電磁閥的線圈電磁力與溫升

對電磁閥的設計計算，通常由已知的公稱尺寸DN，工作壓力PiV，電源電壓，允許溫升等參數條件下進行電磁力計算。

①介質壓力作用力FP

密封比壓：保證閥密封所需要的單位面積上的zui小壓力，此壓力稱為比壓。

③彈簧預壓縮作用力Fs為保證閥口端密封， 對常閉式電磁閥常采用密封作用力與介質壓力同向， 以有利密封，一般所需密封力由彈簧預壓縮力產生。

由上式可知，電磁吸力大小與線圈電流和匝數乘積的平方成正比，而線圈功耗Pu與線圈電壓LT和電流I成正比，即=增大電流可提高電磁吸力，但功耗相應增大，使線圈溫升升高，必要時可犧牲部分電磁吸力，以縮小線徑，增加匝數和阻抗，降低電流來達到所要求的線圈溫升指標。

降低線圈溫升的另一途徑是增大線圈散熱面積， 但體積會相應增大。

另外，可通過提高選用導線絕緣等級的方式提高線圈的耐溫性能，這樣可以不增加體積，但選用導線成本提高，且線圈溫升偏高。對于使用蒸汽等高溫介質的電磁閥，電磁鐵與主閥間的連接應采用長頸型， 以減少介質熱傳導影響。

線圈溫升計算公式：

式中T線圈溫升，°C;

Ri——冷態電阻， R2——熱態電阻，t1——冷態環境溫度，°c; t2——熱態環境溫度，°C;

0~在20°C時導線材料的電阻、溫度系數（銅線為1/234. 5，鋁線為1/245）。

10. 6. 3電磁閥的密封和動作壽命

電磁閥的密封包括防止內泄漏的密封和防止外泄漏的密封兩種，是指其密封副接觸并在外力作用下， 密封材料產生彈性、塑性變形，使密封副間的間隙填實而堵閉泄漏的能力。

為了保證密封所需要的密封副參與密封部分單位面積上的zui小壓力稱為必需比壓，設計時必須保證必需比壓。必需比壓取決于密封副材料（橡膠、塑料、 金屬），工作介質（水、氣、油、蒸汽），工作壓力， 密封寬度及表面形狀的位置精度和質量等因素。

電磁閥的泄漏量是表征閥的密封性能的一項主要性能指標，通常影響閥的密封性能的因素主要有以下幾項。

①密封結構電磁閥密封結構的形式有平面密封、球形密封、錐形密封、刃形密封和剛性帶彈性密封面的密封（圖10-19）。

②密封表面形狀電磁閥密封表面形狀有微觀表面光滑、凸棱、凹槽和凸棱-凹槽（圖10-20）。

③密封介質壓力的大小泄漏量與介質壓差呈非線性關系，即

式中M，N，S——與材料密封面加工質量、密封

面上的密封比壓值和其他條件有關的固定系數。

④密封面寬度在必需密封比壓得到保證的前提下，隨著密封面寬度增加其泄漏量應按比例減少。 但實際上可能不是整個寬度以同樣程度起著密封作用，有時反而造成泄漏可能。

⑤密封介質的類別由于氣、液、油介質黏度和滲透性不同，其泄漏也不同。

⑥密封面形狀和位置偏差密封表面的不平度、 平行度、垂直度及其表面粗糙度，對密封泄漏均有影響。

泄漏量與被密封表面的密封比壓成反比，即選用的密封比壓與必需比壓相比越大，則泄漏量越趨減少，密封性越好。

從閥的動作次數壽命試驗，主要考驗產品機械磨損和彈性變形，磨損后仍應保證產品標準所規定性能指標，對提高動作次數的壽命來說，密封面選用密封比壓應越趨近必需比壓，即在保證密封性條件下，密封副彈性變形越小，工作狀態越好，壽命越長，故密封性與壽命二者是有矛盾的。

一般情況下，電磁閥運動密封副軟質密封時選用邵爾硬度較高的橡膠件或塑料件，剛性密封選用彈性模量大的金屬材質。理論上，高密封比壓有利于閥的密封，但對閥的動作壽命而言，選用密封比壓越大， 越接近該材料擠壓許用比壓，將使密封材料變形大， 容易出現疲勞或損壞，會大大降低動作壽命次數。解決方法為避免刃口密封，采用光滑圓弧形或斜面形或過載限位保護方法，隨著介質壓力提高，接觸密封寬度逐漸增加，使承受密封比壓的增加是緩慢的，zui終仍在擠壓許用比壓的限度內，這樣既發揮了良好的密封效果又延長了密封副動作壽命。

電磁閥的開啟是由于其導閥孔大于節流孔（平衡孔），當導閥開啟，使流經節流孔后的腔室壓力迅速下降形成閥芯上下部壓力差而使電磁閥開啟。

導閥孔與節流孔面積之比越大，閥開啟越迅速， 但關閥較慢。當面積比較小，閥開啟較慢，但關閥迅速。為使電磁閥在不同介質和壓力下開啟和關閉時間相當，應選用適當面積比并經試驗驗證。按經驗數據，導閥孔面積sa與節流孔面積sp之比為

如果提高閥的幵、閉速度，減少充壓和泄壓時間，適當增大滑動密封間隙，這樣勢必增大導閥孔徑和節流孔，但相應要提高電磁吸力和增大導閥體積尺寸，減少節流孔后腔室容積也是提高閥開閉速度途徑之一。通常同規格的膜片式比活塞式電磁閥 開閉速度要快，氣體介質比液體介質電磁閥開啟速度要快。

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