液压系统的平衡回路类型与工作原理

       许多机床或机电设备的执行机构是沿垂直方向运动的.这些机床设备的液压系统无论在工作或停止时，始终都会受到执行机构较大重力负载的作用。如果没有一相应的平衡措施将重力负载平衡，就会造成机床设备执行装置的自行下滑或操作时的动作失控，其后果将十分严重。平衡回路的功能在于使液压执行元件的回油路上始终保持一定的背压力，用来平衡执行机构重力负载对液压执行元件的作用力.使之不会因自重作用而自行下滑，实现液压系统对机床设备动作的平稳、可靠控制。

1.采用单向顺序阀的平衡回路
　　图7. 10(a)是采用单向顺序阀的平衡回路。调整顺序阀，使其开启压力与液压缸下腔作用面积的乘积稍大于垂直运动部件的重力。当活塞下行时.由于回油路上存在一定的背压来支承重力负载，只有在活塞的上部具有一定压力时活塞才会平稳下落;当换向阀处于中位时，活塞停止运动，不再继续下行。此处的顺序阀又被称作平衡阀。在这种平衡回路中，当顺序阀调整压力调定后.若工作负载变小.则泵的压力需要增加，这将使系统的功率损失增大。由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在内泄漏，很难使活塞长时间稳定地停在任意位置，这会造成重力负载装置下滑。故这种回路适用于工作负载固定且对液压缸活塞锁定定位要求不高的场合。
　　
2.采用液控单向阀的平衡回路
　　图7. 10(b)所示为采用液控单向阀的平衡回路。由于液控单向阀1为锥面密封结构，其闭锁性能好，能够保证活塞较长时间停止在某位置处不动。在回油路上串联单向节流阀2，用于保证活塞下行运动的平稳性。假如回油路上没有串接节流阀2，活塞下行时液控单向阀1被进油路上的控制油打开。由于回油腔没有背压，运动部件由于自重而加速下降，造成液压缸上腔供油不足而压力降低，使液控单向阀1因控制油路降压而关闭，加速下降的活塞突然停止。阀1关闭后控制油路又重新建立起压力，阀1再次被打开，活塞再次加速下降。这样不断重复，由于液控单向阀时开时闭，使活塞一路抖动向下运动，并产生强烈的噪声、振动和冲击。

3.采用远控平衡阀的平衡回路
在工程机械液压系统中常采用图7. 10(c)所示的远控平衡阀的平衡回路。这种远控平衡阀是一种特殊阀口结构的外控顺序阀。它不但具有很好的密封性，能起到对活塞长时间的锁闭定位作用，而且阀口的开口大小能自动适应不同载荷对背压压力的要求，保证了活塞下降速度的稳定性不受载荷变化影响。这种远控平衡阀又称为限速锁。

液压系统中平衡回路的定义：
        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提供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）。