Электромагниты пневматических и гидравлических клапанов. Методика расчета

621.318.3.001.24:
62І.64б.2-522/52$.'АЗв.£»3& ~

ЗЛЕКТР0ЦАГНИ1Ы ПНЕВ- OCT 92-9376-80

МАТИЧЕСКИХ И ГИДРАВ­

ЛИЧЕСКИХ КЛАПАНОВ

Методика расчета
Взамен
Письмах Министерства -
і от 28 ноября 1980г. * КП-372 t
срок введения установлен с I января 1982 года
1

Настоящий стандарт распространяется на алектромаг- ниты пневматических и гидравлических клапанов, предназна­ченных для работы в пневмогидравлических системах изделий отрасли.
Стандарт устанавливает методику расчета основных параметров электромагнитов с плоскими и коническим стопа­ми. ’ - • -
ГРв 7820 ff.fff.83
2/-22Z /Л?

1 .ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА РАСЧЕТА

!•!. Расчет производится с целью определения конст­руктивных размеров и обмоточных данных электромагнитов, которые отвечают заданным условиям работы пневматических и гидравлических клапанов, типы и основные параметры ко­торых определены ОСТ 92-8874-77. и ОСТ-£ 2-9079-?9т ~~(з)
1.2. Задача расчета состоит в выборе и проверке правильности выбора параметров, влияющих на работоспособ­ность электромагнита:
геометрических размеров якоря и магнитопровода;
обмоточных данных;
действительной установившейся температуры перегрева і
катушки;
времени"срабатывания.
Проверка правильности выбора параметров производится с учетом данных, оговоренных в ОСТ 92-9224-79 "Электромаг- ниты электроклапаной. Типы и основные параметры*.
Пример расчеты электромагнита приведен в справочном приложении !•
г/- 2Ї1/ІО

2 . ИЕТиДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТА
2.2. Определение конструктивного факторе
2.2.1. Конструктивный фактор КФ определяется по формуле

где Q,H.KSP - потребное усилие электромагнита, кге (н);
Sp - робочий воздувный зазор, м; к3 - коэффициент запаса по силе.
К3 принимать равным: 1,5 ♦ 2 - для быстродвйствуюцйі электромагни­тов с временем срабатывания Т < 0,05 с;
1,2 4 1,5 - для остальных электромагнитов;
Р - сумма сил, действующих на якорь электромагнита через исполнительный механизм и определенных в результате силового расчете пневмо (гидро)- клапана, кгс.(Н).
2.3. Определение формы электромагнита
2.3.1. ЛО полученному значению величины конструктивного фактора КФ определяется форма электромагнита (форма яко­ря (стопа) электромагнита).
значения КФ и формы якорей (стопов) для различных электромагнитов приведены в табл. I.
I

2.4. Выбор величины магнитной индукции В₽ в рабочем воздушном зазоре
2.3.1.Величина магнитной индукции Вр в рабочем воздушном зазоре определяется по зависимостям Bp = {(КФ), приведен­ным на черт. I. _

V
ОСТ 92-9576-80 Лист 6
2.5. Определение соотношений геометрических размеров катушки электромагнита
. 2.4.1.Соотношение геометрических размеров катушки электро­магнита определяется по зависимости (см.черт.I) ’

Ь=<Н(КФ),

где ' tK ~ длине катушки электромагнита* м; hK- высота катушки электромагнита* м
2.6. Определение радиуса якоря электромагнита
2*5.1. Эквивалентный радиус якоря электромагнита с плоским стопом определяется по формуле
/V 9,&t Q>M м с— ■ М
хВ;

- аквивалентное усилие ;v.. электромагнита, кто (В);
0Эи- потребное усилие электромагнита, nrc^vo (В)» у - угол конусности, град. .
2.6.1. Действительный радиус якоря ич. с учетом различных отверстий ( под прухияу, г? — техно­логических) в нем определяется по формуле
, «1-^гЛ +^г^. м, (А)
где У С* - Г*'4 Г* ' * * п2 .
гдв н'ігі («Г» ’1гг» и.т»
‘4 .
2.7. Определение суммарной намагничивающем... . сила витушки электромагнита
2.7.1. Суммарная намагничивающая сила і- -і«атушки элек- - тромагнита с плоским стопом определяется по ^^прпрмуле *
5-L*-а- <’)
• А А - - V
2.7.2. Суммарная намагничивающая сила ^хупхуяхи элек­тромагнита с коническим стопом определяется по г., формуле
г = т wsk -fy' А
х 20 <т ЛЛ ’
где 120~ ток в катушке электромагнита при ^-гдаернальных условиях (Ф ■ 20^С), А;
£■(-222/80

=рм[1+е<(^л«,-9)] - удельное сопротивленпегние

<X = 0,00425 - температурный коаффициент сопротив­ления меди, 1/°С; ' '
ТА г- коэффициент длительности включения электромаг- ~нита.
При предварительном расчете принимаем длитель­ный режим включения Т. = I ( допускается
А принимать I, исходя ив опыта проектиро­вания);
Fj значение суммарной намагничивающей силы, опре- ленной по формуле (5);
- установившаяся температура перегрева катушки,
. выдираемая из условия "$у' А/»"» ,
^доп “ Допустимая температура негревв, определенная техническим заданием не электромагнит, либо стойкостью материалов, применяемых в электро­магните, °С;
Кт » К,н+ Кїв - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2.^; Ктн » 9,3 [ I + 0,006 (^-3 )] - коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности катушки, Вт/м2.^;
КТ1 ■ р Кти - коэффициент теплоотдачи с внутренней поверхности катушки для электромагнитов с расходом рабочего тела через внутреннюю по-
. лость, Вт/м^.Яс; ,
р ■ 0 - для катушек, имеющих изоляционный каркас кэ материала, плохо проводящего тепло (с коэффициентом теплопроводности
А й 0-7 Вт/s
£ ■ 0,9 - для бескаркасных бэндахированных катушек;
р а 1,7 - для катушек, намотанных на металлический каркас;
ir dr w
„ » —77—: - коэффициент заполнения катушки;
I
dr - диаметр провода по меди, м;
W - количество витков проводе катушки;
К - длина катушки электромагните, м.
При предварительном расчете рекомендуемое значение коэффициента заполнения катушки
fK * 0,5 - при применении провода катушки с много-
слойной изоляцией (ПЭВ-2, ПЭЛ9, ПЭЛШи);
fK = 0,6 - при применении провода катушки с одно­слойной изоляцией (ПЭЛ, ПЭТ, ПЭВ-І).
Длина катушки электромагнита
VbhK м» (8)
где Ъ - соотношение геометрических размеров катушки из формулы (2).
2.8. Определение количества витков провед электромагнита
Z.8.I. Количество. витков провода катупки ПО формула
W= JEjL.
І2в
При повторных витаниях электромагнита в дерхки его под напряжением, а алодоватедьао, J ратуре электромагнита, превынаюцей температурі цей среды, при которой было произведено первое вание при тока л катушке равном Іад , величні расчета количества витков по формуле (9) слеу радажять исхода из следуацего:
1 _ \Jmia л

V'
U • - максимальное напряжение на электромагните, В
- ток в Катушев при минимальном знамени тем­пературы, А;
Аю» ** температура нагреве электромагнита перед : повторным включением, %.
2.9. Определение диаметра. провода катушки 2.9.1 .Расчетный диаметр провода йедиязрляции определяет­ся по формуле
2.10. A’VaF "• («)
С Рм “и pAw*—н
где Э. • —к = - площадь сечения меди
п*> 2 .
■провода, г і ’
* ч ’ а.
1_.и = x(Dl(+ Нк) w - длина проводе катушки, и;
DK ° DM+2JKe2ij+25K - диаметр каркаса катуш­ки, м; ?
Du = 2гя - диаметр якоря электромагнита, и; 5К - толщина стенки каркасе электромагнита, м. Выбирается конструктивно или по результатам
прочностного расчета (черт.2).
Примем диаметр провала без изрляоди dr блииай- вий к расчетному диаметру df(> из ряда диаметров провода необходимой марки.

Определив количество слоев проводе натупхи как
пс = (12)
а количество рядов провода катуики
V- -і-, (із)
где Ку - коэффициент укладки. Для рядовой намотки, выполненной на автометах и полуавтоматах Ку= 0,9 •» 0,95;
- диаметр провода dr в изоляции, м, получим расчетное количество витков
% = пЛ’ (14)
причем должно быть выполнено условие
-^-=0,9* 1,1.
При невыполнении этого условия необходимо повторить расчет с п. 2.3, приняв величину Вр меньпе первоначальной на 5 ♦ 10%.
Рекомендуемые значения плотности токе j = ^*ох : j =(5 ■» 15>106 А/м2 - для продолжительного рекима; j = (15 ♦ 30)-10/ А/м2 - для повторно-кратковремен­
ного режима;
j =(30 ■» 7О)-ірЄА/м2 - для кратковременного режи­ма при t < 4 ♦ 5 о;
В
j = (70 4 I00) lpG А/и2 * для кратковременного ре­жима при t I ♦ 2 с.
2.10. Определение основных конструктивных размеров электромагнита
2.10Л♦Основные конструктивные размеры электромагнита при­ведены на черт. 2.

OCT 92-9376-80 Лист 15
г ' . ' '
J
2.10.2. Длина окна под катушку определяется по
' формуле
г'=1 +2д1, м, ■ (15)
R I*
где д1к*~ толщина изоляции катушки с ее торцев, м.
2.10.3. Длина части стопа, входящего в катушку, определяется по формуле
* 1

У<-Х-ЇР И, (16)

{ t* где X “ Величина вхождения якоря в
катушку, а.
2.10.4. Висота окна под катушку определяется по формуле
м« О7)
где аКк- толщина изоляций между каркасом и катушкой, м;
“ толщина изоляции внешней поверхности катуш-
с / .
2.10.■?. внутренний радиус кожуха алектромагнита оп­ределяется по формуле ’-г ’
"• . " " («У ,-
2.10. А. ВэрухянЯ радиус шгузх электромагнита опре­деляется по формуле
+ . ■■ '■(И)
орт ?2-g376^Q Ляс» К, '
- моіцадь сечения
2.10.?. Лирина фланцев каркаса электромагнита <шре^ делается по формуле
(20)
2ЛО.8. Длине образуюцеа кожуха электромагните оіфв— делается по формуле

Ч»л м*

OCT 92-9376-80 Листі?
. ‘. с __ - .• ■ ■ • у.' с
2.І2» Опрадаланиа величжнн жвгиитноЯ ироводимоста рабочего зазора '
2Л2.1а Величина магнитной проводимости.рабочего аавора дай плоского стопа определяется по формуле к
Bs/A(Гв). {и)
2.12*2. Величина магнитной проводимости рабочего зазора двя конического стопа определяется по формуле

2Д5« Определение угла наклона прямой немагничтаэ- вин рабочего зазора
2J3.I. Тг® наклона прямой намагничивания рабочего за­зора определяется по формуле.
<о = агеЦ[Са£ЦЕ1] гр-Л, . (26)
h
- 5. где M(F) - маситаб по осп (F)»
М(Ф) - масятаб по осп (Ф)» -к-^-»
м
2.14. Построение кривой намагничивания для стали иагнитопровода и фиксированных зазоров
2.14.1. данные и расчеты для построения кривой приведены в табл. 2. ускиз иагнитопровода приведен на черт. 3.
Ьг

Черт. 5

ч

1
Ki Y N $
Иjїв. M подл. 1 Подпись и дата
Вэам.ипв. ft |Ияв. ’ тубл. | Подпись и дата
s г

-&U // Oi. if

Таблица 2

Части магнитопровода
длила силовой
линии
1, и
Площадь сечения
S, М*
Поток в рабочем зазоре
<Н.м
Поток в магнито-* проводе и фикси­рованных зазорах
«<Ц,Ю
Индукция
В.“(Т)
Напряжен­ность
нЛ
Намагничи­вающая сила
Г*,А ч /;

Якорь и стоп
1.

(ФД
(«ФЛ
р (ефД
Hi

В‘- Si

Корпус
к
к
(ФЛ
(«ФЛ
р (вФЛ
Hi
Hi k ■

В‘‘ Si

фиксированные воздушные вааоры
4
1
△і

(ФЛ
(«ФЛ
——
—
?Мі26гВ0Лист Д
< і
* « V? <
Ф ЖІ
II
u5 <5 сп

(ФЛ
(«ЧА
—

Аь
и*
(ФЛ
(«ФЛ
—
—

< h>
Примечание. Значение напряженности орать из графиков намагничивания сталей и сплавов ^приложение 2).

OCT 92-9376-60 диет 20

*S.8f

2.16. Определение начальной силы электромагн