一種新型控制模式的常開電磁閥的設計改進及技術(shù)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(xiàn)不能正常打開、關(guān)閉現(xiàn)象。該文從理論分析、建模計算及工程經(jīng)驗三個方面,分析了故障現(xiàn)象產(chǎn)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(zhì)通道,打破了傳統(tǒng)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(xiàn)不能正常打開、關(guān)閉的現(xiàn)象。本文介紹了該新型電磁閥的結(jié)構(gòu)、原理及出現(xiàn)的故障現(xiàn)象,通過對故障現(xiàn)象進行原理分析,結(jié)合引起故障現(xiàn)象的關(guān)鍵理論計算及工程經(jīng)驗,提出了一種新的控制模式并進行了結(jié)構(gòu)改進,同時對改進后的結(jié)構(gòu)進行了試驗驗證。

1、指標要求、結(jié)構(gòu)及原理

  1)主要技術(shù)指標

  按任務書要求,主要技術(shù)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(chǎn)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(jié)構(gòu)及原理

  電磁閥改進前結(jié)構(gòu)見圖1。

  工作原理:產(chǎn)品為先導式常開電磁閥。電磁閥不通電時,油液經(jīng)主活門節(jié)流孔進入主活門內(nèi)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(nèi)腔與出口接通,油液通過先導閥孔流到產(chǎn)品的出口;由于主活門阻尼孔的作用,主活門內(nèi)腔與進口產(chǎn)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(guān)閉。主活門在液壓力作用下克服主彈簧彈力關(guān)閉。

原設計常開電磁閥結(jié)構(gòu)圖

1-殼體 2-主活門 3-彈簧座擋圈 4-調(diào)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(jié)構(gòu)圖

2、故障現(xiàn)象

  1)主活門不關(guān)閉產(chǎn)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(guān)閉后關(guān)閉。在進行產(chǎn)品關(guān)閉、打開性能試驗時,先導活門關(guān)閉后,主活門不能關(guān)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(guān)閉正常;當加壓至≥1.3MPa時,先導活門出現(xiàn)不能打開故障。

先導活門部分結(jié)構(gòu)及性能試驗圖

圖2 先導活門部分結(jié)構(gòu)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(guān)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(jié)語

  以上為液力偶合器常用的制造工藝技術(shù),這些工藝技術(shù)貫穿了整個液力偶合器產(chǎn)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(shù)打下了基礎。