一种螺管式电磁阀的优化设计方法技术

本申请提供一种螺管式电磁阀的优化设计方法，属于电磁阀设计技术领域。包括以下步骤：首先，利用经验公式对电磁阀的基本结构尺寸参数进行初步设计计算，其中，尺寸参数主要包括衔铁直径、衔铁长度、线圈内径以及线圈外径。其次，对电磁阀进行有限元仿真分析，包括构建电磁阀的有限元模型和对模型进行有限元仿真分析。最后，以在有限的电流激励下获得最大电磁力以及最小的响应时间为目标，对电磁阀结构优化设计，并对优化后的电磁阀结构进行实验验证。本申请根据国内螺管式电磁阀的主流结构建立了其简化模型，给出了一种对螺管式电磁阀进行优化设计的更高效、更经济的方法；用仿真的方法简化了传统设计过程中不断制造样品的繁琐过程，提高工作效率。提高工作效率。提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种螺管式电磁阀的优化设计方法


[0001]本专利技术属于电磁阀设计
，涉及一种螺管式电磁阀的优化设计方法。

技术介绍

[0002]随着现代生产过程中自动化、机械化程度的不断提高，人们对控制精度高、响应时间短的电、气控制系统的需求越来越大。电磁阀作为电、液、气控制系统中的核心部件和重要组成部分，有着结构简单、动作稳定可靠、体积小、重量轻、价格低廉等优点，广泛应用于流体传动和控制系统中。因此，电磁阀的控制特性、可靠性和响应速度等性能的好坏，决定着电、液、气控制系统的性能。
[0003]对于电磁阀的设计，传统的设计方法存在的主要问题在于：(1)只能通过经验公式初算出的结构尺寸进行静态结果分析，与工作中的电磁阀实测结果一致性低，无法考虑电磁阀在工作状态下的诸多动态参数。(2)结果输出参数少，只能单一的考虑磁场强度和少许静态磁场参数，而不能分析同样对最终产品性能参数影响巨大的电、磁场及其耦合后的结果，致使产品在工作过程中出现诸多不可预测问题，使用寿命低。
[0004]采用数值分析法对螺管式电磁阀进行仿真优化设计，可以方便快捷地查看本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺管式电磁阀的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：利用经验公式对电磁阀的基本结构尺寸参数进行初步设计计算；其中，尺寸参数主要包括衔铁直径、衔铁长度、线圈内径以及线圈外径；第二步，对电磁阀进行有限元仿真分析，包括构建电磁阀的有限元模型和对模型进行有限元仿真分析；2.1构建电磁阀的有限元模型(1)根据初算得到的电磁阀结构尺寸参数，构建电磁阀的二维有限元模型，构建模型时，在电磁阀稳态时的气隙边界额外绘制两条辅助直线，用于计算电磁阀气隙处稳态漏磁率；所述的二维有限元模型中，铁芯部件采用软磁材料进行模拟；(2)根据有限元模型的尺寸大小和复杂程度确定仿真区域，划分有限元网格，其中网格的粗细和数量根据各部件的几何尺寸以及仿真所需精度要求确定；(3)对电磁阀的动铁芯施加运动阻力，其中动铁芯的运动阻力主要来自于复位弹簧；根据所用复位弹簧的预紧量和弹簧材料的弹性系数，建立复位弹簧的弹簧力分段线性函数，所述的分段线性函数的X坐标代表弹簧压缩量减去弹簧预紧量的值，Y坐标代表弹簧在此压缩量时对应的弹簧力大小；调用弹簧力函数并将其作为运动阻力施加在动铁芯上；2.2对模型进行有限元仿真分析对电磁阀的线圈以及短路铜环施加激励，采用桥式整流电路作为电磁阀线圈的激励源，同时将短路铜环视为一个激励为零的单匝线圈处理，之后采用有限元分析的方法对上述二维模型进行仿真分析，并通过仿真分析获得电磁阀的响应时间、电磁阀衔铁受力情况以及电磁阀的稳态磁场强度分布情况；通过对步骤2.1中绘制的辅助直线上的磁通量进行积分来获得电磁阀气隙处的稳态漏磁率；第三步，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭江，李琳光，秦璞，朱旭，倪超，王靖皓，
申请(专利权)人：大连理工大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：