雙向平衡閥的分析和應(yīng)用

王瑜 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院

引言

工程機(jī)械工況復(fù)雜，在其液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，為了避免出現(xiàn)失速或超速的情況，常使用平衡閥解決該問題，但在負(fù)載較重時(shí)會出現(xiàn)低頻振動(dòng)，也無法解決在往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)失速和超速問題。因此本文介紹了雙向平衡閥來改善平衡閥的不足。

1、 雙向平衡閥的工作原理

雙向平衡閥由一對相同的平衡閥并聯(lián)構(gòu)成，圖形符號如圖1所示，控制油口與另一側(cè)支路的進(jìn)油口相連。雙向平衡閥由主閥芯、單向閥套、主閥芯彈簧和單向閥彈簧等組成，節(jié)流控制口由平衡閥主閥芯和單向閥套一起構(gòu)成。

圖1 雙向平衡閥圖形符號

雙向平衡閥主要有兩種功能：液壓鎖功能和動(dòng)態(tài)平衡功能，主要針對這兩種功能對其工作原理進(jìn)行分析。

動(dòng)態(tài)平衡功能：假設(shè)壓力油從C1 流入執(zhí)行元件，則壓力油克服該支路中單向閥的彈簧力，使節(jié)流閥控制口打開，壓力油流入執(zhí)行元件?；赜鸵簞t從C2 作用在該支路主閥芯上，與控制油口中的壓力油共同驅(qū)動(dòng)主閥芯運(yùn)動(dòng)。由于主閥芯彈簧的作用力，使執(zhí)行元件回油腔具有背壓力，從而保證執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。當(dāng)壓力油從C2 流入執(zhí)行元件，此時(shí)C2 端單向閥和C1 端主閥芯動(dòng)作，與上述工作原理相同。

液壓鎖功能：當(dāng)V1 和V2 處無壓力油時(shí)，雙向平衡閥的控制油口油液壓力很小，幾乎為0MPa，和執(zhí)行元件中油液壓力無法克服主閥芯彈簧力，從而主閥芯無法移動(dòng)，并且單向閥無法導(dǎo)通，則節(jié)流閥控制口處于關(guān)閉狀態(tài)，執(zhí)行元件兩腔閉鎖，可停留在在任意位置。

2、 雙向平衡閥的工程實(shí)例

通過以上分析，雙向平衡閥不僅使液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，而且還有液壓鎖的性能，因此應(yīng)用較多，本文主要介紹重載和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的具體工程實(shí)例。

在高鐵架橋機(jī)主梁支腿中的應(yīng)用，液壓原理如圖3 所示。高鐵架橋機(jī)主梁支腿在靜止時(shí)。既支撐架橋機(jī)本身重量，還包括混凝土梁片的重量，負(fù)載大，支承時(shí)間較長，此時(shí)就利用了雙向平衡閥的液壓鎖功能。當(dāng)架橋機(jī)上下移動(dòng)時(shí)，由于重量較大，需要平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)利用雙向平衡閥動(dòng)態(tài)平衡性，在系統(tǒng)中還有單向節(jié)流閥，增加了執(zhí)行元件的背壓力，進(jìn)一步提升了運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。

圖2 高鐵架橋機(jī)主梁支腿中的 液壓原理圖

圖3 高空作業(yè)平臺臂架 液壓原理圖

在高空作業(yè)平臺臂架的應(yīng)用，液壓原理圖如圖3 所示[3]。當(dāng)臂架變幅角增大或減小時(shí)，要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，雙向平衡閥避免其往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)失速或超速，避免一定的危險(xiǎn)出現(xiàn)。

3、 小節(jié)

本文主要從雙向平衡閥的液壓鎖功能和動(dòng)態(tài)平衡功能分析了其工作原理分析和實(shí)際工程應(yīng)用，對雙向平衡閥有了深刻認(rèn)識，對其開發(fā)和應(yīng)用都具有一定的參考。