液压起重机中的平衡阀及故障分析3篇

液压是机械行业、机电行业的一个名词。液压可以用动力传动方式，成为液

压传动。今天为大家精心准备了液压起重机中的平衡阀及故障分析3篇，希望对

大家有所帮助！

液压起重机中的平衡阀及故障分析1篇

浙江省特种设备科学研究院浙江省杭州市 310020

摘要：随着经济的高速发展，国家基础建设的规模越来越大，需要吊运物品

的质量、体积和起升高度都越来越大。在起重机的市场保有量逐年上升的同时，

客户对机器的操控性要求越来越高。重物的平稳提升与下放是起重机操控性的一

个非常关键的指标，所以通过掌握液压平衡阀的平衡原理来提升产品的品质是非

常重要的。

关键词：汽车起重机；平衡阀；故障；解决方案

1提升平衡阀的液压原理分析

当马达做上升动作时，压力油从A口进入，经过独立的进油单向阀后进入B 口。

马达做下降动作：先导口压力p启=0时，平衡阀锥阀密封关闭。先导口压力

p启≠0时，平衡阀主阀芯产生位移。

F：弹簧力；f：缝隙缓冲阻力。

令主阀芯的位移y，当0

阀芯右移，推动缝隙缓冲阻尼装置右移，容腔被压缩，油液经小孔流入A口，此时的缝隙缓冲阻尼装置不起作用。

此时由于滑阀未打开，阻尼M1、M3、锥阀液阻很大将流量限制得很小，不需要缝隙缓冲阻尼装置，缝隙缓冲阻力f很小。

当y>x时，滑阀密封被打开。此时压力油从B口经滑阀、锥阀进入A口。

当滑阀被打开，流量瞬间变大，同时缝隙缓冲阻尼装置上的小孔随即进入到配合间隙中，缝隙缓冲阻尼装置开启起缓冲作用。阀芯右移，推动缝隙缓冲阻尼装置右移，容腔被压缩，油液经小孔、配合缝隙流入A口，此时的缝隙缓冲阻尼装置起作用，缝隙缓冲阻力f很大。

卸掉先导压力p启时，主阀芯在弹簧力的作用下向做移动，单向阀DLS被打开，A口液压油进入缝隙缓冲阻尼的容腔中。

马达下降口供油，油液经阻尼N1、N3、单向阀到达A口，N1与N3组成一个液压半桥。

(3)在载荷G的波动值相同的情况下，A波动越大→加减速越明显→p下、p 启、F弹波动越明显→A波动越大。

所以可以通过提高n、F弹来提升平衡阀的稳定性。同时n、F弹的升高都会引起p下的升高，进而增加了能耗。

2平衡阀常见故障

在起重机械中，采用吊钩升降的方式最多，这里以控制升降的卷扬平衡阀为例分析平衡阀常见的故障现象，其它平衡阀故障现象类似。由卷扬平衡阀引起的故障包括：落钩动作滞后、溜钩、落钩抖动、落钩启动冲击等。

落钩滞后的故障现象为：当扳动操控手柄后，过了较长时间，执行机构才开始动作；溜钩的故障现象为：吊起重物停止后，重物又慢慢的往下落；落钩抖动

的故障现象是：落钩过程中，重物持续的抖动；落钩启动冲击的故障现象为：落

钩开始瞬间，重物会失速下坠一下。

3各种故障的原因及解决方案

3.1落钩滞后

控制压力PiL开始建立压力至平衡阀开始产生流量之间的时间△T1规定为滞

后时间。△T1的时间超过0.5s时，就可认为产生了滞后。

落钩滞后主要是由平衡阀前的阻尼产生的，这个阻尼用来抑制平衡阀阀芯的

波动。但当温度较低时，因液压油流动较缓慢，这个阻尼会对阀芯开启产生滞后。为了解决上述问题，可以采用快速响应的功能。在油路上与阻尼并联接入一个液

控阀，当PiL口开始见压时，首先通过液控阀迅速打开平衡阀阀芯，平衡阀正常

工作。当压力达到一定的值时，压力油控制液控阀的下位(有单向阀)接通，液控

阀关闭，压力油通过阻尼流入平衡阀，这样能够有效减少△T1的时间。

3.2溜钩

正常情况下，马达停止后，吊起的重物应该保持在原有位置而不下落。但是

如果平衡阀泄露量比较大，同时配套的主阀采用中位节流机能，在重物重力的作

用下，就会在平衡阀与主阀之间的A口处产生压力，油液按照空心箭头所示流动，顶开平衡阀上的梭阀，流向制动器，使得制动器保持打开状态，从而使重物又慢

慢往下落。改进油路设计，制动器的压力单独控制，不从平衡阀的梭阀口引出，

则平衡阀A口的压力对制动器没有影响，就不会导致溜沟。

3.3落钩抖动

平衡阀打开瞬间，马达出口B的压力(用代号PB表示，下同)突然下降，马达进口X的压力(用代号PX表示，下同)延迟7ms左右跟随着下降，PX下降导致平

衡阀关闭。平衡阀关闭后，马达出口压力PB开始上升，马达进口压力PX跟随着

上升，使得平衡阀阀芯又开启。由于系统持续供油，平衡阀按上述过程不断循环，直到马达出口压力PB波动的最小压力大于平衡阀的开启压力，平衡阀阀芯振动才会停止。

从上述可知，平衡阀开启的时候，马达进口和出口的压力波动使得平衡阀反

复开闭，导致了落钩反复抖动。为了减小压力波动，只有减少马达进口压力PX的波动对平衡阀阀芯的影响，最有效果的是加强控制平衡阀阀芯开启的阻尼来抑制

压力PX的波动。例如原来为0.8mm的阻尼孔，可减小到0.5mm。

3.4落钩启动冲击

由于控制平衡阀阀芯开启的阻尼非常小，泵产生的压力油从阻尼进入并推动

阀芯开启过程比较慢，马达进油压力PX迅速上升，直到平衡阀的阀芯开到一定的程度，落钩才开始启动，进油压力PX瞬间从峰值下降。此时，在落钩启动的瞬间，存在压力冲击，使得重物会失速下坠一下。

为了消除压力冲击，在操控重物下落侧C点增加二次溢流阀。当进油压力PX

迅速增大，达到溢流阀的设定压力时，系统卸压，从而防止进油压力瞬间出现峰

值而冲得很高，进而能够有效消除压力冲击。

结论

本文针对起重机的落钩动作滞后、溜钩、落钩抖动、落钩启动冲击分别分析

了解决措施：(1)通过平衡阀快速响应功能的设计，能够有效消除起重机落钩滞后的故障，特别是在低温的情况下，效果最明显；(2)通过制动器压力独立控制的方