平衡閥的作用

平衡閥主要用在起重油壓系統(tǒng)中，使油壓電機和油壓缸運動速率不受荷載變化的影響，保持平緩。它附加的雙向閥功能，密封性好，在管道損毀或剎車失靈時，可避免重物自由下落導致車禍。

平衡閥，也叫負載保持閥，用以下幾種方法來控制荷載的運動：

1、當管線或管件燒壞時，避免荷載忽然下落。

2、防止因為方向控制閥襯套泄油而導致荷載逐漸下落。

3、當撓度在處于低壓或失控狀態(tài)時，提供平緩可調的運動。

4、當方向控制閥忽然關掉時，提供平緩可調的運動。

有兩種基本的動作控制閥：液控雙向閥可以滿足以上前2個要求。平衡閥可以滿足以上4個要求。

平衡閥具備以下功能：

1、一個方向上的自由油液流動。

2、無泄露負載保持。

3、抵御外部壓力或缺相荷載所引起的壓力沖擊。

4、當荷載過大導致閥體或電機失控時，作為無氣蝕動作控制，使供油速率達到泵的流量。

5、當方向控制閥忽然關掉時，平緩調節(jié)閥體動作。

平衡閥分類及結構、原理

平衡閥分雙向平衡閥和單向平衡閥。雙向平衡閥工作原理雙向平衡閥是由錐閥和滑閥組成，具備雙向閥和次序閥的功能。正向的時侯過平衡閥，逆向的時侯平衡閥不通。但在遙控口K的作用下，在逆向的時侯給錐閥一個壓力，打開滑閥，滑閥隨開啟壓力大小控制流量，控制重物下落的平緩度。單向平衡閥單向平衡閥是兩個平衡閥的并聯(lián)，正反方向都通過平衡閥的調節(jié)。

外控平衡閥的結布光如圖1所示，管路如圖2所示。

其工作原理是當液流從A口至B口時為自由流動，此刻主襯套2被打開。

液流從B口流向A口時，當控制油口X的壓力大于設定的控制壓力時，則主襯套2在油口B中的負載壓力和腔8內的彈簧力作用下被直接關掉，起到雙向截至功能。

液流從B口流向A口時，當控制油口X的壓力達到或超出設定的控制壓力時，主襯套2打開。在控制活塞4的作用下，先導閥3脫離錐噴嘴并使閥腔8中的油液經(jīng)油孔和A口與回油連結。

同時由B口作用在腔8的負載壓力隨先導襯套3在主襯套中的軸向聯(lián)通而截斷，主襯套2卸壓。

同時控制活塞4的右輪緣頂在主襯套2上，控制活塞4的左輪緣靠近在減振活塞5的凸臺上。

此刻，此刻閥體下行，打開B到A所需的X口先導壓力只與閥腔9中的彈簧力有關。

隨著主襯套2的右移開啟，調節(jié)流量的開口面積漸漸減小(開口面積是由閥套中的錐面孔和主襯套2開啟時產(chǎn)生的)，開口面積、X口控制壓力和開口壓差之間產(chǎn)生動態(tài)平衡關系，決定了通過B到A的流量基本不變。

結布光

油壓符號

圖1外控平衡閥

1-閥門，2-主襯套，3-先導閥，4-控制活塞，5-減振活塞，6-節(jié)流口，7-主管路，8-彈簧腔穩(wěn)壓減壓閥，9-彈簧

圖2平衡閥控制管路

當負載G減小時，缸蓋下行推進，B口壓力下降，X口壓力增加，使主襯套2左移，主閥口關小，抑止流量的降低趨勢，保持流量的基本恒定。

主閥口關小也會使X口壓力頓時上升，又使主襯套2右移，所以主襯套2是隨動的，因而實現(xiàn)平衡調速功能，以保證執(zhí)行器恒速運動。通過控制活塞4的節(jié)流口6和減振活塞5的兩端，實現(xiàn)開啟緩沖。

X口控制壓力與B口負載壓力之比是由控制活塞4兩端的面積決定的，因此控制壓力只需B口負載壓力的幾分之一或幾非常之一。

外控平衡閥的控制壓力只要達到設定的背壓的幾分之一或幾非常之一即可打開主襯套。外控平衡閥因為有減振的作用，當控制壓力達到或小于設定壓力時，主閥打開有緩沖。外控平衡閥要盡量緊靠執(zhí)行機構安裝，有的直接裝在油壓缸或電機上，以避免管道斷裂導致重物下降。

平衡閥先導比估算及采用經(jīng)驗

平衡閥先導比是先導面積和溢流面積之比，也就是說這個值也等于：當平衡閥彈簧設定某一固定值后，無先導油時還要打開它的壓力與先導油單獨打開它的壓力之比。

先導比=【溢流壓力設置-負載壓力】/先導壓力

當先導油口沒有壓力油時,平衡的開啟壓力就是彈簧設定值.若沒有先導供油,平衡閥由負載打開,壓降隨流量增會議猛烈提高(這只是用來做平衡負載的).若不考慮出口壓力影響的話先導壓力=(設定值-負載)/面積比內部先導的話，可以通過調節(jié)溢流閥螺絲來設定開啟壓力。詳細公式開啟壓力=(設定壓力-最大負載壓力)/閥的先導比。

當先導油口沒有壓力油時,平衡的開啟壓力就是彈簧設定值.若沒有先導供油,平衡閥由負載打開,壓降隨流量增會議猛烈提高(這只是用來做平衡負載的).若不考慮出口壓力影響的話先導壓力=(設定值-負載)/面積比。

對于平衡閥，如果其導壓比為3:1，因為先導油與進油口打開氣閥對應的受力面積不同存在3：1的比列關系，因此打開氣閥還要的控制壓力要低，控制壓力與進油口打開氣閥的壓力比列近似為1：3。

先導百分比

3∶1(標準)適用于負載變化較大的情況及安裝工程機械負載的穩(wěn)定。

8∶1適用于負載要求保持恒定的狀態(tài)。

不同的工作場合和環(huán)境下，對壓力比的選擇不一樣，在負載簡略，外界干擾小的狀況下通常采用大的液控比，那樣可以減少先導壓力值，節(jié)能。在負載干擾大，易震動的場合通常選擇較小的壓力比，確保先導壓力波動不會造成平衡襯套經(jīng)常震動。

平衡閥采用留意事項:

1、流量可以略低于額定流量工作；

2、盡或許用低先導比的閥，更穩(wěn)定；

3、平衡閥是拿來控制壓力，非速率；

4、所有的設定壓力都是開啟壓力；

5、不能用作溢流閥；

6、盡或許緊靠執(zhí)行器，避免膠管爆裂。

怎樣讀懂平衡閥的不同曲線

1.溢流特征曲線

溢流特征曲線是指，在先導力為0的狀況下，負載口（1號口）通油液狀況下，隨著流量的降低，壓力的變化狀況。這兒，我們通過圖1.1和1.2來進行剖析。

從這兩個溢流特征曲線，可以很容易看見襯套的開啟壓力和閉合壓力不會在一個點上。（即何謂的復位壓力）這些不一致（曲線滯環(huán)）是由于產(chǎn)品內部密封件導致的。復位壓力比率越高，證明襯套品質越好。（這些市場上其它品牌常見的“鎖不住”現(xiàn)象，就是由于該功耗不行引致。）

閱覽平衡閥的溢流特征曲線可以發(fā)覺，在存在滯環(huán)現(xiàn)象的狀況下，假如溢流特征曲線“越平”，反倒同一壓力下對應流量范圍越廣。這些狀況表征的現(xiàn)象為執(zhí)行器加快動作，“失穩(wěn)”。因此在使用SUN的CB系列襯套的時侯，盡量避開過于使用溢流功能。對比來看MBEG的溢流特征曲線，我們都會看見，滯環(huán)導致的穩(wěn)定性問題都會小這些，壓力流量幾乎都是一一對應。雖然這些對應帶給的是壓力下降，因此為保護您的系統(tǒng)MB系列平衡閥也須要考慮它的溢流能力。

這兒還要說的是，這兒也是溢流特征曲線。實際使用時，平衡閥是先導力驅動，功耗曲線迥然不同。

圖1.1CBEG-LJN溢流特征曲線

圖1.2MBEG-LJN溢流特征曲線

2.先導壓力-流量特征曲線

圖2.1為平衡閥先導-流量曲線。很多都是在1號口一定負載下測得的先導壓力-主流量的調節(jié)曲線。由圖可剖析得出，負載原本越重，它所須要的先導力就越小。所有的曲線都是穩(wěn)定向下走的，這就闡明調節(jié)過程中壓力-流量對應的穩(wěn)定性沒有很多問題。這兒面每種平衡閥，它的控制曲線都不盡相似，還要仔細選定。

圖2.1CBEA-LHN溢流特征曲線

3.行程-通流面積變化曲線

襯套行程-通流面積變化曲線即標題圖片。這是拿來展示襯套不同位移下，通流面積的變化的狀況。通過這條曲線，您可以直觀地看見動作襯套的調節(jié)行程，以及調節(jié)過程的平穩(wěn)度。通常而言，三通閥的行程越長越低沉，代表了平衡閥越好的控制功耗。

圖3.1SUN不同平衡閥行程-通流面積變化曲線

綜合了那么些不同的功耗曲線，大致上就可以幫助您判定一款平衡閥功耗的優(yōu)劣。雖然，在實際使用過程中，也除了限于此。

油壓平衡閥應用場合

平衡閥主要是適于實現(xiàn)負負載平緩增長。實際上就是安裝在閥體背壓腔出口（圖示C2口），受驅動腔壓力（C1-V1口）控制的液阻，驅動腔壓力（C1-V1口）壓力并非我們通過泵、溢流閥控制，它是由系統(tǒng)鍵入流量決定的。

然而用平衡閥不能直接控制活塞的聯(lián)通速率，活塞聯(lián)通速率主要取決于系統(tǒng)能調節(jié)流量的泵/閥決定。

1.單向平衡閥

（1）當一個閥體為單向負載，用雙平衡閥（.00、.00）

（2）當卸荷閥處于中位，平衡閥保持負載，若負載變?。ㄘ撦d變小，有或許是重物不變，而且作用方向改變進而導致閥體C2腔壓力變化，比如高空設備變幅和伸縮），都會造成C2腔壓力變小，此刻因為油液的彈性，缸蓋會稍有抬起，倘若此微小抬起不可接受，則還要用雙平衡閥。諸如一些高空平臺的變幅平衡閥、伸縮平衡閥。

（3）留意事項，當一個閥體位置較高，油箱較低，且閥體到油箱之間管道較長時，為避免因為虹吸現(xiàn)象導致卸荷閥從中位切換到工作位置時還要較長的建壓時間，一般會在T口放置一個雙向閥，背壓可以為0.1-0.2Mpa左右。

2.適于控制穿行電機

在電機控制回路中，因電機存在內泄漏，平衡閥難以起到負載保持的作用，也是起到液控節(jié)流功能，還要額外的剎車器進行保持負載。

（1）平衡閥適于控制穿行機構（比如HBS的.03.00），穿行機構一般為磨擦力負載，為正負載，在山坡時為負負載，為保持機器處在山坡位置，還要雙平衡閥。由于穿行速率不高，同時磨擦阻力，慣性不大，持續(xù)時間不長，停止時不會造成逆向運動，通過電機內泄漏即可清除慣性負載。

（2）適于控制卷揚機，HBS的.02.00，只有當C3的壓力超出剎車器的開啟壓力Pz，剎車器才能打開，卷揚機才可以運動。否則會導致剎車器時開時關，對剎車器磨擦片銹蝕很厲害，同時導致負載運動不平緩。

當卷揚機上升時：

V2min=C3min＞Pz

其中，Pz為剎車器開啟壓力；V2min為負載壓力為最小時V2口壓力；

當卷揚機升高時：

Pt為平衡閥設定壓力；Pcmax為最大負載壓力；R為先導比；20bar為剎車器開啟壓力Pz。

（3）適于控制回轉機構.02.00（圖一）、.12.00（圖二），此種回轉問題主要是處理回轉機構剎車時因為較大的慣性所導致的剩余動能，此剩余動能較大，有或許會導致機構的反轉。

圖一所示：

回轉閥可以通過合理的設定平衡閥1.2和緩沖閥3.4的設定值，確保既能實現(xiàn)平緩的緩沖、又能較高的定位精度。

圖二所示：

溢流閥設定壓力低，剎車比較輕柔，但定位精度差一些。

溢流閥設定壓力高，但定位精度高一些，但剩余壓力就會導致反轉。

可以通過調定合理的溢流閥設定值確保既能實現(xiàn)平緩的緩沖、又能較高的定位精度。

3.適于增加回路安全性

對于安全性較高的設備，可以考慮液控雙向閥串聯(lián)平衡閥，在沒有控制壓力時，假如兩個閥中其中一個失效，仍然能保證設備安全。

假如油壓鎖失效，平衡閥沒有失效，工作人員很難發(fā)覺這個問題。假如平衡閥失效，油壓鎖工作，這么負載增長運動時，會有頓挫。

平衡閥創(chuàng)新解決方案

圖1.平衡閥特征剖析圖

閥體或則電機的穩(wěn)定性通常還會出現(xiàn)在負負載工作場合。而從平衡閥特征剖析圖來看，先導力與主壓力曲線的斜率越低沉，平衡閥的穩(wěn)定性越好。

接下去，我們先仔細理解本文的封面圖片：

圖2.平衡閥+次序閥組合的“平衡控制方案”

通過次序閥和平衡閥的組合，可以實現(xiàn)許多大流量的平衡控制方案。同時若果在先導級使用不同的平衡閥，又可以實現(xiàn)各類不一樣的控制組合形式。這類的控制方案可以大大拓展設計思路。

1.平衡閥作限壓閥的先導閥并聯(lián)聯(lián)接：

通過不同先導比的平衡閥的并聯(lián)實現(xiàn)不同的控制過程。圖3中兩個直接作用式平衡閥組成了預控制。負負載是控制壓差比為2:1的先導閥處于激活狀態(tài)。正負載時，也就是進口處的壓力相對負載壓力較高時，第二個預控制的平衡閥將要激活，控制壓差比較高為10:1，為了不讓10:1的平衡閥不能再負負載區(qū)域開啟，這兒會有一個限壓閥R（實際是溢流閥）。當進口壓力很高時，限壓閥R打開，10:1的平衡閥就會接收到先導壓力訊號開啟。

通過限壓閥R的調節(jié)，可以榮獲不同的控制功耗。

圖3.平衡閥作限壓閥的先導閥并聯(lián)聯(lián)接

2.平衡閥作限壓閥的先導閥并聯(lián)聯(lián)接：

倘若流量不大，可以直接采用兩個平衡閥并聯(lián)使用，如圖4。其實，這兒也須要用到限壓閥，一次控制襯套的開啟“檔位”選擇，增加油壓系統(tǒng)的工作效率，降低壓力損失。

圖3.平衡閥直接并聯(lián)聯(lián)接

除此此外，您也可以選擇CB系列平衡閥和MB系列平衡閥并聯(lián)的方案，大流量性價比+小流量穩(wěn)定性。先導流量控制處添加節(jié)流閥，減壓閥等等方案。其實，完美的平衡閥控制方案都不是簡略的一個部件就可以完成的，請廣開思路。

怎么增加平衡閥系統(tǒng)的穩(wěn)定性

“調”平衡閥永遠是一項技術活，還要您不停去實際操作、體驗。

1.修改平衡閥的設定壓力

一般來說增加平衡閥的設定值有助于提升系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性穩(wěn)壓減壓閥，而且同時也帶給了系統(tǒng)工作壓力的下降，改變了系統(tǒng)運行載荷點。

2.換用控制比較低的平衡閥

假如發(fā)覺在液控節(jié)流的過程中有晃動，更換控制比較低的平衡閥，安裝規(guī)格一般都能互換，只是比較容易施行的舉措。4.3:1的適宜常規(guī)油壓系統(tǒng)；大于4.3:1的適宜負負載變化比較大的場合；小于4.3:1的適宜負負載基本為常值的場合。

3.增加先導控制壓力的波動

先導控制壓力仍然波動，平衡閥襯套位置都會波動，節(jié)流口面積都會波動，因而造成流量波動

1）降低固定減振：在控制腔壓力管道中加減振孔

2）提高可調減振：

當我們不清楚還要用多大的減振孔的時侯，或則載荷多變，可以選用可調減振，通過實驗確定。由于平衡閥控制腔體積很小，進出控制腔流量就很小，

然而，減振孔的內徑應當很小能夠起作用。內徑一般為0.3-0.8mm。這也就是為何我們?yōu)榱耸蛊胶忾y系統(tǒng)運行的格外穩(wěn)定，調節(jié)減振孔一開始覺得不起作用，之后就會覺得起作用。

3）設置雙向節(jié)流減振（比如HBS的.02.00）：

一般來說提高減振會延長響應時間，使平衡閥會慢開、也會慢關。為了使平衡閥慢開快關，可以選用雙向減振的方式。

4）設置分壓節(jié)流孔（比如HBS的.29.00、.19.00）：

通過油壓柵極進行分壓，可以減少平衡閥驅動腔壓力的波動，因而明顯減少系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。并且同時也會帶給如下影響：

（1）通過節(jié)流孔分壓，會改變載荷點，并提高煤耗。

（2）通過節(jié)流孔分壓，會有一部份油液損失掉，若在定量泵供油系統(tǒng)中，會有或許稍為減少執(zhí)行器件的運行速率。

4.平衡閥負載口前附加節(jié)流口（如HBS的.03..01.00）：有如下作用：

1）可以分散壓降，幫助消耗能量。有時侯要消耗掉的負負載巨大，達到幾十、上百KW。假如集中在一個閥口，咽痛嚴重、溫下降，還或許導致卡閥。

2）可以減少振動。

3）落在平衡閥口外側的壓降小了，平衡閥節(jié)流口就可以開的大些，對銷子位置的波動就不這么敏感了。

4）可以防止，平衡閥剛開啟的頓時（止回閥受力不平衡、為動態(tài)過程）（缸蓋只是動態(tài)受力不平衡），流量過大造成的沖擊。

須要留意的是：節(jié)流閥裝在平衡閥AB口處，形成一定的回油背壓，會減小平衡閥設定值。假如具有安裝條件（管式安裝、且平衡閥距閥體C1C2口較遠），可以考慮把節(jié)流閥置于C1C2口處。

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當前文章標簽：平衡閥,液壓油缸,阻尼振動,阻尼作用,液壓馬達