工业使用阀的机械原理和选择

1、 电磁阀的原理以及选型运用仪表中心：周庆一电磁阀原理l 电磁阀电磁阀是由几个气路和阀芯组成的，由阀芯把各个气路之间接通或者断开；l 电磁阀作用原理作用原理：得电时利用电磁线圈产生的电磁力的作用，推动阀芯移动，实现各个气路的通断，单电控的失电时在弹簧力的作用下回复原位，双电控的保持原位，先导式的按功能而定；l 电磁阀分为直动式直动式电磁阀和先导式先导式电磁阀 ；l 直动式直动式电磁阀直接利用电磁力推动电磁阀阀芯实现气路之间的通断；l 先导式先导式电磁阀则是在电磁力的作用下先打开先导阀，使气体进入电磁阀阀芯气室，利用气压来推动电磁阀阀芯，实现气路之间的通断；l 电磁阀有几个气路就是几通电磁阀，阀芯

2、有几种位置就是几位，一般有2位位3通通、2位4通、2位位5通通、3位5通等；l 电磁阀分单电控单电控和双电控双电控，电压分220V、110V、24V；l 电磁阀分防爆防爆、不防爆不防爆。l 电磁阀有可手动和无手动。l 电磁阀气路的接口尺寸分1/4、 1/2，3/8” 等。二电磁阀功能l 在电-气动控制中，电磁阀可以实现的功能有：气动执行组件动作的方向控制，ON/OFF开关量控制，OR/NOT/AND 逻辑控制 ；l 电磁阀是在气动回路中控制气路通道的通、断或改变压缩空气的流动方向 ；l 电磁阀只是气动调节阀的一个附件，是控制气动阀门的气源气路的。电磁阀功能l电磁阀常用于开关阀，通过电压信号控制

3、气源气路气源气路的通断，以控制阀门的开关 ；l电磁阀具有比定位器更大的流通口径，有时可以用于需要快速开启快速开启及快速关闭快速关闭 的阀门；l电磁阀单电控电磁阀具有失电常闭或常开位置，可以用于断气保护断气保护功能。三电磁阀分类单电控直动式二位三二位三通电磁阀l 2/3二位三二位三通电磁阀结构（单电控、直动式） 电磁阀阀芯有2个位置，有3个气路接口，如图1，P口为气源接口，A为通往气动执行器接口，R为排气口。图1电磁阀分类单电控直动式二位三通二位三通电磁阀l 2/3二位三通二位三通电磁阀结构（单电控、直动式） 初始状态（失电）：如图2，此时电磁阀失电，阀芯在右侧，A口与R口相通，气缸是排气状态，

4、P口是封闭的。图2电磁阀分类单电控直动式二位三通二位三通电磁阀l 2/3二位三通二位三通电磁阀结构（单电控、直动式） 工作状态（得电）：如图3，此时电磁阀得电，阀芯被电磁力吸到左侧，P口与A口相通，气源由A口通往气缸，R口是封闭的； 如果失电，阀芯在弹簧的作用下回到图2的初始状态。图3电磁阀分类单电控单电控直动式二位五通二位五通电磁阀l 2/5二位五通二位五通电磁阀结构（单电控、直动式） 电磁阀阀芯有2个位置，有5个气路接口，如图4 P口为气源接口，A、B为通往气动执行器接口，R、S为排气口图4电磁阀分类单电控单电控直动式二位五通二位五通电磁阀l 2/5二位五通二位五通电磁阀结构（单电控、直动

5、式） 初始状态（失电）：如图5，此时电磁阀失电，阀芯在右侧，P口与A口相通，气源通过A口进入气缸一侧气室，B口与S口相通，与B口连的气缸另一侧是排气状态，R口是封闭的。图5电磁阀分类单电控单电控直动式二位五通二位五通电磁阀l 2/5二位五通二位五通电磁阀结构（单电控、直动式） 工作状态（得电）：如图6，此时电磁阀得电，阀芯在电磁力的作用下被吸到左侧，P口与B口相通，气源通过B口进入气缸另一侧气室，A口与R口相通，与A口相通的气缸一侧是排气状态，S口是封闭的。 如果失电，阀芯在弹簧力的作用下再次回到图5的初始状态。图6电磁阀分类双电控双电控直动式二位五通二位五通电磁阀l 2/5二位五通二位五通电

6、磁阀结构（双电控、直动式） 初始状态：如图7，此时电磁阀没有电，阀芯在左右任意一侧（此图示在右侧），P口与A口相通，气源通过A口进入气缸一侧气室，B口与S口相通，与B口相通的气缸一侧是排气状态，R口是封闭的。图7电磁阀分类双电控双电控直动式二位五通二位五通电磁阀l 2/5二位五通二位五通电磁阀结构（双电控、直动式） 右侧得电状态：如图8，此时电磁阀右侧线圈得电，阀芯吸在右侧，P口与A口相通，气源通过A口进入气缸一侧气室，B口与S口相通，与B口相通的气缸一侧是排气状态，R口是封闭的。双电控电磁阀具有记忆功能，即此时右侧线圈失电，左侧线圈也不得电的情况下电磁阀阀芯始终保持在右侧不动。图8电磁阀分类

7、双电控双电控直动式二位五通二位五通电磁阀l 2/5二位五通二位五通电磁阀结构（双电控、直动式） 左侧得电状态：如图9，此时电磁阀左侧线圈得电，阀芯吸在左侧，P口与B口相通，气源通过B口进入气缸另一侧气室，A口与R口相通，与A口相通的气缸一侧是排气状态，S口是封闭的。双电控电磁阀具有记忆功能，即此时左侧线圈失电，右侧线圈也不得电的情况下电磁阀阀芯始终保持在左侧不动。图9四电磁阀图示符号l 2/3图示符号（单电控） 如图10为二位三通二位三通电磁阀的电气符号图，图中左侧的方框是指得电状态，右侧的方框是指失电状态，左侧小长方形是指电磁线圈，右侧折线是指弹簧，所以靠近弹簧侧的方框是失电状态，靠近线圈侧

8、的方框是得电状态。图10电磁阀图示符号l 2/5图示符号（单电控） 如图11为二位五通二位五通电磁阀的电气符号图，图中左侧的方框是指失电状态，右侧的方框是指得电状态，右侧小长方形是指电磁线圈，左侧折线是指弹簧，所以靠近弹簧侧的方框是失电状态，靠近线圈侧的方框是得电状态。图11电磁阀图示符号l 2/5图示符号（双电控） 如图12为双电控二位五通双电控二位五通电磁阀的电气符号图，图中左侧的方框是指左侧得电后至右侧没有得电之前的状态，右侧的方框是指右侧得电后左侧没有得电之前的状态，左右侧小长方形是指电磁线圈。 双电控电磁阀有记忆功能记忆功能，可以得电状态持续几秒后失电，气缸也可以维持之前状态，不用电

9、磁阀长期带电。而单电控电磁阀想维持状态必须一直带电。图12五2/3二位三通电磁阀应用l 2/3电磁阀控制单作用气缸单作用气缸 初始状态：电磁阀为常闭电磁阀，处于失电状态，单作用气缸活塞由弹簧作用在气缸左侧，见图13； 工作状态：电磁阀得电，电磁阀P口与A口通，气源由A口进入气缸，气缸活塞右移，见图14； 失电状态：电磁阀失电，电磁阀A口与R口通，气缸通过电磁阀放气，活塞在弹簧作用下回到左侧，见图13。图13图142/3二位三通电磁阀应用l 2/3电磁阀控制气动薄膜驱动部气动薄膜驱动部 初始状态：电磁阀为常闭电磁阀，处于失电状态，气动薄膜驱动部的推杆由弹簧作用下停在上位，见图15； 工作状态：电

10、磁阀得电，电磁阀P口与A口通，气源由A口进入薄膜驱动部上气室，推动推杆下移，见图16； 失电状态：电磁阀失电，电磁阀A口与R口通，薄膜气室通过电磁阀放气，推杆在弹簧作用下回到上位，见图15。图15图162/5二位五通电磁阀应用l 2/5单电控单电控电磁阀控制双作用气缸双作用气缸初始状态：电磁阀失电状态，电磁阀P口与A口相通，气源通过A口进入双作用气动活塞驱动部左侧气室，活塞停在右侧，B口与S口相通，与B口相通的气动活塞驱动部的右侧气室为排气状态，见图17；工作状态：电磁阀得电，电磁阀P口与B口通，气源由B口进入双作用气动活塞驱动部右侧气室，活塞移动到左侧， A口与R口相通，与R口相通的气动活塞

11、驱动部的左侧气室为排气状态，见图18；失电状态：电磁阀恢复初始状态，见图17。图17图182/5二位五通电磁阀应用l 2/5双电控双电控电磁阀控制双作用气缸双作用气缸左侧线圈得电状态：电磁阀左侧线圈得电，电磁阀P口与A口通，气源由A口进入双作用气动活塞驱动部一侧气室，推动活塞到气缸另一侧， B口与S口相通，与B口相通的气动活塞驱动部的另一侧气室为排气状态，在另一侧线圈不得电之前会保持该状态不动，见图19；右侧线圈得电状态：电磁阀右侧线圈得电，电磁阀P口与B口通，气源由B口进入双作用气动活塞驱动部一侧气室，推动活塞到气缸另一侧， A口与R口相通，与A口相通的气动活塞驱动部的另一侧气室为排气状态，

12、在另一侧线圈不得电之前会保持该状态不动，见图20；图19图20APARPARPA BPRBAEA P EBABEA P EBABEA P EBABEA P EB2位2通 2位3通 常闭（NC）2位3通 常通（NO）2位4通 2位5通 3位5通中间排气式3位5通中间封闭式3位5通中间加压式 位置数 (正方形)气口数 (P/A/B/R1/R2)进/排气口画在正方形下面输出口画在正方形上面副标题副标题阀芯电磁头将电能转为机械能，由、构成根据使用电源的不同分为交流电磁头和直流电磁头根据构造的不同分T形和I形电磁头l T形电磁头 适用于大行程的交流衔铁大行程的交流衔铁 衔铁用硅钢片叠成T形,防止磁滞涡流

13、损失,减少铁耗发热l I形电磁头 适用于直流衔铁直流衔铁( (无磁滞涡流损失无磁滞涡流损失) )和小行程的交流衔铁和小行程的交流衔铁 衔铁为整块铁磁材料 交流电磁头因为吸力以50Hz的频率变化,衔铁振动,发出蜂鸣声 在衔铁的吸合面上设立,使磁通产生时差,减少振动,降低 蜂鸣声 直流电磁头无蜂鸣现象AC电磁头和DC电磁头的吸力特性类似l 行程越小，吸力就越大l 提高电压，吸力变大；降低电压，吸力变小 AC电磁头的始动电流最大， 随着动铁芯行程行程的减小，电流值变小 吸合时电流值保持恒定 (保持电流) DC电磁头的电流值与行程无关，始终不变l 电磁头在吸合后连续通电，通常不会因发热而烧坏l 电磁阀

14、阀体(阀芯等)卡进杂质，电磁头无法吸合， 线圈电流过大，发热增加而烧坏 l 电压大、行程大的AC电磁头烧坏的可能性大； 电压小、行程小的AC电磁头不易烧坏l DC电磁头线圈一般不会烧坏电磁头线圈通电后发热，温度随之升高，当发热和散热达到平衡后，线圈温度保持在恒定值（温升值）温升值温升值是采用电阻法来测定线圈内部温度内部温度JIS Z8704 温度的电气测定法现场用温度计测线圈表面温度表面温度，比内部温度大约低20允许温升值取决于线圈的绝缘种类绝缘种类 对于气动电磁阀，电磁头的绝缘种类常用的有B种或E种,特殊用途的有F种，高温用途的有H种。绝缘种类 允许温升值（JIS B8375） 最高使用温度

15、（JIS C4003） A种 65以下 105 F种 115以下 155 JIS规定，用500V的绝缘电阻表测定线圈端子和接地之间的电阻，绝缘电阻值应在1M以上线圈端子和接地之间, 加1500V近似50或60Hz的正弦波测试1分钟, 看电磁阀是否损坏、龟裂, 是否有外部泄漏等现象发生大批量生产时用1800V试验1秒接线时请确认如果过压保护回路有极性，请注意是否带极性保护二极管l 带 接线错误，阀不能正常换向l 不带 接线错误会招致或或烧坏l 除长期连续通电型产品外，需特注依赖l 双电控阀以瞬时通电来操作时，请确保通电时间在类 型制造精度气体精度温度范围泄 漏换向频率寿 命橡胶密封低40m窄基本无低5