電控閥中剩磁對(duì)其工作的影響、產(chǎn)生原因及消除方法

毛 瑞

(西安汽車職業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710038)

1 電控閥中剩磁現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

本文以控制氣體的電控閥為主要研究對(duì)象，由于電控閥在是氣路系統(tǒng)中重要的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)元件，通常與氣路系統(tǒng)的管路串聯(lián)在一起。電控閥作用是借電磁吸力來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制空氣管路的導(dǎo)通或關(guān)斷的氣路開(kāi)關(guān)。圖1為電控閥的剖面圖。

圖1 電控閥剖面

電控閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的管路，腔中間是閥，兩面是2塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)?yè)踝』蚵┏霾煌臍饴返目?，而進(jìn)氣孔是敞開(kāi)的，空氣就會(huì)進(jìn)入到不同的管路，然后通過(guò)空氣的壓力來(lái)推動(dòng)氣缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。電控閥是在有氣源的情況下再通電，才會(huì)工作，是用來(lái)控制氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)，這樣才能達(dá)到控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)的目的。其結(jié)構(gòu)主要由電磁機(jī)構(gòu)和氣閥2部分組成的。如圖2所示。

圖2 電磁閥的結(jié)構(gòu)

若電磁機(jī)構(gòu)中線圈在產(chǎn)出電磁吸力過(guò)程中存在剩磁就會(huì)導(dǎo)致電控閥分?jǐn)嗖幻黠@，影響其正常工作，或影響下次電磁鐵的吸合。所謂剩磁即剩余磁化強(qiáng)度的簡(jiǎn)稱，是以磁場(chǎng)源電流，產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度H的激勵(lì)下鐵磁材料被磁化，磁化程度用感應(yīng)強(qiáng)度B描述。磁化后的鐵磁材料若去除電流激勵(lì)即H=0，鐵磁材料中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也在減小，但不為零的現(xiàn)象稱為鐵磁材料的剩磁特性。電磁閥通電后，動(dòng)鐵芯在線圈通電后受到磁化，斷電后有小量的磁性(剩磁)保留在動(dòng)鐵芯上，這樣對(duì)電磁閥的性能有一定的影響，應(yīng)該如何消除這些剩磁呢？

2 現(xiàn)有的解決方法

(1)單純地解決消磁現(xiàn)象可以找個(gè)線圈，電阻足夠大，接上交流電，然后磁芯放在線圈磁芯的端部，就可以退磁了。如果不能確定消磁線圈的電阻是否足夠大，也可以找個(gè)消磁臺(tái)來(lái)消磁。

(2)若電磁閥原來(lái)的線圈電阻足夠大，那也可以直接通交流電來(lái)實(shí)現(xiàn)消磁現(xiàn)象。

(3)電控閥中鐵磁材料的剩磁可通過(guò)施加適當(dāng)?shù)姆聪虼艌?chǎng)或?qū)ζ涫┘痈邷鼗蛘駝?dòng)而使剩磁減弱或消失。

綜上所述，都會(huì)或多或少增大電控閥自身體積，以至于成本增高。因此，目前來(lái)看增加防磁墊是最簡(jiǎn)單的方法，但是防磁墊越厚，吸合力就越差，會(huì)影響電磁鐵的吸合，保證不了正常工作。

3 擬采取解決辦法

通過(guò)現(xiàn)有消磁技術(shù)的研究，結(jié)合電控閥自身的特點(diǎn)，本文擬采取利用電控閥本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)改變電控閥腔體內(nèi)氣路開(kāi)孔的區(qū)別實(shí)現(xiàn)更好的消磁效果。由于電控閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔連接不同的氣路，腔中間是閥桿閥塊，通過(guò)控制閥桿的移動(dòng)來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉不同的氣路孔。本文通過(guò)在不改變電控閥體積的基礎(chǔ)上，利用電控閥自帶的氣體功能，通過(guò)改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)壓縮氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠吸合，即在電控閥上下兩端添加進(jìn)風(fēng)孔和出風(fēng)孔。注意孔要設(shè)計(jì)成三角孔，剛開(kāi)始風(fēng)大，要往下增加壓力，這樣向下的推力大消除剩磁造成的不釋放，因?yàn)椴会尫攀窃谑щ娺^(guò)程中由于剩磁存在而導(dǎo)致電控閥不動(dòng)作。出風(fēng)口是設(shè)在電控閥最底處，排除電磁機(jī)構(gòu)釋放后電控閥腔內(nèi)的氣體，沒(méi)有壓力空氣吸合就沒(méi)阻力了。這樣既可以防止對(duì)底座的沖擊，也為第二次吸合做準(zhǔn)備。

閉式電控閥的原理結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 閉式電控閥的工作原理

其中：1指閥體；2指下閥門(mén)；3，6指閥塊；4指閥桿；5指電磁鐵；7指上閥門(mén)；8指反力彈簧

其工作原理為：電源通過(guò)接線柱流經(jīng)線圈從而線圈產(chǎn)生電磁吸力；另外閥桿在電磁力的作用下移，閥桿推動(dòng)推桿，推桿推動(dòng)氣閥的上風(fēng)堵桿；克服上風(fēng)堵桿彈簧的作用力向下移動(dòng)；上風(fēng)堵桿在堵住氣閥體排氣孔的同時(shí)，推動(dòng)氣閥推桿，氣閥推桿推動(dòng)下風(fēng)堵桿克服下風(fēng)堵桿彈簧作用力下移，打開(kāi)進(jìn)氣孔，氣源一進(jìn)氣管通一進(jìn)氣孔一出氣管通。當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí)，線圈的電磁吸力消失，下風(fēng)堵桿，上風(fēng)堵桿在反力彈簧的作用下上移，關(guān)閉進(jìn)氣孔，打開(kāi)排氣孔。

4 小結(jié)

本文通過(guò)對(duì)電控閥中存在剩磁現(xiàn)象的研究，在了解現(xiàn)有改進(jìn)剩磁技術(shù)的方法基礎(chǔ)上，結(jié)合電控閥本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在不改變電控閥體積的基礎(chǔ)上，通過(guò)在電控閥上下兩端添加進(jìn)風(fēng)孔和出風(fēng)孔的方法，利用電控閥自帶的氣體功能，電源斷開(kāi)時(shí)，線圈的電磁吸力消失，下風(fēng)堵桿，上風(fēng)堵桿在反力彈簧的作用下上移，關(guān)閉進(jìn)氣孔，打開(kāi)排氣孔，即通過(guò)改變電控閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)壓縮氣體，從而實(shí)現(xiàn)電控閥可靠吸合。