一种新型控制模式的常开电磁阀的设计改进及技术分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国航空工业第116厂研发中心 作者:张玮

  该厂为某型机研制的一种新型常开电磁阀在试验过程中出现不能正常打开、关闭现象。该文从理论分析、建模计算及工程经验三个方面,分析了故障现象产生的原因,提出了一种新的随动控制模式并进行了设计改进。改进后的电磁阀按流量大小自动选择介质通道,打破了传统常开电磁阀的控制模式。新设计已通过试验,验证了其可行性。

  为满足某新型无人机需求,我厂研制了一种新型先导式常开电磁阀。该电磁阀在试验过程中出现不能正常打开、关闭的现象。本文介绍了该新型电磁阀的结构、原理及出现的故障现象,通过对故障现象进行原理分析,结合引起故障现象的关键理论计算及工程经验,提出了一种新的控制模式并进行了结构改进,同时对改进后的结构进行了试验验证。

1、指标要求、结构及原理

  1)主要技术指标

  按任务书要求,主要技术指标要求如下:

  (1)工作压力:不大于1.5MPa;

  (2)控制方式:常开式,一次通电时间不能小于100min;

  (3)产品通径:不小于16mm;

  (4)流体阻力:在流量为25L/min的条件下,不大于30kPa;

  (5)线圈电流:在电压为27VDC和温度为20℃时,所需电流不大于2A。

  2)改进前的电磁阀结构及原理

  电磁阀改进前结构见图1。

  工作原理:产品为先导式常开电磁阀。电磁阀不通电时,油液经主活门节流孔进入主活门内腔,先导活门在电磁阀弹簧的作用下处于打开状态,主活门内腔与出口接通,油液通过先导阀孔流到产品的出口;由于主活门阻尼孔的作用,主活门内腔与进口产生较大的压差,此时主活门在压差和主弹簧作用下使主活门处于打开位置,并保持平衡。电磁阀通电时,电磁阀动铁芯吸合,先导活门在弹簧作用下关闭。主活门在液压力作用下克服主弹簧弹力关闭。

原设计常开电磁阀结构图

1-壳体 2-主活门 3-弹簧座挡圈 4-调整垫片 5-孔用挡圈 6-先导阀座 7-电磁阀组件 8-电连接器 9-动铁芯 10-电磁阀弹簧 11-密封圈 12-密封圈 13-密封圈 14-先导活门 15-主弹簧 16-先导弹簧 17-螺塞 18-孔用挡圈

图1 原设计常开电磁阀结构图

2、故障现象

  1)主活门不关闭产品为常开电磁阀。正常状态主活门应处于打开位置,给电磁阀通电,主活门应在先导活门关闭后关闭。在进行产品关闭、打开性能试验时,先导活门关闭后,主活门不能关闭。

  2)先导活门不能打开

  利用专用工装对电磁组件及先导活门进行性能试验(见图2),当工作压力在(0~1.2)MPa时,先导活门打开、关闭正常;当加压至≥1.3MPa时,先导活门出现不能打开故障。

先导活门部分结构及性能试验图

图2 先导活门部分结构及性能试验图

  3)主活门不复位

  电磁阀应满足以下性能要求:加电时,主活门应关闭;断电后,主活门应复位,即主活门打开。电磁阀进行性能试验时,主活门不复位。

结语

  以上为液力偶合器常用的制造工艺技术,这些工艺技术贯穿了整个液力偶合器产品的制造过程,了解液力偶合器制造工艺也为提高液力偶合器制造技术打下了基础。

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