液壓系統(tǒng)的平衡回路類型與工作原理

       許多機床或機電設(shè)備的執(zhí)行機構(gòu)是沿垂直方向運動的.這些機床設(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)行機構(gòu)較大重力負載的作用。如果沒有一相應(yīng)的平衡措施將重力負載平衡，就會造成機床設(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)行機構(gòu)重力負載對液壓執(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，這會造成重力負載裝置下滑。故這種回路適用于工作負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被進油路上的控制油打開。由于回油腔沒有背壓，運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動，并產(chǎn)生強烈的噪聲、振動和沖擊。

3.采用遠控平衡閥的平衡回路
在工程機械液壓系統(tǒng)中常采用圖7. 10(c)所示的遠控平衡閥的平衡回路。這種遠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)垂直運動部件下行時，都會出現(xiàn)超越負載（或稱負負載）。超越負載的特征是：負載力的方向與運動方向相同，負載力將助長執(zhí)行元件的運動。圖U所示為液壓系統(tǒng)中常見的幾種超越負載的情形。當(dāng)出現(xiàn)超越負載時，若執(zhí)行元件的回油路無壓力，運動部件會因自重產(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)行元件的運動速度）運動。如果在執(zhí)行元件的回油路設(shè)置一定的背壓（回油壓力）來平衡超越負載，就可以防止運動部件的自行下滑和超速。這種設(shè)置背壓與超越負載相平衡的回路，稱平衡回路（或限速回路）。