電磁閥設計要解決(jué)的主要問題(tí)是密封問題,必(bì)須通過對電磁力、彈簧力和氣體壓力的計算(suàn)确保電磁閥斷(duàn)電時氣路被隔斷,在通電時電磁力(lì)能(néng)夠(gòu)克服彈簧力和氣體(tǐ)壓力迅速(sù)打開氣路。同時合理(lǐ)設計密封結構,選用合适的材料保證電磁閥在高溫(+50℃)和低溫(-20℃)環境中正常工作。 1、電磁閥結構設計

　　要實現電磁閥(fá)密封要求,首先要保證主要密封件(jiàn)的結a構設(shè)計合理,加工容(róng)易保(bǎo)證。參考進口減壓閥的工作原理,進行了如下改進設計。

　　1.1、閥杆的設計

　　進口電磁閥的密(mì)封形式是利用閥杆兩端錐面,通過(guò)閥杆(gǎn)的移動分别密封入口端和放(fàng)氣口端。這種密封形式要求閥杆的加工精度很高,特别是閥杆兩端錐(zhuī)面的同軸度要求在(zài)0.01mm以内。這兩錐面(miàn)用一般數控機床加工必須經過(guò)在(zài)兩次定位分别加工(gōng),錐面同軸度要求很難保證,因此進口電磁閥在使用過程中性能很(hěn)不穩定,使用壽命較短,而國内傳統電磁閥隻能應用(yòng)于低壓工(gōng)作範圍,圖2為閥杆工作原(yuán)理圖。

　　在電磁閥的(de)設計當中,通過改變閥杆結構形(xíng)式,将原來閥杆(gǎn)兩端錐面密封形式改為一側端面密封,另一側保持錐面密封。這樣錐面的同軸度和(hé)端面的垂直度和跳動度(dù)用普通數控機床可以在一次定位(wèi)中加工出來,閥(fá)杆的設計精度就比(bǐ)較容易保證,同時降低了加工成本。圖3為(wéi)閥杆改型設計簡圖。

　　1.2、密封力的設計

　　在電(diàn)磁閥設計中,引進氣動密封力概念,即通過(guò)改變進氣口兩(liǎng)端面的橫截面積S1、S2,使(shǐ)截(jié)面S1>S2,在通入高壓氣體P0時,作用在兩截面的氣體壓力分别是:

　　F′1=P0·S1

　　F′2=P0·S2

　　這樣,當電磁閥閉合時,由于兩截面均密封,在截面兩端形成壓力差F′1-F′2,産生氣(qì)動密封。此時電磁閥閉合時的密(mì)封力由氣體密(mì)封力和彈簧力共同提供,既(jì)保證了電磁(cí)閥閉(bì)合時所需要的密封(fēng)力,同時可以降(jiàng)低了彈簧的設計(jì)強(qiáng)度,延長彈簧的使用(yòng)壽命。

　　3.2、電磁閥理論計算

　　3.2.1、電磁力計算

　　電磁鐵設計(jì)形式為Ⅲ型電(diàn)磁鐵(tiě),具體外形見圖4。

　　在該磁系統的磁路中,由于工作氣隙較小,故雖然存在漏磁通,但(dàn)相對于主磁通來說可以忽略,故由(yóu)《平衡力(lì)電磁鐵設計計算及實驗研究》中電磁鐵對銜鐵的吸(xī)力F為:

　　所以,μ0=275.56×103;

　　由上代入公式(6)得:F=1848.9N

　　以上計算(suàn)結果從理論上證明了該電磁閥設計的合理性,同時這種高壓大流(liú)量電磁(cí)閥已應(yīng)用在某型号地面測(cè)試儀(yí)中,實踐證明使用可靠,性能穩定。它(tā)的研制成功(gōng)解決了(le)以往産品依賴進口(kǒu)的現象,并為同類産品的研(yán)制提供了可借鑒的方(fāng)法。

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