SMC電磁閥與閥桿一體化設計與分析

    SMC電磁閥是流體管路的控制裝置，其基本功能是接通或切斷管路介質的流通，改變介質的流動方向，調節介質的壓力和流量，保護管路設備的正常運行。隨著現代工業的不斷發展，閥門需求量不斷增長。一幢現代高樓需要的閥門，一個現代化的石油化工裝置就需要上萬只各式各樣的閥門。球閥是20世紀50年代問世的一種新型閥門，具有外型尺寸小、質量較輕、密封性好、流體阻力小、開關迅速方便、便于氣控和電控、使用壽命長、安全性高、維修方便等而受到廣泛的歡迎，因此在各行各業的管道上被廣泛采用。很多單位和機構開始研究高質量的球閥，無論從閥體、球體、閥桿、球座、密封元件、驅動裝置等，都得到了很大程度的發展。隨著球閥的廣泛使用，對其設計提出了更高的要求，本文就球體與閥桿一體化方面進行合理的設計與分析，使球閥的部分性能得到了優化，使之能更加安全，穩定的工作。

    SMC電磁閥存在問題

    現在普遍使用的SMC電磁閥大都是球體與閥桿是兩個獨立的零件，如圖1所示。通過連接處的間隙配合，使之達到開啟閉合的效果，這樣的連接形式，使用時間久了就會轉動不準確，帶來很大的危害。例如在煤制油、油改煤以及煤氣化等煤化工系統處于介質（煤渣）高硬度、高壓力及高溫度的工況下，閥門應具有耐磨、耐沖刷及快速切斷等功能。閥門啟閉頻繁且速度快（30min動作一次，5～10s/次），在這種情況下閥門的轉動必須準確，否則會對密封性、使用壽命、流量和流速有嚴重的影響。對圖1所示的球閥來說，閥桿與球體接觸部位應力過大，很容易引起硬化層的剝落，從而使轉動精度降。例如，本來是閥桿旋轉90°而終止，由于硬化層的脫落，結果球體有可能旋轉了88°，這樣會帶來一定的阻力，會使閥門的壽命大大縮短，而且硬化層的脫落會導致密封失效。