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日本SMC電磁閥結(jié)構(gòu)原理與問(wèn)題分析

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日本SMC電磁閥結(jié)構(gòu)原理與問(wèn)題分析
日本SMC電磁閥由電磁先導(dǎo)閥(簡(jiǎn)稱先導(dǎo)閥)與主閥組成,兩者之間有節(jié)流通道,其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。圖中R1、R2分別為節(jié)流孔和先導(dǎo)閥液阻,兩者串聯(lián)連接,構(gòu)成先導(dǎo)液壓半橋;p1為供液壓力p2為主閥芯上腔壓力,滿足如下關(guān)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(dāng)先導(dǎo)閥處于失電關(guān)閉狀態(tài)時(shí),液阻R2無(wú)窮大,工作介質(zhì)通過(guò)節(jié)流孔進(jìn)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(guān)閉狀態(tài)。
日本SMC電磁閥介質(zhì)通過(guò)節(jié)流孔-上腔-先導(dǎo)閥通道進(jìn)入偶合器(近似為無(wú)壓腔),在節(jié)流孔和先導(dǎo)閥處分別形成壓降,由式(1)知p1>p2,當(dāng)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(shí),主閥芯將開啟,介質(zhì)經(jīng)主閥口進(jìn)入偶合器進(jìn)行充液。
以上是對(duì)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(jié)構(gòu)參數(shù)條件為R1>(k1-1)R2 用壓力表示為Δp1>(k1-1)Δp2。
若先導(dǎo)閥的通流能力很強(qiáng),即R2=0,得到開啟壓力參數(shù)條件為
日本SMC電磁閥問(wèn)題分析
日本SMC電磁閥由上述分析可知,液阻對(duì)先導(dǎo)式電磁閥的開啟起關(guān)鍵性作用,在主閥結(jié)構(gòu)確定條件下,要正常開啟,則希望液阻R1較大,R2較小。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)孔型節(jié)流孔,孔徑越小,孔深越長(zhǎng),液阻也就越大,但也易導(dǎo)致堵塞現(xiàn)象發(fā)生。供液液壓系統(tǒng)中雖然設(shè)置了高精度過(guò)濾器,然而由于偶合器工作過(guò)程中因滑差的存在產(chǎn)生的熱使水溫升高(帶載啟動(dòng)或堵轉(zhuǎn)時(shí)的溫升尤其嚴(yán)重),若水質(zhì)較硬則不可避免產(chǎn)生水垢,阻塞節(jié)流孔,致使主閥失控,偶合器無(wú)法正常充液、排液,影響整個(gè)工作面的甚威脅人身安全。若要保持較大節(jié)流孔直徑,提高抗堵塞能力,則必須使R2降低,即要求先導(dǎo)閥具有較強(qiáng)通流能力。在先導(dǎo)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(jié)流孔。
日本SMC電磁閥結(jié)構(gòu)參數(shù)外,流動(dòng)形態(tài)對(duì)節(jié)流孔液阻同樣有重要影響。液體在細(xì)長(zhǎng)節(jié)流孔中的流動(dòng)一般處于層流和紊流之間的過(guò)渡狀態(tài),流體的內(nèi)摩擦力和慣性力都起著一定的作用,一般通過(guò)試驗(yàn)方法來(lái)確定參數(shù)之間的關(guān)系。先導(dǎo)閥內(nèi)部孔道復(fù)雜,公式計(jì)算存在較大誤差,同樣有必要對(duì)節(jié)流孔壓差-流量特性進(jìn)行試驗(yàn)研究,準(zhǔn)確了解其阻力特性,以所設(shè)計(jì)先導(dǎo)式電磁閥在規(guī)定壓力范圍內(nèi)正常工作。

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