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日本SMC電磁閥結構原理與問題分析
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- 【資料簡介】
日本SMC電磁閥結構原理與問題分析
日本SMC電磁閥由電磁先導閥(簡稱先導閥)與主閥組成,兩者之間有節流通道,其結構原理如圖1所示。圖中R1、R2分別為節流孔和先導閥液阻,兩者串聯連接,構成先導液壓半橋;p1為供液壓力p2為主閥芯上腔壓力,滿足如下關系式:
日本SMC電磁閥主閥的上腔為敏感腔,作用面積為A2,彈簧剛度為k;下腔為高壓腔,作用面積為A1(A1<A2)。當先導閥處于失電關閉狀態時,液阻R2無窮大,工作介質通過節流孔進入主閥上腔,由式(1)知p1=p2,主閥芯在上腔液壓力和彈簧力雙重作用下處于關閉狀態。
日本SMC電磁閥介質通過節流孔-上腔-先導閥通道進入偶合器(近似為無壓腔),在節流孔和先導閥處分別形成壓降,由式(1)知p1>p2,當下腔液壓力足以克服上腔液壓力、彈簧力及閥芯與閥套之間的摩擦力時,主閥芯將開啟,介質經主閥口進入偶合器進行充液。
以上是對偶合器充液閥的分析,排液閥工作原理與之類似。
主閥開啟前平衡條件為Fp2+Ft+Ff=Fp1(Fp2為上腔壓力Ft為彈簧力Ff為摩擦力Fp1為下腔壓力),即
忽略彈簧力和摩擦力,即kx0+Ff=0,得到開啟結構參數條件為R1>(k1-1)R2 用壓力表示為Δp1>(k1-1)Δp2。
若先導閥的通流能力很強,即R2=0,得到開啟壓力參數條件為
日本SMC電磁閥問題分析
日本SMC電磁閥由上述分析可知,液阻對先導式電磁閥的開啟起關鍵性作用,在主閥結構確定條件下,要正常開啟,則希望液阻R1較大,R2較小。對于細長孔型節流孔,孔徑越小,孔深越長,液阻也就越大,但也易導致堵塞現象發生。供液液壓系統中雖然設置了高精度過濾器,然而由于偶合器工作過程中因滑差的存在產生的熱使水溫升高(帶載啟動或堵轉時的溫升尤其嚴重),若水質較硬則不可避免產生水垢,阻塞節流孔,致使主閥失控,偶合器無法正常充液、排液,影響整個工作面的甚威脅人身安全。若要保持較大節流孔直徑,提高抗堵塞能力,則必須使R2降低,即要求先導閥具有較強通流能力。在先導閥確定條件下,則需尋求滿足開啟和正常工作要求的盡可能大的節流孔。
日本SMC電磁閥結構參數外,流動形態對節流孔液阻同樣有重要影響。液體在細長節流孔中的流動一般處于層流和紊流之間的過渡狀態,流體的內摩擦力和慣性力都起著一定的作用,一般通過試驗方法來確定參數之間的關系。先導閥內部孔道復雜,公式計算存在較大誤差,同樣有必要對節流孔壓差-流量特性進行試驗研究,準確了解其阻力特性,以所設計先導式電磁閥在規定壓力范圍內正常工作。
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