一種新型控制模式的常開電磁閥的設計改進及技術分析

2013-11-20 張瑋 中國航空工業(yè)第116廠研發(fā)中心

  該廠為某型機研制的一種新型常開電磁閥在試驗過程中出現不能正常打開、關閉現象。該文從理論分析、建模計算及工程經驗三個方面,分析了故障現象產生的原因,提出了一種新的隨動控制模式并進行了設計改進。改進后的電磁閥按流量大小自動選擇介質通道,打破了傳統常開電磁閥的控制模式。新設計已通過試驗,驗證了其可行性。

  為滿足某新型無人機需求,我廠研制了一種新型先導式常開電磁閥。該電磁閥在試驗過程中出現不能正常打開、關閉的現象。本文介紹了該新型電磁閥的結構、原理及出現的故障現象,通過對故障現象進行原理分析,結合引起故障現象的關鍵理論計算及工程經驗,提出了一種新的控制模式并進行了結構改進,同時對改進后的結構進行了試驗驗證。

1、指標要求、結構及原理

  1)主要技術指標

  按任務書要求,主要技術指標要求如下:

  (1)工作壓力:不大于1.5MPa;

  (2)控制方式:常開式,一次通電時間不能小于100min;

  (3)產品通徑:不小于16mm;

  (4)流體阻力:在流量為25L/min的條件下,不大于30kPa;

  (5)線圈電流:在電壓為27VDC和溫度為20℃時,所需電流不大于2A。

  2)改進前的電磁閥結構及原理

  電磁閥改進前結構見圖1。

  工作原理:產品為先導式常開電磁閥。電磁閥不通電時,油液經主活門節(jié)流孔進入主活門內腔,先導活門在電磁閥彈簧的作用下處于打開狀態(tài),主活門內腔與出口接通,油液通過先導閥孔流到產品的出口;由于主活門阻尼孔的作用,主活門內腔與進口產生較大的壓差,此時主活門在壓差和主彈簧作用下使主活門處于打開位置,并保持平衡。電磁閥通電時,電磁閥動鐵芯吸合,先導活門在彈簧作用下關閉。主活門在液壓力作用下克服主彈簧彈力關閉。

原設計常開電磁閥結構圖

1-殼體 2-主活門 3-彈簧座擋圈 4-調整墊片 5-孔用擋圈 6-先導閥座 7-電磁閥組件 8-電連接器 9-動鐵芯 10-電磁閥彈簧 11-密封圈 12-密封圈 13-密封圈 14-先導活門 15-主彈簧 16-先導彈簧 17-螺塞 18-孔用擋圈

圖1 原設計常開電磁閥結構圖

2、故障現象

  1)主活門不關閉產品為常開電磁閥。正常狀態(tài)主活門應處于打開位置,給電磁閥通電,主活門應在先導活門關閉后關閉。在進行產品關閉、打開性能試驗時,先導活門關閉后,主活門不能關閉。

  2)先導活門不能打開

  利用專用工裝對電磁組件及先導活門進行性能試驗(見圖2),當工作壓力在(0~1.2)MPa時,先導活門打開、關閉正常;當加壓至≥1.3MPa時,先導活門出現不能打開故障。

先導活門部分結構及性能試驗圖

圖2 先導活門部分結構及性能試驗圖

  3)主活門不復位

  電磁閥應滿足以下性能要求:加電時,主活門應關閉;斷電后,主活門應復位,即主活門打開。電磁閥進行性能試驗時,主活門不復位。

結語

  以上為液力偶合器常用的制造工藝技術,這些工藝技術貫穿了整個液力偶合器產品的制造過程,了解液力偶合器制造工藝也為提高液力偶合器制造技術打下了基礎。