液压平衡回路应用实例分析

　　0 前言

　　立置液压缸如果本身质量较大或负载较大应设置液压平衡回路, 用于防止因自重而下降和在下行运动时超速下降。也就是说液压平衡回路一般应有两种功能, 一是使立置液压缸静止时能锁定在任意位置, 二是使立置液压缸在下行运动时能平衡超越负载和垂直向下的自重, 达到运动平稳的目的。液压平衡回路通常是在立置液压缸下行回油路上串联一个能产生适当被压的元件来组成, 下面将举实例对不同组成形式的液压平衡回路进行分析。

　　1 液压平衡回路实例分析

　　1.1 液控单向阀组成的平衡回路

　　精炼炉炉盖升降是由液压缸驱动的, 相应回路中使用了液控单向阀组成平衡回路, 如图 1 所示。当电磁换向阀切换至中位时, 液控单向阀迅速关闭, 活塞立即停止运动, 炉盖被锁定在一定位置上; 当电磁换向阀切换至右位时, 压力油进入液压缸有杆腔, 同时导通液控单向阀, 炉盖下降。节流阀的限速作用可防止炉盖下行过程中超速和液控单向阀时开时关产生的振动。

　　在某些应用场合中, 图 1 中的液控单向阀可以省去, 代之以换向阀的中位机能来实现液压缸活塞在任意位置上的锁定, 如图 2 所示, 由单向节流阀和换向阀组成的平衡回路。电磁换向阀切换至右位时, 回油路上的单向节流阀处于调速状态, 适当调节节流阀的开度就可以防止超速下降。当换向阀切换至中位时, 由于电磁换向阀的中位机能, 液压缸进出油口被封闭, 活塞可以被锁定在任意位置。

　　对比图 1 和图 2 两种液压平衡回路可知, 单向节流阀都用于限速, 防止活塞下降时超速。但若负载变化时, 节流阀的调速效果将受到影响, 这时可以用调速阀代替, 调速效果明显提高, 用于对调速稳定性要求高的场。图 1 中使用的液控单向阀是锥面密封, 泄漏量很小, 由其组成的平衡回路锁定性好, 工作可靠, 该平衡回路应用广泛, 在高炉炉顶、热风炉各阀门控制的液压回路中得到应用。图 2 中用换向阀的中位机能代替液控单向阀的锁定作用, 用于锁定要求不高、功率不大或功率虽然较大但工作不频繁的定量泵油路中, 如货轮舱口盖的启闭、装载机的升降、电梯和升降平台的升降等液压系统中。

　　1.2 平衡阀平衡回路

　　1.2.1 单向顺序阀组成的平衡回路

　　图 3 所示为内控式单向顺序阀 ( 简称内控式平衡阀) 组成的平衡回路。当电磁换向阀切换至左位时, 液压缸的活塞向下运动, 缸下腔的油液经平衡阀中的顺序阀回油箱。只要顺序阀的调压值大于由于活塞及其相连工作部件重力在缸下腔产生的压力值, 则当换向阀处于中位时, 活塞和工作部件就能被平衡阀锁定而不会因自重而下降。在下行工况时, 限速作用由平衡阀所形成的节流缝隙来实现。这种回路在活塞下行运动时因要克服顺序阀的背压, 功率损失较大, 且锁紧时活塞和与之相连的工作部件会因平衡阀和换向阀的泄漏而缓慢下落, 故只适用于工作部件重量不大、锁紧定位要求不高的场合。