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两位三通电磁泵阀芯运动位置误差影响分析

发布时间:2019-11-6 14:40:27  浏览:

两位三通电磁泵是一种常用的电动执行元件,广泛用于航空航天、兵器和工业控制领域。随着系统压力的升高,对高压电磁泵的需求越来越大,对高压电磁泵的要求也越来越高。对于两位三通电磁泵,国内外都有一些研究。例如用有限元方法对电磁泵的电磁组件进行了仿真,根据电磁铁的磁场分布计算了不同条件下电磁力随时间的变化。利用 AMESim 建立了两位三通阀仿真模型,并进行了动态仿真,展示了电磁泵换向过程。凯迈 (洛阳) 气源有限公司王方方等描述了一种航空系统用两位三通电磁泵设计过程,其中涉及了阀的总体方案、阀体设计、阀芯设计、线圈设计、复位弹簧设计等内容。但这些研究基本没有涉及阀芯运动位置误差影响分析方面的研究。

由于电磁泵初始的零件制造误差、装配误差,阀口挤压变形误差以及使用过程中因阀芯、阀座磨损都会使阀芯产生运动位置误差,将会造成调试困难、动态特性差、密封效果不好等问题,直接影响电磁泵的性能,严重时将导致电磁泵失效。本文作者以某航空航天用两位三通高压电磁泵为研究对象,建立了阀芯运动位置尺寸链并通过计算和仿真的方法研究了阀芯运动位置误差对电磁泵复位弹簧弹力、电磁力的影响; 同时,这里提出了行程误差补偿方法与措施。

1 电磁泵阀芯运动位置误差

图 1 为某两位三通电磁泵示意图,包括复位弹簧、电磁铁、电磁铁壳体、衔铁、上阀座、阀芯、下阀座、阀体、螺堵等零件。阀芯运动位置误差包括阀芯运动零位误差及阀芯行程误差,主要源自于机械零件本身加工误差、装配误差、阀口挤压变形误差以及使用过程中因阀芯、阀座磨损等。

 

 两位三通电磁泵示意图

 

图 2 (a) 为阀芯运动零位尺寸链,将电磁泵阀芯初始位置定义为阀芯行程零位,此电磁泵处于失电状态时,在复位弹簧力的作用下,阀芯压紧在下阀座密封垫上,此位置即为阀芯行程零位,以电磁铁下端面为基准建立尺寸链。通过尺寸链图可得到阀芯运动零位尺寸:

 阀芯运动零位尺寸链



电磁泵阀芯与衔铁刚性连接,电磁泵阀芯运动位置误差将直接影响衔铁运动。这里涉及电磁泵衔铁理论行程为δ 0 = 0. 4 mm,则阀芯运动零位误差可达到阀芯理论行程的 57%,阀芯行程误差可达到阀芯理论行程的 16. 75%。由此可见,电磁泵阀芯运动位置误差将对电磁泵的复位弹簧弹力和电磁泵电磁力产生巨大影响,从而影响电磁泵的动态特性甚至使电磁泵失效。

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