专利名称：降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法
降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法技术领域
本发明属于航天结构加工技术领域，特别涉及一种卫星推进系统螺线管电磁阀的加工方法。
背景技术：
目前，卫星用电磁阀多为吸入式以及拍合式结构阀门。其中，可动铁芯组件作为电磁阀的重要部分，兼有密封及磁路通道两重作用。吸入式电磁铁的可动铁芯组件部分地或全部地位于线圈之内；拍合式电磁铁的可动铁芯组件部分地或全部地位于线圈之外。
通常而言，可动铁芯组件由四个部分组成(见图1)非金属、挡板、弹簧和衔铁。非金属通过热压工艺和挡板连接在一侧，弹簧被衔铁压在另一侧，衔铁与挡板通过固定连接在一起。在某些结构的电磁阀中，弹簧并不和可动铁芯组件连接在一起，因此可动铁芯组件也可仅仅由挡板与非金属组成。此时，非金属通过热压工艺和挡板连接在一侧。
当电磁阀处于关位置时(断电状态)，可动铁芯组件的衔铁与阀座形成密封副进行密封；当电磁阀处于开位置时(通电状态)，可动铁芯组件在电磁力的作用下与阀座脱离，衔铁与阀体贴合接触。衔铁与阀体贴合部分通常有三种结构形式平面形式、凹槽形式、 凸台形式，这三种方式都有比较大贴合面积。
每一次开关操作可定义为动作一次，现有卫星用长寿命电磁阀动作次数要求通常为100万次量级。在实践中发现，电磁阀可动铁芯组件和阀体之间的金属-金属贴合面由于多次动作而磨合的如同镜面，导致金属分子间距变小，在液体中其金属-金属分子吸合力大大增加，导致电磁阀在液载寿命试验中释放时间不稳定，甚至于超出指标要求，造成阀门失效。对现有的电磁阀进行试验表明，经过十几万次试验后，释放时间增加约5ms 10ms， 对卫星安全带来隐患。发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种能保证电磁阀释放时间稳定性、提高电磁阀使用寿命的降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法。
本发明的技术解决方案是降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法，包括以下步骤 第一步，减小衔铁与阀体贴合面宽度；第二步，在衔铁的贴合面开槽，进一步减少贴合面积； 第三步，对衔铁贴合面进行粗糙处理。
所述第二步中，在衔铁的贴合面开十字槽。
所述第三步中，使用喷砂方法对衔铁贴合面进行粗糙处理。
使用喷砂方法对衔铁贴合面进行粗糙处理时，选择10 μ 30 μ大小的石英砂作为喷砂介质，喷射压力0. 5MPa 0. 7MPa,距离工件距离0. 5m 0. 6m,喷射时间30s 32s。
上述技术方案的工作原理是首先在保证结构强度的基础上，对贴合结构形式进行优化，有效减少贴合面积，减少金属间分子力的影响；然后对贴合面进行喷砂粗糙处理，喷砂工艺处理使接触面粗糙，从而彻底避免因电磁阀动作寿命磨光贴合面而带来的金属-金属分子吸合力增加的效应，实现电磁阀的长寿命以及保证长寿命电磁阀释放时间的稳定性。
本发明与现有技术相比有益效果为
(1)本发明通过减小贴合面的面积并进行粗燥处理，避免因电磁阀动作寿命磨光贴合面而带来的金属-金属分子吸合力增加的效应，有效解决了电磁阀在液载寿命试验中释放时间不稳定的问题，解决了由于释放时间增长会导致电磁阀寿命后期释放时间过长而功能失效的问题，提高了产品性能实现了长寿命。通过本发明技术处理后的试验数据表明， 100万次后释放时间变化< 0. 5ms。
(2)本发明通过减小衔铁与阀体贴合面宽度和在衔铁的贴合面开槽的方法，合理减小了衔铁与阀体的贴合面面积，在保证贴合强度的基础上，减少金属间分子力的影响，提高了产品性能。
(3)在本发明的喷沙过程中，通过合理选择喷砂介质材料、力度大小、喷砂压力、喷砂距离以及喷砂时间等，使接触面粗糙，从而实现电磁阀的长寿命以及保证长寿命电磁阀释放时间的稳定性。
图1为可动阀芯组件简图2为实施例中衔铁贴合面的俯视图3为实施例中衔铁贴合面的剖视图4为喷砂工装简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行进一步的详细描述。
如图1所示，为本发明应用的可动铁芯组件，包括衔铁1、弹簧2、挡板3和非金属密封件4。
图2、3为衔铁贴合面的俯视和剖视图。在本实施例中，采用的是凸台贴合结构，图中，11为贴合面。首先，在衔铁1的一端加工出贴合结构；凸台宽度由原来的单边宽2mm减少到单边宽1.5mm，且在原有结构上开了一个2mm宽的十字槽，在保证贴合强度的前提下， 将贴合面积减少至原来的60%。
图4为喷砂工装简图，包括保护芯G1、底座G2、压盖G3。按图4所示，将衔铁1装入工装中，将其余部分充分保护起来，由于衔铁的尺寸较小，因此可以一次进行多件工件的加工；将各零件用工装装卡好后，放入喷砂设备中。喷砂的效果与喷砂介质材料、大小、喷砂压力、喷砂距离、以及喷砂时间有关。
本发明在使用喷砂方法进行处理时，选择10 μ 30 μ大小的石英砂作为喷砂介质，在0. 5MPa 0. 7MPa的压力下，距离工件约0. 5m 0. 6m的距离对工件喷射30s 3 即可。不同的零组件可以通过工艺试验摸索出相关参数，在工程应用中，通过要先进行工艺件试验，再进行批次生产。最后将衔铁组装成可动铁芯组件。
另外，由于喷砂工装设计是实现本发明方法的重要一环，对工装的要求如下首先要保护其他非喷砂面，不允许砂粒接触到非喷砂面；其次工装在压紧可动铁芯组件时不允许压伤接触部位。最后，对喷砂后的零件要进行清洗，确保不引入喷砂介质。
当然，对本发明各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
权利要求
1.降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法，其特征在于包括以下步骤第一步，减小衔铁与阀体贴合面宽度；第二步，在衔铁的贴合面开槽，进一步减少贴合面积；第三步，对衔铁贴合面进行粗糙处理。
2.根据权利要求1的降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法，其特征在于所述第二步中，在衔铁的贴合面开十字槽。
3.根据权利要求1的降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法，其特征在于所述第三步中，使用喷砂方法对衔铁贴合面进行粗糙处理。
4.根据权利要求3的降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法，其特征在于使用喷砂方法对衔铁贴合面进行粗糙处理时，选择10 μ 30μ大小的石英砂作为喷砂介质，喷射压力 0. 5MPa 0. 7MPa，距离工件距离0. 5m 0. 6m,喷射时间30s 32s。
全文摘要
本发明公开了一种降低电磁阀金属贴合面吸合力的方法，包括以下步骤第一步，减小衔铁与阀体贴合面宽度；第二步，在衔铁的贴合面开槽，进一步减少贴合面积；第三步，对衔铁贴合面进行粗糙处理。本发明通过减小贴合面的面积并进行粗燥处理，避免因电磁阀动作寿命磨光贴合面而带来的金属-金属分子吸合力增加的效应，有效解决了电磁阀在液载寿命试验中释放时间不稳定的问题，解决了由于释放时间增长会导致电磁阀寿命后期释放时间过长而功能失效的问题，提高了产品性能实现了长寿命。通过本发明技术处理后的试验数据表明，100万次后释放时间变化＜0.5ms。
文档编号B24C1/06GK102537481SQ20111036181
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者汪旭东, 陈君 申请人:北京控制工程研究所