6通径液压阀用本质安全型防爆电磁铁设计与吸力特性研究

发布时间：2017-06-28 00:16

  本文关键词：6通径液压阀用本质安全型防爆电磁铁设计与吸力特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本质安全型防爆电磁铁是通过控制电磁铁本身能量水平,使其在正常工作或故障条件下均低于点燃爆炸性气体的临界条件,不至产生火花或高于点燃爆炸性气体的温度,而不用通过其他方式屏蔽或阻拦,从而达到防爆要求。本文主要针对液压阀用本质安全型防爆电磁铁进行设计研究,运用经验公式计算电磁铁的关键结构尺寸,借助Ansoft仿真软件对设计出的电磁铁结构进行仿真分析,并结合试验数据进行对比,设计出一种20℃下电阻为220?,额定行程为2.3mm,额定吸力为29N,用于液压换向阀驱动的本质安全型防爆电磁铁。本文主要完成以下研究工作:(1)按照国家标准GB3836.1和GB3836.4的要求,对本安防爆电磁铁控制电路进行了设计计算,对各元件参数进行了选型计算。设计了一种20℃下电阻为220?,额定行程为2.3mm,额定吸力为29N,用于液压换向阀驱动的本质安全型防爆电磁铁。运用电磁铁设计理论与经验公式,计算出电磁铁衔铁直径、线圈安匝数、线圈电阻、导线直径等关键结构尺寸。(2)运用Ansoft maxwell仿真软件对设计出的电磁铁结构进行建模、仿真,通过对电磁铁关键结构参数进行仿真分析,完成了电磁铁结构参数的改进,主要包括上、下端面隔磁角、隔磁环位置、衔铁长度、焊缝长度等,对改进后的电磁铁进行了静动态吸力特性仿真,得出电磁铁的静动态特性仿真结果。(3)基于电磁铁仿真分析结果设计了本质安全型防爆电磁铁试验样机图纸,通过对尺寸公差和零件材料进行合理选取,完成了本安防爆电磁铁试验样机的研制。(4)基于已有的电磁铁测试试验台,对本质安全型防爆电磁铁试验样机进行了静态特性测试,包括24V电压和85%额定电压下的电磁铁位移—力特性测试,仿真结果与试验结果进行了比较分析;完成了电磁铁试验样机动态特性测试,包括时间—力和时间—电流的动态特性测试,对电磁铁仿真和试验结果进行了对比分析。
【关键词】：本质安全 防爆电磁铁 吸力特性 静动态特性实验
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM574
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 本质安全型防爆电磁铁国内外研究现状11-15
• 1.2.1 本质安全型防爆电磁铁国内研究现状11-14
• 1.2.2 本质安全型防爆电磁铁国外研究现状14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-16
• 第二章 本质安全型防爆电磁铁结构参数设计计算16-44
• 2.1 本质安全型防爆电磁铁工作原理16-17
• 2.2 本质安全型防爆电磁铁温度与温升要求17-18
• 2.2.1 设备分类17
• 2.2.2 温度17-18
• 2.3 本质安全型防爆电磁铁控制电路设计18-23
• 2.3.1 本质安全型防爆电磁铁控制电路工作原理18-20
• 2.3.2 本安防爆电磁铁控制电路计算和元件选型20-23
• 2.4 橡套电缆引入装置23-24
• 2.5 电磁场相关理论24-25
• 2.6 电磁铁设计概述25-28
• 2.6.1 磁性材料25-27
• 2.6.2 电磁铁主要设计参数、工作参数和工作制27-28
• 2.6.3 电磁铁设计方法28
• 2.7 电磁铁结构参数设计28-42
• 2.7.1 电磁铁主要结构参数设计计算29-39
• 2.7.2 电磁铁其他结构参数设计计算39-42
• 2.8 本章小结42-44
• 第三章 基于Ansoft的电磁铁吸力仿真分析44-70
• 3.1 Ansoft maxwell电磁场有限元分析软件简介44-45
• 3.2 电磁铁静态特性仿真45-63
• 3.2.1 电磁铁静态模型的建立及参数设置45-50
• 3.2.2 关键参数对电磁铁吸力特性的影响分析50-61
• 3.2.3 改进后的电磁铁静态特性仿真分析61-63
• 3.3 电磁铁动态特性仿真63-69
• 3.3.1 电磁铁动态模型的建立及参数设置63-66
• 3.3.2 电磁铁动态特性仿真分析66-69
• 3.4 本章小结69-70
• 第四章 本质安全型防爆电磁铁吸力试验研究70-80
• 4.1 测试系统71-72
• 4.2 电磁铁性能测试试验72-78
• 4.2.1 电磁铁静态特性测试试验73-75
• 4.2.2 电磁铁动态特性测试试验75-78
• 4.3 本章小结78-80
• 第五章 总结与展望80-84
• 5.1 全文结论80-81
• 5.2 研究不足与后续工作81-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-90
• 附录A 攻读硕士期间发表的成果90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周宇;廉自生;;本安型电磁铁动态特性仿真与试验研究[J];制造业自动化;2015年08期

2 刘彦雄;;液压支架电磁控制阀组电磁铁关键尺寸的仿真研究[J];山西煤炭;2013年11期

3 胡燕平;王强;;比例电磁铁特性测试系统[J];湖南科技大学学报(自然科学版);2012年02期

4 李奋勇;董华;陆芯;江澎;;高压气体电磁阀设计[J];液压与气动;2011年01期

5 李小军;龙先江;张庆安;;DTHZ-20矿用本质安全型阀用电磁铁[J];工矿自动化;2010年09期

6 张宜华;屈盛官;宋现锋;李小强;夏伟;;涡轮增压器用电液比例阀电磁铁的研究[J];机械设计与制造;2010年08期

7 谢英俊;娄相芽;金波;刘金榕;;电液可变气门高速开关阀用电磁铁设计与研究[J];工程设计学报;2010年02期

8 李首滨;;国产液压支架电液控制系统技术现状[J];煤炭科学技术;2010年01期

9 刘博;;液压支架用电磁先导阀的设计[J];矿山机械;2009年15期

10 张齐;;基于Ansoft的比例电磁铁电磁力的有限元分析[J];沈阳师范大学学报(自然科学版);2009年03期

  本文关键词：6通径液压阀用本质安全型防爆电磁铁设计与吸力特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：491830