气动紧凑型FESTO阀岛的设计参数原理

发布时间:2016-05-06
气动紧凑型FESTO阀岛的设计参数原理
比较Festo-CPV型阀岛和Norgren-VM型阀岛的阀体结构,虽然Norgren的阀体结构便于加工,而且更适合于通用型螺线管阀,但它所采用的是弹簧复位,而Festo-CPV型阀岛所采用的是气复位。虽然Norgren的使用寿命也在两千万次左右,但距离Festo数千万次的使用寿命还是有一定的差距,我想其中的原因弹簧的使用寿命必定是一个重要的因素。而且,多一个零件始终会多一个可能损坏的环节。纵观整个阀岛的运动部件,就只有阀芯和弹簧,而阀芯与密封圈的过盈量是非常小的,通常在0.1mm以内,如果润滑充分的话,磨损是非常有限的,所以说弹簧就很可能成为整个运动系统的薄弱环节,弹簧的使用寿命就间接决定了整个阀岛的使用寿命。而且紧凑型阀岛由于结构紧凑,尺寸较小,其复位弹簧在工作时多处于压缩的极限状态,其疲劳断裂的可能性也会大大增加,如果再遇上某些供应商提供的弹簧质量不稳定的话,就会对阀岛整体的可靠性产生很大的影响[5] [6]。

虽然并非所有机能的阀都需要使用到弹簧复位或是气复位,而且实现气复位在阀体结构和气路布局上也远比弹簧复位来的复杂,但是从整个阀岛的使用寿命和可靠性来说,避免使用弹簧而实现气复位是至关重要的,而且阀体的设计必须从整体上考虑,满足所有机能的需要,所以说本文所设计的阀体必须是可以实现气复位,并能满足其他机能需要的通用型阀体。


采用前后两个阀套来固定和保护密封圈,而且阀套和密封圈的安装与更换也十分方便,因为它们并非是通过过盈配合来固定的,所以与阀体之间几乎没有摩擦力,只需要把阀套和密封圈按次序放入或取出阀体即可。

1       先导阀的选择
紧凑型阀岛因为结构紧凑、空间有限,难以采
用大功率的电磁铁,所以一般采用低功耗的电磁铁加上先导气控的形式,因此,先导阀的结构往往决定了气路的布局和阀片的整体结构。

图3 Festo-CPV型阀岛与Norgren-VM型阀岛的先导阀

在研究和比较了多种国外紧凑型阀岛之后,发现它们所采用的先导阀主要有两类,如图3所示,一类以Festo-CPV型阀岛为代表,采用的是自行设计的非标准阀,一类以Norgren-VM型阀岛为代表,采用的是标准的螺线管阀。个人认为Festo-CPV型阀岛所采用的一体式设计的先导阀是结构为简单和紧凑的,它使整个阀片的气路做到了简单和合理的布局。不过其一体式的设计也为加工和制造带来了许多麻烦,先导电磁铁需要特别定制,与市面上可以买到的电磁铁有很大的不同,同时侧面板的结构也相对复杂,如果不开模具则难以加工。因此从加工周期和成本考虑,暂时放弃一体式先导阀的设计。

相比之下,采用标准的螺线管阀就要方便许多,直接购买现有产品即可,这样便可以大大缩短阀岛的研制周期。终本文选用的是韩国基士气动的产品。
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