專利名稱：降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法
降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法技術領域
本發明屬于航天結構加工技術領域，特別涉及一種衛星推進系統螺線管電磁閥的加工方法。
背景技術：
目前，衛星用電磁閥多為吸入式以及拍合式結構閥門。其中，可動鐵芯組件作為電磁閥的重要部分，兼有密封及磁路通道兩重作用。吸入式電磁鐵的可動鐵芯組件部分地或全部地位于線圈之內；拍合式電磁鐵的可動鐵芯組件部分地或全部地位于線圈之外。
通常而言，可動鐵芯組件由四個部分組成(見圖1)非金屬、擋板、彈簧和銜鐵。非金屬通過熱壓工藝和擋板連接在一側，彈簧被銜鐵壓在另一側，銜鐵與擋板通過固定連接在一起。在某些結構的電磁閥中，彈簧并不和可動鐵芯組件連接在一起，因此可動鐵芯組件也可僅僅由擋板與非金屬組成。此時，非金屬通過熱壓工藝和擋板連接在一側。
當電磁閥處于關位置時(斷電狀態)，可動鐵芯組件的銜鐵與閥座形成密封副進行密封；當電磁閥處于開位置時(通電狀態)，可動鐵芯組件在電磁力的作用下與閥座脫離，銜鐵與閥體貼合接觸。銜鐵與閥體貼合部分通常有三種結構形式平面形式、凹槽形式、 凸臺形式，這三種方式都有比較大貼合面積。
每一次開關操作可定義為動作一次，現有衛星用長壽命電磁閥動作次數要求通常為100萬次量級。在實踐中發現，電磁閥可動鐵芯組件和閥體之間的金屬-金屬貼合面由于多次動作而磨合的如同鏡面，導致金屬分子間距變小，在液體中其金屬-金屬分子吸合力大大增加，導致電磁閥在液載壽命試驗中釋放時間不穩定，甚至于超出指標要求，造成閥門失效。對現有的電磁閥進行試驗表明，經過十幾萬次試驗后，釋放時間增加約5ms 10ms， 對衛星安全帶來隱患。發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種能保證電磁閥釋放時間穩定性、提高電磁閥使用壽命的降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法。
本發明的技術解決方案是降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法，包括以下步驟 第一步，減小銜鐵與閥體貼合面寬度；第二步，在銜鐵的貼合面開槽，進一步減少貼合面積； 第三步，對銜鐵貼合面進行粗糙處理。
所述第二步中，在銜鐵的貼合面開十字槽。
所述第三步中，使用噴砂方法對銜鐵貼合面進行粗糙處理。
使用噴砂方法對銜鐵貼合面進行粗糙處理時，選擇10 μ 30 μ大小的石英砂作為噴砂介質，噴射壓力0. 5MPa 0. 7MPa,距離工件距離0. 5m 0. 6m,噴射時間30s 32s。
上述技術方案的工作原理是首先在保證結構強度的基礎上，對貼合結構形式進行優化，有效減少貼合面積，減少金屬間分子力的影響；然后對貼合面進行噴砂粗糙處理，噴砂工藝處理使接觸面粗糙，從而徹底避免因電磁閥動作壽命磨光貼合面而帶來的金屬-金屬分子吸合力增加的效應，實現電磁閥的長壽命以及保證長壽命電磁閥釋放時間的穩定性。
本發明與現有技術相比有益效果為
(1)本發明通過減小貼合面的面積并進行粗燥處理，避免因電磁閥動作壽命磨光貼合面而帶來的金屬-金屬分子吸合力增加的效應，有效解決了電磁閥在液載壽命試驗中釋放時間不穩定的問題，解決了由于釋放時間增長會導致電磁閥壽命后期釋放時間過長而功能失效的問題，提高了產品性能實現了長壽命。通過本發明技術處理后的試驗數據表明， 100萬次后釋放時間變化< 0. 5ms。
(2)本發明通過減小銜鐵與閥體貼合面寬度和在銜鐵的貼合面開槽的方法，合理減小了銜鐵與閥體的貼合面面積，在保證貼合強度的基礎上，減少金屬間分子力的影響，提高了產品性能。
(3)在本發明的噴沙過程中，通過合理選擇噴砂介質材料、力度大小、噴砂壓力、噴砂距離以及噴砂時間等，使接觸面粗糙，從而實現電磁閥的長壽命以及保證長壽命電磁閥釋放時間的穩定性。


圖1為可動閥芯組件簡圖2為實施例中銜鐵貼合面的俯視圖3為實施例中銜鐵貼合面的剖視圖4為噴砂工裝簡圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行進一步的詳細描述。
如圖1所示，為本發明應用的可動鐵芯組件，包括銜鐵1、彈簧2、擋板3和非金屬密封件4。
圖2、3為銜鐵貼合面的俯視和剖視圖。在本實施例中，采用的是凸臺貼合結構，圖中，11為貼合面。首先，在銜鐵1的一端加工出貼合結構；凸臺寬度由原來的單邊寬2mm減少到單邊寬1.5mm，且在原有結構上開了一個2mm寬的十字槽，在保證貼合強度的前提下， 將貼合面積減少至原來的60%。
圖4為噴砂工裝簡圖，包括保護芯G1、底座G2、壓蓋G3。按圖4所示，將銜鐵1裝入工裝中，將其余部分充分保護起來，由于銜鐵的尺寸較小，因此可以一次進行多件工件的加工；將各零件用工裝裝卡好后，放入噴砂設備中。噴砂的效果與噴砂介質材料、大小、噴砂壓力、噴砂距離、以及噴砂時間有關。
本發明在使用噴砂方法進行處理時，選擇10 μ 30 μ大小的石英砂作為噴砂介質，在0. 5MPa 0. 7MPa的壓力下，距離工件約0. 5m 0. 6m的距離對工件噴射30s 3 即可。不同的零組件可以通過工藝試驗摸索出相關參數，在工程應用中，通過要先進行工藝件試驗，再進行批次生產。最后將銜鐵組裝成可動鐵芯組件。
另外，由于噴砂工裝設計是實現本發明方法的重要一環，對工裝的要求如下首先要保護其他非噴砂面，不允許砂粒接觸到非噴砂面；其次工裝在壓緊可動鐵芯組件時不允許壓傷接觸部位。最后，對噴砂后的零件要進行清洗，確保不引入噴砂介質。
當然，對本發明各組成部件、位置關系及連接方式在不改變其功能的情況下，進行的等效變換或替代，也落入本發明的保護范圍。
本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員的公知技術。
權利要求
1.降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法，其特征在于包括以下步驟第一步，減小銜鐵與閥體貼合面寬度；第二步，在銜鐵的貼合面開槽，進一步減少貼合面積；第三步，對銜鐵貼合面進行粗糙處理。
2.根據權利要求1的降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法，其特征在于所述第二步中，在銜鐵的貼合面開十字槽。
3.根據權利要求1的降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法，其特征在于所述第三步中，使用噴砂方法對銜鐵貼合面進行粗糙處理。
4.根據權利要求3的降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法，其特征在于使用噴砂方法對銜鐵貼合面進行粗糙處理時，選擇10 μ 30μ大小的石英砂作為噴砂介質，噴射壓力 0. 5MPa 0. 7MPa，距離工件距離0. 5m 0. 6m,噴射時間30s 32s。
全文摘要
本發明公開了一種降低電磁閥金屬貼合面吸合力的方法，包括以下步驟第一步，減小銜鐵與閥體貼合面寬度；第二步，在銜鐵的貼合面開槽，進一步減少貼合面積；第三步，對銜鐵貼合面進行粗糙處理。本發明通過減小貼合面的面積并進行粗燥處理，避免因電磁閥動作壽命磨光貼合面而帶來的金屬-金屬分子吸合力增加的效應，有效解決了電磁閥在液載壽命試驗中釋放時間不穩定的問題，解決了由于釋放時間增長會導致電磁閥壽命后期釋放時間過長而功能失效的問題，提高了產品性能實現了長壽命。通過本發明技術處理后的試驗數據表明，100萬次后釋放時間變化＜0.5ms。
文檔編號B24C1/06GK102537481SQ20111036181
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者汪旭東, 陳君 申請人:北京控制工程研究所