液壓系統(tǒng)的平衡回路類型與工作原理

       許多機(jī)床或機(jī)電設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是沿垂直方向運(yùn)動(dòng)的.這些機(jī)床設(shè)備的液壓系統(tǒng)無(wú)論在工作或停止時(shí)，始終都會(huì)受到執(zhí)行機(jī)構(gòu)較大重力負(fù)載的作用。如果沒(méi)有一相應(yīng)的平衡措施將重力負(fù)載平衡，就會(huì)造成機(jī)床設(shè)備執(zhí)行裝置的自行下滑或操作時(shí)的動(dòng)作失控，其后果將十分嚴(yán)重。平衡回路的功能在于使液壓執(zhí)行元件的回油路上始終保持一定的背壓力，用來(lái)平衡執(zhí)行機(jī)構(gòu)重力負(fù)載對(duì)液壓執(zhí)行元件的作用力.使之不會(huì)因自重作用而自行下滑，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)對(duì)機(jī)床設(shè)備動(dòng)作的平穩(wěn)、可靠控制。

1.采用單向順序閥的平衡回路
　　圖7. 10(a)是采用單向順序閥的平衡回路。調(diào)整順序閥，使其開(kāi)啟壓力與液壓缸下腔作用面積的乘積稍大于垂直運(yùn)動(dòng)部件的重力。當(dāng)活塞下行時(shí).由于回油路上存在一定的背壓來(lái)支承重力負(fù)載，只有在活塞的上部具有一定壓力時(shí)活塞才會(huì)平穩(wěn)下落;當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，活塞停止運(yùn)動(dòng)，不再繼續(xù)下行。此處的順序閥又被稱作平衡閥。在這種平衡回路中，當(dāng)順序閥調(diào)整壓力調(diào)定后.若工作負(fù)載變小.則泵的壓力需要增加，這將使系統(tǒng)的功率損失增大。由于滑閥結(jié)構(gòu)的順序閥和換向閥存在內(nèi)泄漏，很難使活塞長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地停在任意位置，這會(huì)造成重力負(fù)載裝置下滑。故這種回路適用于工作負(fù)載固定且對(duì)液壓缸活塞鎖定定位要求不高的場(chǎng)合。
　　
2.采用液控單向閥的平衡回路
　　圖7. 10(b)所示為采用液控單向閥的平衡回路。由于液控單向閥1為錐面密封結(jié)構(gòu)，其閉鎖性能好，能夠保證活塞較長(zhǎng)時(shí)間停止在某位置處不動(dòng)。在回油路上串聯(lián)單向節(jié)流閥2，用于保證活塞下行運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。假如回油路上沒(méi)有串接節(jié)流閥2，活塞下行時(shí)液控單向閥1被進(jìn)油路上的控制油打開(kāi)。由于回油腔沒(méi)有背壓，運(yùn)動(dòng)部件由于自重而加速下降，造成液壓缸上腔供油不足而壓力降低，使液控單向閥1因控制油路降壓而關(guān)閉，加速下降的活塞突然停止。閥1關(guān)閉后控制油路又重新建立起壓力，閥1再次被打開(kāi)，活塞再次加速下降。這樣不斷重復(fù)，由于液控單向閥時(shí)開(kāi)時(shí)閉，使活塞一路抖動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲、振動(dòng)和沖擊。

3.采用遠(yuǎn)控平衡閥的平衡回路
在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中常采用圖7. 10(c)所示的遠(yuǎn)控平衡閥的平衡回路。這種遠(yuǎn)控平衡閥是一種特殊閥口結(jié)構(gòu)的外控順序閥。它不但具有很好的密封性，能起到對(duì)活塞長(zhǎng)時(shí)間的鎖閉定位作用，而且閥口的開(kāi)口大小能自動(dòng)適應(yīng)不同載荷對(duì)背壓壓力的要求，保證了活塞下降速度的穩(wěn)定性不受載荷變化影響。這種遠(yuǎn)控平衡閥又稱為限速鎖。

液壓系統(tǒng)中平衡回路的定義：
        對(duì)于執(zhí)行元件與垂直運(yùn)動(dòng)部件相連的結(jié)構(gòu)（如豎直安裝的液壓缸等），當(dāng)垂直運(yùn)動(dòng)部件下行時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)超越負(fù)載（或稱負(fù)負(fù)載）。超越負(fù)載的特征是：負(fù)載力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，負(fù)載力將助長(zhǎng)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)。圖U所示為液壓系統(tǒng)中常見(jiàn)的幾種超越負(fù)載的情形。當(dāng)出現(xiàn)超越負(fù)載時(shí)，若執(zhí)行元件的回油路無(wú)壓力，運(yùn)動(dòng)部件會(huì)因自重產(chǎn)生自行下滑，甚至可能產(chǎn)生超速（超過(guò)液壓泵供油流量所提供的執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度）運(yùn)動(dòng)。如果在執(zhí)行元件的回油路設(shè)置一定的背壓（回油壓力）來(lái)平衡超越負(fù)載，就可以防止運(yùn)動(dòng)部件的自行下滑和超速。這種設(shè)置背壓與超越負(fù)載相平衡的回路，稱平衡回路（或限速回路）。