平衡阀和液压锁的结构特点及应用分析

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1、一、概述什么是平衡阀？平衡阀，也叫负载保持阀，用以下几种方式来控制载荷的运动：1、当管道或胶管损坏时，防止载荷突然下落。2、防止由于方向控制阀阀芯泄油而造成载荷慢慢下落。3、当载荷在处于低压或失控状态时，提供平稳可调的运动。4、当方向控制阀突然关闭时，提供平稳可调的运动。有两种基本的动作控制阀：液控单向阀可以满足以上前2个要求。平衡阀可以满足以上4个要求。平衡阀具有以下功能：1、一个方向上的自由油液流动。2、无泄漏负载保持。3、抵御外部压力或过载载荷所造成的压力冲击。4、当载荷过大引起油缸或马达失控时，作为无气蚀动作控制，使供油速度达到泵的流量。5、当方向控制阀突然关闭时，平稳调节油缸

2、动作。什么是液压锁？液压锁，顾名思义，就是一把“锁”，就是把回路锁住，不让回路油液有流动。通常使用在承重液压缸或马达油路中，用于防止液压缸或马达在重物作用下自行下滑，需要动作时，须向另一路供油，通过内部控制油路打开单向阀使油路接通，液压缸或马达才能动作。由于该机械结构本身的原因，液压缸运动过程中，由于负载的自重，往往在主工作腔造成瞬间失压，产生真空。这种情况常常出现在以下几种常见的机器：1、四柱液压机中垂直放置的油缸；2、制砖机械的上模油缸；3、工程机械的摆动油缸；4、液压吊车的卷扬马达；二、结构特点平衡阀结构特点下图所示为在工程机械领域得到广泛应用的一种平衡阀结构。重物下降时的油流方

3、向为B-A，X为控制油口。当没有输入控制油时，由重物形成的压力油作用在锥阀2上，B口与A口不通，重物被锁定。当输入控制油时，推动活塞4右移，先顶开锥阀2内部的先导锥阀3。由于阀3右移，切断了弹簧8所在容腔与B口高压腔的通路，该腔快速卸压。此时，B口还未与A口沟通。当活塞4右移至其右端面与锥阀2端面接触时，其左端圆盘正好与活塞附件5接触形成一个组件，并在控制油作用下压缩弹簧9继续右移，打开锥阀2，B口与A口相通，其通流截面依靠阀套7上几排小孔来逐渐增大，从而起到了很好的平衡阻尼作用。活塞4左端中心部分还配置了一套阻尼组件6。这样，平衡阀在反向通油时就比较平稳。平衡阀结构图1一阀体2-锥阀

4、3-先导锥阀4-控制活塞5-活塞附件6-阻尼组件7-R套8-弹簧组件9-控制弹簧液压锁结构特点由于液控单向阀具有良好的单向密封性，常常需要采用液控单向阀进行执行机构的进、回油路同时锁紧控制，用于防止立式液压缸停止运动时因自重而下滑，保证系统的安全；如工程车的支腿油路系统。如图5-3（a），两个液控单向阀共用一个阀体和控制活塞，这样组合的结构称为液压锁。当从A1通入压力时，在导通A1与A2油路的同时推动活塞右移，顶开右侧的单向阀，解除B2到B1的反向截止作用；当B1通入压力油时，在导通B1与B2油路的同时推动活塞左移开左侧的单向阀，解除A2到A1的反向截止作用；而当A1与B1口没有压力油

5、作用时，两个液控单向阀都为关闭状态，锁紧油路。图5-3（b）所示为液压锁的图形符号。三、应用回路分析平衡阀应用回路平衡阀能够保持高压负载，通过传到先导点的压力信号来控制负载的移动，平衡阀可以为板式连接或插装阀来使用。典型的平衡阀回路应用包括一个泵、方向控制阀以及一个油缸。如果没有平衡阀，方向控制阀在中位时，由于阀芯泄漏，负载会慢慢下落。并且，如果液压管路损坏，也不能为负载突然下落提供保护。平衡阀的应用有一些附加的准则：1、规定平衡阀最高溢流压力，从而在油缸压力时仍无法动作。一般情况下，推荐使用1.3倍的最高负载压力。2、当载荷变化范围广的时候，使用低先导比（3：1和4.5：1）。低先导

6、比需要较高的先导压力，它的效率较低，但是能够提供稳定、精准的控制。3、当载荷相对稳定的时候，使用高先导比（8：1和10：1）。高先导比需要较低的先导压力，它的反应迅速，并且效率高，但是对变化的载荷稳定性较差，且精准度不够。4、不要用尺寸过大的平衡阀。对于平衡阀来说，没有压降操作限制，但事实上，还是需要一些压降来维持阀的运作。5、将平衡阀安装在油缸上或油缸附近，如果液压管路损坏时，提供最大负载保持的保护。6、平衡阀不要与中位关闭的方向控制阀一起使用。在方向控制阀和平衡阀之间进行人工增压会使平衡阀开启，并且导致意外的负载动作。7、平衡阀不要与中位串接的方向控制阀一起使用。液压锁应用回路当重

7、物靠自重下落时，控制油侧如果补油不及时的话，Pb侧就会产生真空，使得油缸有杆腔压力上升，而使单向阀A关闭，然后单向阀B继续供油，使得工作腔压力上升再开启单向阀A。这样频繁地发生打开关闭动作，而会使负载在下落的过程中出现断续前进的现象，产生较大的冲击和振动，因此，双向液压锁通常不推荐用于高速重载工况，而常用于支撑时间较长，运动速度不高的闭锁回路。ZMS制动器马达是内置制动器的马达，具有自锁功能，具有体积小，重量轻，适合安装在结构紧凑的场合中。如果