CN104240893A - 一种双向位移型比例电磁铁 - Google Patents

Abstract

一种双向位移型比例电磁铁，属于电磁铁，解决现有比例阀采用两台单向输出型电磁铁带来的整体性能不易提高，成本增加的问题。本发明包括壳体、骨架、衔铁、左线圈、右线圈、左端盖、右端盖、左簧片和右簧片。本发明采用整体式结构、装配简单、调试容易，实现双向位移输出，降低了加工成本，可直接连接滑阀阀芯，实现滑阀阀芯的位置比例控制，滑阀输出与控制信号成比例的流量，使得比例阀使用方便、性能更优，零位调整更为简便。

Description

一种双向位移型比例电磁铁

技术领域

本发明属于电磁铁，具体涉及一种双向位移型比例电磁铁，用于作为比例方向控制阀的电-机转换单元，将输入的控制信号按照设定比例转换为机械位移信号。

背景技术

随着液压驱动技术的不断发展以及其高功率质量比的特点，在各行各业均得到了广泛应用，舰船、工程机械行业均大量采用液压驱动。随着技术的发展，精确的比例或伺服控制逐渐替代了开关控制。实际使用中，大部分系统对于频响没有太高要求，且伺服阀对于油液清洁度的高要求又增加了成本，所以比例方向阀的应用越来越广泛。

比例方向控制阀分为力反馈和位移反馈两大类型，实质原理基本一致：通过力反馈元件平衡电磁力，最终实现主阀芯位移的线性控制。现有比例方向阀均采用两个只能单向输出型比例电磁铁作为电-机转换单元，输出力信号，需要在先导级和功率级间配置力反馈单元。导致比例阀性能受多个环节因素影响，性能不易提高；为保证比例阀性能需要提高相关环节要求，提高加工精度，同时也对装配、调试提出了更高的要求，增加了制造的成本。

发明内容

本发明提供一种双向位移型比例电磁铁，解决现有比例阀采用两台单向输出型电磁铁带来的整体性能不易提高，成本增加的问题。

本发明所提供的一种双向位移型比例电磁铁，包括壳体、骨架、衔铁、左线圈、右线圈、左端盖、右端盖、左簧片和右簧片，其特征在于：

所述壳体为导磁材料，形状为圆筒，圆筒内空由与筒壁连为一体的隔环分隔为以隔环为对称的左侧内空和右侧内空，所述隔环具有中心圆孔；

所述骨架由左段圆筒、中段圆筒和右段圆筒依次焊接构成同轴整体圆筒，各段圆筒均为导磁材料，其中，左段圆筒和右段圆筒的尺寸相同，各段圆筒之间的焊接部分为非导磁材料；

所述衔铁为由同轴的左段轴、中段轴和右段轴依次连接构成，其中，中段轴为导磁材料，与所述骨架的内孔间隙滑动配合；左段轴和右段轴为非导磁材料，它们的尺寸相同，外径小于中段轴的外径，左段轴的左端部和右段轴的右端部分别具有外螺纹；

所述骨架穿入所述壳体的隔环中心圆孔，再在所述壳体的左侧内空和右侧内空中分别放入左线圈和右线圈，然后将所述衔铁穿入所述骨架的内孔；

所述左端盖为具有中心通孔的旋转体，采用导磁材料，在其底面上具有一体且外径依次减小的第一阶凸台和第二阶凸台，所述底面的外径与所述壳体的外径相同，第一阶凸台的外径与所述壳体的内径匹配，第二阶凸台的外径与所述骨架的内孔直径匹配；所述底面的背面具有凸环，凸环用于安装所述左簧片；所述右端盖形状、尺寸和材料与所述左端盖相同；

所述左簧片为圆片，其中心具有圆心孔，接近圆片边缘具有沿圆周均匀分布的螺钉孔；所述右簧片和左簧片形状尺寸相同；

所述左端盖的中心通孔套入所述衔铁的左段轴，所述左端盖的第一阶凸台和第二阶凸台分别嵌入所述壳体的内孔及所述骨架的内孔，再将左端盖的底面和所述壳体左端面通过螺栓连接固定；然后所述左簧片的圆心孔套入所述衔铁的左段轴左端部，通过螺母将左簧片和衔铁的左段轴连接固定，最后通过螺钉穿过所述左簧片的螺钉孔，将左簧片与左端盖连接固定，簧片的安装面固定于左端盖的凸环；

采取同样方式，将所述右端盖通过螺栓连接固定于所述壳体右端面，将右簧片和衔铁的右段轴连接固定，将右簧片与右端盖连接固定。

所述的双向位移型比例电磁铁，其进一步特征在于：

所述导磁材料包括纯铁、低碳钢、导磁不锈钢；所述非导磁材料为铜、铝或非导磁不锈钢；

所述左簧片和右簧片采用铍青铜带材、碳素弹簧钢带材或合金弹簧钢带材制作。

本发明的左线圈通电后产生激磁场，衔铁受轴向电磁力后推动左右簧片沿轴向运动，左右簧片变形后产生推力阻止衔铁运动，当电磁力和左右簧片的弹力相等时，衔铁处于新的平衡点，此时衔铁相对于零位沿轴线产生了位移，位移量由左线圈输入信号决定；右线圈通电时，工作原理一致，衔铁运动方向相反。通过调整左右两个线圈的输入信号可实现对衔铁运动方向和运动量的控制，即实现了双向位移输出。

本发明采用整体式结构、装配简单、调试容易，实现双向位移输出，降低了加工成本，可直接连接滑阀阀芯，实现滑阀阀芯的位置比例控制，滑阀输出与控制信号成比例的流量，使得比例阀使用方便、性能更优，零位调整更为简便。

附图说明

图1为本发明实施例的组成示意图；

图2为本发明实施例的壳体示意图；

图3为本发明实施例的骨架示意图；

图4为本发明实施例的衔铁示意图；

图5为本发明实施例的端盖示意图；

图6为本发明实施例的簧片示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

如图1所示，本发明的实施例，包括壳体1、骨架2、衔铁3、左线圈4、右线圈5、左端盖6、右端盖7、左簧片8和右簧片9。

如图2所示，所述壳体1为电工纯铁，形状为圆筒，圆筒内空由与筒壁连为一体的隔环1-1分隔为以隔环为对称的左侧内空1-2和右侧内空1-3，所述隔环1-1具有中心圆孔；

如图3所示，所述骨架2由左段圆筒2-1、中段圆筒2-2和右段圆筒2-3依次焊接构成同轴整体圆筒，各段圆筒均为电工纯铁，其中，左段圆筒2-1和右段圆筒2-3的尺寸相同，各段圆筒之间的焊接部分2-4为铜焊；

如图4所示，所述衔铁3为由同轴的左段轴3-1、中段轴3-2和右段轴3-3依次连接构成，其中，中段轴3-2为电工纯铁，与所述骨架2的内孔间隙滑动配合；左段轴3-1和右段轴3-3为非导磁的1Cr18Ni9不锈钢，它们的尺寸相同，外径小于中段轴3-2的外径，左段轴3-1的左端部和右段轴3-3的右端部分别具有外螺纹；

所述骨架2穿入所述壳体1的隔环1-1中心圆孔，再在所述壳体1的左侧内空1-2和右侧内空1-3中分别放入左线圈4和右线圈5，然后将所述衔铁3穿入所述骨架2的内孔；

如图5所示，所述左端盖6为具有中心通孔的旋转体，采用电工纯铁，在其底面6-1上具有一体且外径依次减小的第一阶凸台6-2和第二阶凸台6-3，所述底面6-1的外径与所述壳体1的外径相同，第一阶凸台6-2的外径与所述壳体1的内径匹配，第二阶凸台6-3的外径与所述骨架2的内孔直径匹配；所述底面6-1的背面6-4具有凸环6-5，凸环6-5用于安装所述左簧片8；所述右端盖7形状、尺寸和材料与所述左端盖6相同；

如图6所示，所述左簧片8为圆片，其中心具有圆心孔8-1，接近圆片边缘具有沿圆周均匀分布的螺钉孔8-2；所述右簧片9和左簧片8形状尺寸相同；本实施例中，所述左簧片和右簧片采用铍青铜带制作。

所述左端盖6的中心通孔套入所述衔铁3的左段轴3-1，所述左端盖6的第一阶凸台6-2和第二阶凸台6-3分别嵌入所述壳体1的内孔及所述骨架2的内孔，再将左端盖6的底面6-1和所述壳体1左端面通过螺栓连接固定；然后所述左簧片8的圆心孔8-1套入所述衔铁3的左段轴3-1左端部，通过螺母将左簧片8和衔铁3的左段轴3-1连接固定，最后通过螺钉穿过所述左簧片8的螺钉孔8-2，将左簧片8与左端盖6连接固定；

采取同样方式，将所述右端盖7通过螺栓连接固定于所述壳体1右端面，将右簧片9和衔铁3的右段轴3-3连接固定，将右簧片9与右端盖7连接固定。

Claims (2)

1.一种双向位移型比例电磁铁，包括壳体(1)、骨架(2)、衔铁(3)、左线圈(4)、右线圈(5)、左端盖(6)、右端盖(7)、左簧片(8)和右簧片(9)，其特征在于：

所述壳体(1)为导磁材料，形状为圆筒，圆筒内空由与筒壁连为一体的隔环(1-1)分隔为以隔环(1-1)为对称的左侧内空(1-2)和右侧内空(1-3)，所述隔环(1-1)具有中心圆孔；

所述骨架(2)由左段圆筒(2-1)、中段圆筒(2-2)和右段圆筒(2-3)依次焊接构成同轴整体圆筒，各段圆筒均为导磁材料，其中，左段圆筒(2-1)和右段圆筒(2-3)的尺寸相同，各段圆筒之间的焊接部分(2-4)为非导磁材料；

所述衔铁(3)为由同轴的左段轴(3-1)、中段轴(3-2)和右段轴(3-3)依次连接构成，其中，中段轴(3-2)为导磁材料，与所述骨架(2)的内孔间隙滑动配合；左段轴(3-1)和右段轴(3-3)为非导磁材料，它们的尺寸相同，外径小于中段轴(3-2)的外径，左段轴(3-1)的左端部和右段轴(3-3)的右端部分别具有外螺纹；

所述骨架(2)穿入所述壳体(1)的隔环(1-1)中心圆孔，再在所述壳体(1)的左侧内空(1-2)和右侧内空(1-3)中分别放入左线圈(4)和右线圈(5)，然后将所述衔铁(3)穿入所述骨架(2)的内孔；

所述左端盖(6)为具有中心通孔的旋转体，采用导磁材料，在其底面(6-1)上具有一体且外径依次减小的第一阶凸台(6-2)和第二阶凸台(6-3)，所述底面(6-1)的外径与所述壳体(1)的外径相同，第一阶凸台(6-2)的外径与所述壳体(1)的内径匹配，第二阶凸台(6-3)的外径与所述骨架(2)的内孔直径匹配；所述底面(6-1)的背面(6-4)具有凸环(6-5)，凸环(6-5)用于安装所述左簧片(8)；所述右端盖(7)形状、尺寸和材料与所述左端盖(6)相同；

所述左簧片(8)为圆片，其中心具有圆心孔(8-1)，接近圆片边缘具有沿圆周均匀分布的螺钉孔(8-2)；所述右簧片(9)和左簧片(8)形状尺寸相同；

所述左端盖(6)的中心通孔套入所述衔铁(3)的左段轴(3-1)，所述左端盖(6)的第一阶凸台(6-2)和第二阶凸台(6-3)分别嵌入所述壳体(1)的内孔及所述骨架(2)的内孔，再将左端盖(6)的底面(6-1)和所述壳体(1)左端面通过螺栓连接固定；然后所述左簧片(8)的圆心孔(8-1)套入所述衔铁(3)的左段轴(3-1)左端部，通过螺母将左簧片(8)和衔铁(3)的左段轴(3-1)连接固定，最后通过螺钉穿过所述左簧片(8)的螺钉孔(8-2)，将左簧片(8)与左端盖(6)连接固定；

采取同样方式，将所述右端盖(7)通过螺栓连接固定于所述壳体(1)右端面，将右簧片(9)和衔铁(3)的右段轴(3-3)连接固定，将右簧片(9)与右端盖(7)连接固定。

2.如权利要求1所述的双向位移型比例电磁铁，其特征在于：

所述导磁材料包括纯铁、低碳钢、导磁不锈钢；所述非导磁材料为铜、铝或非导磁不锈钢；

所述左簧片和右簧片采用铍青铜带材、碳素弹簧钢带材或合金弹簧钢带材制作。