具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁及其中的衔铁部件制造技术

本发明专利技术涉及一种比例电磁铁，为了解决现有比例电磁铁零部件加工制造难度大，抗污染能力不高以及磁能利用率低的缺点，本发明专利技术提供了一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，盖板与轭铁右端连接成一体

【技术实现步骤摘要】
具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁及其中的衔铁部件


[0001]本专利技术专利涉及一种比例电磁铁，尤其是应用于各种比例电磁阀及直接输出电磁力的带磁断路器结构挡铁的比例电磁铁
。

技术介绍

[0002]比例电磁铁是比例电磁阀的关键驱动部件，具有输出电磁力与输入电信号几乎呈线性一一对应关系的特点，因此得名比例电磁铁
。
比例电磁铁在较大的行程范围内均具有良好的线性特征，并且噪声小，广泛应用于各种类型的比例电磁阀，也作为单独的驱动元件输出电磁力以驱动其他机械结构实现电控信号下的动作
。
[0003]传统的比例电磁铁均基于磁力线理论及磁分路器结构，设置由带有磁分路器结构的挡铁，并且配合极靴与衔铁的结构实现电磁场在比例电磁铁内部的分配，从而实现衔铁与挡铁之间间距
(
即衔铁的行程
)
不同时
、
线圈电流一定时电磁力基本保持不变，进而电磁铁通过衔铁输出的电磁力主要与输入信号在线圈内产生的等效电流成正比例关系
。
基于磁力线理论和磁分路器结构的比例电磁铁对于产品的制造有较高的要求，体现在衔铁运动时衔铁的轴心与极靴及挡铁的轴心要保持较好的同心性
。
由于机械制造误差的存在，必须给运动输出电磁力的衔铁提供较低摩擦系数的材料以支撑衔铁的往复运动
。
由于需要采用摩擦材料支撑衔铁的往复运动，衔铁与挡铁
、
极靴之间必须提供较大的间隙以使摩擦材料制造的零件能够被安装
。
从磁阻理论，留给摩擦材料的间隙在比例电磁铁的内部造成了较大的“等效磁阻”，显著降低了磁场的利用率
。
在液压比例电磁阀中，这样的摩擦材料经常受到工作介质的污染使电磁铁产生运动不灵活导致比例电磁阀的失效
。
[0004]公开号“CN103050217B”为代表的结构充分体现了磁力线理论及磁分路器结构，其具有典型的带有磁分路器的挡铁
、
衔铁和极靴的核心结构特征
。
该专利中的双支撑结构较好的解决了衔铁往复运动所需摩擦副的问题，但是对产品的制造仍然有较高的要求，存在零部件加工难度大，产品装配要求高导致批量生产质量不够稳定的问题
。
同时，由于结构的限制，衔铁和挡铁之间形成的空隙以及衔铁与极靴之间的空隙，同样存在等效磁阻较大，输入信号激励线圈产生的磁能利用率不高的问题
。
[0005]公开号“CN103714940B”代表了另外一类磁力线理论和磁分路器结构，其使用连接环将挡铁与极靴连接成一体的结构有效的降低了产品制造的难度，并且可以实现衔铁与挡铁及极靴之间较小的配合间隙，减小部分等效磁阻
。
但其为制造降低难度而存在的通孔结构的挡铁，使得电磁铁的磁阻整体有所增加，存在比例电磁铁对输入电信号激励线圈产生的磁场能量利用率不高的问题
。
同时，由于衔铁没有其他零件支撑而与挡铁
、
极靴直接接触形成摩擦副配合间隙较小，存在污染物进入摩擦副导致衔铁运动不灵活的情况，该结构存在抗污染能力不高的问题
。
在公开号为“CN1272553C”的专利中，其不锈钢材质的薄壁筒与衔铁组成摩擦副的结构是典型一类比例电磁铁结构，同样存在不锈钢薄壁筒导致的等效磁阻增加的问题
。
同时，薄壁不锈钢套筒本身就有较高的制造难度，存在质量稳定性的问题
。
[0006]公开号为“CN208750114U”的专利中，其设置
V
型槽的导套结构基于传统的磁力线
理论，实现了近似比例电磁铁行程变化电磁力基本不变的“水平”特性，但其磁能利用率偏低，比例电磁铁的“水平”特性较前述几个专利较差，仍然是基于传统磁力线理论的结构
。
尤其是采用对导套热处理方式来减少
V
型结构“漏磁”产生的磁能利用率较低的方式，在实际工程中会带来批量生产的产品散差大，一致性不好的问题
。
[0007]总体来说，受制于基础理论研究的不深入，国内比例电磁铁一直没有突破基础理论的限制，没有彻底解决零部件加工制造难度大
、
批量生产质量不稳定和磁能利用效率不高的问题
。

技术实现思路

[0008]为了解决现有比例电磁铁零部件加工制造难度大，产品组装要求高，抗污染能力不高以及磁能利用率低的缺点，本专利技术提供了一种基于基础理论研究成果
、
零部件制造难度较低
、
产品组装简单
、
磁能利用效率高的具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁及其中的衔铁部件
。
[0009]本专利技术的技术解决方案：
[0010]第一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特殊之处在于，包括左磁路板
1、
轭铁
2、
顶杆
4、
衔铁
5、
右磁路板
6、
盖板
7、
薄膜
8、
挡铁
9、
线圈
10
；所述轭铁2为圆筒形结构；所述盖板7与轭铁2右端连接成一体；所述盖板7为圆片结构，其上设置有多段非连续圆弧形凸起结构的接触环
71
；挡铁9内部自左至右设置有连通的小孔
94
和大孔
95
，其外部设置有相连的左圆锥面
91、
圆柱段
92
和右圆锥面
93
；所述圆柱段
92
为沟槽型结构，其上设置有沟槽横截面形状为三角形
、
半圆形或矩形的磁分路器
92a
；所述磁断路器
92a
环绕圆柱段
92
圆周方向一周；所述衔铁5设置在挡铁9的大孔
95
内；所述衔铁5右端可与接触环
71
接触；所述顶杆4表面设置有用于连通挡铁9的小孔
94
和衔铁5内通孔的沟槽；所述顶杆4和衔铁5连接为一体；所述薄膜8设置在衔铁5与挡铁9的大孔
95
之间，且衔铁5可在薄膜8内滑动；所述左磁路板1和右磁路板6均为圆环型结构，且左磁路板1与挡铁9左端相连，右磁路板6与挡铁9右端相连；所述线圈
10
套在挡铁9上，且位于轭铁2内部
。
[0011]上述比例电磁铁还包括垫片3；所述垫片3为薄圆环结构，由非导磁材料构成；所述垫片3设置在挡铁9的大孔
95
与小孔
94
连接处，且贴紧大孔
95
左端
。
上述磁断路器
92a
的环绕方式为圆环形
、
单条螺旋线形
、
多条螺旋线形或多段不连续圆弧；当磁断路器
92a
环绕形状为单条螺旋线时，螺旋线升角方向沿圆柱段
92
轴向；当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特征在于：包括左磁路板
(1)、
轭铁
(2)、
顶杆
(4)、
衔铁
(5)、
右磁路板
(6)、
盖板
(7)、
薄膜
(8)、
挡铁
(9)
和线圈
(10)
；所述轭铁
(2)
为圆筒形结构；所述盖板
(7)
与轭铁
(2)
右端连接成一体；所述盖板
(7)
为圆片结构，其上设置有多段非连续圆弧形凸起结构的接触环
(71)
；挡铁
(9)
内部自左至右设置有连通的小孔
(94)
和大孔
(95)
，其外部设置有相连的左圆锥面
(91)、
圆柱段
(92)
和右圆锥面
(93)
；所述圆柱段
(92)
为沟槽型结构，其上设置有沟槽横截面形状为三角形
、
半圆形或矩形的磁分路器
(92a)
；所述磁断路器
(92a)
环绕圆柱段
(92)
圆周方向一周；所述衔铁
(5)
设置在挡铁
(9)
的大孔
(95)
内；所述衔铁
(5)
右端可与接触环
(71)
接触；所述顶杆
(4)
表面设置有用于连通挡铁
(9)
的小孔
(94)
和衔铁
(5)
内通孔的沟槽；所述顶杆
(4)
和衔铁
(5)
连接为一体；所述薄膜
(8)
设置在衔铁
(5)
与挡铁
(9)
的大孔
(95)
之间，且衔铁
(5)
可在薄膜
(8)
内滑动；所述左磁路板
(1)
和右磁路板
(6)
均为圆环型结构，且左磁路板
(1)
与挡铁
(9)
左端相连，右磁路板
(6)
与挡铁
(9)
右端相连；所述线圈
(10)
套在挡铁
(9)
上，且位于轭铁
(2)
内部
。2.
根据权利要求1所述的具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特征在于：还包括垫片
(3)
；所述垫片
(3)
为薄圆环结构，由非导磁材料构成；所述垫片
(3)
设置在挡铁
(9)
的大孔
(95)
与小孔
(94)
连接处，且贴紧大孔
(95)
左端
。3.
根据权利要求1或2所述的具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特征在于：所述磁断路器
(92a)
的环绕方式为圆环形
、
单条螺旋线形
、
多条螺旋线形或多段不连续圆弧；当磁断路器
(92a)
环绕形状为单条螺旋线时，螺旋线升角方向沿圆柱段
(92)
轴向；当磁断路器
(92a)
环绕形状为多条螺旋线时，各螺旋线沿圆柱段
(92)
径向均布，且各螺旋线升角沿圆柱段
()92)
轴向；当磁断路器
(92a)
环绕形状为多段不连续圆弧时，各圆弧段沿圆柱段
(92)
轴线排列依次排列且环绕圆柱段
(9)2
圆周方向上超过一周
。4.
根据权利要求3所述的具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特征在于：所述薄膜
(8)
为耐高温且摩擦系数小的塑料材质，厚度在
0.02
至
0.15mm
之间
。5.
根据权利要求3所述的具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特征在于：所述薄膜
(8)
为聚四氟乙烯，厚度在
0.02
至
0.15mm
之间
。6.
一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特征在于：包括左磁路板
(1)、
轭铁
(2)、
顶杆
(4)、
衔铁
(5)、
右磁路板
(6)、
盖板
(7)、
挡铁
(9)、
线圈

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦麟，毛晓明，孙明，
申请(专利权)人：陕西华诚领航电磁科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：