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)動的.這些機(jī)床設(shè)備的液壓系統(tǒng)無論在工作或停止時，始終都會受到執(zhí)行機(jī)構(gòu)較大重力負(fù)載的作用。如果沒有一相應(yīng)的平衡措施將重力負(fù)載平衡，就會造成機(jī)床設(shè)備執(zhí)行裝置的自行下滑或操作時的動作失控，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，用來平衡執(zhí)行機(jī)構(gòu)重力負(fù)載對液壓執(zhí)行元件的作用力.使之不會因自重作用而自行下滑，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)對機(jī)床設(shè)備動作的平穩(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，使其開啟壓力與液壓缸下腔作用面積的乘積稍大于垂直運(yùn)動部件的重力。當(dāng)活塞下行時.由于回油路上存在一定的背壓來支承重力負(fù)載，只有在活塞的上部具有一定壓力時活塞才會平穩(wěn)下落;當(dāng)換向閥處于中位時，活塞停止運(yùn)動，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，很難使活塞長時間穩(wěn)定地停在任意位置，這會造成重力負(fù)載裝置下滑。故這種回路適用于工作負(fù)載固定且對液壓缸活塞鎖定定位要求不高的場合。
　　
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，能夠保證活塞較長時間停止在某位置處不動。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)動的平穩(wěn)性。假如回油路上沒有串接節(jié)流閥2，活塞下行時液控單向閥1被進(jìn)油路上的控制油打開。由于回油腔沒有背壓，運(yùn)動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，活塞再次加速下降。這樣不斷重復(fù)，由于液控單向閥時開時閉，使活塞一路抖動向下運(yùn)動，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲、振動和沖擊。

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，能起到對活塞長時間的鎖閉定位作用，而且閥口的開口大小能自動適應(yīng)不同載荷對背壓壓力的要求，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：
        對于執(zhí)行元件與垂直運(yùn)動部件相連的結(jié)構(gòu)（如豎直安裝的液壓缸等），當(dāng)垂直運(yùn)動部件下行時，都會出現(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)動方向相同，負(fù)載力將助長執(zhí)行元件的運(yùn)動。圖U所示為液壓系統(tǒng)中常見的幾種超越負(fù)載的情形。當(dāng)出現(xiàn)超越負(fù)載時，若執(zhí)行元件的回油路無壓力，運(yùn)動部件會因自重產(chǎn)生自行下滑，甚至可能產(chǎn)生超速（超過液壓泵供油流量所提供的執(zhí)行元件的運(yùn)動速度）運(yùn)動。如果在執(zhí)行元件的回油路設(shè)置一定的背壓（回油壓力）來平衡超越負(fù)載，就可以防止運(yùn)動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）。