液压马达和液压缸运动速度不受载荷变化的影响

平衡阀的作用

平衡阀主要用在起重油压系统中，使油压电机和油压缸运动速率不受荷载变化的影响，保持平缓。它附加的双向阀功能，密封性好，在管道损毁或刹车失灵时，可避免重物自由下落导致车祸。

平衡阀，也叫负载保持阀，用以下几种方法来控制荷载的运动：

1、当管线或管件烧坏时，避免荷载忽然下落。

2、防止因为方向控制阀衬套泄油而导致荷载逐渐下落。

3、当挠度在处于低压或失控状态时，提供平缓可调的运动。

4、当方向控制阀忽然关掉时，提供平缓可调的运动。

有两种基本的动作控制阀：液控双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。

平衡阀具备以下功能：

1、一个方向上的自由油液流动。

2、无泄露负载保持。

3、抵御外部压力或缺相荷载所引起的压力冲击。

4、当荷载过大导致阀体或电机失控时，作为无气蚀动作控制，使供油速率达到泵的流量。

5、当方向控制阀忽然关掉时，平缓调节阀体动作。

平衡阀分类及结构、原理

平衡阀分双向平衡阀和单向平衡阀。双向平衡阀工作原理双向平衡阀是由锥阀和滑阀组成，具备双向阀和次序阀的功能。正向的时侯过平衡阀，逆向的时侯平衡阀不通。但在遥控口K的作用下，在逆向的时侯给锥阀一个压力，打开滑阀，滑阀随开启压力大小控制流量，控制重物下落的平缓度。单向平衡阀单向平衡阀是两个平衡阀的并联，正反方向都通过平衡阀的调节。

外控平衡阀的结布光如图1所示，管路如图2所示。

其工作原理是当液流从A口至B口时为自由流动，此刻主衬套2被打开。

液流从B口流向A口时，当控制油口X的压力大于设定的控制压力时，则主衬套2在油口B中的负载压力和腔8内的弹簧力作用下被直接关掉，起到双向截至功能。

液流从B口流向A口时，当控制油口X的压力达到或超出设定的控制压力时，主衬套2打开。在控制活塞4的作用下，先导阀3脱离锥喷嘴并使阀腔8中的油液经油孔和A口与回油连结。

同时由B口作用在腔8的负载压力随先导衬套3在主衬套中的轴向联通而截断，主衬套2卸压。

同时控制活塞4的右轮缘顶在主衬套2上，控制活塞4的左轮缘靠近在减振活塞5的凸台上。

此刻，此刻阀体下行，打开B到A所需的X口先导压力只与阀腔9中的弹簧力有关。

随着主衬套2的右移开启，调节流量的开口面积渐渐减小(开口面积是由阀套中的锥面孔和主衬套2开启时产生的)，开口面积、X口控制压力和开口压差之间产生动态平衡关系，决定了通过B到A的流量基本不变。

结布光

油压符号

图1外控平衡阀

1-阀门，2-主衬套，3-先导阀，4-控制活塞，5-减振活塞，6-节流口，7-主管路，8-弹簧腔稳压减压阀，9-弹簧

图2平衡阀控制管路

当负载G减小时，缸盖下行推进，B口压力下降，X口压力增加，使主衬套2左移，主阀口关小，抑止流量的降低趋势，保持流量的基本恒定。

主阀口关小也会使X口压力顿时上升，又使主衬套2右移，所以主衬套2是随动的，因而实现平衡调速功能，以保证执行器恒速运动。通过控制活塞4的节流口6和减振活塞5的两端，实现开启缓冲。

X口控制压力与B口负载压力之比是由控制活塞4两端的面积决定的，因此控制压力只需B口负载压力的几分之一或几非常之一。

外控平衡阀的控制压力只要达到设定的背压的几分之一或几非常之一即可打开主衬套。外控平衡阀因为有减振的作用，当控制压力达到或小于设定压力时，主阀打开有缓冲。外控平衡阀要尽量紧靠执行机构安装，有的直接装在油压缸或电机上，以避免管道断裂导致重物下降。

平衡阀先导比估算及采用经验

平衡阀先导比是先导面积和溢流面积之比，也就是说这个值也等于：当平衡阀弹簧设定某一固定值后，无先导油时还要打开它的压力与先导油单独打开它的压力之比。

先导比=【溢流压力设置-负载压力】/先导压力

当先导油口没有压力油时,平衡的开启压力就是弹簧设定值.若没有先导供油,平衡阀由负载打开,压降随流量增会议猛烈提高(这只是用来做平衡负载的).若不考虑出口压力影响的话先导压力=(设定值-负载)/面积比内部先导的话，可以通过调节溢流阀螺丝来设定开启压力。详细公式开启压力=(设定压力-最大负载压力)/阀的先导比。

当先导油口没有压力油时,平衡的开启压力就是弹簧设定值.若没有先导供油,平衡阀由负载打开,压降随流量增会议猛烈提高(这只是用来做平衡负载的).若不考虑出口压力影响的话先导压力=(设定值-负载)/面积比。

对于平衡阀，如果其导压比为3:1，因为先导油与进油口打开气阀对应的受力面积不同存在3：1的比列关系，因此打开气阀还要的控制压力要低，控制压力与进油口打开气阀的压力比列近似为1：3。

先导百分比

3∶1(标准)适用于负载变化较大的情况及安装工程机械负载的稳定。

8∶1适用于负载要求保持恒定的状态。

不同的工作场合和环境下，对压力比的选择不一样，在负载简略，外界干扰小的状况下通常采用大的液控比，那样可以减少先导压力值，节能。在负载干扰大，易震动的场合通常选择较小的压力比，确保先导压力波动不会造成平衡衬套经常震动。

平衡阀采用留意事项:

1、流量可以略低于额定流量工作；

2、尽或许用低先导比的阀，更稳定；

3、平衡阀是拿来控制压力，非速率；

4、所有的设定压力都是开启压力；

5、不能用作溢流阀；

6、尽或许紧靠执行器，避免胶管爆裂。

怎样读懂平衡阀的不同曲线

1.溢流特征曲线

溢流特征曲线是指，在先导力为0的状况下，负载口（1号口）通油液状况下，随着流量的降低，压力的变化状况。这儿，我们通过图1.1和1.2来进行剖析。

从这两个溢流特征曲线，可以很容易看见衬套的开启压力和闭合压力不会在一个点上。（即何谓的复位压力）这些不一致（曲线滞环）是由于产品内部密封件导致的。复位压力比率越高，证明衬套品质越好。（这些市场上其它品牌常见的“锁不住”现象，就是由于该功耗不行引致。）

阅览平衡阀的溢流特征曲线可以发觉，在存在滞环现象的状况下，假如溢流特征曲线“越平”，反倒同一压力下对应流量范围越广。这些状况表征的现象为执行器加快动作，“失稳”。因此在使用SUN的CB系列衬套的时侯，尽量避开过于使用溢流功能。对比来看MBEG的溢流特征曲线，我们都会看见，滞环导致的稳定性问题都会小这些，压力流量几乎都是一一对应。虽然这些对应带给的是压力下降，因此为保护您的系统MB系列平衡阀也须要考虑它的溢流能力。

这儿还要说的是，这儿也是溢流特征曲线。实际使用时，平衡阀是先导力驱动，功耗曲线迥然不同。

图1.1CBEG-LJN溢流特征曲线

图1.2MBEG-LJN溢流特征曲线

2.先导压力-流量特征曲线

图2.1为平衡阀先导-流量曲线。很多都是在1号口一定负载下测得的先导压力-主流量的调节曲线。由图可剖析得出，负载原本越重，它所须要的先导力就越小。所有的曲线都是稳定向下走的，这就阐明调节过程中压力-流量对应的稳定性没有很多问题。这儿面每种平衡阀，它的控制曲线都不尽相似，还要仔细选定。

图2.1CBEA-LHN溢流特征曲线

3.行程-通流面积变化曲线

衬套行程-通流面积变化曲线即标题图片。这是拿来展示衬套不同位移下，通流面积的变化的状况。通过这条曲线，您可以直观地看见动作衬套的调节行程，以及调节过程的平稳度。通常而言，三通阀的行程越长越低沉，代表了平衡阀越好的控制功耗。

图3.1SUN不同平衡阀行程-通流面积变化曲线

综合了那么些不同的功耗曲线，大致上就可以帮助您判定一款平衡阀功耗的优劣。虽然，在实际使用过程中，也除了限于此。

油压平衡阀应用场合

平衡阀主要是适于实现负负载平缓增长。实际上就是安装在阀体背压腔出口（图示C2口），受驱动腔压力（C1-V1口）控制的液阻，驱动腔压力（C1-V1口）压力并非我们通过泵、溢流阀控制，它是由系统键入流量决定的。

然而用平衡阀不能直接控制活塞的联通速率，活塞联通速率主要取决于系统能调节流量的泵/阀决定。

1.单向平衡阀

（1）当一个阀体为单向负载，用双平衡阀（.00、.00）

（2）当卸荷阀处于中位，平衡阀保持负载，若负载变小（负载变小，有或许是重物不变，而且作用方向改变进而导致阀体C2腔压力变化，比如高空设备变幅和伸缩），都会造成C2腔压力变小，此刻因为油液的弹性，缸盖会稍有抬起，倘若此微小抬起不可接受，则还要用双平衡阀。诸如一些高空平台的变幅平衡阀、伸缩平衡阀。

（3）留意事项，当一个阀体位置较高，油箱较低，且阀体到油箱之间管道较长时，为避免因为虹吸现象导致卸荷阀从中位切换到工作位置时还要较长的建压时间，一般会在T口放置一个双向阀，背压可以为0.1-0.2Mpa左右。

2.适于控制穿行电机

在电机控制回路中，因电机存在内泄漏，平衡阀难以起到负载保持的作用，也是起到液控节流功能，还要额外的刹车器进行保持负载。

（1）平衡阀适于控制穿行机构（比如HBS的.03.00），穿行机构一般为磨擦力负载，为正负载，在山坡时为负负载，为保持机器处在山坡位置，还要双平衡阀。由于穿行速率不高，同时磨擦阻力，惯性不大，持续时间不长，停止时不会造成逆向运动，通过电机内泄漏即可清除惯性负载。

（2）适于控制卷扬机，HBS的.02.00，只有当C3的压力超出刹车器的开启压力Pz，刹车器才能打开，卷扬机才可以运动。否则会导致刹车器时开时关，对刹车器磨擦片锈蚀很厉害，同时导致负载运动不平缓。

当卷扬机上升时：

V2min=C3min＞Pz

其中，Pz为刹车器开启压力；V2min为负载压力为最小时V2口压力；

当卷扬机升高时：

Pt为平衡阀设定压力；Pcmax为最大负载压力；R为先导比；20bar为刹车器开启压力Pz。

（3）适于控制回转机构.02.00（图一）、.12.00（图二），此种回转问题主要是处理回转机构刹车时因为较大的惯性所导致的剩余动能，此剩余动能较大，有或许会导致机构的反转。

图一所示：

回转阀可以通过合理的设定平衡阀1.2和缓冲阀3.4的设定值，确保既能实现平缓的缓冲、又能较高的定位精度。

图二所示：

溢流阀设定压力低，刹车比较轻柔，但定位精度差一些。

溢流阀设定压力高，但定位精度高一些，但剩余压力就会导致反转。

可以通过调定合理的溢流阀设定值确保既能实现平缓的缓冲、又能较高的定位精度。

3.适于增加回路安全性

对于安全性较高的设备，可以考虑液控双向阀串联平衡阀，在没有控制压力时，假如两个阀中其中一个失效，仍然能保证设备安全。

假如油压锁失效，平衡阀没有失效，工作人员很难发觉这个问题。假如平衡阀失效，油压锁工作，这么负载增长运动时，会有顿挫。

平衡阀创新解决方案

图1.平衡阀特征剖析图

阀体或则电机的稳定性通常还会出现在负负载工作场合。而从平衡阀特征剖析图来看，先导力与主压力曲线的斜率越低沉，平衡阀的稳定性越好。

接下去，我们先仔细理解本文的封面图片：

图2.平衡阀+次序阀组合的“平衡控制方案”

通过次序阀和平衡阀的组合，可以实现许多大流量的平衡控制方案。同时若果在先导级使用不同的平衡阀，又可以实现各类不一样的控制组合形式。这类的控制方案可以大大拓展设计思路。

1.平衡阀作限压阀的先导阀并联联接：

通过不同先导比的平衡阀的并联实现不同的控制过程。图3中两个直接作用式平衡阀组成了预控制。负负载是控制压差比为2:1的先导阀处于激活状态。正负载时，也就是进口处的压力相对负载压力较高时，第二个预控制的平衡阀将要激活，控制压差比较高为10:1，为了不让10:1的平衡阀不能再负负载区域开启，这儿会有一个限压阀R（实际是溢流阀）。当进口压力很高时，限压阀R打开，10:1的平衡阀就会接收到先导压力讯号开启。

通过限压阀R的调节，可以荣获不同的控制功耗。

图3.平衡阀作限压阀的先导阀并联联接

2.平衡阀作限压阀的先导阀并联联接：

倘若流量不大，可以直接采用两个平衡阀并联使用，如图4。其实，这儿也须要用到限压阀，一次控制衬套的开启“档位”选择，增加油压系统的工作效率，降低压力损失。

图3.平衡阀直接并联联接

除此此外，您也可以选择CB系列平衡阀和MB系列平衡阀并联的方案，大流量性价比+小流量稳定性。先导流量控制处添加节流阀，减压阀等等方案。其实，完美的平衡阀控制方案都不是简略的一个部件就可以完成的，请广开思路。

怎么增加平衡阀系统的稳定性

“调”平衡阀永远是一项技术活，还要您不停去实际操作、体验。

1.修改平衡阀的设定压力

一般来说增加平衡阀的设定值有助于提升系统的运行稳定性稳压减压阀，而且同时也带给了系统工作压力的下降，改变了系统运行载荷点。

2.换用控制比较低的平衡阀

假如发觉在液控节流的过程中有晃动，更换控制比较低的平衡阀，安装规格一般都能互换，只是比较容易施行的举措。4.3:1的适宜常规油压系统；大于4.3:1的适宜负负载变化比较大的场合；小于4.3:1的适宜负负载基本为常值的场合。

3.增加先导控制压力的波动

先导控制压力仍然波动，平衡阀衬套位置都会波动，节流口面积都会波动，因而造成流量波动

1）降低固定减振：在控制腔压力管道中加减振孔

2）提高可调减振：

当我们不清楚还要用多大的减振孔的时侯，或则载荷多变，可以选用可调减振，通过实验确定。由于平衡阀控制腔体积很小，进出控制腔流量就很小，

然而，减振孔的内径应当很小能够起作用。内径一般为0.3-0.8mm。这也就是为何我们为了使平衡阀系统运行的格外稳定，调节减振孔一开始觉得不起作用，之后就会觉得起作用。

3）设置双向节流减振（比如HBS的.02.00）：

一般来说提高减振会延长响应时间，使平衡阀会慢开、也会慢关。为了使平衡阀慢开快关，可以选用双向减振的方式。

4）设置分压节流孔（比如HBS的.29.00、.19.00）：

通过油压栅极进行分压，可以减少平衡阀驱动腔压力的波动，因而明显减少系统运行的稳定性。并且同时也会带给如下影响：

（1）通过节流孔分压，会改变载荷点，并提高煤耗。

（2）通过节流孔分压，会有一部份油液损失掉，若在定量泵供油系统中，会有或许稍为减少执行器件的运行速率。

4.平衡阀负载口前附加节流口（如HBS的.03..01.00）：有如下作用：

1）可以分散压降，帮助消耗能量。有时侯要消耗掉的负负载巨大，达到几十、上百KW。假如集中在一个阀口，咽痛严重、温下降，还或许导致卡阀。

2）可以减少振动。

3）落在平衡阀口外侧的压降小了，平衡阀节流口就可以开的大些，对销子位置的波动就不这么敏感了。

4）可以防止，平衡阀刚开启的顿时（止回阀受力不平衡、为动态过程）（缸盖只是动态受力不平衡），流量过大造成的冲击。

须要留意的是：节流阀装在平衡阀AB口处，形成一定的回油背压，会减小平衡阀设定值。假如具有安装条件（管式安装、且平衡阀距阀体C1C2口较远），可以考虑把节流阀置于C1C2口处。

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