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液压平衡回路设计周海强;周志强【摘要】对液压平衡回路、锁紧回路进行了分析，指出了通常所用的平衡回路的不足，介绍在特定工况下使用的几款知名厂家的特殊功能平衡阀，并设计与分析了几种相应的平衡回路。
%This paper analyzes the balance circuit, latch circuit and points out the deficiencies of balance circuit usual-ly used. The balance valves of several well-known manufacturers, which are used in special conditions and have the special functions, are introduced in this paper. Besides, everal corresponding balance circuits used in special condi-tions are also introduced.【期刊名称】《流体传动与控制》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P36-38,56)【关键词】平衡回路;锁紧回路;平衡阀【作者】周海强;周志强【作者单位】航天一院18所北京 100076;航天二院206所北京 100854【正文语种】中文【中图分类】TP137平衡回路是液压传动中的一种压力控制基本回路，是为了防止液压传动竖直运动部件，由于自重而自行下落，或者下落时超速失锁，造成冲击而在回路上设置适当阻力的回路。
当执行机构在不运动时受重力作用，为了平衡重力负载，维持执行机构不动而采用平衡回路。
常用的办法是在液压回路中加上平衡阀，采用单向顺序阀的平衡回路和采用液控单向阀和单向节流阀的平衡回路。
平衡回路对闭锁性要求、可靠性要求都较高。
在使用平衡回路时，为防止重物产生超速下滑，在液压系统中加入合适的压力控制阀或流量控制阀，做到真正意义上的平衡作用。
使用说明书浙江亚龙教仪有限公司实验注意事项：1、油泵为三相交流电有正反转，接线时必须注意L1、L2、L3的顺序。
2、油泵的进油压力最好在3MPa以内的范围。
3、一个实验做完后，请先关掉电源，再拔掉快速接头。
4、在做压力继电器实验时，一般将压力继电器调到25档位。
5、按钮模块、电磁阀模块、中间继电器模块为24VDC直流供电。
一、采用节流阀的节流调速回路1.定压节流调速回路本实验装置中进油压力由溢流阀确定,调节节流阀的开口可以方便地改变油缸的运动速度,实验时按图示接好油路、电路，按按钮"SB2"时,油缸伸出，按按钮"SB1"时,油缸缩回。
本实验所涉及到的液压装置有：油缸、单电控二位四通阀、溢流阀、节流阀。
进油调速回油调速SB1KZ11DT油缸SB2KZ1KZ12、变压节流调速回路本试验装置中溢流阀作安全阀使用,系统无溢流损失. 本试验装置中调节节流阀的开口可以方便地改变油缸的运动速度；实验时按图示接好油路、电路，按按钮“SB2”时,油缸伸出，按按钮“SB1”时,油缸缩回。
KZ1KZ1SB21DTKZ1SB1二、采用调速阀的节流调速回路1、定压节流调速回路本实验装置中油缸的速度波动性较节流阀小,实验时按图示接好油路、电路，按按钮“SB2”时,油缸伸出，按按钮“SB1”时,油缸缩回。
本实验的液压装置有：油缸、单电控二位四通阀、溢流阀、调速阀。
该实验与定压节流阀调速的差别在于调速阀调节油缸的速度波动性比节流阀小。
油缸回油调速进油调速油缸SB1KZ11DTSB2KZ1KZ12、变压节流调速回路本实验装置中油缸的速度波动性较节流阀小,实验时按图示接好油路、电路，按按钮“SB2”时,油缸伸出，按按钮“SB1”时,油缸缩回。
KZ1KZ1SB21DTKZ1SB1三、简单的压力调节回路程实验时按图示接好油路、电路，按按钮“SB2”时,油缸伸出，按按钮“SB1”时,油缸缩回,调节溢流阀，压力表可以明显的显示系统压力的变化。
《液压与气动传动》复习思考题一、判断题1．理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换，但其总和不变。
（√）2．双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。
（√）3．压力控制的顺序动作回路中，顺序阀和压力继电器的调定压力应为执行元件前一动作的最高压力。
（×）4．旁通型调速阀（溢流节流阀）只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可安装在执行元件的回油路和旁油路上。
（√）5．气体在管道中流动，随着管道截面扩大，流速减小，压力增加。
（×）6、通过节流阀的流量与节流阀的通流面积成正比，与阀两端的压力差大小无关。
（×）7、容积调速回路中，其主油路中的溢流阀起安全保护作用。
（√）8、中位机能为“M”型的三位阀中位时能实现液压缸的锁紧和泵的卸荷。
（√）9、薄膜气缸的行程可以做得较大。
（×）10、当将液控顺序阀的出油口与油箱连接时，其即成为卸荷阀。
（×）11、因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。
（√）12、进入高压逻辑元件的气源需要加入一定的油雾。
（×）13、气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保证。
其安装次序依进气方向为减压阀、分水滤气器、油雾器。
（×）二、填空1、雷诺数的物理意义：影响液体流动的力主要是惯性力和粘性力，雷诺数大，说明（惯性）力起主导作用，这样的液流呈紊流状态；雷诺数小，说明（粘性）力起主导作用，液流呈层流状态。
2、对于液压泵来说，实际流量总是（小于）理论流量；实际输入扭矩总是（大于）其理论上所需要的扭矩。
3、单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各（1）次，改变（偏心距）的大小，可以改变它的排量，因此称其为（变）量泵。
4、外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压油）腔。
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作业：P84，7-5，7-6
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四、速度换接回路
功用：用于执行元件实现速度的切换，因切换前后速度的不同，有快速——慢
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这种回路动作可靠，但要改变动作顺序较为困难。
）用串联液压缸的同步回路
如下图所示，当两缸同时下行时，
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6.用顺序阀实现两液压缸顺序动作回路一、实验目的及要求1、锻炼学生看图组合液压回路的能力；2、锻炼学生识别液压元件的能力；3、加深对液压缸顺序动作回路的理解。
4、按实验室操作要求进行实验或实训。
二、液压系统图及实验所需器件1、液压系统图液压系统图见图2.1-1。
2、实验所需器件ＱＣＳ０１４型实验台；单向顺序阀；液压缸；三位四通电磁换向阀；快速接头油管等。
三、操作步骤1、扭开钥匙开关，打开总电源开关（指示灯亮），按下照明钮（日光灯亮）。
接通两个单级自动开关（即过载保护按钮）。
两个自动开关的直流电压表有２４Ｖ的直流电压指数。
２、将需要的液压元件从元件板储存柜中取出，参照图4把它们布置在工作台框架上。
两液压缸分别装在工作台面上的两根Ｔ形槽中。
最后按图4把管路接好。
３、矩阵板上把插头插好。
在三位四通电磁阀３元件板上1Y A和2Y A的插座中，分别插上两端都有插头的导线，然后将导线的另一端按顺序插入侧板上输出信号的插座上。
将选择开关ＺＫ旋钮（见图2-3）置于“手动”位置。
４、全部打开溢流阀２，关闭顺序问４，使三位四通电磁阀３处于中位。
启动泵１，调节溢流阀２，使压力p1调至４ＭＰａ。
拨扳倒开关ｌ，使ＩY A接通（此时手动开关２一定处于关闭位置）。
液压缸１快进，待其达到终点后，调顺序阀４，直至液压缸2快速运动，观察压力表p3。
为使顺序阀动作可靠，溢流阀２的调定压力p1应大于顺序阀的压力p3，一般大０.４～０.６ＭPa。
缸2到达终点后，拨动扳倒开关２，使2Y A接通（此时手动开关１必须处于关闭位置）两缸快退。
此实验重复进行二、三次。
四、实验报告1、按照表2.1-1填写实验内容。
2、在表格内相应位置填写电磁铁动作顺序表。
表2.1-1 实验报告表格姓名学号组别指导教师同组人员实验课题实验目的实验器材实验内容1、连接回路的操作步骤2、实验演示3、在此绘制并填写电磁铁动作顺序表电磁铁液压缸动作1Y A 2Y A液压缸Ⅰ、Ⅱ活塞推出液压缸Ⅰ、Ⅱ活塞返回数据记录数据处理1、液压缸Ⅰ活塞推出时的压力数值；液压缸Ⅱ活塞推时的出压力数值2、液压缸Ⅰ活塞返回时的压力数值；液压缸Ⅱ活塞开始返回时前后的压力数值实验结果分析解释液压回路工作过程中压力变化的原因：思考题及其答案1、不连接顺序阀的泄漏油管会出现什么现象？为什么？教师评语五、考核评分标准（见表2.1-2）表2.1-2 评分标准表考核内容配分评分标准得分回路连接正确性30 每错一处扣5分电磁铁动作顺序表填写正确性20 错分一处扣5分思考题答案10 每问5分报告内容完整性30 每缺一项口5分是否按时完成10 没按时完成扣10分合计六、小结1、顺序阀控制的顺序动作回路可以用于机械制造设备的液压系统中；2、为使顺序阀动作可靠，溢流阀２的调定压力p1应大于顺序阀的压力p3，一般大０.４～０.６ＭPa。
毕业设计（论文）开题报告题目：采用单向顺序阀的平衡回路实验装置设计系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号导师2012年12 月26 日1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1题目背景：液压传动由于其具有传动功率大、易于实现无级调速等优点，使得其在各类机械设备中得到了广泛的应用。
液压传动与控制是现代机械工程的基础技术，由于其在功率质量比、无级调速、自动控制、过载保护等方面的独特技术优势，使其成为国民经济中各行业、各类机械装备实现机械传动与控制的重要技术手段。
特别是20世纪90年代以来，新兴产业不断涌现，并与现代电子与信息相结合，进一步刺激和推动了液压技术的发展，使其在国民经济各行业获得广泛应用[1]。
液压传动技术应用领域几乎遍及国民经济各工业部门。
正确合理地设计和使用液压系统，对于提高各类液压机械设备及装置的工作品质和技术经济性能具有重要意义。
在液压系统中，压力控制阀是用来控制和调节系统压力的，它是基于阀心上液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的[2]。
顺序阀就属于压力控制阀中的一种，其主要作用是以压力作为控制信号，在一定的控制压力作用下自动接通或切断某一油路。
顺序阀的结构和工作原理并不复杂，但却是液压系统中应用较为广泛的元件之一，正确选择、合理应用顺序阀，不仅可以满足液压系统不同应用场合的多种功能要求，而且还将使液压系统设计变得简单、可靠[3]。
1.2研究意义：本次毕业设计是机械设计制造及其自动化专业学生在完成《机械设计》、《液压与气压传动》等课程理论教学以后所进行的重要的实践教学环节。
本课题的学习目的在于学生综合使用《液压与气压传动》等专业课程的理论知识和生产实践知识，进行液压基本回路实验装置的设计，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。
通过该题目原理图的设计，可以使学生熟悉液压传动系统设计的一般程序，了解并掌握液压传动这门技术。
液控单向阀平衡回路以及单向节流阀平衡回路
来源：今日头条深圳澳托士液压。
一液控单向阀平衡回路
图3-26所示为采用液控单向阀平衡回路。
当电磁铁1YA通电使三位四通电磁换向阀1切换至左位时，液压源的压力油进人液压缸5上腔，并导通液控单向阀2，液压缸下腔的油液经节流阀4、液控单向阀z和换向阀i排回油箱，活塞向下运动。
当电磁铁1YA和2YA均断电使换向阀1处于中位时，液控单向阀迅速关闭，活塞立即停止运动。
当电磁铁2YA通电使换向阀1切换至右位时，压力油经阀1、阀2和普通单向阀3进入液压缸下腔，使活塞向上运动。
由于液控单向阀是锥面密封、泄漏量很小，故这种平衡回路的锁定性好，工作可靠。
节流阀4可以防止因液压缸活塞下降中超速或出现液控单向阀时开时关带来的振动。
二单向节流阀平衡回路
图3-27 (a)所示回路是用液压单向节流阀4和换向阀3组成的平衡回路。
W为液压缸5的外负载，三位四通手动换向阀3切换至左位时，回油路上的单向节流阀4处于调速状态。
适当调节阀4的开度，就可防止超速下降。
换向阀处于中位时，液压缸进出口被封死，活塞可停住。
但这种回路受载荷大小影响，使下降速度不稳定。
如将阀4用单向调速阀代替，效果明显提高。
这种平衡回路常用于对速度稳定性及锁紧要求不高、功率不大或功率虽然较大但工作不频繁的定量泵油路中，如货轮舱口盖的启闭、装载机的升降、电梯及升降平台的升降等液压系统中。
本科毕业设计（论文）通过答辩本科毕业设计(论文)题目：采用单向顺序阀的平衡回路实验装置设计系别：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：学生：学号：指导教师：2013年5月采用单向顺序阀的平衡回路实验装置设计摘要随着科学技术的不断发展，液压传动作为一种可以传递动力和控制的传动方式，已经日益广泛应用到医疗、科技、军事、工业自动化生产、起重、运输、矿山、建筑、航空等各个领域。
液压基本回路是液压传动系统的有机组成部分，它指的是能实现某种特定功能的液压元件的组合。
任何液压系统都是由一些基本回路组成的[1]。
本文对采用单向顺序阀的平衡回路实验装置的设计进行了详细的介绍。
首先，分析了平衡回路的原理，在此基础上，总结出此次设计采用单向顺序阀平衡回路的系统原理图；其次，根据液压传动相关理论进行数据计算，选择合适的液压元件，阐述了实验台、油箱、液压站动力装置的设计及管路与管接头的选择；最后，对本次设计的实验台装置进行性能验算，主要包括压力损失验算和系统温升校核。
进而完成整个实验装置的所有设计。
关键词：液压；液压基本回路；平衡回路；实验台Using a one-way valve sequence in balance circuit ofexperiment device designAbstractAlong with the science and technology development,the hydraulic transmission took as a way of that transmit the power and the control type of drive,already widely applied in medical,technical,the military,the industrial automation production,lifts heavy objects,the transportation,the mine,the building,the aviation and so on.The hydraulic pressure basic circuit is the hydraulic system organic constituent,and that is refers can realize some kind of stipulation function hydraulic pressure part combination.All of the hydraulic system is composed by some basic circuit.This article carried out a detailed analysis of the designation about using a one-way valve sequence in balance circuit of experiment device design.First of all,this paper analyzes the balance circuit theory,on this basis,summarized the using a one-way valve sequence in balance circuit schematic diagram;Secondly,according to the hydraulic transmission related theory for data calculation,select the appropriate hydraulic components.this paper expounds the laboratory furniture, fuel tanks, hydraulic station of power plant design and the selection of pipeline and pipe joint;Finally, on the design of experimental device for performance evaluation, mainly including the pressure loss calculation of the system check the system's temperature rise .Then I completed all of the experiment device design.Key Words：Hydraulic pressure；Hydraulic pressure basic circuit；balance circuit；laboratory stage目录1绪论 (1)1.1前言 (1)1.2题目背景 (1)1.3研究意义 (2)1.4国内外相关研究情况 (2)1.5本文主要研究内容 (3)2液压系统设计分析 (5)2.1液压系统的组成 (5)2.2液压系统设计的要求及步骤 (5)2.2.1液压系统设计要求 (5)2.2.2液压系统设计步骤 (5)2.3系统工况分析 (6)2.4系统方案确定 (6)2.5平衡回路实验装置功能原理设计 (7)2.5.1平衡回路概述 (7)2.5.2单向顺序阀平衡回路分析 (7)2.5.3单向顺序阀的平衡回路原理图拟定 (7)3 液压系统参数设计及元件选型 (9)3.1液压缸设计 (9)3.1.1液压缸工作压力 (9)3.1.2液压缸主要结构尺寸 (9)3.1.3 液压缸结构设计 (13)3.1.4液压缸所需流量计算 (15)3.2 控制元件的选型 (15)3.2.1各类阀规格型号 (15)3.2.2液压阀安装连接方式 (16)3.3 辅助元件选型 (16)3.3.1油管选用及计算 (16)3.3.2管接头 (17)3.3.3液压油 (18)3.3.4滤油器 (18)3.3.5空气滤清器 (18)3.3.6液位计 (18)4液压站设计 (19)4.1液压泵装置 (19)4.1.1液压泵安装方式 (19)4.1.2液压泵设计选型 (19)4.1.3驱动电机选型 (20)4.1.4电动机与液压泵联接方式 (20)4.1.5联轴器选型 (20)4.2油箱设计 (22)4.2.1油箱有效容积确定 (22)4.2.2油箱外形尺寸 (22)4.2.3油箱结构设计 (23)4.3液压控制装置 (24)5 实验台面板结构设计 (25)5.1概述 (25)5.2实验台组件设计 (25)5.3实验台面板结构设计 (25)5.3.1实验台面板结构 (25)5.3.2液压元件布局 (25)5.3.3确定油孔位置与尺寸 (26)5.3.4绘制实验台面板相关图 (26)6液压系统性能验算及组装调试与故障处理 (26)6.1压力损失验算 (27)6.1.1工作进给时进油路压力损失 (27)6.1.2工作进给时回油路压力损失 (28)6.2系统温升估算 (28)6.3液压系统安装 (30)6.3.1液压元件的检查 (30)6.3.2液压元件和管道的安装 (30)6.4液压系统调试 (31)6.5系统常见故障的诊断 (31)7 结论 (32)参考文献 (27)致谢 (34)毕业设计（论文）知识产权声明 (34)毕业设计（论文）独创性声明 (35)附录 (36)1 绪论1.1前言液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业、机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。
现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。
如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术[2]。
液压传动由于其具有传动功率大、易于实现无级调速等优点，使得其在各类机械设备中得到了广泛的应用。
本文首先概述了国内外液压技术的研究进展及研究现状，分析了课题的研究背景、阐述课题研究的意义和内容。
论文阐述了平衡回路实验装置的设计，主要对回路的工作原理、实验台结构组成、参数计算等方面做了详细的分析与研究。
通过查阅相关资料，应用相关公式，对液压元件、油箱等进行了选择，并完成液压站的设计，根据原理图以及各项参数来进行管路及管接头的选择，最终确定装置总的结构。
最后计算其性能的好坏并进行温升校核等各项指标。
1.2题目背景液压传动由于其具有传动功率大、易于实现无级调速等优点，使得其在各类机械设备中得到了广泛的应用。
液压传动与控制是现代机械工程的基础技术，由于其在功率质量比、无级调速、自动控制、过载保护等方面的独特技术优势，使其成为国民经济中各行业、各类机械装备实现机械传动与控制的重要技术手段。
特别是20世纪90年代以来，新兴产业不断涌现，并与现代电子与信息相结合，进一步刺激和推动了液压技术的发展，使其在国民经济各行业获得广泛应用。
液压传动技术应用领域几乎遍及国民经济各工业部门。
正确合理地设计和使用液压系统，对于提高各类液压机械设备及装置的工作品质和技术经济性能具有重要意义。
在整个液压系统中，液压基本回路起着至关重要的作用，决定着能否实现预期所需的要求。
因此，此次设计液压回路实验台装置供实验使用，对满足实验教学需要及熟悉液压基本回路进一步实现机电一体化有着非常重要的意义。
1.3研究意义本次毕业设计是机械设计制造及其自动化专业学生在完成《机械设计》、《液压与气压传动》等课程理论教学以后所进行的重要的实践教学环节。
本课题的学习目的在于学生综合使用《液压与气压传动》等专业课程的理论知识和生产实践知识，进行液压基本回路实验装置的设计，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展、为在将来选用和设计液压传动及进一步创新发展奠定基础。
通过该题目原理图的设计，可以使学生熟悉液压传动系统设计的一般程序，了解并掌握液压传动这门技术。
通过液压传动装置的设计，可以使学生掌握机械设计的一般程序和基本方法。
总之，通过本题目的设计，是对大家知识面的考核，并且可以使机械设计制造及其自动化专业的学生对四年所学课程得到一次较为全面的实践锻炼。
1.4国内外相关研究情况由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有了一定的提高。
尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求[3]。
