดจำกัด MAST และขีดจำกัดระบบขับเคลื่อนอื่นๆ
