全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)說明書

1、1引言本篇設(shè)計(jì)說明書針對(duì)全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)的基本整體結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)部分、控制部分進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算說明，并結(jié)合數(shù)據(jù)繪制三維裝配圖。采用PLC為基礎(chǔ)的主控制電路編制程序。該設(shè)計(jì)包括全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)的PLC控制，主要介紹了全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，控制系統(tǒng)的PLC的選型和資源的配置，控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試，控制系統(tǒng)PLC程序。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括帶輪的設(shè)計(jì)，滾筒軸系的設(shè)計(jì)，V帶的設(shè)計(jì)。 2.全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 2.1滾筒洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)滾筒洗衣機(jī)種類很多，但是通常情況下其大致結(jié)構(gòu)可分為四部分：外觀支撐部分、給水排水部分、傳動(dòng)部分、電氣控制和操作系統(tǒng)部分。外觀支撐部分主要是滾筒洗衣機(jī)的外形框架，給

2、水排水部分主要指洗衣機(jī)的給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)，傳動(dòng)部分主要指洗衣機(jī)的帶傳動(dòng)及滾筒輪系的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，電氣控制部分主要指洗衣機(jī)依靠各種電器元件及控制器實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制部分。個(gè)部分具體組成如下：（1） 外觀部分包括：箱體、后蓋、過濾器門、底板等（2） 給水排水部分包括：進(jìn)水管、排水管、儲(chǔ)水槽、電磁閥、洗滌劑回收槽等（3） 傳動(dòng)部分包括：多頻電機(jī)、V帶、大小帶輪、滾筒軸系等（4） 控制部分包括：電腦版、電子模塊、電磁閥、程控器、溫控器、水位壓力開關(guān)、水加熱管、恒溫器、電容、定時(shí)器等（5） 操作部分包括：操作面板、程序標(biāo)牌、琴鍵開關(guān)、琴鍵按鈕、調(diào)溫器旋鈕、程控器旋鈕、指示燈等 2.2滾筒洗衣機(jī)各部分的設(shè)計(jì)方案

3、 2.2.1主體部分洗滌部分主要由內(nèi)筒（不銹鋼滾筒）、外筒（盛洗滌液用，又稱盛水桶）、內(nèi)筒叉形架、轉(zhuǎn)軸、外筒叉形架、滾動(dòng)軸承等組成。（1） 內(nèi)筒及內(nèi)筒叉形架內(nèi)筒又稱滾筒。滾筒是滾筒式洗衣機(jī)對(duì)衣物進(jìn)行洗滌，洗滌效果有著直接關(guān)系。內(nèi)筒用厚度為2-3毫米的拋光不銹鋼板卷制而成的。有直徑為3.5-5毫米的圓孔，孔與孔之間的距離大約為15-20毫米。圓孔自內(nèi)向外沖刷，翻邊向外，內(nèi)壁光滑，以防洗滌時(shí)刮傷衣物。在滾筒內(nèi)壁沿軸向有三條凸筋，這三條凸筋在洗滌過程中起舉升織物的作用。凸筋的高度一般在85-95毫米，橫斷面為等邊三角形。內(nèi)筒叉形架是用鋁合金壓鑄而成的，在壓鑄過程中主軸和軸襯套被壓鑄在叉形架上成為一體

4、，然后與內(nèi)筒固定在一起，支撐內(nèi)筒與外筒配合完成洗滌工作。（2） 外筒及外筒叉形架外筒也成盛水筒，一方面盛放洗滌液，另一方面對(duì)多速電機(jī)、加熱器、溫度控制器、配重塊等部件起支撐作用。外筒叉形架由鋁合金壓鑄而成，用來支撐外筒。外筒叉形架內(nèi)裝有兩個(gè)軸承，用密封圈把外筒及內(nèi)筒轉(zhuǎn)軸聯(lián)接起來，使內(nèi)外筒連成一體。2.2.2支撐部分 支撐部分是由四個(gè)拉伸彈簧、彈性支撐減震器、外箱體及四個(gè)底角等組成。外筒使用整體吊裝形式，上蓋由四個(gè)拉伸彈簧將外筒吊裝在外箱體的四個(gè)頂角上，使洗衣機(jī)在工作時(shí)有較好的隨機(jī)性。外筒底部由兩支彈性支撐減震器，支撐在外箱體底部，與四個(gè)拉伸彈簧一起將外筒和外箱體連接在一起。洗衣機(jī)工作時(shí)，尤其是

5、脫水時(shí)候，產(chǎn)生的震動(dòng)將通過彈簧和阻尼片衰減，使洗衣機(jī)在工作時(shí)有足夠的穩(wěn)定性。外箱體是采用優(yōu)質(zhì)鋼板沖壓成型后鉚、焊而成。外箱體底部有四個(gè)底腳可以調(diào)整，使整個(gè)洗衣機(jī)有良好的穩(wěn)定性。2.2.3給排水系統(tǒng)（1）進(jìn)水管是由兩端帶有緊固螺紋管接頭的橡膠管制成，耐腐蝕，耐老化，耐高壓。一端與洗衣機(jī)的進(jìn)水電磁閥連接，另一端與自來水籠頭連接。內(nèi)進(jìn)水管，是連接電磁閥與洗滌劑的進(jìn)水通道，用普通橡膠制成?；匦M(jìn)水管，是連接洗滌劑盒出水口與盛水筒進(jìn)水口的橡膠管，用耐酸堿橡膠制成，自來水由該管道進(jìn)入成水系統(tǒng)。（2）進(jìn)水電磁閥在自動(dòng)洗衣機(jī)中，進(jìn)水電磁閥起著控制水源開關(guān)的作用。因自來水本身有一定的壓力，所以，洗衣機(jī)所使用的進(jìn)

6、水閥一般為動(dòng)作式無填料導(dǎo)閥。當(dāng)電磁閥斷電后閥芯不動(dòng)作，水便被控制住了。2.2.4傳動(dòng)部分滾筒洗衣機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、電容、皮帶輪及傳動(dòng)帶等組成 。目前的洗衣機(jī)，使用多頻電機(jī)為主要驅(qū)動(dòng)力，通過控制器實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)系統(tǒng)中使用V帶傳動(dòng)。大小皮帶輪均采用鋁壓鑄件，這種材料強(qiáng)度大，重量輕，使用壽命長(zhǎng)。電動(dòng)機(jī)通過小皮帶輪帶動(dòng)大皮帶輪及內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)。2.2.5控制系統(tǒng)滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)包括程序控制器、水位控制器、水溫控制器和門開關(guān)等。洗衣機(jī)的整個(gè)工作過程的控制，是由程序控制器來控制實(shí)現(xiàn)的。洗衣機(jī)的控制可分為時(shí)間控制和條件控制兩部分。時(shí)間控制是指內(nèi)筒每次正反轉(zhuǎn)洗滌、排水、進(jìn)水、加溫、脫水、結(jié)束

7、等程序的編排和時(shí)間的控制。條件控制是指根據(jù)洗衣機(jī)所處的工作狀態(tài)，例如:注水時(shí)水位不到額定水位，條件不具備，水位開關(guān)不動(dòng)作，加熱時(shí)，洗滌液達(dá)不到所設(shè)定的額定值，溫度條件不具備。溫度控制器不動(dòng)作。則洗衣機(jī)不能進(jìn)入下一程序。2.2.6操作系統(tǒng)程控器旋鈕是用來操作程控器的。通過對(duì)程控器和操作來實(shí)現(xiàn)進(jìn)排水、洗滌、脫水、烘干、結(jié)束報(bào)警等程序。調(diào)溫器旋鈕是用來操縱調(diào)溫器的。通過對(duì)調(diào)溫器的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)洗滌液的加熱，調(diào)節(jié)洗滌溫度。3.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1電機(jī)選擇及電機(jī)參數(shù)電機(jī)型號(hào)：YVP801-4額定功率：550W額定電流：1.8A額定電壓：220V額定轉(zhuǎn)速：1420r/min額定頻率：50HZ絕緣等級(jí)：E級(jí) 3

8、.2洗衣機(jī)V帶設(shè)計(jì) 3.2.1V帶結(jié)構(gòu)洗衣機(jī)V帶由包布、頂膠、線繩、底膠組成，如下圖所示3.2.2V帶型號(hào)按截面尺寸分，可分為M、Z、SPZ、A四種3.2.3常見V帶尺寸如下表3.2.4V帶設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中方案8，可初選電動(dòng)機(jī)功率為P=180W，洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min，脫水轉(zhuǎn)速800r/min，則總傳動(dòng)比i=1.7計(jì)算功率由于載荷變動(dòng)微小，因此取工作情況系數(shù)=0.18KW (=1)帶型的選擇根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速為1370r/min，以及小帶輪的安裝尺寸的大概范圍選取V帶Z型帶輪的基準(zhǔn)直徑和初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑=55mm，大于V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑=50mm，從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑=i=1.7x5

9、5=93.5mm，圓整為=94mm驗(yàn)證V帶輪速度V=3.95m/s普通V帶的最大帶速=2530m/s，故滿足要求。中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度0.7（+）2（+）104.3mm298mm根據(jù)洗衣機(jī)桶體的安裝尺寸，取=140mm,基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2+（+）+=280+233.93+2.72=516.65mm查表8-2和516.65mm相近的標(biāo)準(zhǔn)帶的長(zhǎng)度為530mm，則實(shí)際中心距a+=140+147mm （=0.94）在安裝時(shí)，在結(jié)構(gòu)上保持V型帶有一定的張緊力，安裝中心距會(huì)略有所變化。主動(dòng)輪上的包角=-=-=V帶的根數(shù)長(zhǎng)度系數(shù)、包角系數(shù)、單根V帶基本額定功率、單根V帶額定功率增量，查表可得： Z= = =1

10、.11所以取Z=1 V帶的預(yù)緊力V帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，查表可得，單根V帶所需的預(yù)緊力為 = 2.4.9 V帶傳動(dòng)作用在軸上的力 圓周力 緊邊拉力 松邊拉力= 3.3計(jì)算各軸的功率3.4計(jì)算軸扭矩及軸的最小直徑滾筒軸系上的扭矩 滾筒軸系所受的切向力 根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度可得=，確定軸的最小直徑，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得，圓整并增加直徑后，取10mm軸系如上圖所示，經(jīng)校核，符合要求。帶輪零件圖：3.5.三維部分裝配圖滾筒電機(jī)和小帶輪外筒及大帶輪Y型支架4. 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1主控電路設(shè)計(jì)洗滌電動(dòng)機(jī)電路工作原理如圖所示，接通電源，當(dāng)開關(guān) S 的 1 與 2 觸點(diǎn)接 通時(shí)，由于電容器 C 的作用，是通過副繞組的電流超前主

11、繞組 90 度相位差，形成兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)開關(guān)的 S 的 1 與 3 觸點(diǎn)接通時(shí)，由于電容器 C 的作用，是通過主繞組的電流超前副繞組 90 度相位差，這時(shí)所形成的兩相 磁場(chǎng)與上述磁場(chǎng)方向相反，電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)開關(guān) S 的 1 端既不與 2 接通，也不與 3 接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒電而停轉(zhuǎn)。如果 1 與 2、3 不斷交替接通，則電動(dòng)機(jī)便 一會(huì)正轉(zhuǎn)，一會(huì)反轉(zhuǎn)，這就是洗滌電動(dòng)機(jī)正、反向旋轉(zhuǎn)的工作原理。4.2PLC外部接線圖4.3元器件的選擇程序控制器程序控制器相關(guān)簡(jiǎn)稱為程控器，它可分為機(jī)械式程控器，機(jī)電混合式程控器和全電腦控器程控器三類。機(jī)械式程控器是由一只5W，16極永磁單相罩極同步

12、電機(jī)TM為動(dòng)力，通過齒輪減速機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)一根快軸和一根慢軸運(yùn)轉(zhuǎn)，快軸和慢軸上均有若干個(gè)凸輪，凸輪在旋轉(zhuǎn)過程中控制觸點(diǎn)開關(guān)中間簧片動(dòng)作，進(jìn)而控制簧片是的觸點(diǎn)閉合和斷開。程控器每跳動(dòng)一格，所有的觸點(diǎn)變化一次，程控器所有觸點(diǎn)的變化組合控制著洗衣機(jī)完成工作過程。如：XQG50-6006，XQG60-8006等。程控器代碼為“ T ”。機(jī)電混合式程控器也是采用同步電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制大電流器件工作，同時(shí)，采用單片機(jī)對(duì)電機(jī)及其它外圍器件進(jìn)行控制，完成洗衣機(jī)工作過程。如：XQG50-6010，XQG60-8010。全電腦控制程控器是采用單片機(jī)對(duì)系統(tǒng)所有器件進(jìn)行控制，同時(shí)用數(shù)碼管或其它顯示器件顯示所有洗衣機(jī)運(yùn)行過

13、程中的相關(guān)信息，具有直觀、美觀，操作方便的特點(diǎn)。如：XQG50-1208，XQG50-1210，XQG50-1212等。進(jìn)水閥進(jìn)水閥是由電磁線圈、殼體、閥芯及安裝板組成。當(dāng)電磁線圈上加上220V，50Hz電壓時(shí)，其周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，從而牽引閥芯動(dòng)作，打開閥門，開始進(jìn)水；當(dāng)線圈上沒有電壓時(shí)，閥芯會(huì)在彈簧的作用下，將閥門關(guān)上，停止進(jìn)水。進(jìn)水閥有單頭、雙頭和多頭之分。單頭進(jìn)水閥用于普通滾筒洗衣機(jī)，如XQG50-6006，XQG60-8006等；雙頭進(jìn)水閥用于具有烘干功能（一只閥上帶有限流器，用來控投影烘干進(jìn)水）或采用電子配水的滾筒洗衣機(jī)如：XQG50-6010，XQG50-1208，XQG50-121

14、0，XQG50-1212，XQG60-8010等；多頭電磁閥主要用于帶有熱水進(jìn)水的、具有烘干功能或采用電子配水的滾筒洗衣機(jī)。水位開關(guān)水位開關(guān)分為兩種：機(jī)械式水位開關(guān)和電子式水位開關(guān)機(jī)械式水位開關(guān)是通過內(nèi)部氣囊內(nèi)空氣的變化來改變開關(guān)的狀態(tài)。當(dāng)水注入洗衣機(jī)時(shí)，水位開關(guān)上連接的氣管內(nèi)的空氣被封閉壓縮，隨著水位的提高，空氣會(huì)被進(jìn)一步壓縮，壓強(qiáng)會(huì)增大。當(dāng)達(dá)到一定的值后，水位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)會(huì)被頂開，常開點(diǎn)會(huì)閉合，切斷進(jìn)水。洗衣機(jī)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入洗滌程序。而一旦水位下降，如排水，封閉的空氣壓強(qiáng)減小，常閉觸點(diǎn)會(huì)重新接通，常開觸點(diǎn)斷開。采用機(jī)械式程控器及機(jī)電一體程控器的洗衣機(jī)，所使用的水位開關(guān)均為機(jī)械式水位開關(guān)，如X

15、QG50-6006，XQG60-8006，XQG50-6010。全電腦控制的洗衣機(jī)，其使用的水位開關(guān)為電子式水位開關(guān)。當(dāng)水位上升時(shí)，水位開關(guān)會(huì)產(chǎn)生一定的頻率的脈沖，單片機(jī)將該頻率的脈沖進(jìn)行放大，處理，從而判斷當(dāng)前的水位是否達(dá)到設(shè)定水位。如達(dá)到設(shè)定水位，機(jī)器將進(jìn)行下一步操作。如：XQG50-1208，XQG50-1210，XQG50-1212等。加熱器為提高洗衣機(jī)的洗滌效果，通常滾筒洗衣機(jī)要用加熱洗滌。加熱器外壁采用不銹鋼管制成，中心裝有加熱絲，中間加鎂粉絕緣。洗滌電加熱管功率為1700W，安裝在外筒的下部，加熱部分在水中。烘干電加熱管功率為1200W（或1000W），安裝在外筒風(fēng)道上。由于不銹

16、鋼材料的差異，所以，此加熱管耐溫高，可干燒使用。烘干時(shí)，烘干風(fēng)機(jī)將加熱管產(chǎn)生的熱量吹入洗衣機(jī)內(nèi)，將衣物中的水分烘出來。溫控器及恒溫器滾筒洗衣機(jī)多具有加熱功能，因此需要用溫控器（或恒溫器）對(duì)溫度進(jìn)行控制和選擇。恒溫器是一種溫度值不可調(diào)的溫控器。它是一種金屬膨脹式溫控器，它是利用雙金屬片受熱后發(fā)生變形，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)工作。溫控器是采用線性可調(diào)的液體膨脹式溫控器。它是利用感溫器內(nèi)的液體在受熱后發(fā)生膨脹，從而推動(dòng)執(zhí)行部件動(dòng)作，控制加熱管的工作。如洗衣機(jī)采用機(jī)械式程控器，只要有加熱，必然要用溫控器和恒溫器。如洗衣機(jī)采用電腦板控制，則加熱溫度通過溫度傳感器反饋給控制板上的單片機(jī)，單片機(jī)則根據(jù)程序要求來控制加

17、熱管的工作。電動(dòng)門鎖電動(dòng)門鎖固定在洗衣機(jī)前門右側(cè)的箱體內(nèi)，其引出腳串接在電源電路中。當(dāng)洗衣機(jī)門關(guān)上后，接通電源，門鎖內(nèi)的PTC加熱元件開始加熱，將主電路接通，同時(shí)將彈出“門鎖舌”將洗衣機(jī)門鎖死，以防洗衣機(jī)在運(yùn)行時(shí)門被打開引起危險(xiǎn)。當(dāng)斷開電源時(shí)，PTC加熱元件開始降溫，直至由原先高阻狀態(tài)恢復(fù)到低阻狀態(tài)（此過程一般需要1.52min），此時(shí)，“門鎖舌”彈回，門就可以被打開了。琴鍵開關(guān)琴鍵開關(guān)是一種功能開關(guān)，此開關(guān)安裝在操作面板上，用來選擇洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能，如電源、經(jīng)濟(jì)洗、防皺縮、高溫洗、免脫水等。排水泵滾筒洗衣機(jī)大都采用上排水方式排水，因此要用排水泵進(jìn)行排水烘干定時(shí)器烘干定時(shí)器用于設(shè)置烘干衣物的時(shí)

18、間。以同步微電機(jī)為驅(qū)動(dòng)，通過減速齒輪組變速后，帶動(dòng)兩片凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制兩對(duì)觸點(diǎn)：控制烘干系統(tǒng)電源、低溫烘干動(dòng)作。當(dāng)定時(shí)器工作在0120min時(shí)，兩對(duì)觸點(diǎn)同時(shí)工作，電機(jī)和加熱器同時(shí)工作。用于烘干加熱；當(dāng)設(shè)定時(shí)間還剩余12min時(shí)，定時(shí)器會(huì)切斷B-B1觸點(diǎn)，使烘干系統(tǒng)進(jìn)行低溫烘干。當(dāng)定時(shí)器工作在080min時(shí)，A-A1觸點(diǎn)工作，B-B1觸點(diǎn)不工作，系統(tǒng)只進(jìn)行低溫烘干。4.4控制流程圖 4.4.1總流程圖返回結(jié)束165總結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)滾筒洗衣機(jī)的工藝也有了更全面清晰的學(xué)習(xí)和了解。圍繞此次設(shè)計(jì)，我們把理論與實(shí)踐相結(jié)合，豐富了自己的經(jīng)驗(yàn)。在這三周的實(shí)習(xí)里，我學(xué)到了許多以前沒有學(xué)到的知識(shí)和技能，鍛煉了自己的獨(dú)立思考能力和實(shí)際操作能力。通過對(duì)滾筒洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)操作和傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)