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力士樂4WEH16E72/6HG24N9ETK4/B10換向閥換向時電磁鐵與復位彈簧的受力分析
閱讀:28 發布時間:2025-8-12力士樂4WEH16E72/6HG24N9ETK4/B10換向閥換向時電磁鐵與復位彈簧的受力分析如下:
電磁鐵受力過程
通電階段
電磁鐵(如型號中的6HG24N9)得電后,電磁力克服彈簧預緊力,推動先導控制閥芯移動。
先導閥芯位移導致主閥芯一側彈簧腔壓力升高(如左側彈簧腔加壓),形成壓力差(ΔP)。
主閥芯在壓力差作用下克服另一側復位彈簧力(如右側彈簧力)及摩擦力,產生軸向位移(換向動作)。
關鍵參數:電磁鐵推力需大于彈簧預緊力與液壓卡緊力之和(典型值:彈簧預緊力約50-100N,電磁鐵推力可達200-500N)。
斷電階段
電磁鐵失電后,電磁力消失,先導閥芯在彈簧作用下復位,主閥芯兩側彈簧腔壓力平衡。
主閥芯在復位彈簧力作用下返回初始位置(零位),實現換向復位。
復位彈簧受力過程
初始狀態(零位)
主閥芯通過兩個復位彈簧(對稱布置)保持在中間位置,彈簧力平衡(F?=F?)。
彈簧腔通過先導閥與油箱連通,壓力接近大氣壓,無額外液壓力作用。
換向階段
當一側彈簧腔加壓時(如左側),該側彈簧被壓縮,彈簧力增大(F?' = F? + ΔF)。
主閥芯在壓力差(ΔP·A)與彈簧力差(ΔF)共同作用下移動,直至達到新平衡位置。
設計特點:彈簧剛度需匹配液壓系統響應需求,避免過軟導致換向遲緩或過硬引發沖擊。
復位階段
電磁鐵斷電后,先導閥芯復位,加壓側彈簧腔泄壓,彈簧力恢復至初始值(F?)。
主閥芯在兩側彈簧力平衡及液壓反力作用下返回零位,完成換向循環。
關鍵受力平衡方程
換向時主閥芯受力平衡
ΔP?A=F
彈簧差+F 摩擦
其中:
ΔP:主閥芯兩側壓力差(由先導控制閥調節);
A:主閥芯有效作用面積;
F 彈簧差:兩側彈簧力差值;
F 摩擦:閥芯運動摩擦力(約5-20N)。
彈簧力計算
F 彈簧=k?Δx
其中:
k:彈簧剛度(N/mm);
Δx:彈簧壓縮量(與閥芯位移成正比)。
設計優化點
彈簧預緊力調整
通過更換不同剛度彈簧或調整預壓縮量,可改變換向壓力閾值,適應不同工況需求。
電磁鐵與彈簧匹配
電磁鐵推力需留有足夠余量(通常≥1.5倍彈簧預緊力),以確保可靠換向。
液壓卡緊力補償
閥芯設計采用錐面或均壓槽結構,降低液壓卡緊力(典型值<10N),減少彈簧負荷。