Doğru aktüatörü seçmek, temel bir değerle başlar: valve torque (valf torku). Çeyrek dönüşlü aktüatör, gerçek çalışma koşullarında valfi açmak, çalıştırmak ve kapatmak için yeterli tork üretmelidir.

Eğer aktüatör çok küçükse, valf hareket etmeyebilir. Çok daha büyük seçilirse sistem maliyeti artar ve valf miline ile montaj parçalarına fazla yük binebilir.

Güvenilir quarter turn actuator sizing (çeyrek dönüşlü aktüatör boyutlandırması) için mühendisler öncelikle valf tork eğrisini, özellikle de valve breakaway torque (valf açılma torku)nu anlamalıdır.

Valf Torku Nedir?

Valf torku, bir valf milini döndürmek için gereken dönme kuvvetidir.

Farklı valfler farklı tork seviyelerine ihtiyaç duyar. Küresel valfler, kelebek valfler ve tıkaçlı valfler yaygın çeyrek dönüş uygulamalarıdır. Ayrıca bu valflerin torku, açma ve kapama döngüsü sırasında da değişebilir.

Birkaç tork değeri dikkate alınmalıdır:

• Breakaway torque (Açılma torku): Valfi oturduğu konumdan hareket ettirmek için gereken tork.

• Running torque (Çalışma torku): Valf hareket halindeyken gereken tork.

• Seating torque (Oturma torku): Valfi kapalı veya açık son konumuna getirmek için gereken tork.

• Maximum stem torque (Maksimum mil torku): Valf milinin güvenli olarak dayanabileceği en yüksek tork.

Aktüatör, en yüksek gereken çalışma noktası için yeterli tork sağlamalıdır ve aynı zamanda valfin izin verilen maksimum mil torkunu aşmamalıdır.

Valf Açılma Torku Neden Önemlidir?

Valf açılma torku genellikle aktüatör seçimindeki en önemli değerlerden biridir.

Bir valf, hareketin başlangıcında normal dönüşe göre daha fazla tork gerektirebilir. Bu durum, yüzey sürtünmesi, basınç farkları, uzun süre çalıştırılmaması veya diğer mekanik dirençler nedeniyle oluşabilir.

Örneğin, bir valfin şu değerleri gerektirdiğini varsayalım:

• Açılma torku: 80 Nm

• Çalışma torku: 50 Nm

• Oturma torku: 65 Nm

Aktüatör sadece 50 Nm çalışma torkuna göre seçilemez. 80 Nm'lik açılma gereksinimini aşacak güçte bir çıkışa sahip olmalıdır.

Bu nedenle her zaman mümkünse valf üreticisinin tork verilerini kullanın.

Gereken Aktüatör Torku Nasıl Hesaplanır?

Temel hesaplama basittir:

Gereken aktüatör torku = Maksimum valf torku × Güvenlik faktörü

Örneğin, gereken maksimum valf torku 80 Nm ise ve 1,3 güvenlik faktörü kullanılıyorsa:

80 Nm × 1,3 = 104 Nm

Seçilen aktüatör, gerçek çalışma koşullarında en az 104 Nm sağlamalıdır.

Güvenlik faktörleri evrensel değildir. Doğru değer valf tasarımına, hizmet koşullarına, çalışma sıklığına ve üreticinin önerilerine bağlıdır. Yaygın boyutlandırma uygulamalarında 1,2 veya 1,3 gibi faktörler kullanılır, ancak valf ve aktüatör üreticisinin verileri öncelikli olmalıdır.

Adım Adım Çeyrek Dönüşlü Aktüatör Boyutlandırması

1. Valf Tork Verilerini Alın

Valf üreticisinin tork tablosu veya test verileriyle başlayın.

Şunlar için gereken torku kontrol edin:

• İlk açma

• Normal çalışma

• Son kapama

• Oturma veya oturumu açma

• Farklı basınç koşulları

Sadece valf boyutunu kullanarak aktüatör torkunu tahmin etmeyin. Aynı nominal boyuta sahip iki valf farklı tork gerektirebilir.

2. En Yüksek Gereken Torku Belirleyin

Tüm çalışma noktalarını karşılaştırın.

En yüksek gereken değer, normalde boyutlandırma için başlangıç noktası olmalıdır. Birçok valf için bu, açılma torku olabilir.

Örneğin:

Burada 80 Nm en yüksek çalışma torkudur.

3. Uygun Bir Güvenlik Faktörü Ekleyin

Seçilen güvenlik faktörü %30 ise:

80 Nm × 1,30 = 104 Nm

Bu nedenle aktüatör, gereken çalışma koşulunda en az 104 Nm sağlamalıdır.

Bununla birlikte, valfin maksimum mil torkunu kontrol etmeden aşırı marj eklemeyin. Aşırı çıkış gücüne sahip bir aktüatör valfe veya diğer mekanik bileşenlere zarar verebilir.

4. Aktüatör Çıkış Torkunu Kontrol Edin

Şimdi, hesaplanan gereksinimi aktüatörün nominal çıkışıyla karşılaştırın.

Örneğin:

• Hesaplanan gereksinim: 104 Nm

• Aktüatör çıkışı: 120 Nm

• Valf maksimum mil torku: 150 Nm

Aktüatör yeterli tork sağlarken, çıkışı valf milinin izin verilen maksimum torkunun altında kalır.

OMKEE, farklı tork aralıklarında çeyrek dönüşlü elektrikli aktüatörler sunar. Örneğin OMK-10G, 100 Nm standart tork sağlarken, daha büyük OMK modelleri yüksek torklu uygulamalar için mevcuttur.

5. Çalışma Koşullarını Kontrol Edin

Tork, aktüatör seçiminin sadece bir parçasıdır.

Ayrıca şunları da kontrol edin:

• Güç kaynağı

• Açma ve kapama süresi

• Çalışma açısı

• Görev döngüsü

• Ortam sıcaklığı

• Koruma sınıfı

• Montaj yöntemi

• Kontrol sinyali

• Gereken geri besleme

• Tehlikeli bölge gereksinimleri (varsa)

Örneğin, OMKEE'nin OMK-10G modeli DC24V çalışmayı destekler ve ayarlanabilir dönüş açıları sunar; diğer OMKEE modelleri ise farklı kontrol ve geri besleme seçenekleri sunar.

Basit Bir Aktüatör Boyutlandırma Örneği

Bir kelebek valfinin maksimum çalışma torku 120 Nm olduğunu varsayalım.

Proje %25 güvenlik marjı gerektiriyor.

Hesaplama şöyledir:

120 Nm × 1,25 = 150 Nm

Bu nedenle aktüatör, belirtilen çalışma koşullarında en az 150 Nm sağlamalıdır.

Son seçimden önce şunları da doğrulayın:

1. Aktüatör çıkışı yeterince yüksek.

2. Çıkış, valfin maksimum mil torkunu aşmaz.

3. Aktüatör, gereken çalışma döngüsünü tamamlayabilir.

4. Montaj bağlantısı valfe uyuyor.

5. Güç ve kontrol gereksinimleri uygun.

Bu basit kontrol, birçok yaygın boyutlandırma sorununu önleyebilir.

Çeyrek Dönüşlü Aktüatör Boyutlandırmasında Yaygın Hatalar

Sadece Valf Boyutuna Göre Seçim Yapmak

DN100 bir valf otomatik olarak belirli bir aktüatör boyutu gerektirmez. Valf torku; valf tasarımına, basınca, yüzey tipine, sıvıya ve çalışma koşullarına bağlıdır.

Yalnızca Çalışma Torkunu Kullanmak

Çalışma torku, açılma torkundan daha düşük olabilir. Başlangıç torkunu göz ardı etmek, valfi açamayan bir aktüatör seçimine neden olabilir.

Çok Fazla Güvenlik Marjı Eklemek

Daha fazla tork her zaman daha iyi değildir. Aşırı aktüatör torku, valf milini, bağlantıyı veya montaj braketini aşırı yükleyebilir.

Çalışma Koşullarını Göz Ardı Etmek

Sıcaklık, basınç, korozyon, çalışma sıklığı ve uzun süreli boşta kalma süreleri valf direncini etkileyebilir.

Yalnızca Nominal Torku Kontrol Etmek

Her zaman belirtilen güç kaynağı ve çalışma koşullarında aktüatörün gerçek çıkışını kontrol edin. Seçilen değer, yalnızca genel bir katalog numarasıyla değil, tam uygulamayla uyumlu olmalıdır.

Çeyrek Dönüşlü Aktüatör Boyutlandırması için Son Kontrol Listesi

Bir aktüatör sipariş etmeden önce şu değerleri doğrulayın:

• Valf tipi ve boyutu

• Valf açılma torku

• Çalışma torku

• Oturma torku

• Maksimum mil torku

• Gereken güvenlik faktörü

• Gereken aktüatör çıkış torku

• Güç kaynağı

• Çalışma süresi

• Görev döngüsü

• Dönüş açısı

• Montaj standardı

• Kontrol ve geri besleme gereksinimleri

• Çevre koşulları

Doğru çeyrek dönüşlü aktüatör boyutlandırması, doğru valf tork verileriyle başlar. Özellikle, valf açılma torku göz ardı edilmemelidir. Gereken tork hesaplandıktan sonra, aktüatörün mevcut çıkışıyla karşılaştırın ve aktüatörün valfin izin verilen mil torku içinde kaldığını doğrulayın.

Endüstriyel valf otomasyon projeleri için OMKEE, farklı tork, güç, kontrol ve geri besleme gereksinimleri için çeyrek dönüşlü elektrikli aktüatörler sunar.