本發(fā)明涉及電磁鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用新的隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)、方便調(diào)節(jié)作用于銜鐵兩端預(yù)緊力、增加電磁輸出力的比例電磁鐵。

背景技術(shù)：

比例電磁鐵作為電液比例控制元件的電——機械轉(zhuǎn)換器件，其功能是將比例控制放大器輸出的電流或電壓信號成比例地轉(zhuǎn)換成力或位移，比例電磁鐵的特性及工作可靠性，對電液比例控制系統(tǒng)有著十分重要的影響。傳統(tǒng)的比例電磁鐵結(jié)構(gòu)一般包括線圈、殼體、銜鐵、隔磁環(huán)等。例如專利de3309904公開了一種比例電磁鐵，隔磁環(huán)用非導(dǎo)磁材料黃銅燒制，需要加工成一定角度與前后導(dǎo)套焊接裝配，存在加工精度要求高，制造工藝復(fù)雜等問題。

電磁閥在工作時，電磁鐵線圈得到某一確定電壓，然后電流按指數(shù)曲線增加，作用在銜鐵上的吸合力大于調(diào)壓彈簧預(yù)緊力，銜鐵開始運動，連接在銜鐵上的推桿帶動電磁閥芯作直線運動?，F(xiàn)有比例電磁鐵在某一電壓或電流時作用力一般是恒定不可調(diào)動的，如果工況發(fā)生變化時，則需要大量時間重新調(diào)節(jié)，以使比例電磁鐵重新對新的工況進(jìn)行比例控制。

另外，傳統(tǒng)的銜鐵端面一般為平面，當(dāng)銜鐵產(chǎn)生運動時，銜鐵與端蓋極靴之間非工作氣隙增大，空氣磁阻和磁漏增加，磁通產(chǎn)生的電磁力變小，磁能利用率降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用新的隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)、方便調(diào)節(jié)銜鐵兩端彈簧預(yù)緊力、可提高電磁輸出力的比例電磁鐵。。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用了下述的技術(shù)方案：一種復(fù)合比例電磁鐵，包括左調(diào)節(jié)螺母、左端蓋、殼體、隔磁環(huán)、銜鐵、右端蓋、右調(diào)節(jié)螺母；

所述隔磁環(huán)套在所述殼體內(nèi)部；

所述銜鐵位于所述隔磁環(huán)內(nèi)部；

所述左端蓋固定于所述殼體左端；

所述右端蓋固定于所述殼體右端；

所述左調(diào)節(jié)螺母連接于所述銜鐵左端；

所述右調(diào)節(jié)螺母連接于所述銜鐵右端；

其中，所述左調(diào)節(jié)螺母形狀為圓筒狀，其特征形狀有外圓表面、具有中心對稱分布的凹平面一和凹平面二，內(nèi)表面為內(nèi)螺紋；

所述左端蓋為具有中心階梯孔的旋轉(zhuǎn)體，分別為第一階梯孔和第二階梯孔和第三階梯孔，在其兩端面有相同尺寸的通孔一和通孔二，在其外表面有不同尺寸的外圓柱體一、外圓柱體二和錐體；其中，第一階梯孔與所述左調(diào)節(jié)螺母的外圓表面為間隙配合；

所述殼體為圓筒狀，內(nèi)空由與筒壁連為一體的隔環(huán)分隔為對稱的左側(cè)內(nèi)空和右側(cè)內(nèi)空，所述隔環(huán)具有中心圓孔；所述左側(cè)內(nèi)空與所述左端蓋的外圓柱體一形成間隙配合；

所述隔磁環(huán)為薄壁圓筒狀，其外圓為，內(nèi)孔為；

所述銜鐵由同軸且結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的左段軸、右段軸連接在中段軸上組合而成，其中，所述左段軸上具有外螺紋一，右段軸具有外螺紋二，所述外螺紋一與所述左調(diào)節(jié)螺母的內(nèi)螺紋配合，所述中段軸與所述隔磁環(huán)的內(nèi)孔形成間隙配合；

所述右端蓋與所述左端蓋具有相同的尺寸結(jié)構(gòu)和材料性能；

所述右調(diào)節(jié)螺母與所述左調(diào)節(jié)螺母具有相同的尺寸結(jié)構(gòu)和材料性能。

優(yōu)選方案，還包括左線圈、右線圈、左線圈保持架、右線圈保持架；所述左線圈位于所述左線圈保持架凹槽內(nèi)，所述右線圈位于所述右線圈保持架凹槽內(nèi)，所述左線圈保持架位于所述殼體的左側(cè)內(nèi)孔內(nèi)，所述右線圈保持架位于所述殼體的右側(cè)內(nèi)孔內(nèi)。

優(yōu)選方案，還包括左調(diào)壓彈簧、右調(diào)壓彈簧；其中，所述左調(diào)壓彈簧套在所述左端蓋的第二階梯孔內(nèi)，左端由與所述銜鐵的左段軸上的外螺紋一相連接的所述左調(diào)節(jié)螺母定位；采取同樣方式，將所述右調(diào)壓彈簧套在所述銜鐵的右段軸上，右端由與所述銜鐵的右段軸上外螺紋二相連接的所述右調(diào)節(jié)螺母定位；

優(yōu)選方案，所述左調(diào)節(jié)螺母、所述左調(diào)壓彈簧、所述左線圈保持架、所述銜鐵的左段軸和右段軸、所述右線圈保持架、所述右調(diào)壓彈簧、所述右調(diào)節(jié)螺母均用不導(dǎo)磁的金屬材料制成，所述左端蓋、所述殼體、所述隔磁環(huán)、所述銜鐵的中段軸、所述右端蓋則用高導(dǎo)磁率的軟磁材料制成。

相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，采用上述方案，本發(fā)明可方便地調(diào)節(jié)作用在所述銜鐵兩端的預(yù)緊力，實現(xiàn)比例電磁鐵在某一電壓或電流時作用力的可調(diào)性；通過改變所述銜鐵端面，增加電磁吸力，改善輸出力特性；以薄壁結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)，減化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減小加工工序，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、性能優(yōu)良，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向位移輸出，可直接連接滑閥閥芯，實現(xiàn)滑閥閥芯的雙向位置比例控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的左調(diào)節(jié)螺母示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的左端蓋示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的殼體示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的隔磁環(huán)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例的銜鐵示意圖；

圖7為本發(fā)明隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)等效磁路圖；

圖8為本發(fā)明實施例的銜鐵圓錐形端面和傳統(tǒng)銜鐵的平面端面時銜鐵位移-電磁力有限元仿真對比圖；

圖9為本發(fā)明實施例的一個應(yīng)用例。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。

如圖1所示，一種復(fù)合比例電磁鐵，包括左調(diào)節(jié)螺母(1)、左端蓋(3)、殼體(4)、隔磁環(huán)(6)、銜鐵(8)、右端蓋(11)、右調(diào)節(jié)螺母(13)；

所述隔磁環(huán)套(6)在所述殼體(4)內(nèi)部；所述銜鐵(8)位于所述隔磁環(huán)(6)內(nèi)部；所述左端蓋(3)固定于所述殼體(4)左端；

所述右端蓋(11)固定于所述殼體(4)右端；所述左調(diào)節(jié)螺母(1)連接于所述銜鐵(8)左端；所述右調(diào)節(jié)螺母(13)連接于所述銜鐵(8)右端。

如圖2所示，所述左調(diào)節(jié)螺母(1)形狀為圓筒狀，其特征形狀有外圓表面(1-1)、具有中心對稱分布的凹平面一(1-2)和凹平面二(1-4)，內(nèi)表面為內(nèi)螺紋(1-3)。

如圖3所示，所述左端蓋(3)為具有中心階梯孔的旋轉(zhuǎn)體，分別為第一階梯孔(3-1)和第二階梯孔(3-4)和第三階梯孔(3-5)，在其兩端面有相同尺寸的通孔一(3-2)和通孔二(3-7)，在其外表面有不同尺寸的外圓柱體一(3-3)、外圓柱體二(3-8)和錐體(3-6)；其中，第一階梯孔(3-1)與所述左調(diào)節(jié)螺母(1)的外圓表面(1-1)為間隙配合。

如圖4所示，所述殼體(4)為圓筒狀，內(nèi)空由與筒壁連為一體的隔環(huán)(4-2)分隔為對稱的左側(cè)內(nèi)空(4-1)和右側(cè)內(nèi)空(4-3)，所述隔環(huán)(4-2)具有中心圓孔；所述左側(cè)內(nèi)空(4-1)與所述左端蓋(3)的外圓柱體一(3-3)形成間隙配合。

如圖5所示，所述隔磁環(huán)(6)為薄壁圓筒狀，其外圓為(6-1)，內(nèi)孔為(6-2)。

如圖6所示，所述銜鐵(8)由同軸且結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的左段軸(8-2)、右段軸(8-3)連接在中段軸(8-1)上組合而成，其中，所述左段軸(8-2)上具有外螺紋一(a)，右段軸(8-3)具有外螺紋二(b)，所述外螺紋一(a)與所述左調(diào)節(jié)螺母(1)的內(nèi)螺紋(1-3)配合，所述中段軸(8-1)與所述隔磁環(huán)(6)的內(nèi)孔(6-2)形成間隙配合

所述右端蓋(11)與所述左端蓋(3)具有相同的尺寸結(jié)構(gòu)和材料性能；

所述右調(diào)節(jié)螺母(13)與所述左調(diào)節(jié)螺母(1)具有相同的尺寸結(jié)構(gòu)和材料性能。

優(yōu)選方案，其中，還包括左線圈(7)、右線圈(10)、左線圈保持架(5)、右線圈保持架(9)；所述左線圈(7)位于所述左線圈保持架(5)凹槽內(nèi)，所述右線圈(10)位于所述右線圈保持架(9)凹槽內(nèi)，所述左線圈保持架(5)位于所述殼體(4)的左側(cè)內(nèi)孔(4-1)內(nèi)，所述右線圈保持架(9)位于所述殼體(4)的右側(cè)內(nèi)孔(4-3)內(nèi)。

優(yōu)選方案，其中，還包括左調(diào)壓彈簧(2)、右調(diào)壓彈簧(12)；其中，所述左調(diào)壓彈簧(2)套在所述左端蓋(3)的第二階梯孔(3-4)內(nèi)，左端由與所述銜鐵(8)的左段軸(8-2)上的外螺紋一(a)相連接的所述左調(diào)節(jié)螺母(1)定位；采取同樣方式，將所述右調(diào)壓彈簧(12)套在所述銜鐵(8)的右段軸(8-3)上，右端由與所述銜鐵(8)的右段軸(8-3)上外螺紋二(b)相連接的所述右調(diào)節(jié)螺母(13)定位；

優(yōu)選方案，其中，所述左調(diào)節(jié)螺母(1)、所述左調(diào)壓彈簧(2)、所述左線圈保持架(5)、所述銜鐵(8)的左段軸(8-2)和右段軸(8-3)、所述右線圈保持架(9)、所述右調(diào)壓彈簧(12)、所述右調(diào)節(jié)螺母(13)均用不導(dǎo)磁的金屬材料制成，所述左端蓋(3)、所述殼體(4)、所述隔磁環(huán)(6)、所述銜鐵(8)的中段軸(8-1)、所述右端蓋(11)則用高導(dǎo)磁率的軟磁材料制成。

圖7為本發(fā)明隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)等效磁路圖，根據(jù)磁路歐姆定律和等值磁路圖，具有傳統(tǒng)隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)的電磁鐵氣隙磁通公式(1)為：采用本發(fā)明的隔磁環(huán)結(jié)構(gòu)的電磁鐵氣隙磁通公式(2)為：由式(2)可知，隨著本發(fā)明所采用的隔磁環(huán)磁阻r3的增大，電磁吸力隨之增大，當(dāng)時，采用本發(fā)明隔磁環(huán)的電磁吸力與傳統(tǒng)隔磁環(huán)的電磁吸力基本一致。

圖8為本發(fā)明實施例的銜鐵圓錐形端面和傳統(tǒng)銜鐵的平面端面時銜鐵位移-電磁力有限元仿真對比圖。通過對本發(fā)明的電磁鐵進(jìn)行磁場有限元分析計算(主要參數(shù)：設(shè)輸入電壓為27v，線圈匝數(shù)為950匝，隔磁環(huán)厚度為0.1mm。)，可以看出，由于本發(fā)明隔磁環(huán)采用薄壁結(jié)構(gòu)，其截面積小，磁路飽且磁阻大，磁力線絕大部分通過銜鐵吸合端面。隨著薄壁速度的減小，電磁吸力隨之增大，仿真結(jié)果與理論分析一致。由圖8可知，相對于銜鐵端面為平面時，銜鐵端面為圓錐面時磁感線穿過空氣的面積較小，磁阻較小，因而銜鐵受到的電磁力要大的多。

圖9為本發(fā)明實施例的一應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中，本發(fā)明一種復(fù)合比例電磁鐵中的所述銜鐵(8)的左段軸(8-2)連接左換向閥(m)的閥芯(m1)，所述銜鐵(8)的右段軸(8-3)連接右換向閥(n)的閥芯(n1)。工作時，本發(fā)明的左線圈通電后產(chǎn)生激磁場，銜鐵(8)受軸向電磁力后克服右調(diào)壓彈簧壓力，沿軸向向左產(chǎn)生位移，當(dāng)電磁力與右調(diào)壓彈簧壓力相等時，銜鐵處于新的平衡點，位移量由左線圈輸入信號大小決定。銜鐵(8)左移，同時帶動左換向閥(m)的閥芯(m1)、右換向閥(n)的閥芯(n1)向左移動，對于左換向閥(m)來講，閥口p1與閥口b1接通，閥口a1與閥口t1接通，閥口開口大小由閥芯位移量決定，即由復(fù)合比例鐵輸入信號大小決定，因此，也可以對油路流量進(jìn)行比例控制。對于右換向閥(n)來講，閥口p2與閥口a2接通，閥口t2與閥口b2接通。

同理，本發(fā)明的右線圈通電后產(chǎn)生激磁場，銜鐵(8)受軸向電磁力后克服左調(diào)壓彈簧壓力，沿軸向向右產(chǎn)生位移，當(dāng)電磁力與左調(diào)壓彈簧壓力相等時，銜鐵處于新的平衡點，位移量由右線圈輸入信號大小決定。銜鐵(8)右移，同時帶動左換向閥(m)的閥芯(m1)、右換向閥(n)的閥芯(n1)向右移動，對于左換向閥(m)來講，閥口p1與閥口a1接通，閥口b1與閥口t1接通，實現(xiàn)換向功能，并且閥口開口大小由閥芯位移量決定，即由復(fù)合比例鐵輸入信號大小決定，因此，也可以對油路流量進(jìn)行比例控制。對于右換向閥(n)來講，閥口p2與閥口b2接通，閥口t2與閥口a2接通，同樣，可以實現(xiàn)換向、流量的比例控制功能。

另外，需要說明的，本說明書及其附圖9為本發(fā)明的應(yīng)用實施例，并不說明本發(fā)明只有這一個應(yīng)用實施例。例如，可以在本發(fā)明所述銜鐵左端和右端分別連接流量閥，同時實施同一時間相同速度控制。例如，可以在本發(fā)明所述銜鐵左端連接流量閥，右端連接換向閥(或者左端連接換向閥，右端連接流量閥)，同時實施換向和速度控制。例如，可以在本發(fā)明所述銜鐵左端和右端連接壓力閥，同時實施同一時間相同壓力控制。例如，可以在本發(fā)明所述銜鐵左端連接壓力閥，右端連接換向閥或流量閥，同時實施壓力、換向或速度控制等。

此外，需要說明的是，凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。