【正文】 畢業(yè)設計的結束同時代表著大學時光的結束，回想著畢業(yè)設計過程中的點點滴滴，汗水與歡樂地交織，畢業(yè)設計的這一段時光在大學生活中留下了濃重的一筆。通過對電磁鐵的設計與計算， 對電磁鐵的各項 性能進行了驗證 與系統(tǒng)的闡述。 通過對電磁先導閥的 結構 分析 與尺寸計算 ，確定出了加工時的敏感尺寸， 使 設計出的結構更加合理 。 第五步：電磁鐵重量計算 （ 1） 銅重 2222 ?? ?????????? dlG cucucu ??=167g （ 2） 鐵重 FeFeFeFe SlG ??? ? 導磁鐵平均磁路長度 Fel = )(2 ???????? =190mm=19cm 導磁鐵平均截面積為 2 ???? aCmFe SSS= 39 因此鐵重為 FeFeFeFe SlG ??? ? = ?? =320g 其他零件的重量估計為總重量的 10%：因此電磁鐵的總 重量為 G= )3 2 01 6 7()( ????? FeCu GG =536g= 40 總結與展望 畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高 。 可見吸力是滿足原設計任務的要求。 線圈電阻24 dWlR cp????? = 18782??? =503? 電壓為額定值時線圈的電流為 IRU??=50312==24mA 電壓為額定值時的線圈磁勢（ IW） =?1878=45at。 B=52, e=5。 為了使銜鐵能承受一定機械強度，今取銜鐵厚度為 4mm，其余絕緣距離取mmmmmm 426 142 ?????? ， 。 導磁體寬度 B= 32??wD =42+2?5=52mm。 第八步：確定導磁體尺寸及繪制電磁鐵草圖 線圈的內直徑 1D = ??2cd =21+2?=22mm 式中： ? —— 線圈與鐵心間的絕緣厚度，今取為 。dWbk ??=6 2? = （ 68） 取 kb =10mm，可見與原來線圈的數(shù)據相符合。d 為 。 (66) 查表得其最鄰近的直徑為 。 線圈填充系數(shù)取 ?kf 將上述各值代 3 2220 )( ???? ???? ?? kmk fIWb= 3242 ????? ??= (65) 今取 kb =10mm，則線圈高度 kl =6?10=60mm。相應于此時的磁勢，用（ IW） 2 表示。為了保證在電壓降低后，電磁鐵仍能可靠的工作，上式所計算的安匝數(shù)應該是指電壓降低至 ? 時的磁勢，用（ IW） 1表示。 一． 初步設計 第一步：決定極靴直徑 電 磁 鐵 的 結 構 因 數(shù) ??? ?FK = ， 查 下 圖 可 得 33 圖 62 選取工作氣隙磁感應強度的曲線 Fig62 Select the work of airgap magic induction curve 氣隙磁感應強度 Bp =4500Gs，由極靴表面積式子得 Sn =F 2)5000(pB=4 2)45005000(?= 2cm （ 61） 極靴直徑 nd =?nS4= ?= （ 62） 取 nd = ，則 Sn = 2cm . 因為 Sn 由 2cm .減小到 2cm .，故磁感應強度 Bp 相應的增加到 4700Gs。最后還要 了解該電磁鐵所使用的環(huán)境，包括溫度、濕度、鹽霧、灰塵、沖擊和傾斜等特殊要求。激磁線圈采用并聯(lián)或者串聯(lián)，主要采用電磁鐵的用途，一般并聯(lián)線圈較多。電磁吸力 F由負載力的大小來決定的，為了工作可靠， F 值應該比該氣隙下的負載力較大，至少應大 30%左右。 在設計電磁鐵之前必須首先知道所設計電磁鐵的用途、額定工作行程 ? 、額定行程時的電磁吸力 F、電源電壓 U、激磁線圈是串聯(lián)還是并聯(lián)、電磁鐵的工作情況和使用該電磁鐵的特殊環(huán)境條件等。可見線圈是電磁鐵獲得電磁能量的源泉，通過電流的線圈就產生一定的磁勢。圖中箭頭表示銜鐵吸引后運動的方向。圖中虛線所示為磁通流過的路徑。 圖 61 拍合式電磁鐵的結構簡圖 Fig61 Electromag bined film structure diagram 上圖是拍合式電磁鐵的結構簡圖線圈 1套在鐵心 2上，兩者固定不動，銜鐵 3是固 32 定部分。電磁鐵的結構并不十分復雜，一般由線圈、鐵心和銜鐵三個主要部分所組成。總之，電磁鐵的應運是很廣泛的。利用電磁吸力可以 代替笨重的體力勞動，使勞動強度減輕、生產效率和產品質量提高，因此在技術革新中也常常用到電磁鐵。 敏感尺寸是倒角角度 ? ，因此在制造時一定要注意倒角角度 31 第六章 電磁鐵的設計與計算 概述 電磁鐵是一種通電后對鐵磁物質產生吸力，把電磁能轉換為機械能的電器。 所選材料為 50CrVA； G=79000 1）初選彈簧直徑： 由前面計算知，彈簧最大外負載 P= d=(～ ） P 是乙類彈簧： d=? = 取系數(shù)：取 d= 27 2)彈簧剛度 1P ：由 NFs ? ， . NFs ? 行程 s= ? mmNs FFP ss ????? 3)有效圈數(shù)： 10 )(790008 3 43 4 ??? ??? PDGdn ?有效圈數(shù) n=10 4） 取彈簧的自由高 度 0H =10mm 工作高度 H= 10 s壓縮量?H ??? PFs smm ?H== 5） 節(jié)距： 10 ～2) d1(0 ????? Htmm 6） 螺栓 角： ? = ?Dt? 7） 展開長度： mmDnL 113 os os 1 ????? ?? 28 第五章 先導閥的結構分析與設計 先導閥 結構如下圖 圖 51 先導閥結構圖 Fig51 Structure of the pilot valve 其中 a 為頂桿套的 長度， h為頂桿的長度， c 為陶瓷球的直徑， d 為空隙直徑，倒角為40度， b為倒角深度。 3） 凡是熱成型和已退火材料冷卷的彈簧，均需進行淬火回火處理。 彈簧的熱處理方法 1） 凡是經過強化處理的鋼絲，如碳素彈簧鋼絲，琴鋼絲，油淬回火彈簧鋼絲和鋼帶等冷成型工藝制作的彈簧，成型后只需進行去應力退火處理。經分析所得選擇 彈簧材料：ArVC50 ，其高溫條件下強度性能穩(wěn)定，耐腐蝕。 （ 3） 正確 繪制彈簧零件圖并合力標注技術條件。彈簧的設計一般包括以下內容： （ 1） 根據元件對彈簧的要求（負荷和剛度），正確選擇材料和熱處理。 （ 3） 電磁鐵得電推動右邊陶瓷球使其密封住，如下圖所示： 圖 39 閥芯的示意圖 Fig39 Schematic diagram of the spool 取右邊桿件為研究對象，作受力分析，如下圖： 圖 310 回液頂桿受力分析 Fig310 Back to Stress Analysis of Fluid mandril 桿件處于平衡狀態(tài)： FM1＋ F液 — Ff－ F球 ＝ 0 （ 311） 22 其中： FM1為電磁鐵額定推力 （量綱： N） FM1＝ 40N； F液 為壓差產生的液壓力 （量綱： N） F液 ＝ NPPdd )(4 )(2322 ????背? Ff為 O形圈產生的摩 擦力 （量綱： N） Ff＝ ； F球 為右邊陶瓷球對桿的作用力 （量綱： N） ； ?F球 ＝ F液 ＋ FM1－ Ff ＝ ＋ ＝ 對右邊陶瓷球進行受力分析： 圖 311 右陶瓷球受力分析 Fig311 Stress Analysis of ceramic ball right 小球處于平衡狀態(tài)，因而 F桿 ＋ F 2壓 ＋ ?40cos3F +F4 cos400F‘球＝ 0 F3sin400=F4sin400 根據經驗，要使小球將閥口密封，需使 F球 ’ F桿 F 2壓 =17N 其中 : F’球是右邊桿件對球的作用力 （量綱： N） F 1球 ’ = F球 = ； 23 F桿 頂桿對小球的作用力 （量綱： N） ； F 2壓 是壓強差產生的液壓力 （量綱： N） ,根據對稱關系 ,可得 F 2壓 = F壓 =； F3 是頂桿套對右陶瓷球的上支撐力 （量綱： N） ； F4 是頂桿套對右陶瓷球的下支撐力 （量綱： N） ； ?F桿 = F 1球 F 2壓 17 = = 取頂桿為研究對象 ,作受力分析 : 圖 312 頂桿受力分析 Fig312 Mandril Force Analysis 頂桿處于平衡狀態(tài) :F左球 =F 1桿 = 其中 : F左球 為左陶瓷球對頂桿的作用力 （量綱： N） ； F 1桿 ’ 為右陶瓷球對頂桿的作用力 （量綱： N） ； 取左陶瓷球為研究對象 ,作受力分析 ,如下圖 24 圖 313 左陶瓷球受力分析 Fig313 Stress Analysis of ceramic ball left 小球處于平衡狀態(tài)： NFFs ?? ?左 其中： 2sF 為彈簧對小球的作用力 （量綱： N） 左 ?F 為頂桿對左邊陶瓷球的作用力 （量綱： N） 25 第四章 彈簧的設計與計算 . 彈簧的設計 彈簧是液壓元件，尤其是閥類元件的重要零件，它的質量好壞就會影響到元件的性能。取 1mm 3d , O 型圈密的封通斷直徑，查出為 P? ,O 型圈兩端的壓差，由于 O 型圈左邊是高壓油，所以 P? = 所以 NF f 633 ??????? ?? F 右 =F液 + Ff = + = 由作用力與反作用力關系知道： F 球 = F 右 = F 左 39。為陶瓷球對右邊桿的作用力 （量綱： N） F液為壓差產生的液壓力 （量綱： N） Ff為 O行圈與桿之間產生的摩擦力 （量綱： N） 。 取右邊桿為研究對象，做受力分析，如下圖所示： 圖 37 回液頂桿受力分析 Fig37 Back to Stress Analysis of Fluid mandril 右邊桿處于平衡狀態(tài)，則 F右 39。 = F 右 其中： F球 39。如下圖所示： 圖 36 右陶瓷球受力分析 Fig36 Stress Analysis of ceramic ball right 球處于平衡狀態(tài)。是右邊陶瓷球 對頂桿的作用力 （量綱： N） 。 其中， F頂 39。 其中， AC= 則 40ta n ??? ACBC 由比例關系得 2 40ta ??? BCh 同理得下面的倒角的接觸點處 h2 的長度，即 h2=h1 那么作用面 S1 的直徑： d1= h2+h1+d = tan40? + = 所以 S1 的面積是： 22211 mmdS ???? ?? NSPPF ??????? ）（）（ 背壓 取頂桿為研究對象，做受力分析，如下圖所示： 圖 35 頂桿受力分析 Fig35 Mandril Force Analysis 球處于平衡狀態(tài) F頂 39。 1SPPF ）（ 背壓 ?? （