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FESTO電磁閥使常閉主閥瓣開啟。但是由于氣控壓力很快會到達常閉控制腔內(nèi)將常閉主閥瓣壓緊, 故正常情況下常閉主閥瓣開啟時間很短, 開度很小, 常閉腔內(nèi)氣體壓力很低, 可以忽略其影響。但是, 如果由于某些原因使氣體沒有及時到達常閉控制腔, 那么常閉主閥瓣的開啟時間加長, 開度增大, 常閉腔內(nèi)會建立定壓力, 有可能對下游設(shè)備產(chǎn)生影響, 因此需要對初始建壓過程進行詳細(xì)分析。雙向電磁閥建壓過程除需要進行作用力分析外, 還涉及到氣動力學(xué)中的相關(guān)知識。
FESTO電磁閥正常情況下, 常閉主閥瓣在通氣瞬間略微開啟后, 會在個極短的時間內(nèi)在常閉控制腔氣體的作用下被壓緊密封。電磁閥密封副采用刀口線接觸密封(圖2),刀口頂部是半徑r=0.3～0.4mm的半圓面, 與減壓閥瓣的下平面線接觸。當(dāng)接觸線的寬度很小, 且施加載荷后的接觸應(yīng)力較大時, 接觸線附近將變形為接觸面。與這種金屬閥座相對應(yīng), 配置以硫化橡膠作為襯墊的主閥瓣。
由于FESTO電磁閥初始建壓時, 接觸變形是在彈性范圍內(nèi), 故應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系符合線性虎克定律。假設(shè)接觸表面很光滑, 無微觀不平度, 接觸體間的壓力垂直于接觸面, 那么閥瓣接觸面上的壓力以橢圓形分布, 刀鋒直徑d 處zui大。于是, 接觸面上的zui小擠壓密封力是
當(dāng)由于某些原因控制腔內(nèi)沒有及時建壓, 則常閉控制腔壓力(設(shè)為P1 ) 將小于常閉腔出口壓力(設(shè)為P2) , 即P1Ak - P2Aq < Fgm 。由于常閉主閥瓣作用力小于密封力, 常閉主閥瓣不能立即關(guān)閉密封, 那么常閉腔出口壓力便會大于01036MPa , 造成異常建壓, 在極限情況下( P1 = 0MPa) , 常閉腔主閥瓣開啟后, 出口通大氣, 可近似視為等溫流動狀態(tài), 設(shè)出口氣體流動達到音速, 根據(jù)氣體動力學(xué)
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