การเลือกแอคชูเอเตอร์ที่เหมาะสมเริ่มต้นด้วยค่าที่สำคัญอย่างหนึ่งคือ แรงบิดของวาล์ว แอคชูเอเตอร์แบบหมุนหนึ่งในสี่รอบต้องสร้างแรงบิดเพียงพอที่จะเปิด ทำงาน และปิดวาล์วภายใต้สภาพการทำงานจริง

หากแอคชูเอเตอร์มีขนาดเล็กเกินไป วาล์วอาจไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ หากใหญ่กว่าที่ต้องการมาก ระบบจะมีต้นทุนสูงขึ้นและสร้างภาระเพิ่มเติมให้กับแกนวาล์วและชิ้นส่วนติดตั้ง

สำหรับ การกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์หมุนหนึ่งในสี่รอบ ที่เชื่อถือได้ วิศวกรควรทำความเข้าใจเส้นโค้งแรงบิดของวาล์ว โดยเฉพาะ แรงบิดในการปลดวาล์ว

แรงบิดของวาล์วคืออะไร?

แรงบิดของวาล์วคือแรงบิดที่จำเป็นต่อการหมุนแกนวาล์ว

วาล์วประเภทต่างๆ ต้องการระดับแรงบิดที่แตกต่างกัน บอลวาล์ว บัตเตอร์ฟลายวาล์ว และปลั๊กวาล์วเป็นการใช้งานทั่วไปสำหรับการหมุนหนึ่งในสี่รอบ แรงบิดของพวกมันยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระหว่างรอบการเปิดและปิด

อาจต้องพิจารณาค่าแรงบิดหลายค่า:

• แรงบิดในการปลด: แรงบิดที่จำเป็นต่อการเริ่มเคลื่อนที่วาล์วจากตำแหน่งที่นั่ง

• แรงบิดในการทำงาน: แรงบิดที่จำเป็นในขณะที่วาล์วเคลื่อนที่

• แรงบิดในการนั่ง: แรงบิดที่จำเป็นต่อการเคลื่อนที่วาล์วเข้าสู่ตำแหน่งปิดหรือเปิดสุดท้าย

• แรงบิดแกนสูงสุด: แรงบิดสูงสุดที่แกนวาล์วสามารถทนได้อย่างปลอดภัย

แอคชูเอเตอร์ต้องให้แรงบิดเพียงพอสำหรับจุดทำงานที่ต้องการสูงสุด ในขณะที่ยังคงอยู่ต่ำกว่าแรงบิดแกนสูงสุดที่ยอมรับได้ของวาล์ว

ทำไมแรงบิดในการปลดวาล์วจึงมีความสำคัญ

แรงบิดในการปลดวาล์ว มักเป็นหนึ่งในค่าที่สำคัญที่สุดในการเลือกแอคชูเอเตอร์

วาล์วอาจต้องการแรงบิดมากขึ้นในตอนเริ่มต้นของการเคลื่อนที่มากกว่าในระหว่างการหมุนตามปกติ สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นเนื่องจากแรงเสียดทานของที่นั่ง ความแตกต่างของความดัน การไม่ใช้งานเป็นเวลานาน หรือความต้านทานทางกลอื่นๆ

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าวาล์วต้องการ:

• แรงบิดในการปลด: 80 Nm

• แรงบิดในการทำงาน: 50 Nm

• แรงบิดในการนั่ง: 65 Nm

ไม่สามารถเลือกแอคชูเอเตอร์ตามแรงบิดในการทำงาน 50 Nm เท่านั้นได้ ต้องมีกำลังขับเพียงพอที่จะเอาชนะความต้องการแรงบิดในการปลด 80 Nm

นี่คือเหตุผลที่ควรใช้ข้อมูลแรงบิดจากผู้ผลิตวาล์วเมื่อใดก็ได้

วิธีคำนวณแรงบิดแอคชูเอเตอร์ที่ต้องการ

การคำนวณพื้นฐานนั้นง่าย:

แรงบิดแอคชูเอเตอร์ที่ต้องการ = แรงบิดวาล์วสูงสุด × ปัจจัยความปลอดภัย

ตัวอย่างเช่น หากแรงบิดวาล์วสูงสุดที่ต้องการคือ 80 Nm และใช้ปัจจัยความปลอดภัย 1.3:

80 Nm × 1.3 = 104 Nm

ดังนั้นแอคชูเอเตอร์ที่เลือกควรให้อย่างน้อย 104 Nm ภายใต้สภาพการทำงานจริง

ปัจจัยความปลอดภัยไม่ใช่สากล ค่าที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับการออกแบบวาล์ว สภาพการใช้งาน ความถี่ในการทำงาน และคำแนะนำของผู้ผลิต แนวทางปฏิบัติในการกำหนดขนาดทั่วไปใช้ปัจจัย เช่น 1.2 หรือ 1.3 แต่ข้อมูลจากผู้ผลิตวาล์วและแอคชูเอเตอร์ควรได้รับการจัดลำดับความสำคัญ

ขั้นตอนการกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์หมุนหนึ่งในสี่รอบ

1. รับข้อมูลแรงบิดของวาล์ว

เริ่มต้นด้วยตารางแรงบิดหรือข้อมูลการทดสอบจากผู้ผลิตวาล์ว

ตรวจสอบแรงบิดที่ต้องการสำหรับ:

• การเปิดเริ่มต้น

• การทำงานปกติ

• การปิดสุดท้าย

การนั่งหรือไม่นั่ง

• สภาพความดันต่างๆ

อย่าใช้ขนาดวาล์วเพียงอย่างเดียวเพื่อประมาณแรงบิดแอคชูเอเตอร์ วาล์วสองตัวที่มีขนาดระบุเดียวกันอาจต้องการแรงบิดต่างกัน

2. ระบุแรงบิดที่ต้องการสูงสุด

เปรียบเทียบจุดทำงานทั้งหมด

ค่าที่ต้องการสูงสุดตามปกติควรเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการกำหนดขนาด สำหรับวาล์วหลายตัว สิ่งนี้อาจเป็นแรงบิดในการปลด

ตัวอย่างเช่น:

ที่นี่ 80 Nm คือแรงบิดในการทำงานสูงสุด

3. เพิ่มปัจจัยความปลอดภัยที่เหมาะสม

หากปัจจัยความปลอดภัยที่เลือกคือ 30%:

80 Nm × 1.30 = 104 Nm

ดังนั้นแอคชูเอเตอร์ควรส่งมอบอย่างน้อย 104 Nm ที่สภาพการทำงานที่ต้องการ

อย่างไรก็ตาม หลีกเลี่ยงการเพิ่มระยะขอบที่มากเกินไปโดยไม่ตรวจสอบแรงบิดแกนสูงสุดของวาล์ว แอคชูเอเตอร์ที่มีกำลังขับมากเกินไปสามารถทำลายวาล์วหรือส่วนประกอบทางกลอื่นๆ ได้

4. ตรวจสอบแรงบิดขับออกของแอคชูเอเตอร์

ต่อไป เปรียบเทียบความต้องการที่คำนวณได้กับกำลังขับที่กำหนดของแอคชูเอเตอร์

ตัวอย่างเช่น:

• ความต้องการที่คำนวณได้: 104 Nm

• กำลังขับแอคชูเอเตอร์: 120 Nm

• แรงบิดแกนสูงสุดของวาล์ว: 150 Nm

แอคชูเอเตอร์ให้แรงบิดเพียงพอ ในขณะที่กำลังขับยังคงอยู่ต่ำกว่าแรงบิดสูงสุดที่ยอมรับได้ของแกนวาล์ว

OMKEE นำเสนอแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหมุนหนึ่งในสี่รอบในช่วงแรงบิดที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น OMK-10G ให้แรงบิดมาตรฐาน 100 Nm ในขณะที่รุ่น OMK ที่ใหญ่กว่ามีให้เลือกสำหรับการใช้งานที่มีแรงบิดสูงขึ้น

5. ตรวจสอบสภาพการทำงาน

แรงบิดเป็นเพียงส่วนหนึ่งของการเลือกแอคชูเอเตอร์

ตรวจสอบด้วย:

• แหล่งจ่ายไฟ

• เวลาเปิดและปิด

• มุมการทำงาน

• รอบการทำงาน

• อุณหภูมิแวดล้อม

• ระดับการป้องกัน

• วิธีการติดตั้ง

• สัญญาณควบคุม

• ข้อเสนอแนะที่ต้องการ

• ข้อกำหนดพื้นที่อันตราย หากมี

ตัวอย่างเช่น OMK-10G ของ OMKEE รองรับการทำงาน DC24V และนำเสนอมุมหมุนที่ปรับได้ ในขณะที่รุ่น OMKEE อื่นๆ มีตัวเลือกการควบคุมและข้อเสนอแนะที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างการกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์อย่างง่าย

สมมติว่าบัตเตอร์ฟลายวาล์วมีแรงบิดในการทำงานสูงสุด 120 Nm

โครงการต้องการระยะขอบความปลอดภัย 25%

การคำนวณคือ:

120 Nm × 1.25 = 150 Nm

ดังนั้นแอคชูเอเตอร์ควรให้อย่างน้อย 150 Nm ภายใต้สภาพการทำงานที่ระบุ

ก่อนการเลือกขั้นสุดท้าย ให้ยืนยันด้วยว่า:

1. กำลังขับแอคชูเอเตอร์สูงพอ

2. กำลังขับไม่เกินแรงบิดแกนสูงสุดของวาล์ว

3. แอคชูเอเตอร์สามารถทำรอบการทำงานที่ต้องการได้

4. การเชื่อมต่อการติดตั้งตรงกับวาล์ว

5. ข้อกำหนดด้านพลังงานและการควบคุมเหมาะสม

การตรวจสอบอย่างง่ายนี้สามารถป้องกันปัญหาการกำหนดขนาดทั่วไปหลายอย่างได้

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์หมุนหนึ่งในสี่รอบ

การเลือกตามขนาดวาล์วเท่านั้น

วาล์ว DN100 ไม่ได้กำหนดให้ต้องใช้ขนาดแอคชูเอเตอร์เฉพาะโดยอัตโนมัติ แรงบิดวาล์วขึ้นอยู่กับการออกแบบวาล์ว ความดัน ประเภทที่นั่ง ของเหลว และสภาพการทำงาน

การใช้แรงบิดในการทำงานเท่านั้น

แรงบิดในการทำงานอาจต่ำกว่าแรงบิดในการปลด การไม่สนใจแรงบิดเริ่มต้นสามารถส่งผลให้ได้แอคชูเอเตอร์ที่ไม่สามารถเปิดวาล์วได้

การเพิ่มระยะขอบความปลอดภัยมากเกินไป

แรงบิดที่มากขึ้นไม่ได้ดีเสมอไป แรงบิดแอคชูเอเตอร์ที่มากเกินไปสามารถทำให้แกนวาล์ว ข้อต่อ หรือขายึดโอเวอร์โหลดได้

การไม่สนใจสภาพการทำงาน

อุณหภูมิ ความดัน การกัดกร่อน ความถี่ในการทำงาน และระยะเวลาการไม่ทำงานเป็นเวลานานสามารถส่งผลต่อความต้านทานของวาล์วได้

การตรวจสอบแรงบิดที่กำหนดเท่านั้น

ตรวจสอบแรงบิดขับออกจริงของแอคชูเอเตอร์ภายใต้แหล่งจ่ายไฟและสภาพการทำงานที่ระบุเสมอ ค่าที่เลือกต้องตรงกับการใช้งานทั้งหมด ไม่ใช่แค่หมายเลขแคตตาล็อกทั่วไป

รายการตรวจสอบขั้นสุดท้ายสำหรับการกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์หมุนหนึ่งในสี่รอบ

ก่อนสั่งซื้อแอคชูเอเตอร์ ให้ยืนยันค่าเหล่านี้:

• ประเภทและขนาดวาล์ว

• แรงบิดในการปลดวาล์ว

• แรงบิดในการทำงาน

• แรงบิดในการนั่ง

• แรงบิดแกนสูงสุด

• ปัจจัยความปลอดภัยที่ต้องการ

• แรงบิดขับออกแอคชูเอเตอร์ที่ต้องการ

• แหล่งจ่ายไฟ

• เวลาทำงาน

• รอบการทำงาน

• มุมการหมุน

• มาตรฐานการติดตั้ง

• ข้อกำหนดการควบคุมและข้อเสนอแนะ

• สภาพแวดล้อม

การกำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์หมุนหนึ่งในสี่รอบ ที่ถูกต้องเริ่มต้นด้วยข้อมูลแรงบิดวาล์วที่ถูกต้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แรงบิดในการปลดวาล์ว ไม่ควรถูกมองข้าม เมื่อคำนวณแรงบิดที่ต้องการแล้ว ให้เปรียบเทียบกับกำลังขับที่มีของแอคชูเอเตอร์และยืนยันว่าแอคชูเอเตอร์ยังคงอยู่ในช่วงแรงบิดแกนที่ยอมรับได้ของวาล์ว

สำหรับโครงการอัตโนมัติวาล์วอุตสาหกรรม OMKEE นำเสนอแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าแบบหมุนหนึ่งในสี่รอบสำหรับความต้องการแรงบิด พลังงาน การควบคุม และข้อเสนอแนะที่แตกต่างกัน