机器中的传动部分是机器的基本组成部分，机械传动系统的优劣直接影响着机器性能的发挥。各种机械在工作过程中所产生的振动可使它们的动态性能恶化，导致传动精度降低甚至造成机械零件的早期失效。同时，由于机械振动所产生的噪音，影响环境、损害健康。双桶洗衣机目前仍以其高洗净度、省时、省水、省电等优势占据着很大的市场份额。但长期以来减速器异声问题一直是个悬而未决的问题。究其原因主要是塑料齿轮及其他构件的制造精度低引起的传动不平稳造成。均载机构的提出就是为了补偿齿轮及构件的制造误差，从而均匀的分担载荷。
2合理的均载措施
载荷分布不均的原因主要是制造误差和装配误差，这种误差可分为两类：一类是齿轮的偏心及安装孔的位置误差，主要包括太阳轮的偏心，星轮的偏心及星轮轴孔的位置误差；另一类是轮齿的加工误差，主要包括基节偏差、齿形误差、齿向误差等。基于此，减速器主要采用以下均载措施：
（1）采用合理的均载结构，补偿制造误差对载荷分配不均的影响。
（2）装配中确保同时啮合性，即各行星轮同时与太阳轮啮合，保证各法向啮合力相等。
（3）采用合理的制造精度，以此来降低制造误差对载荷不均的影响。
3行星轮系减速器的均载结构
3．1合理的均载结构
通常均载结构有3种类型：基本构件浮动的均载结构、弹性元件的均载结构、杠杆联动均载结构。为减少悬臂力矩，轴向尺寸应尽可能短，因而减速器通常采用轴向尺寸小、结构简单的基本构件浮动的均载结构——太阳轮浮动。该均载结构的主要优点如下：
（1）均载效果好。太阳轮浮动，由几个均布行星轮自动定心，达到行星轮间载荷均分，且太阳轮重量轻，浮动灵敏，能更好地补偿制造误差，均衡载荷。
（2）工艺性和经济性良好。结构简单，紧凑，不需要增加零件。尺寸小，重量轻，对构件无过高地要求。易于制造，成本低，且省去了高速轴承，提高了运行可靠性。
3．2构件浮动的补偿作用
合理的均载结构应最大限度地补偿制造误差、安装等误差造成的载荷分配不均。使太阳轮允许的浮动量满足各误差引起的太阳轮的位移要求。
3．3弹性元件的补偿作用
利用弹性器件或构件的弹性变形来达到均载的目的，这种方法同样适合于波轮式洗衣机所用的塑料行星齿轮减速器选用。
4均载的工艺保证
为了实现均载，必须使用行星轮分别与输入、输出齿轮良好的啮合，故对行星轮的加工和装配提出较高的要求。必须采取有效的工艺措施，保证齿轮的加工、装配要求，保证中间齿轮分别与输入齿轮、输出齿轮的更好啮合。
5结束语
从以上分析可知，行星轮传动减速器的均载措施可选择：①构件浮动；②采用弹性变形结构；③齿轮的油膜浮动等措施，达到均载要求，使行星轮系的优越性得到充分的发挥。在此均载理论的指导下，对长风牌洗衣机所用的减速器采取了以上述均载措施，效果显著。均载前由于减速器齿轮的内齿面磨损，经常造成减速器报废甚至引起整机返修，其报废率达到2％～3％，按年产量10万台，单台成本15元，给企业造成的经济损失达30多万元，采用均载措施后不再有此类问题发生，从而产生可观的经济效益。
参考文献
［1］徐灏，邱宣怀，蔡春源，汪恺，余俊．机械设计手册．机械工业出版社，1998．3第三卷，24—39～49
［2］焦建宁．行星齿轮传动的均载．家用电器科技．2000．5．78～79
［3］莫爱贵．行星减速器齿轮系均载及工艺分析．机床与液压．2002．N0．2．176～177
［4］雷先明．高速星形减速器齿轮系均载分析．机械．2000．N0．27．6．8～9
作者简介：
鲜淑兰，女，1970年7月16日出生。1995年6月毕业于天津轻工业学院，2006年获得西安电子科技大学工程硕士，长风信息集团，工程师。主持和参与多款洗衣机的开发，其中XPB66—11S、XPB58—12S、XPB56—15S洗衣机曾获得甘肃省优秀新产品奖。现为洗衣机开发室主任，从事该系列产品的开发，今后将在本职工作范围内取得更好的成绩。通讯地址：兰州市53号信箱215分箱；邮编：730070；电话：13893133223；E—mail：XSL199l@163．com。
刘公衍，男，1960年10月22日出生。1982年7月毕业于西北电讯工程学院，学士，长风信息集团副总经理，总质量师，高级工程师。曾任长风信息集团洗衣机分厂副厂长、塑压分厂厂长、生产部部长、民品研究所所长、副总工程师、总质量师等职。现为甘肃省机械工程学会理事，甘肃省消费者协会理事，甘肃省质量协会理事。长期从事洗衣机开发工作，其中XPB45—8S、XPB50—8S、XPB66—11S、XPB58—12S、XPB56—15S洗衣机曾获得甘肃省优秀新产品奖、陇货精品奖。通讯地址：兰州市53号信箱101分箱；邮编：730070；电话：0931—7993480；E—mail：GSCFLGY@126．com。
如何将液体静压支撑系统产业化
陈海霞
（甘肃省天水星火机床有限责任公司 天水 741024）
摘要：机床和机械设备朝着高效率、高精度、节能、环保方向发展，对机床和机械设备中的运动支承也提出了更高的要求。静压技术由于它具有传动效率高、支承刚度大、精度保持性好、抗振动及使用寿命长等特点，因而在机械制造和仪器制造等领域得到较快的发展和应用，特别是在机床制造业中，其应用效果更为突出。利用静压技术达到悬浮支承的目的是现行机床和机械设备惯用的手段。液体静压支承是由支承件（如轴承、导轨等）、压力补偿元件（如节流器、定量阀等）和供油系统所组成的，如何将其产业化，是对改进机床产品的品种和质量的关键之一，也能够应用新技术进行创新。由于静压轴承的寿命长，只要使用合理，可提高设备利用率和降低维修费用，从整体来看是实现增产节约提高机床精度的有效手段。
关键词：液体静压技术 产业化
1项目的背景与历史
运动支撑是机床和机械设备中不可缺少的重要组成部分。随着科学技术的进步，机床和机械设备朝着高效率、高精度、节能、环保方向发展，对机床和机械设备中的运动支撑也提出了更高的要求。目前，运动支撑主要分主动支撑和被动支撑，或者说接触支撑和悬浮支撑，被动支撑属于接触支撑，有滚动支撑和滑动支撑两大类，是靠加工来保证支撑精度，因其在有间隙的情况下才能达到运动支撑，运动精度越高，接触间隙越小，摩擦阻力越大，拖动功率也越大，这也是被动支撑的缺陷；主动支撑属于悬浮支撑，又分为液体悬浮支撑、气体悬浮支撑、磁悬浮支撑，此类支撑是靠油液或空气作为支撑介质的，所以有很小的摩擦阻力（是接触支撑的1／1000），其支撑刚度不是靠加工精度保证，而是通过闭环补偿来提高支撑刚度，也就是说在有间隙支撑的情况下，通过补偿达到微间隙或者零间隙，有很高的支撑精度，因有很小的摩擦阻力，此类支撑的机床和机械设备可大大节约拖动功率，减少能量损失。利用液体静压支撑技术达到悬浮支撑的目的是现行机床和机械设备惯用的手段。
液体静压支撑技术是近年来发展较快的一项新技术。由于它所支撑的传动系统具有效率高、支撑刚度大、精度保持性好、抗振动及使用寿命长等特点，因而在机械制造和仪器制造等领域得到较快的发展和应用，特别是在机床制造业中，其应用效果更为突出。近二十年来，被广泛运用于各种机械、仪器和军事装备上，成为一种重要的运动支撑形式。特别是在高精度、高效率和自动化机床上，应用更为广泛。
随着国家经济的发展，在“十一五”规划中提出了科教兴国，振兴装备业。机床制造业形成了前所未有的发展强势，机床朝着数字化、自动化、高精度、高效率的方向发展，对机床的结构提出了更高的要求。液体静压支撑以其独特的优点在机床上大量推广，作为液体静压支撑的基础部件：反馈元件——小孔节流反馈件、滑阀节流反馈件、薄膜节流反馈件、扭板节流反馈件、摆板节流反馈件、翘板节流反馈件、供油装置等在液体静压支撑系统上是不可缺少的部分，由于历史的原因，到目前为止，国内还没有一个专业生产厂家。多年来其基础件都由各个企业自行设计制造，走的是一条边研究边生产应用的探索路。没有形成标准化、产业化，因各个企业设计制造水平不一，产品质量达不到要求，这就限制了液体静压技术的推广应用、限制了机床行业的创新之路。由于静压技术的应用日益广泛，静压基础元件的系列化及静压支撑部件的规格化，是当前静压技术发展要攻克的课题。因为，静压轴承的系列化可以弥补滚动轴承的不足，以适应重载高速、高支撑精度、向抗震性能和长使用寿命的需要。而在系列化和规格化中，必须用优化设计方法确定出静压元件的尺寸结构参数，以适应各种实际需要。
1．1支撑和传动是机床及其他机械的重要零件。它们直接影响整机的质量指标
1．1．1对于支撑的需求（特别是高精度、高效率机床及其他精密设备），通常是支撑刚度高。摩擦小，发热少，传动效率和精度高，精度保持性好，支撑刚度对于转速变化不敏感以及抗震性能好，等等
以轴承为例，目前在生产中所应用的主要有：滚动轴承，动压轴承和液体静压轴承。滚动轴承的特点是已标准化和系列化，形式多样，选用方便，互换性能好，它属于滚动摩擦，因而效率较高，启动阻力小。此外，它的维护比较简单。其缺点是抗震性差，在使用一段时间后，会由于磨损而造成精度下降，尤其是在高速重载的条件下，其精度保持性较差，不能适应高效率、高精度机床以及其他重型机械的要求；动压轴承在机床（特别是磨床）应用较多。它主要是靠轴颈与轴承之间一定的相对运动，利用油膜的楔形原理使轴颈与轴承之间的润滑油产生承载油膜，来实现液体摩擦的。由于其工作时轴颈与轴承被压力油膜隔开，所以摩擦阻力小，抗震性能好，支撑刚度也较高。但是，由于动压轴承的油膜形成和承载能力（油膜压力）与轴径和轴承之间的相对运动速度的关系较大，因此当相对运动速度不足时（如启动、停车过程，或在载荷大而转速低的情况下），便不能形成油膜，实现不了液体摩擦，而是处于半液体摩擦状态，这就造成了较大的摩擦阻力和磨损。这个问题对于重型设备尤为严重；液体静压轴承是借助一套液压系统供给的压力油，经过压力补偿元件（节流器或定量阀等），进入轴承油腔中，把轴浮在轴承中间，使之处于液体摩擦状态的一种支撑。它的特点是：由于轴颈的浮起是依靠外来的压力油支撑的，油腔的压力始终保持相对恒定的值，因此在各种相对运动速度下（包括静止），都有很高的承载能力。轴颈与轴承间存在压力油膜，摩擦阻力很小。油膜的支撑刚度高，抗震性好。旋转精度稳定，精度保持性好。使用寿命长，对于经常启动、停止以及正反向转动的轴尤为显著。对轴承材料要求不高。适用范围广，轻载、重载、低速、高速均可。使用寿命长。
但是，液体静压轴承需要一套压力稳定，过滤严格的供油系统，其结构较复杂，故初次成本较高。不过，由于静压轴承的寿命长，只要使用合理，可以几年不进行维修从而可提高设备利用率和降低维修费用，所以从整体来看是实现增产节约的有效手段。
1．1．2液体静压支撑是由支撑件（如轴承、导轨等）、压力补偿元件（如节流器、定量阀等）和供油系统所组成的
支撑件的表面形状取决于被支撑件的几何形状，比如止推轴承和导轨支座是平支撑面，径向轴承是圆柱形支撑面，丝杠蜗轮及蜗杆齿条是螺旋支撑面。但是，一般设计时都作为平面来考虑，这不仅可大大简化计算方法，而且实践证明也是可行的。
液体静压支撑通常是多油腔的，其油腔数目由使用性能和结构条件而定。例如，径向轴承大多具有四个油腔，也有三个或六个油腔的。对于有周向回油槽的静压轴承，各个油腔的压力油是互不流通，彼此独立的。因此，在设计时，可先对单个油腔进行分析计算，在此基础上再解决多油腔支撑的计算问题。如果静压轴承的各个油腔之间没有回油槽相隔时，高压油腔的油液便会流到低压油腔中去，这种现象被称为“内流”。这时，在设计计算中，必须把轴承作为一个整体来考虑。
（1）液体静压支撑同其他类型的支撑一样，最主要的两项性能指标是承载能力和支撑刚度
所谓承载能力，是指在一定油膜厚度下所能承受的载荷，而这个油膜厚度必须使支撑件和被支撑件之间处于液体摩擦状态：所谓支撑刚度（或称油膜刚度），是指油膜抵抗载荷变化的能力（如当载荷有增减时，而油膜厚度则变化很小，即说明油膜刚度大）。