电磁阀的线圈电磁力与温升

对电磁阀的设计计算，通常由已知的公称尺寸DN，工作压力PiV，电源电压，允许温升等参数条件下进行电磁力计算。

①介质压力作用力FP

密封比压：保证阀密封所需要的单位面积上的zui小压力，此压力称为比压。

③弹簧预压缩作用力Fs为保证阀口端密封， 对常闭式电磁阀常采用密封作用力与介质压力同向， 以有利密封，一般所需密封力由弹簧预压缩力产生。

由上式可知，电磁吸力大小与线圈电流和匝数乘积的平方成正比，而线圈功耗Pu与线圈电压LT和电流I成正比，即=增大电流可提高电磁吸力，但功耗相应增大，使线圈温升升高，必要时可牺牲部分电磁吸力，以缩小线径，增加匝数和阻抗，降低电流来达到所要求的线圈温升指标。

降低线圈温升的另一途径是增大线圈散热面积， 但体积会相应增大。

另外，可通过提高选用导线绝缘等级的方式提高线圈的耐温性能，这样可以不增加体积，但选用导线成本提高，且线圈温升偏高。对于使用蒸汽等高温介质的电磁阀，电磁铁与主阀间的连接应采用长颈型， 以减少介质热传导影响。

线圈温升计算公式：

式中T线圈温升，°C;

Ri——冷态电阻， R2——热态电阻，t1——冷态环境温度，°c; t2——热态环境温度，°C;

0~在20°C时导线材料的电阻、温度系数（铜线为1/234. 5，铝线为1/245）。

10. 6. 3电磁阀的密封和动作寿命

电磁阀的密封包括防止内泄漏的密封和防止外泄漏的密封两种，是指其密封副接触并在外力作用下， 密封材料产生弹性、塑性变形，使密封副间的间隙填实而堵闭泄漏的能力。

为了保证密封所需要的密封副参与密封部分单位面积上的zui小压力称为必需比压，设计时必须保证必需比压。必需比压取决于密封副材料（橡胶、塑料、 金属），工作介质（水、气、油、蒸汽），工作压力， 密封宽度及表面形状的位置精度和质量等因素。

电磁阀的泄漏量是表征阀的密封性能的一项主要性能指标，通常影响阀的密封性能的因素主要有以下几项。

①密封结构电磁阀密封结构的形式有平面密封、球形密封、锥形密封、刃形密封和刚性带弹性密封面的密封（图10-19）。

②密封表面形状电磁阀密封表面形状有微观表面光滑、凸棱、凹槽和凸棱-凹槽（图10-20）。

③密封介质压力的大小泄漏量与介质压差呈非线性关系，即

式中M，N，S——与材料密封面加工质量、密封

面上的密封比压值和其他条件有关的固定系数。

④密封面宽度在必需密封比压得到保证的前提下，随着密封面宽度增加其泄漏量应按比例减少。 但实际上可能不是整个宽度以同样程度起着密封作用，有时反而造成泄漏可能。

⑤密封介质的类别由于气、液、油介质黏度和渗透性不同，其泄漏也不同。

⑥密封面形状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，对密封泄漏均有影响。

泄漏量与被密封表面的密封比压成反比，即选用的密封比压与必需比压相比越大，则泄漏量越趋减少，密封性越好。

从阀的动作次数寿命试验，主要考验产品机械磨损和弹性变形，磨损后仍应保证产品标准所规定性能指标，对提高动作次数的寿命来说，密封面选用密封比压应越趋近必需比压，即在保证密封性条件下，密封副弹性变形越小，工作状态越好，寿命越长，故密封性与寿命二者是有矛盾的。

一般情况下，电磁阀运动密封副软质密封时选用邵尔硬度较高的橡胶件或塑料件，刚性密封选用弹性模量大的金属材质。理论上，高密封比压有利于阀的密封，但对阀的动作寿命而言，选用密封比压越大， 越接近该材料挤压许用比压，将使密封材料变形大， 容易出现疲劳或损坏，会大大降低动作寿命次数。解决方法为避免刃口密封，采用光滑圆弧形或斜面形或过载限位保护方法，随着介质压力提高，接触密封宽度逐渐增加，使承受密封比压的增加是缓慢的，zui终仍在挤压许用比压的限度内，这样既发挥了良好的密封效果又延长了密封副动作寿命。

电磁阀的开启是由于其导阀孔大于节流孔（平衡孔），当导阀开启，使流经节流孔后的腔室压力迅速下降形成阀芯上下部压力差而使电磁阀开启。

导阀孔与节流孔面积之比越大，阀开启越迅速， 但关阀较慢。当面积比较小，阀开启较慢，但关阀迅速。为使电磁阀在不同介质和压力下开启和关闭时间相当，应选用适当面积比并经试验验证。按经验数据，导阀孔面积sa与节流孔面积sp之比为

如果提高阀的幵、闭速度，减少充压和泄压时间，适当增大滑动密封间隙，这样势必增大导阀孔径和节流孔，但相应要提高电磁吸力和增大导阀体积尺寸，减少节流孔后腔室容积也是提高阀开闭速度途径之一。通常同规格的膜片式比活塞式电磁阀 开闭速度要快，气体介质比液体介质电磁阀开启速度要快。

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