KOGANEI電磁閥動(dòng)作壽命試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

KOGANEI電磁閥動(dòng)作壽命試驗(yàn)主要用于評(píng)估其工作可靠性及壽命，為進(jìn)一步改進(jìn)電磁閥設(shè)計(jì)、提高其性能提供依據(jù)，由于電磁閥動(dòng)作壽命試驗(yàn)周期長、強(qiáng)度高，其試驗(yàn)系統(tǒng)須具有自動(dòng)化程度高、可靠性好的特點(diǎn)。基于可編程控制器( PLC) 這一自動(dòng)控制裝置，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套高效能的電磁閥動(dòng)作壽命試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥驅(qū)動(dòng)電壓\ 電流信號(hào)占空比等被控參數(shù)的快速精確控制，具有自動(dòng)化程度高、可靠性好和操作方便的特點(diǎn)。

KOGANEI電磁閥動(dòng)作壽命試驗(yàn)的研究，根據(jù)試驗(yàn)用電磁閥的工作條件及測(cè)試要求，建立系統(tǒng)流體回路如圖1 所示( 測(cè)試流體為空氣，被測(cè)電磁閥數(shù)目定為5 個(gè)) 。

KOGANEI電磁閥動(dòng)作壽命試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-試驗(yàn)系統(tǒng)流路

KOGANEI電磁閥入口氣壓可以在0 ～0.8MPa 內(nèi)可調(diào)，為此采用空氣壓縮機(jī)配儲(chǔ)氣瓶方式為試驗(yàn)系統(tǒng)供氣，空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮到氣瓶中并維持氣瓶中壓力為1MPa，即，如氣瓶中壓力達(dá)到1MPa，壓縮機(jī)自動(dòng)停止工作，反之，若氣瓶中壓力小于1MPa，則壓縮機(jī)自動(dòng)投入工作。氣瓶出口端依次接有壓力表、過濾器、調(diào)壓閥( 自身帶壓力表) ，通過調(diào)節(jié)調(diào)壓閥調(diào)節(jié)氣瓶出口壓力，即保證被測(cè)電磁閥入口氣壓達(dá)到測(cè)試要求并一直保持，此后通過PLC 控制使被測(cè)閥在額定驅(qū)動(dòng)電信號(hào)作用下逐一開關(guān)動(dòng)作并連續(xù)循環(huán)，直至達(dá)到設(shè)定動(dòng)作次數(shù)才停止動(dòng)作( 隨后對(duì)被測(cè)電磁閥密閉性等工作性能進(jìn)行檢測(cè)) ，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作壽命試驗(yàn)。

系統(tǒng)中選用高輸出壓力、高效率的且具有根據(jù)壓力變化自動(dòng)停止或運(yùn)行功能的靜音無油空氣壓縮機(jī)，以滿足試驗(yàn)的壓力要求; 管路的連接，包括與被測(cè)閥的連接，均采用快換接頭與工程塑料軟管插接配合方式，不但耐壓性能滿足要求，且便于安裝和拆卸; 為保證流體的清潔度，不致對(duì)被測(cè)閥產(chǎn)生影響，管路入口端加裝精密空氣干燥凈化過濾器; 空氣壓縮機(jī)電機(jī)的起停控制及被測(cè)電磁閥的驅(qū)動(dòng)控制由PLC 控制實(shí)現(xiàn)( 注: 當(dāng)PLC 起動(dòng)空氣壓縮機(jī)電機(jī)時(shí)，實(shí)質(zhì)是使空氣壓縮機(jī)電機(jī)電路外部控制端接通，此后由空氣壓縮機(jī)內(nèi)部裝置根據(jù)出口壓力情況決定電機(jī)是否工作; 當(dāng)PLC 停止空氣壓縮機(jī)電機(jī)工作時(shí)，實(shí)質(zhì)是使空氣壓縮機(jī)電機(jī)電路外部控制端斷開，使空氣壓縮機(jī)電機(jī)失去工作的可能) ，為方便監(jiān)控操作，將PLC 與一計(jì)算機(jī)(PC) 連接形成上下位機(jī)控制方式。

輸入信號(hào)包括空氣壓縮機(jī)電機(jī)起動(dòng)停止控制信號(hào)、過載保護(hù)信號(hào)、被測(cè)電磁閥的起動(dòng)停止控制信號(hào)等，考慮到可以通過編程實(shí)現(xiàn)單按鈕起停控制，及將相關(guān)保護(hù)信號(hào)串聯(lián)輸入，由此減少輸入點(diǎn)數(shù)提高經(jīng)濟(jì)性，綜上可以判定PLC 開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)不能少于3 個(gè)。試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)需PLC 控制的對(duì)象有空氣壓縮機(jī)電機(jī)1 個(gè)、被測(cè)閥5 個(gè)，可確定PLC 開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)不能少于6 個(gè)。

因試驗(yàn)中被測(cè)KOGANEI電磁閥須被長期連續(xù)驅(qū)動(dòng)，故要求控制用PLC 輸出部件工作壽命要長，不適合采用壽命較短的繼電器輸出型，而晶體管輸出型可靠性高，反應(yīng)速度快，不受動(dòng)作次數(shù)的限制，故選擇晶體管輸出型[6]。根據(jù)以上系統(tǒng)要求，綜合性價(jià)比等因素考慮，最終選用歐姆龍PLC 產(chǎn)品ZEN 系列中的10C1DT -D -V2 ( CPU 單元) 及8E1DT( 擴(kuò)展I /O 單元) ，該機(jī)型組合具有10 個(gè)開關(guān)量輸入端子、8 個(gè)開關(guān)量輸出端子( 均為晶體管輸出型) ，程序存儲(chǔ)器容量大小適合，系統(tǒng)要求。

輸入輸出接線

根據(jù)試驗(yàn)系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)KOGANEI電磁閥輸入及輸出驅(qū)動(dòng)電路如圖2 所示。輸入包括空氣壓縮機(jī)電機(jī)起停控制按鈕SB1、被測(cè)電磁閥起停控制按鈕SB2 及一路保護(hù)信號(hào)輸入( 為空氣壓縮機(jī)電機(jī)熱繼電器的常閉觸點(diǎn)) ，輸出驅(qū)動(dòng)了6 個(gè)固態(tài)繼電器( SSR) ，其中1 個(gè)SSR 控制空氣壓縮機(jī)電機(jī)，其他5 個(gè)SSR 控制被測(cè)電磁閥。

電磁閥常見零件包括線圈、鐵芯、彈簧、閥體和密封圈等，它們分別起到控制電磁閥開關(guān)狀態(tài)和介質(zhì)流通的作用。

一、線圈

線圈是KOGANEI電磁閥中最重要的控制元件之一，直接控制電磁鐵的開合狀態(tài)。線圈通電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)吸引鐵芯向上運(yùn)動(dòng)，從而控制閥門的開啟和關(guān)閉。

二、鐵芯

鐵芯是電磁閥中用來傳遞磁力的部分，通常由鐵制材料制成。鐵芯在線圈通電時(shí)會(huì)被吸引向上，推動(dòng)閥門打開或關(guān)閉。

三、彈簧

彈簧位于閥體和鐵芯之間，起到控制鐵芯位置的作用。在線圈不通電時(shí)，彈簧會(huì)將鐵芯向下拉動(dòng)，使閥門關(guān)閉。

四、閥體

閥體是整個(gè)KOGANEI電磁閥的主要部件，負(fù)責(zé)控制介質(zhì)的流通。閥體通常由金屬或塑料材料制成，具有耐酸堿腐蝕、耐壓等特點(diǎn)。

五、密封圈

KOGANEI電磁閥密封圈是閥體和閥芯之間的重要部分，起到防止介質(zhì)泄漏的作用。密封圈通常由橡膠或其他高彈性材料制成，能夠快速恢復(fù)原狀，保證閥門的密封性能。

以上就是電磁閥常見的零件名稱和作用，當(dāng)然在實(shí)際使用中，KOGANEI電磁閥還有其他不同的零件組成，實(shí)現(xiàn)不同的功能，如電磁鐵、杠桿、導(dǎo)向件等。電磁閥具有結(jié)構(gòu)精密，操作、耐用可靠的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制中。