技術文章
Technical articles常用的比例閥大都采用了比例電磁鐵,比例電磁鐵根據電磁原理設計,能使其產生的機械量(力或力矩和位移)與輸入電信號(電流)的大小成比例,再連續控制液壓閥閥心的位置,進而實現連續控制液壓系統的壓力、方向和流量。比例電磁鐵由線圈、銜鐵、推桿等組成,當有信號輸入線圈時,線圈內磁場對銜鐵產生作用力,銜鐵在磁場中按信號電流的大小和方向成比例、連續地運動,再通過固連在一起的銷釘帶動推桿運動,從而控制滑閥閥心的運動。應用zui廣泛的是耐高壓直流。
輸入電信號通過比例放大器放大后(通常為24V直流,800mA或更大的額定電流)將其轉換為力或位移,以產生驅動先導級閥運動的位移或轉角。
結構簡單、成本低廉、輸出推力和位移大、對油質要求不高、維護方便。對的主要技術要求有:①水平的位移力特性,即在有效工作行程內,當線圈電流一定時,其輸出力保持恒定,與位移無關;②穩態電流力特性,具有良好的線性度,較小的死區及滯回;③動態特性階躍響應快,頻響高。
有單向和雙向兩種,單向較常用。
1.單向
典型的耐高壓單向結構原理圖如圖2所示,它主要由推桿1、銜鐵7、導向套10、殼體11、軛鐵13等部分組成。導向套10前后兩段為導磁材料(工業純鐵),導向套前段有特殊設計的錐形盆口。兩段之間用非導磁材料(隔磁環9)焊接成整體。筒狀結構的導向套具有足夠的耐壓強度,可承受35MPa的液壓力。殼體11與導向套10之間配置同心螺線管式控制線圈3。銜鐵7前端所裝的推桿1用以輸出力或位移,后端所裝的調節螺釘5和彈簧6組成調零機構。銜鐵支撐在軸承上,以減小黏滯摩擦力。通常為濕式直流控制(內腔要充入液壓油),使其成為銜鐵移動的一個阻尼器,以保證比例組件具有足夠的動態穩定性。
工作時,線圈通電后形成的磁路經殼體、導向套、銜鐵后分為兩路:一路由導向套前端到軛鐵而產生斜面吸力,另一路直接由銜鐵斷面到軛鐵而產生表面吸力。二者的合成力即為的輸出力(見圖53)。由圖3可以看到,在整個行程區內,可以分為吸合區I、有效行程區Ⅱ和空行程區Ⅲ三個區段。在吸合區I,工作氣隙接近于零,輸出力急劇上升,由于這一區段不能正常工作,因此結構上用加不導磁限位片(圖2中的12)的方法將其排除,使銜鐵不能移動到該區段內;在空行程區Ⅲ工作氣隙較大,電磁鐵輸出力明顯下降,這一區段雖然也不能正常工作,但有時是需要的,例如用于直接控制式比例方向閥的兩個中,當通電的工作在工作行程區時,另一端不通電的則處于空行程區Ⅲ;在有效行程區(工作行程區)Ⅱ,具有基本水平的位移動特性,工作區的長度與電磁鐵的類型等有關。
具有與位移無關水平的位移一力特性,一定的控制電流對應一定的輸出力,即輸出力與輸入電流成比例(見圖4),改變電流即可成比例改變輸出力。
由圖4可看到,當電磁鐵輸入電流往復變化時,相同電流對應的吸力不同,一般將相同電流對應往復輸入電流差的zui大值與額定電流的百分比稱為滯環。引起滯環主要原因有電磁鐵中軟磁材料的磁化特性及摩擦力等因素。為了提高比例閥等比例組件的穩態性能,的滯環越小越好,還希望的零位死區(輸出力為零時的zui大輸入電流I與額定電流的百分比)小且線性度(直線性)好。
2. 雙向
圖5為耐高壓雙向極化式的結構原理。這種采用了左右對稱的平頭盆口形動鐵式結構。左、右線圈中各有一個勵磁線圈1和控制線圈2。當勵磁線圈1通以恒定的勵磁電流I后,在左右兩側產生極化磁場。僅有勵磁電流時,由于電磁鐵左右結構及線圈的對稱性,左右兩端吸力相等、方向相反時,銜鐵處于平衡狀態,輸出力為零。當控制線圈通入差動控制電流后,左右兩端總磁通分別發生變化,銜鐵兩端受力不相等而產生與控制電流數值相對應的輸出力。
該把極化原理與合理的平頭盆口動鐵式結構結合起來,使其具有良好的位移力水平特性以及良好的電流輸出力比例特性(見圖6)且無零位死區、線性度好、滯環小,動態響應特性好。
版權所有© 2024 上海茂碩機械設備有限公司 All Rights Reserved 備案號:滬ICP備18010475號-6
技術支持:化工儀器網 管理登錄 sitemap.xml