一種新型控制模式的常開電磁閥的設(shè)計(jì)改進(jìn)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(jī)研制的一種新型常開電磁閥在試驗(yàn)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(jì)算及工程經(jīng)驗(yàn)三個(gè)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(dòng)控制模式并進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)。改進(jìn)后的電磁閥按流量大小自動(dòng)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(shè)計(jì)已通過試驗(yàn)，驗(yàn)證了其可行性。

　　為滿足某新型無人機(jī)需求，我廠研制了一種新型先導(dǎo)式常開電磁閥。該電磁閥在試驗(yàn)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(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行原理分析，結(jié)合引起故障現(xiàn)象的關(guān)鍵理論計(jì)算及工程經(jīng)驗(yàn)，提出了一種新的控制模式并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，同時(shí)對(duì)改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。

1、指標(biāo)要求、結(jié)構(gòu)及原理

　　1)主要技術(shù)指標(biāo)

　　按任務(wù)書要求，主要技術(shù)指標(biāo)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(shí)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(shí)，所需電流不大于2A。

　　2)改進(jìn)前的電磁閥結(jié)構(gòu)及原理

　　電磁閥改進(jìn)前結(jié)構(gòu)見圖1。

　　工作原理：產(chǎn)品為先導(dǎo)式常開電磁閥。電磁閥不通電時(shí)，油液經(jīng)主活門節(jié)流孔進(jìn)入主活門內(nèi)腔，先導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)口產(chǎn)生較大的壓差，此時(shí)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(shí)，電磁閥動(dòng)鐵芯吸合，先導(dǎo)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(shè)計(jì)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(dǎo)閥座 7-電磁閥組件 8-電連接器 9-動(dòng)鐵芯 10-電磁閥彈簧 11-密封圈 12-密封圈 13-密封圈 14-先導(dǎo)活門 15-主彈簧 16-先導(dǎo)彈簧 17-螺塞 18-孔用擋圈

圖1 原設(shè)計(jì)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(yīng)處于打開位置，給電磁閥通電，主活門應(yīng)在先導(dǎo)活門關(guān)閉后關(guān)閉。在進(jìn)行產(chǎn)品關(guān)閉、打開性能試驗(yàn)時(shí)，先導(dǎo)活門關(guān)閉后，主活門不能關(guān)閉。

　　2)先導(dǎo)活門不能打開

　　利用專用工裝對(duì)電磁組件及先導(dǎo)活門進(jìn)行性能試驗(yàn)(見圖2)，當(dāng)工作壓力在(0～1.2)MPa時(shí)，先導(dǎo)活門打開、關(guān)閉正常;當(dāng)加壓至≥1.3MPa時(shí)，先導(dǎo)活門出現(xiàn)不能打開故障。

先導(dǎo)活門部分結(jié)構(gòu)及性能試驗(yàn)圖