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“平衡閥也稱(chēng)限速鎖,是一種外控內泄式單向順序閥,由1個(gè)單向閥和1個(gè)順序閥合并在一起使用。”筆者認為這是一種不嚴謹的說(shuō)法,其實(shí)兩者是不能等同的,本文通過(guò)兩種閥的具體結構和工作原理來(lái)說(shuō)明單項順序閥和平衡閥的區別。
1 單項順序閥的結構及工作原理
外控單項順序閥的結構圖如圖1所示,其工作原理是控制油口X的壓力油經(jīng)控制油路4.2作用于先導閥2中的控制活塞5上,同時(shí)油口A(yíng)的壓力油經(jīng)節流孔6作用于主閥芯7的彈簧加載側,當油口X的壓力小于彈簧8的設定值時(shí),主閥芯7關(guān)閉,A口到B口油路切斷;當油口X的壓力超過(guò)彈簧8的設定值時(shí),控制活塞5克服彈簧8向右移動(dòng),油液可經(jīng)過(guò)節流孔9和孔16從主閥芯7的彈簧加載側流入彈簧腔17,主閥芯7彈簧加載側的壓力峰值下降,打開(kāi)主閥芯7,油液可以zui小的壓力損失從油口A(yíng)流入油口B。彈簧腔17中的控制油經(jīng)油路14或15無(wú)壓排入油箱,單向閥3用于油口B至A自由回流。
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圖1 外控單項順序閥的結構圖 |
2 平衡閥的結構及工作原理
外控平衡閥的結構圖如圖2所示,其工作原理是當液流從A口至B口時(shí)為自由流動(dòng),此時(shí)主閥芯2被打開(kāi),液流從B口流向A口時(shí),當控制油口X的壓力小于設定的控制壓力時(shí),則主閥芯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(guān)閉,起到單向截止功能;當控制油口X的壓力達到或超過(guò)設定的控制壓力時(shí),主閥芯2打開(kāi),在控制活塞4的作用下,先導閥3脫離錐閥座并使閥腔8中的油液經(jīng)油孔和A口與回油連接,同時(shí)由B口作用在腔8的負載壓力隨先導閥芯3在主閥芯中的軸向移動(dòng)而切斷。主閥芯2卸壓,同時(shí)控制活塞4的右端頂在主閥芯2上,控制活塞4的左端面緊靠在阻尼活塞5的凹面上。此時(shí),打開(kāi)B到A所需的X口先導壓力只與閥腔9中的彈簧力有關(guān)。隨著(zhù)主閥芯2的右移開(kāi)啟,調節流量的開(kāi)口面積逐漸增大(開(kāi)口面積是由閥套中的徑向孔和主閥芯2開(kāi)啟時(shí)形成的),開(kāi)口面積、X口控制壓力和開(kāi)口壓差之間形成動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系,決定了通過(guò)B到A的流量基本不變。當遇到負載的時(shí)候,B口壓力升高,A口壓力降低,使主閥芯2左移,遮住閥套上的部分小孔,抑制流量的增加趨勢,保持流量的基本恒定。主閥芯2繼續左移,A口壓力瞬間上升,又使主閥芯2右移,因此主閥芯2是隨動(dòng)的,從而實(shí)現平衡調速功能,以保證執行器恒速運動(dòng)。通過(guò)控制活塞4的節流口6和阻尼活塞5的兩端,實(shí)現開(kāi)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,所以控制壓力只需B口負載壓力的幾分之一或幾十分之一。
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圖2 外控平衡閥的結構圖 |
3 單向順序閥和平衡閥的區別
單項順序閥和平衡閥都屬于壓力閥,用于控制和調節系統壓力,是基于閥芯上液壓力和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作的。順序閥的主要作用是以壓力作為控制信號,在一定的控制壓力作用下自動(dòng)接通或切斷油路;而平衡閥是為了放置重物自由下落(即通常所說(shuō)的負負載)時(shí)超速而保持一定背壓的壓力控制閥。所以說(shuō)單項順序閥和平衡閥是不能等同的。
外控單向順序閥和外控平衡閥有以下的區別:
?。?)外控單向順序閥正向是個(gè)液壓開(kāi)關(guān),反向導通,當控制壓力小于設定壓力時(shí),主閥閥口關(guān)閉,切斷油路;當控制壓力達到或大于設定的壓力時(shí),主閥閥口全部打開(kāi),壓力損失小。外控平衡閥正向是個(gè)平衡調速閥,反向導通,當控制壓力小于設定壓力時(shí),主閥閥口關(guān)閉,切斷油路,相當于是個(gè)截止閥;當控制壓力達到或大于設定壓力時(shí),主閥打開(kāi),閥的開(kāi)口面積、控制油口的控制壓力和開(kāi)口壓差之間形成動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系,主閥芯是隨動(dòng)的,可實(shí)現平衡調速功能,使通過(guò)閥的流量保持基本不變。所以外控單項順序閥用在有負負載的系統容易造成振動(dòng),性能很不理想,而外控平衡閥特別適合有負負載的系統。
?。?)外控單項順序閥的控制壓力要等于或大于設定的背壓才能打開(kāi)主閥芯,而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十分之一即可打開(kāi)主閥芯,所以外控單項順序閥用在有負負載的系統容易發(fā)熱。
?。?)外控平衡閥由于有阻尼的作用,當控制壓力達到或大于設定壓力時(shí),主閥打開(kāi)有緩沖,而外控單向順序閥則沒(méi)有。
?。?)外控平衡閥要盡量靠近執行機構安裝,有的直接裝在液壓缸或馬達上,以防止管路破裂造成重物下滑,而外控單項順序閥則沒(méi)有這個(gè)要求。
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圖3 外控單項順序閥的液壓符號 |
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圖4 外控平衡閥的液壓符號 |
4 幾點(diǎn)建議
?。?)有的液壓手冊和書(shū)籍中常常把單向順序閥叫作平衡閥,這不嚴謹,容易給讀者造成誤解,建議改正。
?。?)國內很多書(shū)籍里單項順序閥和平衡閥的液壓符號是相同的,建議給平衡閥規定一個(gè)符號。在國外,外控單向順序閥液壓符號如圖3所示,平衡閥的液壓符號如圖4所示,值得借鑒。
?。?)在設計系統時(shí)一定要認真分析負載,了解系統的應用,不要把單項順序閥當作平衡閥來(lái)用,以避免不必要的經(jīng)濟損失和浪費。