机电一体化系统设计第五章 洗衣机.ppt

10.06.2020,1,机电一体化设计实例分析洗衣机,10.06.2020,2,洗衣机设计的基础,洗衣机历史1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战有人发明了木制手摇洗衣机1880年，美国又出现了蒸气洗衣机1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机1922年迎来一种崭新的洗衣方式“搅拌式”10年之后，美国本德克斯航空公司研制成功第一台前装式滚筒洗衣机1955年，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机,10.06.2020,3,洗衣机设计的基础,洗衣机的工作原理洗衣机洗净衣物的过程实质上是在化学力和机械力的共同作用下，将衣物上的污垢从衣物表面及纤维孔隙中拉挤出来的过程通过水、洗涤剂和机械力三者的作用，降低、削弱和破坏了污垢与织物间所形成的表面附着、机械附着、分子间引力结合和化学结合,使垢脱离衣物，达到洗净的目的洗涤过程可表述为:(织物污垢)+洗涤剂织物+(污垢洗涤剂）,10.06.2020,4,洗衣机设计的基础,洗涤过程的三要素：洗涤剂活化作用一定温度的水吸收污垢的媒介作用机械力作用揉搓作用,10.06.2020,5,洗衣机设计的基础,洗衣时间和洗净度作用次数和洗净度,10.06.2020,6,洗衣机设计的基础,洗衣机设计的主要性能指标：按照相关国标进行设计和生产外观质量内在质量技术性能指标安全性能,10.06.2020,7,洗衣机设计的基础,洗衣机设计的主要技术性能指标洗净率：洗净率是指在标准使用状态下，洗衣机对衣物的洗净能力，通常用洗净比来表示。即在标准使用状态下，被测洗衣机的洗净率与参比洗衣机洗净率的比值.C=Dr/Ds漂洗性能：漂洗性能指洗衣机漂清衣物的能力。漂洗比是通过漂洗前后测定的洗涤液及漂洗液的电导率来确定:漂洗比=(A-B)/(A-C)K,10.06.2020,8,洗衣机设计的基础,洗衣机设计的主要性能指标脱水性能：脱水性能指脱水机或洗衣机的脱水装置，对漂洗后衣物内水分甩干的能力，双筒洗衣机的脱水率应大于50%.磨损率：洗衣机在洗涤过程中对衣物的磨损噪声：不大于75dB消耗功率：起动特性：洗衣机在电源电压达到额定值的85%时(即187V)，电动机及相应电器部件应能起动运转。电压波动特性：当电源电压在额定值上下波动10%.洗衣机应能无故障运转,10.06.2020,9,洗衣机设计的基础,主要安全性能指标温升：电动机绕组的温升不应大于75度，电磁阀和电磁铁线圈的温升不应大于80度。制动性能：迅速打开脱水筒外盖，脱水筒应在10秒之内完全停止转动。泄漏电流绝缘电阻电气强度接地电阻溢水绝缘性能淋水绝缘性能,10.06.2020,10,洗衣机设计的基础,洗衣机分类按自动化程度普通洗衣机：洗涤、漂洗、脱水各功能的操作均需用手动转换。半自动洗衣机：洗涤、漂洗、脱水各功能中任意两个功能的转换不用手动操作而能自动进行。它一般由洗衣和脱水两部分组成。全自动洗衣机：洗涤、漂洗和脱水各功能的转换不用手动操作而能自动进行，有的还具有烘干功能。,10.06.2020,11,洗衣机设计的基础,洗衣机分类按洗涤方式波轮式洗衣机：被洗涤衣物浸没在洗涤液中，依靠波轮连续转动或定时正反向转动的方式形成强烈的涡流进行洗涤。,10.06.2020,12,洗衣机设计的基础,洗衣机分类按洗涤方式滚筒式洗衣机:这种洗衣机的结构特点是有一个盛水的圆柱形外筒，外筒中有一个可旋转的内筒。内筒壁上开了许多规则排列的小孔，并有几条突出的肋。衣物投放在内筒中，内筒有规律地旋转。突出的肋将衣物带起到一定高度又将衣物抛落在洗涤液中，这样就在内筒中完成洗涤过程,10.06.2020,13,西门子超薄新款滚筒洗衣机,10.06.2020,14,洗衣机设计的基础,搅拌式洗衣机被洗衣物浸没于洗涤液中，依靠搅拌器往复运动的方式进行洗涤。其结构是在洗衣筒中央，竖直安装着搅拌器，搅拌器绕轴心在一定角度范围内正反摆动，搅动洗涤液和衣物，以达到洗净目的.,10.06.2020,15,洗衣机设计的基础,按结构形式单桶洗衣机；双桶式洗衣机；套筒式洗衣机,10.06.2020,16,洗衣机设计的基础,目前国际上三大洗涤方式,10.06.2020,17,洗衣机设计的基础,洗衣机代号含义,10.06.2020,18,洗衣机设计的基础,全自动洗衣机的设计理念了解洗涤过程洗涤漂洗脱水是全自动洗衣机的主要工作过程口进行所要设计洗衣机的功能分析，确定洗衣机的主要功能最后根据所确定的功能和所要达到的性能指标，进行完成该功能、达到该性能的机械结构设计和电控系统设计,10.06.2020,19,洗衣机设计的基础,10.06.2020,20,全自动洗衣机的基本结构设计,全自动洗衣机按基本结构，也可分为套筒式和滚筒式两大类;按控制方法，可分为电动程控器控制和电脑控制两大类。,10.06.2020,21,全自动波轮洗衣机结构设计,主要构造材料面架部分：洗衣机的第一表面,操作部分.外观造型的直接体现大多采用高强度的PP材料，部分需要喷漆的高档产品采用ABS材料。洗涤上盖组件，主要材料仍为PP、透明PPABS、钢化玻璃窗材材制成。控制板材料：主要材料仍为PP、ABS、亚克力面板（有机玻璃）制板制成。它们的优缺点分别如下：PP材料，韧性好，耐洗涤剂效果好，成本相对较低。缺点表面处理相对困难，较难进行丝印，表面喷漆等。表面耐磨性差。ABS材料，表面光洁度好、挺阔、表面处理容易，但脆性大，成本较对较高，耐洗涤剂效果差。亚克力面板，档次高，但成型困难（只能是平面的），成本高。,10.06.2020,22,全自动波轮洗衣机结构设计,箱体:洗衣机的支撑部分.洗衣机外形尺寸的直接体现,它的强度好坏直接影响洗衣机的振动噪音,包装性能等.主要由镀锌钢板，渗锌钢板、PCM钢板、塑料箱体四种材料。各自的优缺点：镀锌钢板、渗锌钢板、冷板等：要求表面喷涂，表面光洁度较好，焊接处理容易，要求内外表面处理，单台成本较低，但投入喷涂设备较大，人员投入大，对环保不利。不易改色等PCM面板：表面光洁度好，改色容易，但连接处理较难，要求铆接处理，分有铆钉和无铆钉连接。有铆钉材料成本高，无铆钉铆接设备投入较大，但工厂需要场地少。它们还有的主要优点是产品的防火性能好。塑料箱体：主要优点是永不生锈，投入相对较少，但塑料易老化，产品的防火性能差。塑料易发生开裂变形的情况易在洗衣机工作时产生共振，噪音变大。,10.06.2020,23,全自动波轮洗衣机结构设计,10.06.2020,24,全自动波轮洗衣机结构设计,波轮一般采用聚丙烯塑料或ABS塑料注塑成形,10.06.2020,25,全自动波轮洗衣机结构设计,洗涤部分,由内桶、外桶、波轮、循环水道等组成,传动部分,由电机、离合器、皮带及皮带轮组成。,支撑部分,由吊杆、外箱体、底脚和后盖等组成。,进、排水系统,进水管、进水管过滤器、进水电磁阀、洗涤剂盒、排水管、排水泵等,控制系统,电脑板、水位传感器、扭矩电机等,此外,还有加热装置和密封件等。,10.06.2020,26,全自动波轮洗衣机结构设计,洗涤脱水部分盛水桶洗涤脱水桶波轮,10.06.2020,27,全自动波轮洗衣机结构设计,10.06.2020,28,全自动波轮洗衣机结构设计,传动部分电动机离合器：目前波轮全自动洗衣机通常使用减速离合器,10.06.2020,29,全自动波轮洗衣机结构设计,10.06.2020,30,全自动波轮洗衣机结构设计,10.06.2020,31,全自动波轮洗衣机结构设计,支撑部分外箱体弹性支承结构：全自动洗衣机采用的一种弹性支承结构,10.06.2020,32,全自动波轮洗衣机结构设计,10.06.2020,33,全自动波轮洗衣机结构设计,进、排水系统：进、排水电磁阀，水位开关进水电磁阀进水阀由电磁线圈、可动铁心、橡皮膜、弹簧等组成,10.06.2020,34,全自动波轮洗衣机结构设计,进、排水系统水位开关：水位开关结构及水压传递系统如图所示。,10.06.2020,35,全自动波轮洗衣机结构设计,水位开关的动作示意图,10.06.2020,36,全自动波轮洗衣机结构设计,水位开关的电路连接,10.06.2020,37,全自动波轮洗衣机结构设计,排水电磁阀排水电磁阀由磁铁与排水阀组成,10.06.2020,38,全自动波轮洗衣机结构设计,10.06.2020,39,全自动波轮洗衣机结构设计,控制系统全自动洗衣机的电气控制系统主要包括程控器、安全开关及其他功能选择开关等,10.06.2020,40,全自动波轮洗衣机结构设计,全自动洗衣机控制系统框图,10.06.2020,41,全自动波轮洗衣机结构设计,辅件加热装置密封装置过滤装置,10.06.2020,42,全自动滚筒洗衣机结构设计,滚筒式全自动洗衣机可分为6个部分，即洗涤部分、传动部分、操作部分、支承部分、电气部分和给排水部分。,10.06.2020,43,全自动滚筒洗衣机结构设计,10.06.2020,44,全自动滚筒洗衣机结构设计,洗涤部分洗涤部分主要由内简(滚筒)、外筒(盛水筒)转轴、轴承等组成。前端有圆口，是取放衣物口.后端面有又形架。内筒的叉形架、轴套被铸成一体，然后用螺栓固定于内筒后端面上。,10.06.2020,45,全自动滚筒洗衣机结构设计,滚筒洗衣机外筒结构,10.06.2020,46,全自动滚筒洗衣机结构设计,支承部分滚简式洗衣机外筒的挂簧支架址联接四个吊簧，将外简吊挂于外壳上。外筒的下部还安装有两个减震支承装置。,10.06.2020,47,全自动滚筒洗衣机结构设计,传动部分滚简式全白动洗衣机的传动部分由双速单相电动机、大小带轮、传动V带等组成电动机有低速(450r/min)和高速(2800r/min)两种转速。洗涤时电动机低速运行，脱水时电动机高速运行。,10.06.2020,48,全自动滚筒洗衣机结构设计,传动机构图,10.06.2020,49,全自动滚筒洗衣机结构设计,操作部分滚筒式全自动洗衣机操作部分，主要由操作面板上的各手动按钮和旋钮以及前门结构组成,10.06