CN202972132U - 电液比例阀及其比例电磁铁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电液比例阀及其比例电磁铁。该比例电磁铁包括：外壳（3）和设置于外壳（3）内部的从外向内依次设置的线圈组件、导磁组件和衔铁组件，衔铁组件包括衔铁（11）和分别定位设置于衔铁（11）轴向两端的推杆（1）和后轴（14），衔铁（11）通过推杆（1）和后轴（14）支撑于导磁组件的内部并与导磁组件之间具有间隙。应用本实用新型的技术方案，利用推杆和后轴支撑衔铁的结构，省去了在衔铁表面镀铬或者加支承环的步骤，避免了环境污染及磁动势的浪费，提高了电磁效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁控制领域，具体而言，涉及一种电液比例阀及其比例电磁铁。
背景技术
比例电磁铁是电液比例控制元件的电—机械转换器件，其功能是将控制电流信号转换成力或位移，并以此控制液压阀的阀芯运动，进而实现液压系统压力、流量等参数的比例控制。电液比例技术对比例电磁铁的水平的位移—力特性、线性的电流—力特性、以及滞环特性都有相应的要求。
现有比例电磁铁的衔铁支撑常采用衔铁直接与导磁套形成摩擦副的结构，为了减小摩擦系数，常在衔铁上镀镉或者加支承环。镀铬工艺会污染环境，而加支承环加大了侧向气隙，浪费了磁动势，降低了电磁铁的效率。
另外，目前的比例电磁铁结构一般采用铜环作为隔磁环，并把铜环与两边的磁性导套焊接，然后再进行机加工。焊接过程的高温改变了磁性材料的磁性，所以中间要进行恢复磁性的退火，工艺过程比较复杂。
实用新型内容
本实用新型提供一种比例电磁铁及具有其的电液比例阀，以解决现有技术中因采用衔铁直接与导磁套形成摩擦副的结构而带来的污染环境或浪费磁动势、电磁效率低的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种比例电磁铁，包括：外壳和设置于外壳内部的从外向内依次设置的线圈组件、导磁组件和衔铁组件，衔铁组件包括衔铁和分别定位设置于衔铁轴向两端的推杆和后轴，衔铁通过推杆和后轴支撑于导磁组件的内部并与导磁组件之间具有间隙。
进一步地，衔铁具有轴向通孔，推杆和后轴与轴向通孔定位配合并分别穿出衔铁的轴向两端。
进一步地，比例电磁铁还包括滑动支撑组件，滑动支撑组件包括支承推杆的第一滑动轴承和支承后轴的第二滑动轴承。
进一步地，推杆包括与衔铁的第一端面抵接配合的推杆轴肩；后轴包括与衔铁的第二端面抵接配合的后轴轴肩。
进一步地，导磁组件包括容纳衔铁的极靴和导磁套，第一滑动轴承支承于极靴内，第二滑动轴承支承于导磁套内，且极靴与导磁套相对的端部之间形成空气隔磁环。
进一步地，极靴包括：倾斜端面，倾斜端面与导磁套相对并从径向内侧向径向外侧朝向远离导磁套的方向倾斜；凹槽，容纳衔铁的第一端。
进一步地，倾斜端面与凹槽的内周面间的锥角a为35°至40°。
进一步地，凹槽以锥角a的顶端为槽顶，凹槽的槽深h为2.8mm至3.4mm。
进一步地，极靴、导磁套和衔铁均设置有用于沟通各腔油液的小孔。
进一步地，比例电磁铁还包括设置于线圈组件和导磁组件之间的承压套，承压套的外表面与电磁组件配合，承压套的内表面与导磁组件配合。
进一步地，比例电磁铁还包括设置于外壳内的用于手动推动衔铁组件的应急组件。
进一步地，应急组件包括：应急推销，设置于外壳的内部且位于导磁组件的轴向外侧，应急推销包括与外壳滑动配合的大径部和位于大径部的轴向内侧的小径部；弹簧挡盖，设置于导磁组件的轴向外侧，具有与小径部滑动配合的中心销孔；弹簧，套设在小径部上，并位于弹簧挡盖和大径部之间。
进一步地，应急推销的大径部与外壳之间设置有密封装置。
进一步地，第一滑动轴承和/或第二滑动轴承由不锈钢为基体、表面具有聚四氟乙烯涂层的板料卷制而成，聚四氟乙烯涂层形成第一滑动轴承和/或第二滑动轴承的滑动表面。
本实用新型的第二方面提供一种电液比例阀，包括比例电磁铁，其中，比例电磁铁为本实用新型第一方面中任一项的比例电磁铁。
应用本实用新型的技术方案，利用推杆和后轴支撑衔铁的结构，省去了在衔铁表面镀铬或者加支承环的步骤，避免了环境污染及磁动势的浪费，提高了电磁效率。与普通单根细长轴支撑衔铁的结构相比，本实用新型的结构容易保证较高的尺寸和位置精度。
在推杆和后轴上设置轴肩结构，利用轴肩同时起定位和限位片的作用，避免了加工小尺寸的限位片，简化了加工工艺，降低了生产成本。
在极靴与导磁套之间形成空气隔磁环，使加工工艺明显简化。
设置不锈钢为基体，表面具有聚四氟乙烯涂层的板料卷制而成的滑动轴承结构，增强了滑动副的耐磨性，保证了衔铁组件长期频繁往复运动的精度。同时也减小了推杆和后轴运动过程中受到的摩擦力，使比例电磁铁的滞环大大减小。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为根据本实用新型实施例中的比例电磁铁的结构示意图；
图2为图1中A部的放大示意图；
图3为根据本实用新型实施例中的比例电磁铁滑动轴承的剖视结构示意图；
图4为图3的侧视图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型实施例中的比例电磁铁包括：外壳3和设置于外壳3内部的从外向内依次设置的线圈组件、导磁组件和衔铁组件。上述的衔铁组件包括衔铁11和与衔铁11的轴向通孔定位配合、分别穿出衔铁11的轴向两端并设置于衔铁11轴向两端的由不导磁材料制成的推杆1和后轴14。衔铁11通过推杆1和后轴14支撑于导磁组件的内部并与导磁组件之间具有间隙。
在以下的描述中，以推杆1所在的轴向一端为“前”，以后轴14所在的轴向一端为“后”。
本实施例中的比例电磁铁还包括设置于导磁组件内并支撑衔铁组件的滑动支撑组件。上述的滑动支撑组件包括支承推杆1的第一滑动轴承10和支承后轴14的第二滑动轴承10’。
利用推杆1和后轴14支撑衔铁11的结构，省去了在衔铁11表面镀铬或者加装支承环的步骤，避免了环境污染及磁动势的浪费，提高了电磁效率。与普通单根细长轴支撑衔铁的结构相比，容易保证很高的尺寸和位置精度。
优选地，在推杆1与衔铁11的前端面抵接处设置推杆轴肩1A。进一步地还在后轴14与衔铁11的后端面抵接处设置后轴轴肩14A。利用推杆轴肩1A可对衔铁11实现定位和限位作用，避免了加工小尺寸的限位片，简化加工工艺，降低了成本。而且，推杆轴肩1A的设置可以有效的避免在衔铁11与导磁组件之间的间隙较小的情况下推力急剧上升。后轴轴肩14A的设置可以确保后轴14相对于衔铁11的安装位置，也可限定衔铁11的活动范围。
本实用新型实施例中的比例电磁铁，其导磁组件包括容纳衔铁11的极靴2和导磁套13。其中，第一滑动轴承10支承于极靴2内，第二滑动轴承10’支承于导磁套13内，且极靴2与导磁套13相对的端部之间形成空气隔磁环。空气隔磁环是指无实质隔磁环，即将隔磁环制成一个空缺。在极靴2与导磁套13之间形成空气隔磁环，使加工工艺明显简化。
进一步地，如图2所示，极靴2的与导磁套13相对的端部具有倾斜端面和凹槽。倾斜端面从径向内侧向径向外侧并朝向远离导磁套13的方向倾斜。该倾斜端面与凹槽的内周面间形成锥角a。凹槽容纳衔铁11的前端，以该锥角a的顶端为槽顶、槽深为h。本实用新型的比例电磁铁的推力由极靴2与衔铁11间的空气隔磁环产生，比例电磁铁的位移—力特性与锥角a和槽深h有关。优选地，锥角a的范围是35°至40°，槽深h的范围是2.8mm至3.4mm。
衔铁11、极靴2和导磁套13上均设置有小孔来沟通各腔油液，避免了衔铁11运动时由于油液产生背压而影响衔铁11的可靠运动。
本实用新型实施例中的线圈组件包括骨架5和整齐有序地缠绕在骨架5上的线圈4。线圈4表面涂敷了散热环氧树脂，增强了线圈的散热性。
另外，在线圈组件和导磁组件之间设置承压套12，并使承压套12的内表面与导磁组件配合，外表面与线圈组件配合。承压套12的作用是承受衔铁11腔油压及作为保证第一滑动轴承10和第二滑动轴承10’同轴的定位基准。
本实用新型实施例中的比例电磁铁还包括设置于外壳3内的用于手动推动衔铁组件的应急组件。本实施例中具体地，应急组件包括应急推销9、弹簧挡盖7和弹簧8。应急推销9设置于外壳3的内部且位于导磁组件的轴向外侧，包括与外壳3滑动配合的大径部91和位于大径部91的轴向内侧的小径部92；弹簧挡盖7设置于导磁组件的轴向外侧，具有与小径部92滑动配合的中心销孔；弹簧8套设在小径部92上，并位于弹簧挡盖7和大径部91之间。其中，前述的轴向外侧指的是从比例电磁铁的轴向中间朝向轴向端部的方向，轴向内侧指的是从比例电磁铁的轴向端部朝向轴向中间的方向。
在紧急情况下，以外力推动应急推销9的位于大径部91轴向外侧的端面，压缩弹簧8，小径部92伸入弹簧挡盖7的中心销孔，则小径部92的轴向内侧的端面与后轴14的端面抵接，进一步推动应急推销9，则可推动后轴14及衔铁11轴向移动。当外力撤消时，弹簧8的弹簧力使应急推销9自动复位。
进一步地，应急推销9的大径部91与外壳3之间设置有密封装置。优选地，该密封装置为O型密封圈。另外，在极靴2与承压套12之间、承压套12与外壳3之间等各处需要密封的地方都配备密封圈防止泄露。
如图3和图4所示，本实施例中第一滑动轴承10和第二滑动轴承10’优选地由不锈钢为基体、表面具有聚四氟乙烯涂层101的板料卷制而成。聚四氟乙烯涂层101位于第一滑动轴承10和第二滑动轴承10’的内表面，形成各滑动轴承的滑动表面。不锈钢及聚四氟乙烯不导磁，这可以有效地增强滑动轴承的耐磨性，保证衔铁组件长期频繁往复运动的精度。同时也减小了推杆1和后轴14运动过程中受到的摩擦力，使比例电磁铁的滞环大大减小。
如图1所示，本实施例的比例电磁铁还包括用于排除衔铁11腔内的空气的放气螺钉6，避免空气进入液压系统。
以上实施例的比例电磁铁的工作过程如下：在线圈4中通控制电流时，由控制电流激励产生的磁场经过外壳3、极靴2、极靴2与衔铁11的端面之间的轴向工作气隙、衔铁11、导磁套13等构成闭环回路。通过对极靴2的锥角a和槽深h的优化设计，可以使衔铁11受到的电磁吸力具有水平的位移一力特性，同时使推力大小与电流具有线性关系，从而可以通过控制电流的大小和通断对衔铁11进行驱动使衔铁11沿轴向运动，进而实现由衔铁11带动推杆1沿轴向运动，从而比例电磁铁可以作为与推杆1连接的电液比例阀等装置的动力装置。
本实用新型还提供了一种电液比例阀，包括上述比例电磁铁。在电液比例阀中使用上述比例电磁铁，可利用比例电磁铁控制电流时产生的推力去驱动推杆1，进而通过推杆1驱动与推杆1连接的电液比例阀的相关零部件，从而实现对电液比例阀的控制，进而对应用该电液比例阀的液压系统的压力、流量等相应参数进行控制。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
利用推杆和后轴支撑衔铁的结构，省去了在衔铁表面镀铬或者加支承环的步骤，避免了环境污染及磁动势的浪费，提高了电磁效率。与普通单根细长轴支撑衔铁的结构相比，本实用新型的结构容易保证较高的尺寸和位置精度。
在推杆和后轴上设置轴肩结构，利用轴肩同时起定位和限位片的作用，避免了加工小尺寸的限位片，简化了加工工艺，降低了生产成本。
在极靴与导磁套之间形成空气隔磁环，使加工工艺明显简化。
设置不锈钢为基体，表面具有聚四氟乙烯涂层的板料卷制而成的滑动轴承结构，增强了滑动副的耐磨性，保证了衔铁组件长期频繁往复运动的精度。同时也减小了推杆和后轴运动过程中受到的摩擦力，使比例电磁铁的滞环大大减小。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种比例电磁铁，包括：外壳（3）和设置于所述外壳（3）内部的从外向内依次设置的线圈组件、导磁组件和衔铁组件，其特征在于，
所述衔铁组件包括衔铁（11）和分别定位设置于所述衔铁（11）轴向两端的推杆（1）和后轴（14），所述衔铁（11）通过所述推杆（1）和所述后轴（14）支撑于所述导磁组件的内部并与所述导磁组件之间具有间隙。
2.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述衔铁（11）具有轴向通孔，所述推杆（1）和所述后轴（14）与所述轴向通孔定位配合并分别穿出所述衔铁（11）的轴向两端。
3.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述比例电磁铁还包括滑动支撑组件，所述滑动支撑组件包括支承所述推杆（1）的第一滑动轴承（10）和支承所述后轴（14）的第二滑动轴承（10’）。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的比例电磁铁，其特征在于，所述推杆（1）包括与所述衔铁（11）的第一端面抵接配合的推杆轴肩（1A）；所述后轴（14）包括与所述衔铁（11）的第二端面抵接配合的后轴轴肩（14A）。
5.根据权利要求3所述的比例电磁铁，其特征在于，所述导磁组件包括容纳所述衔铁（11）的极靴（2）和导磁套（13），所述第一滑动轴承（10）支承于所述极靴（2）内，所述第二滑动轴承（10’）支承于所述导磁套（13）内，且所述极靴（2）与所述导磁套（13）相对的端部之间形成空气隔磁环。
6.根据权利要求5所述的比例电磁铁，其特征在于，所述极靴（2）包括：
倾斜端面，所述倾斜端面与所述导磁套（13）相对并从径向内侧向径向外侧朝向远离所述导磁套（13）的方向倾斜；
凹槽，容纳所述衔铁（11）的第一端。
7.根据权利要求6所述的比例电磁铁，其特征在于，所述倾斜端面与所述凹槽的内周面间的锥角a为35°至40°。
8.根据权利要求6所述的比例电磁铁，其特征在于，所述凹槽以所述锥角a的顶端为槽顶，所述凹槽的槽深h为2.8mm至3.4mm。
9.根据权利要求5所述的比例电磁铁，其特征在于，所述极靴（2）、所述导磁套（13）和所述衔铁（11）均设置有用于沟通各腔油液的小孔。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的比例电磁铁，其特征在于，所述比例电磁铁还包括设置于所述线圈组件和所述导磁组件之间的承压套（12），所述承压套（12）的外表面与所述电磁组件配合，所述承压套（12）的内表面与所述导磁组件配合。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的比例电磁铁，其特征在于，所述比例电磁铁还包括设置于所述外壳（3）内的用于手动推动所述衔铁组件的应急组件。
12.根据权利要求11所述的比例电磁铁，其特征在于，所述应急组件包括：
应急推销（9），设置于所述外壳（3）的内部且位于所述导磁组件的轴向外侧，所述应急推销（9）包括与所述外壳（3）滑动配合的大径部（91）和位于所述大径部的轴向内侧的小径部（92）；
弹簧挡盖（7），设置于所述导磁组件的轴向外侧，具有与所述小径部（92）滑动配合的中心销孔；
弹簧（8），套设在所述小径部（92）上，并位于所述弹簧挡盖（7）和所述大径部（91）之间。
13.根据权利要求12所述的比例电磁铁，其特征在于，所述应急推销（9）的所述大径部（91）与所述外壳（3）之间设置有密封装置。
14.根据权利要求3所述的比例电磁铁，其特征在于，所述第一滑动轴承（10）和/或所述第二滑动轴承（10’）由不锈钢为基体、表面具有聚四氟乙烯涂层（101）的板料卷制而成，所述聚四氟乙烯涂层（101）形成所述第一滑动轴承（10）和/或所述第二滑动轴承（10’）的滑动表面。
15.一种电液比例阀，包括比例电磁铁，其特征在于，所述比例电磁铁为根据权利要求1至14中任一项所述的比例电磁铁。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130605 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |