SMC電磁閥與閥桿一體化設(shè)計(jì)與分析

    SMC電磁閥是流體管路的控制裝置，其基本功能是接通或切斷管路介質(zhì)的流通，改變介質(zhì)的流動(dòng)方向，調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量，保護(hù)管路設(shè)備的正常運(yùn)行。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，閥門需求量不斷增長。一幢現(xiàn)代高樓需要的閥門，一個(gè)現(xiàn)代化的石油化工裝置就需要上萬只各式各樣的閥門。球閥是20世紀(jì)50年代問世的一種新型閥門，具有外型尺寸小、質(zhì)量較輕、密封性好、流體阻力小、開關(guān)迅速方便、便于氣控和電控、使用壽命長、安全性高、維修方便等而受到廣泛的歡迎，因此在各行各業(yè)的管道上被廣泛采用。很多單位和機(jī)構(gòu)開始研究高質(zhì)量的球閥，無論從閥體、球體、閥桿、球座、密封元件、驅(qū)動(dòng)裝置等，都得到了很大程度的發(fā)展。隨著球閥的廣泛使用，對其設(shè)計(jì)提出了更高的要求，本文就球體與閥桿一體化方面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與分析，使球閥的部分性能得到了優(yōu)化，使之能更加安全，穩(wěn)定的工作。

    SMC電磁閥存在問題

    現(xiàn)在普遍使用的SMC電磁閥大都是球體與閥桿是兩個(gè)獨(dú)立的零件，如圖1所示。通過連接處的間隙配合，使之達(dá)到開啟閉合的效果，這樣的連接形式，使用時(shí)間久了就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)不準(zhǔn)確，帶來很大的危害。例如在煤制油、油改煤以及煤氣化等煤化工系統(tǒng)處于介質(zhì)（煤渣）高硬度、高壓力及高溫度的工況下，閥門應(yīng)具有耐磨、耐沖刷及快速切斷等功能。閥門啟閉頻繁且速度快（30min動(dòng)作一次，5～10s/次），在這種情況下閥門的轉(zhuǎn)動(dòng)必須準(zhǔn)確，否則會(huì)對密封性、使用壽命、流量和流速有嚴(yán)重的影響。對圖1所示的球閥來說，閥桿與球體接觸部位應(yīng)力過大，很容易引起硬化層的剝落，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)精度降。例如，本來是閥桿旋轉(zhuǎn)90°而終止，由于硬化層的脫落，結(jié)果球體有可能旋轉(zhuǎn)了88°，這樣會(huì)帶來一定的阻力，會(huì)使閥門的壽命大大縮短，而且硬化層的脫落會(huì)導(dǎo)致密封失效。