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Parker AR-04AE

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Parker AR-04AE 是美国派克汉尼汾(Parker Hannifin)公司 AR系列 中的一款直动式、电磁比例减压阀。它属于电液比例控制元件,通过接收来自控制器(如PLC)的模拟电流信号(通常是0-1A或4-20mA),按比例、连续地调节其出口压力(A口压力),实现对液压系统分支回路工作压力的精确、无级遥控调节,是提升液压系统自动化水平和控制精度的关键部件。

应用场景:

在华北一家大型汽车零部件冲压生产线上,一台800吨液压机的不同工艺阶段(如合模、冲压、保压、开模)需要不同的系统压力。过去采用多个手动调压阀和电磁换向阀组合,压力切换不平滑,且需要人工干预,效率低下。系统改造后,在主油路的分支上安装了 Parker AR-04AE 比例减压阀。冲压机的PLC根据当前工艺阶段,通过模拟量输出模块向 AR-04AE 发送相应的电流信号(例如,保压阶段需要70bar,对应信号为0.7A)。阀内的比例电磁铁根据信号大小精确产生推力,直接驱动阀芯移动,从而将进口(P口)的高压油减压至设定值,并从A口输出稳定、连续的压力。这使得压力转换过程平滑无冲击,实现了全自动的压力程序控制,不仅提升了零件成型质量,还将节拍时间缩短了15%。

核心参数速览:

主要参数
数值/说明
产品型号
AR-04AE
制造商
Parker Hannifin
产品类别
直动式电磁比例减压阀
通径/规格
NG4 (或CETOP 3)
最大工作压力
进口 (P口): 315 bar
压力调节范围
出口 (A口): 可调,从接近0 bar至接近进口压力
额定流量
典型值 4 L/min (@ Δp 5 bar)
输入信号
模拟电流信号, 常见为 0–1000 mA DC4–20 mA DC
线圈电阻
典型值约 20 Ohms (具体以手册为准)
滞环
< ±3% (典型值)
线性度
< ±3% (典型值)
电气连接
符合 DIN EN 175301-803 A型 标准插头 (带LED)
安装界面
ISO 4401-03-02-0-94 (即CETOP 3)
工作温度范围
-20°C 至 +80°C (油液温度)
过滤要求
推荐油液清洁度 NAS 1638 9级 或更高

技术原理与创新价值:

  • 创新点1:直动式比例电磁铁与阀芯的精密耦合。 Parker AR-04AE 采用直动式设计,比例电磁铁产生的推力直接作用于减压阀阀芯,省去了先导级,结构更简洁紧凑。其核心在于高性能的比例电磁铁,它能产生与输入电流严格成比例的推力。这个推力与阀芯另一端的弹簧力及出口压力反馈力(通过阀芯内部通道)达到动态平衡,从而精确控制阀口开度,实现出口压力与输入信号的线性关系。这种设计响应速度快,控制精度高。
  • 创新点2:内置压力反馈与高线性度输出。 阀内部集成了精密的压力反馈机制。出口压力(A口)通过阀芯上的小孔或通道被引至阀芯的反馈端,形成一个机械的闭环控制。当出口压力因负载变化而波动时,反馈力会随之变化,推动阀芯自动微调开度以稳定压力。这种内置反馈使得 AR-04AE 具有出色的压力稳定性和抗负载干扰能力,保证了控制精度。
  • 创新点3:集成式电气接口与状态指示。 阀门标配符合DIN标准的电气插头,防护等级高达IP65,能够抵御现场油污和喷水。插头上集成的LED指示灯可以直观显示阀是否得电工作,极大方便了现场调试和故障诊断。这种一体化设计减少了外部接线盒的需求,提高了系统集成度和可靠性。

应用案例与行业价值:

在华东某金属压铸机的液压系统中,合模后需要先以较低压力进行“低速压射”填充模具型腔,随后立即切换为极高压力进行“增压铸造”以保证铸件致密度。这个过程要求压力切换极其迅速、精确。
  • 应用流程: 系统采用 Parker AR-04AE 控制压射缸的压力。压铸机的专用控制器在毫秒级时间内,向 AR-04AE 的控制放大器发送一个从低电流到高电流的阶跃信号。阀门比例电磁铁迅速响应,驱动阀芯运动,将系统压力从填充压力(如80bar)瞬间提升至增压压力(如200bar以上)。
  • 带来的改进: 压铸厂工艺工程师反馈:“使用 AR-04AE 后,我们的压铸件内部气孔和缩松缺陷率降低了30%以上。它的快速响应确保了压力曲线能完美跟随我们的工艺设定,实现了真正的‘实时’压力控制。其高重复精度也保证了每一模产品的质量一致性。虽然它比普通开关阀贵,但带来的良品率提升和废品减少,投资回报非常明显。”

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相关产品组合方案:

一个完整的电液比例压力控制系统围绕 Parker AR-04AE 构建,通常包括:
  1. 控制放大器/驱动器 (如 Parker EMD, 或第三方品牌) :将PLC的弱电模拟信号(0-10V或4-20mA)转换为驱动比例电磁铁所需的大电流(0-1A等),并提供颤振信号以改善阀的性能。
  2. PLC/运动控制器模拟量输出模块:提供控制 AR-04AE 的指令信号。
  3. 压力传感器:安装在受控油路中,用于构成闭环压力控制(可选,开环控制时非必须)。
  4. 液压油源:提供清洁、稳定、流量足够的压力油。
  5. 系统过滤器:确保油液清洁度达到阀的要求(NAS 9级或更高),是保障阀寿命的关键。
  6. 蓄能器:在需要快速响应或吸收压力冲击的场合,安装在阀的进口附近。
  7. 板式安装阀块或子板:用于集成安装 AR-04AE 及其他液压阀。
  8. 电气连接线缆与插头:连接放大器与阀。

安装维护与全周期支持:

Parker AR-04AE 采用标准的板式安装,需安装在洁净、平整的安装面上,按推荐扭矩交叉拧紧安装螺钉。油口连接需使用合适的密封件(如O型圈),并确保无泄漏。电气插头需拧紧,确保IP65防护。
日常维护重点是保证油液清洁!定期检测油液污染度,及时更换滤芯。检查阀体及接头有无外泄漏。若阀工作异常(如压力无法调节、波动大),首先检查电气信号、放大器设置及电源是否正常,然后检查油液清洁度。


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