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:
·当管道或胶管损坏时,防止载荷突然下落。
·防止由于方向控制阀阀芯泄油而造成载荷慢慢下落。
·当载荷在处于低压或失控状态时,提供平稳可调的运动。
·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:
· 一个方向上的自由油液流动。
· 无泄漏负载保持。
· 抵御外部压力或过载载荷所造成的压力冲击。
· 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。
· 当方向控制阀突然关闭时,平稳调节油缸动作。
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,平衡阀可以作为单独插装阀来使用,或用在标准阀组中。
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。
增加一个平衡阀来控制动作,可以为管路损坏提供保护。在这个回路中,把方向控制阀切换到左位,会引起油缸伸出,通过流过平衡阀中单向阀阀口的油液,而提升载荷。当方向控制阀在中位时,平衡阀会防止泄露,并且在该位置锁定载荷。把方向控制阀切换到右位,将把流量/压力送到油缸有杆腔。这个压力同时还作用于平衡阀,使阀口在先导压力的作用下开启,允许载荷降低。
如果载荷使油缸上升而远离泵,平衡阀的先导压力会降低,平衡阀会将油缸速度调整到与供油量吻合。
先导开启平衡阀所需压力计算如下:
P = (Ps • Ab) - W (油缸负载收回)
(Ab • R) + Ar
P = (Ps • Ar) - W (油缸负载伸出)
(Ar • R) + Ab
W = 负载
Ps = 平衡阀溢流压力;更多详细情况请见下方
Ab = 油缸内径面积
Ar = 油缸杆径面积
R = 平衡阀先导压力;更多详情请见下方,需要注意的是这些是理想条件下的公式,并没有考虑回路中的背压,背压将作为平衡阀开启的附加压力。
平衡阀的应用有一些附加的准则:
·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。
·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。
·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。
·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。
·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。
· 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。
·平衡阀不要与中位串接的方向控制阀一起使用。