電磁換向閥的工作原理及常見故障分析

金凱旋　崔華

摘? 要：電磁換向閥由于具有體積小、自動化程度高和操作簡便等優(yōu)點，在我國的工程機械中應用得比較廣泛。電磁換向閥是一種通過電氣控制來實現(xiàn)自動開啟的執(zhí)行器，因為整體成本不高，所以在出現(xiàn)故障時，一般會選擇更換新閥的做法。而電磁換向閥的多數(shù)故障并不復雜，通過簡單維修即可恢復正常。該文首先說明電磁換向閥的工作原理和特征，然后對其常見故障以及處理措施進行分析。

關鍵詞：電磁換向閥;工作原理;故障;處理措施

中圖分類號：TH137? ? ? 文獻標志碼：A

在我國工業(yè)生產(chǎn)的過程中，已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模的機械自動化，而在機械自動化運行的過程中，每個零部件的改進和革新都對整個生產(chǎn)工藝起到重要的推動作用。電磁換向閥是在工程機械中比較常見的裝置，其種類較多，可以根據(jù)控制系統(tǒng)的不同需求而安裝在不同的位置。因為整體結構比較簡單，成本較低，且操作維護較為便捷，所以應用領域比較廣泛。電磁換向閥的工作原理較為簡單，主要是通過電磁來控制流體的方向、流量、速度以及其他各項參數(shù)，具有很強的靈敏性和精準性，能夠適應多種運行環(huán)境的需求。

1 電磁換向閥的工作原理

雖然電磁換向閥的種類較多，但是其工作原理基本都是相同的。電磁換向閥主要是由閥體、閥芯、彈簧、銜鐵和電磁線圈等部件組成，在電磁鐵通電后，就可對氣、液等流體介質的方向、流量以及速度等參數(shù)進行控制。電磁換向閥的工作原理比較簡單，在閥體內有一個密閉的腔，根據(jù)實際需求在腔的不同位置會開孔洞與外部聯(lián)通，每個孔洞都會連接相應的管路。在腔的中間安裝閥芯，閥芯會與銜鐵做成一體，兩側各安裝一塊電磁鐵和彈簧。哪一面的磁鐵線圈通電就會產(chǎn)生一定的電磁力，當這種電磁力超過彈簧的彈力時，就會將閥芯吸引過去，通過閥芯的移動來控制外接孔洞的開啟或者關閉。在電磁線圈通電斷電的過程中，閥芯會做左右移動的動作，在移動的過程中彈簧會起到一定的緩沖作用，以避免閥芯對閥體產(chǎn)生太大的沖擊力。

2 電磁換向閥的特性

因為電磁轉向閥是利用電磁力來控制閥體內的鐵芯運動，所以相對于自控閥等電器元部件而言具有很多的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：第一，電磁閥通過電磁線圈通電產(chǎn)生電磁力吸引密封在閥體內的閥芯擺動，就有效避免了像自控閥一樣出現(xiàn)流體泄露的現(xiàn)象。同時因為結構比較穩(wěn)定，所以能夠有效控制閥桿運動，避免內泄露的發(fā)生，這些優(yōu)點決定了電磁轉向閥可以有更加廣泛的適用環(huán)境;第二，由于電磁閥自身的結構比較簡單，所以相關的零部件都已經(jīng)實現(xiàn)了通用化和標準化生產(chǎn)，大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。因為電磁閥是通過開關信號控制的，所以在電氣自動化的生產(chǎn)環(huán)境中，能夠與PLC以及計算機系統(tǒng)進行有效連接，易于在電氣自動化生產(chǎn)環(huán)境中廣泛應用;第三，電磁閥的反應非常靈敏，可以在較短的時間內迅速響應發(fā)生動作，有效提高工作效率。同時電磁閥的結構比較緊湊，電磁線圈的功率消耗較小，有效降低運行成本;第四，電磁閥的種類較多，能夠滿足多種用戶需求。

電磁閥雖然具有較多的優(yōu)點，但同時也存在一定的缺陷。象結構的簡單既是優(yōu)點，同時也有很大的局限性，因為閥芯只能在2個極限位置間運動，無法進行連續(xù)調節(jié)。因為電磁閥運行過程中需要通過各種力的相互作用，所以內部流體介質的性能會對這些力產(chǎn)生一定的影響，這就要求介質有較好的潔凈度，并且滿足一定的黏度要求。為了提高電磁閥運行的可靠性，就需要不斷地提高技術克服這些先天的缺陷，為電磁閥的進一步發(fā)展奠定良好的基礎。

3 電磁換向閥常見故障原因及處理措施

3.1 電磁閥換向故障

電磁鐵的吸力、彈簧的復位力以及閥芯的摩擦力是電磁換向閥能夠可靠運行的關鍵要素，如果在3種力之間出現(xiàn)力的不平衡無法保證換向準確操作，則可從電磁鐵、彈簧、閥芯以及連接部位對摩擦力產(chǎn)生影響的因素去分析，進而找到問題的根源。首先，電磁鐵質量問題是導致?lián)Q向不可靠或者不換向的重要因素。電磁鐵是換向閥中的重要組成部分，只有電磁鐵通電后產(chǎn)生足夠的吸力，才能夠驅使閥芯運動。如果電磁鐵的生產(chǎn)質量較差，在通電后，因為銹蝕或者污物等原因導致電磁鐵產(chǎn)生的吸力不強，就無法對閥芯形成足夠的吸力，此時閥芯就會出現(xiàn)不移動或者移動幅度較小的情況，腔內介質無法流動或者流動速度慢，即會出現(xiàn)不換向的故障。其次，因為零部件的加工精度不達標而導致?lián)Q向不可靠。雖然電磁閥的結構比較簡單，但是如果各零件的生產(chǎn)質量不佳或者安裝時操作不當，都會導致?lián)Q向吃力的現(xiàn)象。通常表現(xiàn)為閥芯、沉割槽、閥體孔等部位的毛刺清除不徹底而使閥芯運動受阻。因為閥芯與閥體孔連接的間隙較小，所以2個部位任何一個出現(xiàn)加工精度不準確的情況，在發(fā)生動作時都會因為壓力較高而出現(xiàn)液壓卡緊的現(xiàn)象。在安裝時如果用力過大也會導致閥體內孔變形，閥芯在壓力作用下被卡死無法換向。此外，如果流體介質中的雜質或者黏性超標，也會影響到閥芯運動而導致電磁閥換向不可靠。

3.2 交流電磁鐵噪聲故障

在電磁閥工作的過程中如果出現(xiàn)噪聲，多數(shù)情況是發(fā)生在可動鐵芯與固定鐵芯之間，因為二者之間的間隙不合理或者接觸面不平滑而導致氣流震顫而發(fā)出的噪聲。主要原因有以下幾個方面：第一，同一型號的電磁體因為生產(chǎn)廠家不同，所以對推桿的設計長度也不相同。如果推桿過長就會影響到可動鐵芯和固定鐵芯的吸合度，從而導致氣流在間隙中發(fā)出響聲，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可根據(jù)實際情況適當磨短推桿;第二，由于電磁鐵本身生產(chǎn)質量問題，通電后在可動鐵芯與固定鐵芯之間因為磁路而對流通的氣流產(chǎn)生吸力發(fā)出噪聲。第三，由于可動鐵芯和固定鐵芯的表面加工精度不合格，在接觸面因為污物的原因此無法有效吸合，也會發(fā)出噪聲。第四，如果閥芯與閥體孔因為加工精度問題無法有效匹配，在出現(xiàn)液壓卡緊時電磁鐵對鐵芯產(chǎn)生的吸力不夠也會發(fā)出噪聲。

3.3 電磁閥泄露故障

電磁閥泄露可分為外泄露和內泄露兩部分，發(fā)生外泄露的原因主要有螺釘因為安裝不牢固或者機器振動而松動，密封圈失效，油壓過高，安裝不規(guī)范等幾個方面。內泄露的原因主要有閥芯與閥體孔之間因為加工精度或者磨損導致間隙過大，閥芯偏移，閥芯尺寸不合格，油溫過高等原因。發(fā)生泄漏現(xiàn)象，都會對電磁閥的精準動作產(chǎn)生影響，可根據(jù)實際情況采用相應的檢測辦法，然后有針對性的進行維修。

4 電磁換向閥故障的處理措施

由于電磁換向閥的結構比較簡單，所以出現(xiàn)故障的部位比較固定，那么針對各個部位的故障原因可有針對性地進行修理。如果閥芯有磨損，在程度不大的情況下可進行拋光處理，如果磨損較大可進行鍍鉻處理，但是要掌握好修理后閥芯表面的粗糙度符合標準要求;對于閥體孔的修理，可進行研磨或者使用金剛石鉸刀精餃;對于推桿的修理則需要根據(jù)電磁鐵的類型來確定，在干式電磁體中，如果推桿表面劃傷可重新更換推桿，如果因為推桿過長可適當磨短;對于電磁鐵的修理，如果可動鐵芯和固定鐵芯的加工精度不合格，可用油石研磨接觸面，同時清除表面污物。如果線圈燒毀，可重新繞制。對于電磁閥的修理比較簡單，主要是了解工作原理后，結合實際經(jīng)驗，即可快速定位故障點，并實施維修。

5 結語

電磁換向閥結構簡單，操作便捷，且成本較低，所以當電磁換向閥出現(xiàn)故障時，一般都會選擇更換新閥的做法，造成了資源的浪費。因為其工作原理比較簡單，所以當換向閥出現(xiàn)故障時，只要憑借經(jīng)驗以及對工作原理的掌握，就能夠快速定位故障點并進行維修，提高維修效率，降低維修成本。

參考文獻

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