平衡回路
对于执行元件与垂直运动部件相连的结构(如竖直安装的液压缸等),当垂直运动部件下行时,都会出现超越负载(或称负负载)。超越负载的特征是:负载力的方向与运动方向相同,负载力将助长执行元件的运动。图U所示为液压系统中常见的几种超越负载的情形。当出现超越负载时,若执行元件的回油路无压力,运动部件会因自重产生自行下滑,甚至可能产生超速(超过液压泵供油流量所供應的执行元件的运动速度)运动。如果在执行元件的回油路设置一定的背压(回油压力)来平衡超越负载,就可以防止运动部件的自行下滑和超速。这种设置背压与超越负载相平衡的回路,称平衡回路(或限速回路)。
1.采用单向顺序阀的平衡回路
如图V(a)所示,单向顺序阀4串接在液压缸下行的回油路上,其调定压力略大于运动部件自重在液压缸5下腔中形成的压力。当换向阀3处中位时,自重在液压缸5下腔形成的压力不足以使单向顺序阀4开启,防止了运动部件的自行下滑;当1YA通电,换向阀处于左位时,压力油进入液压缸上腔,液压力使缸下腔的压力超过顺序阀4的调定压力,顺序阀4开启。顺序阀开启后在活塞下腔建立的背压平衡了自重,活塞以液压泵1供油流量所供應的速度平稳下行,避免了超速。此种回路活塞下行运动平稳;但顺序阀调定后,所建立的背压即为定值,若下行过程中,超越负载变小时,将产生过平衡而增加泵的供油压力,故只适用于超越负载不变的场合。
这种平衡回路,由于单向顺序阀4的泄漏,当液压缸停留在某一位置后,活塞还会缓慢下降。因此,若在单向顺序阀4和液压缸5之间增加一液控单向阀6[图V (b)],由于液控单向阀6密封性很好,就可防止活塞因单向顺序阀泄漏而下降。
2.采用液控顺序阀的平衡回路
图W(a)所示为采用液控顺序阀的起重机平衡回路。此种平衡回路适于应用在超越负载有变化的情形。
当换向阀切换至右位时,液压泵所供應的压力油通过单向阀进入液压缸下腔,举起重物。当换向阀切换至左位时,压力油进入液压缸上腔,只有在此压力升高到液控顺序阀的调定压力时,通过控制油路使液控顺序阀打开,活塞下行放下重物。将换向阀切换至中位,液压缸上腔迅速卸压,液控顺序阀关闭,活塞停止运动。这一回路的特点是液控顺序阀的启闭取决于控制口的油压,与负载大小无关。但此平衡回路是不完善的。当压力油使液控顺序阀打开,活塞开始向下运动时,液压缸上腔的压力将迅速降低,这可能导致液控顺序阀关闭,活塞停止运动。紧接着压力升高,液控顺序阀又被打开,活塞又开始运动。所以活塞断续下降,产生所谓“点头”现象。为克服这一缺陷,可在控制油路上加一节流阀,如图W (b)所示,使液控顺序阀的启闭减慢。