滾筒洗衣機(jī)課程設(shè)計(jì)

無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） PAGE35滾筒洗衣機(jī)設(shè)計(jì)摘要：滾筒洗衣機(jī)發(fā)源于歐洲，洗衣方法是模仿綁捶擊打衣物原理設(shè)計(jì)，由不銹鋼內(nèi)筒，機(jī)械程序控制器，經(jīng)過(guò)磷化，電泳，噴涂三重保護(hù)的外殼，和兩塊笨重的水泥塊用于平衡滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的巨大離心力做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，加上洗衣粉和水把衣物洗滌凈。關(guān)鍵詞：滾筒洗衣機(jī)排水系統(tǒng)滾筒洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)洗衣機(jī)節(jié)水目錄滾筒洗衣機(jī)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì) -1-續(xù)論 -1-1前言 -5-1.2滾筒洗衣機(jī)的現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析 -5-1.2.1我國(guó)洗衣機(jī)現(xiàn)狀 -5-1.2.2滾筒洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) -5-1.3現(xiàn)有研究的不足及本文研究的內(nèi)容 -5-2滾筒洗衣機(jī)的總體設(shè)計(jì) -7-2.1滾筒洗衣機(jī)的總體方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -7-2.1.1滾筒式洗衣機(jī)洗滌部分結(jié)構(gòu) -9-2.1.2滾筒洗衣機(jī)操作部分結(jié)構(gòu) -11-2.1.3滾筒洗衣機(jī)支撐部分結(jié)構(gòu) -12-2.1.4滾筒洗衣機(jī)傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu) -12-2.1.5滾筒洗衣機(jī)給排水部分結(jié)構(gòu) -12-2.2滾筒洗衣機(jī)的工作原理 -13-3XQG50-166滾筒洗衣機(jī)給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) -14-3.1給排水系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) -14-3.2進(jìn)水管 -16-3.3進(jìn)水電磁閥 -18-3.4洗滌劑盒 -19-3.5過(guò)濾器 -21-3.6排水泵 -23-4洗衣機(jī)節(jié)水設(shè)計(jì)分析 -25-4.1問(wèn)題的提出與分析 -25-4.2問(wèn)題的假設(shè) -25-4.3模型的建立與求解 -25-4.4模型結(jié)果的數(shù)據(jù)比較與應(yīng)用 -32-4.5模型的優(yōu)缺點(diǎn)與改進(jìn)方向 -33-5總結(jié) -35-謝辭 -36-參考文獻(xiàn) -37-1緒論1.1課題的背景及研究意義洗衣機(jī)是利用電能產(chǎn)生機(jī)械作用來(lái)洗滌衣物的清潔電器。按其額定洗滌容量分為家用和集體用兩類(lèi)滾筒洗衣機(jī)1932年，美國(guó)本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。這意味著電動(dòng)洗衣機(jī)的型式躍上一個(gè)新臺(tái)階，朝自動(dòng)化又前進(jìn)了一大步！這種發(fā)源于歐洲的洗衣機(jī)是模仿棒錘擊打衣物原理設(shè)計(jì)，利用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械做功使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。全面的洗滌能力鶴立雞群。因?yàn)橐挛镌谙礈爝^(guò)程中不纏繞、洗滌均勻、磨損小，所以就連羊絨、羊毛、真絲衣物也能在機(jī)內(nèi)洗滌，做到真正的全面洗滌性能?？梢岳眉訜峒せ钕匆路壑械幕钚悦福浞职l(fā)揮出洗衣粉的去污效能。由于用水量較小，可以在桶內(nèi)形成高濃度洗衣液，在節(jié)水的情況下帶來(lái)理想的洗衣效果前滾筒洗衣機(jī)也有不盡人意的地方：耗時(shí)耗電，而且一旦關(guān)上門(mén)，洗衣過(guò)程中無(wú)法打開(kāi)；水泵抽水不可能抽得一點(diǎn)都不剩所以就會(huì)殘留余水在機(jī)內(nèi)久了會(huì)發(fā)臭滋生細(xì)菌；水泵把水向上抽的時(shí)候只可以抽水出去而不可以把泡沫一同抽出，而且排水速度慢1.2滾筒洗衣機(jī)的現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析1.2.1我國(guó)洗衣機(jī)現(xiàn)狀1.2.2滾筒洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)滾筒洗衣機(jī)正在逐步的向高端市場(chǎng)發(fā)展，由原來(lái)的單純追求節(jié)水節(jié)電逐步向健康環(huán)保等方向發(fā)展。除菌概念日漸流行越來(lái)越向著功能多元化集成化發(fā)展，多功能成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，而操作方面更加趨向去智能化和人性化1.3現(xiàn)有研究的不足及本文研究的內(nèi)容近年北方地區(qū)連續(xù)干旱，許多城市供水告急。作為日常生活中的用水大戶(hù)，洗衣機(jī)用水日益引起人們的關(guān)注，用水量成為家庭選購(gòu)洗衣機(jī)的重要標(biāo)準(zhǔn)。洗衣機(jī)如何實(shí)現(xiàn)“節(jié)水”？洗衣機(jī)節(jié)約用水與洗衣機(jī)洗滌方式、洗滌劑、脫水速度、程序選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等有關(guān)。節(jié)水并非只是限制、壓縮用水，節(jié)約用水的關(guān)鍵是提高用水效率，減少水的不合理使用和浪費(fèi)。國(guó)家提倡節(jié)約用水，也應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)的節(jié)水措施和制定節(jié)水器具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)之宣傳，鼓勵(lì)制造廠家開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售節(jié)水型產(chǎn)品，促使消費(fèi)者使用節(jié)水型產(chǎn)品。因此，以此為契機(jī)我們把節(jié)水設(shè)計(jì)作為此后洗衣機(jī)的重要參數(shù)?，F(xiàn)在很多廠家都把節(jié)水作為洗衣機(jī)重要賣(mài)點(diǎn)，我們也加入這一行列。本文主要完成XQG50-166滾筒洗衣機(jī)設(shè)計(jì)-總體方案設(shè)計(jì)及給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原始參數(shù)為：1、洗滌容量：5kg；2、洗滌轉(zhuǎn)速：67r/min；3、脫水轉(zhuǎn)速：600r/min；4、額定電壓：220V；5、最大輸出功率：1150W；6、總重量：約80kg；7、外形尺寸：600x530x855mm；本題目將設(shè)計(jì)一種對(duì)衣料、床單等紡織物進(jìn)行洗滌、脫水的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)。該洗衣機(jī)主要有以下幾大部分組成：主體部分(洗滌系統(tǒng))、給排水系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)等。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容為：1.了解滾筒洗衣機(jī)給排水系統(tǒng)的基本構(gòu)成及工作原理，熟悉其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的基本知識(shí)。2.進(jìn)行滾筒洗衣機(jī)給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。3.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。本次設(shè)計(jì)基本要求為：1.能獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、分析、繪圖、數(shù)據(jù)處理、撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告。2.掌握工程技術(shù)設(shè)計(jì)的基本方法，學(xué)會(huì)調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)、工具書(shū)等。3.使用SolidEdge進(jìn)行滾筒洗衣機(jī)給排水系統(tǒng)的零部件及裝配設(shè)計(jì)。4.進(jìn)行指定部件設(shè)計(jì)，圖紙表達(dá)完整，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2滾筒洗衣機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1滾筒洗衣機(jī)的總體方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查閱資料，確定XQG50-166滾筒洗衣機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力計(jì)算。結(jié)構(gòu)如圖2.1所示：1-操作面板2-洗滌劑3-內(nèi)筒4-圓形前窗5-玻璃視孔6-洗滌液面7-異型密封圈8-洗滌物9-外筒排水管10-排水泵11-過(guò)濾器12-小皮帶輪13-雙速電動(dòng)機(jī)14-傳動(dòng)三角帶15-洗衣機(jī)排水管16-管狀加熱器17-外筒18-軸承與軸承座19-大皮帶輪20-外筒的Y型支架21-進(jìn)水電磁閥22-進(jìn)水管23-自來(lái)水籠頭圖2.1滾筒洗衣機(jī)的總體結(jié)構(gòu)歸納起來(lái)大致分為五部分：即洗滌部分、操作部分、給排水系統(tǒng)、支撐部分、電氣傳動(dòng)和自動(dòng)控制部分等構(gòu)成。2.1.1滾筒式洗衣機(jī)洗滌部分結(jié)構(gòu)洗滌部分主要由內(nèi)桶（不銹鋼滾筒）、外桶（盛洗滌水及裝脫水器的部件）、內(nèi)桶叉形架、轉(zhuǎn)軸及滾筒軸承等組成。內(nèi)桶及內(nèi)桶叉形架，結(jié)構(gòu)（如圖2.2和2.3）所示1.內(nèi)筒前蓋2.內(nèi)筒3.加強(qiáng)塊4.叉形架5.軸襯套6.內(nèi)筒主軸7.內(nèi)筒后蓋圖2.2內(nèi)筒結(jié)構(gòu)圖1.內(nèi)筒舉升筋2.內(nèi)筒前蓋3.內(nèi)筒4.圓孔5.衣物投入口圖2.3內(nèi)筒滾筒是對(duì)衣物進(jìn)行洗滌、漂洗和脫水的關(guān)鍵運(yùn)轉(zhuǎn)部件，其結(jié)構(gòu)對(duì)洗滌效果有著直接影響。內(nèi)桶叉形架與內(nèi)桶鉚接在一起，以支撐內(nèi)桶，其結(jié)構(gòu)（如圖2.4）所示。1.叉形架固定孔2.叉形架3.主軸圖2.4內(nèi)筒叉形架（2）外筒及外筒叉形架=1\*GB3①外筒。外筒由外桶前蓋、外筒密封圈、外筒扣緊環(huán)等組成的封閉盛水桶。外筒底部懸掛驅(qū)動(dòng)電機(jī)，為調(diào)節(jié)重心而設(shè)置的平衡物也分別安裝在頂部和底部。結(jié)構(gòu)（如圖2.5，2.6）所示1.排水管法蘭2.外筒3.外筒后蓋4.外筒支板5.電動(dòng)機(jī)支架6.橡膠運(yùn)輸桿襯7.叉形架支架8.上配重支架9.掛簧支架10.外筒支架11.減震器支架12.加熱器支架圖2.5外筒結(jié)構(gòu)圖1.外筒2.外筒橡膠密封圈3.外筒前蓋4.外筒扣緊卡環(huán)圖2.6外筒=2\*GB3②外筒叉形架。結(jié)構(gòu)如圖2.7所示1.螺釘連接孔2.叉形架3.軸承座圖2.7外筒叉形架2.1.2滾筒洗衣機(jī)操作部分結(jié)構(gòu)操作部分包括操作盤(pán)和前門(mén)結(jié)構(gòu)，（1）操作盤(pán)操作盤(pán)由操作骨架（前面板）、程序標(biāo)牌（前裝飾面版）、琴鍵開(kāi)關(guān)、程控器旋鈕及指示燈組成。（2）前門(mén)前門(mén)由門(mén)內(nèi)環(huán)、門(mén)外環(huán)、玻璃碗、密封圈、手柄、手柄按鈕、門(mén)手柄抓鉤、門(mén)手柄銷(xiāo)、手柄彈簧及按鈕彈簧等組成。2.1.3滾筒洗衣機(jī)支撐部分結(jié)構(gòu)支撐部分是把整個(gè)機(jī)芯與機(jī)箱及底座連接起來(lái)，能起到減震或隔震的作用。由于內(nèi)筒的直徑和質(zhì)量都很大，所以轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)慣性也很大，稍不平衡就會(huì)硬起振動(dòng)。因此通常采用雙重支撐，使洗衣機(jī)的洗滌部件懸吊在外箱體的內(nèi)部，一是受力點(diǎn)均勻分布。雙重支撐上部采用的是拉伸彈簧，拉伸彈簧的一端與箱體上部相連，另一端與洗滌外筒連接，既起到了懸吊作用，尤其到了減震作用。下部采用的是彈性支撐裝置，一端與洗滌外桶連接，另一端固定在洗衣機(jī)的底座上，可同時(shí)起到支撐和減震阻尼的作用。2.1.4滾筒洗衣機(jī)傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)傳動(dòng)部分主要由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪及傳動(dòng)皮帶等組成。結(jié)構(gòu)如圖所示滾筒洗衣機(jī)的內(nèi)筒不僅要以低速、高速轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還要頻繁的正反轉(zhuǎn)，由于內(nèi)筒的質(zhì)量大，所以動(dòng)扭矩也要大，這些均要有電動(dòng)機(jī)承擔(dān)，因此滾筒式洗衣機(jī)中對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求也較高。目前的洗衣機(jī)，廣泛采用的是電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)具有運(yùn)行性能和起動(dòng)性能好，過(guò)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在滾筒式洗衣機(jī)中，采用的是電容運(yùn)轉(zhuǎn)式雙速電動(dòng)機(jī)，它是洗衣機(jī)得主驅(qū)動(dòng)力源。它由兩套繞組裝在同一定子上，使之有不同的轉(zhuǎn)速，就相當(dāng)于兩個(gè)不同轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)合為一體。在電動(dòng)機(jī)上安裝的小皮帶輪是用鑄鋼制成的，而經(jīng)傳動(dòng)皮帶所帶動(dòng)的大皮帶輪一般為鋁合金制成。大皮帶輪與內(nèi)桶骨架轉(zhuǎn)軸固定在一起，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)桶的轉(zhuǎn)動(dòng)。2.1.5滾筒洗衣機(jī)給排水部分結(jié)構(gòu)給排水系統(tǒng)顧名思義包括給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。給水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括，進(jìn)水管、進(jìn)水電磁閥、內(nèi)進(jìn)水管、洗滌劑盒、回旋進(jìn)水管。排水系統(tǒng)包括排水波紋管、過(guò)濾器、排水泵連接管、排水泵、排水管。2.2滾筒洗衣機(jī)的工作原理滾筒洗衣機(jī)的洗滌原理與波輪式洗衣機(jī)有所不同，滾筒式洗衣機(jī)是將被洗滌物放在多孔的不銹鋼內(nèi)筒中，內(nèi)筒裝置在盛放洗滌液的外桶里，其洗滌液面高度大約為內(nèi)筒半徑的二分之一。滾筒在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，洗滌物在滾筒內(nèi)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒內(nèi)壁沿軸向，設(shè)置了三條凸筋（也稱(chēng)舉升筋），如圖2.3所示。依靠滾桶內(nèi)三條凸筋的作用，將織物舉升到高出洗滌液面的某一高度時(shí)，內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，舉升筋把衣服帶著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸升高，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定高度時(shí)，由于內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速很慢，產(chǎn)生的離心力不足以克服衣服的重量，所以衣服斜著落下來(lái)，這種跌落會(huì)產(chǎn)生錘擊，把衣服里面所含的水，以較高的速度擠出來(lái)，使洗滌液與衣服纖維之間有較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，衣服在旋轉(zhuǎn)到內(nèi)筒底部時(shí)，又重新吸進(jìn)較多的洗滌液，舉升筋又將衣服帶起來(lái)。如此反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)洗滌。脫水的時(shí)候，內(nèi)筒往一個(gè)方向做高速旋轉(zhuǎn)，靠慣性離心力的作用，衣服里的水往外遷移，經(jīng)內(nèi)壁上的小孔拋散到外筒里。隨著滾筒不斷的正、反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，織物也不斷地被反復(fù)托起和落下，并不斷地與洗滌液發(fā)生撞擊。與此同時(shí)，織物與織物之間、織物與筒壁之間不斷地發(fā)生摩擦，這些作用，猶如手搓、板搓、刷洗、甩打等手工洗液的作用，達(dá)到洗凈的目的。為了提高洗凈度，滾筒式洗衣機(jī)還具有加熱功能，可以對(duì)洗滌液自動(dòng)加熱，溫度可自動(dòng)調(diào)節(jié)（一般控制在40℃-95℃之間），洗滌液溫度的提高又加快了分子的運(yùn)動(dòng)速度，加速了洗滌劑的化學(xué)作用。所以，滾筒式洗衣機(jī)是依靠上述機(jī)械、化學(xué)和熱三種作用，達(dá)到洗滌的目的。結(jié)構(gòu)如圖（2.8）所示。1.滾筒2.凸筋3.洗滌織物4.洗滌液5.盛水外桶6.電動(dòng)機(jī)圖2.8滾筒洗衣機(jī)的工作原理3XQG50-166滾筒洗衣機(jī)給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1給排水系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)由進(jìn)水管，進(jìn)水電磁閥，內(nèi)進(jìn)水管，洗滌劑盒，溢水管，回旋進(jìn)水管，排水波紋管，過(guò)濾器，排水泵連接管，排水泵，排水管等組成。其中給水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括，進(jìn)水管、進(jìn)水電磁閥、內(nèi)進(jìn)水管、洗滌劑盒、回旋進(jìn)水管。進(jìn)水系統(tǒng)如圖3.1所示。1.進(jìn)水管2.進(jìn)水電磁閥3.內(nèi)進(jìn)水管4.洗滌劑盒組件5.回旋進(jìn)水管6.外桶圖3.1進(jìn)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖排水系統(tǒng)包括排水波紋管、過(guò)濾器、排水泵連接管、排水泵、排水管。排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。本文主要對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括進(jìn)水管，進(jìn)水電磁閥，洗滌劑盒，過(guò)濾器，排水管等。1.排水泵連接管2.排水泵3.排水管4.外箱體5.過(guò)濾器6.過(guò)濾器網(wǎng)7.排水波紋管8.外桶圖3.2排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.2進(jìn)水管進(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，耐高水壓。一端與洗衣機(jī)上的進(jìn)水電磁閥連接，另一端與自來(lái)水龍頭連接。內(nèi)進(jìn)水管是連接電磁閥與洗滌劑盒的進(jìn)水管道，用普通橡膠制成。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸如圖3.3和表3.1所示。圖3.3內(nèi)進(jìn)水管表3.1內(nèi)進(jìn)水管設(shè)計(jì)要求初始特性顏色扯斷力（㎏/cm）扯斷伸長(zhǎng)率(%)硬度(邵爾A)混合材料黑70200丁苯橡膠人工老化試驗(yàn)恒溫箱中70℃加熱70小時(shí)-20%-20%70℃水中加入0.05%標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑進(jìn)入試驗(yàn)70小時(shí)-20%-20%回旋進(jìn)水管，是連接洗滌劑盒出水口與盛水桶（外桶）進(jìn)水口的橡膠管，用耐酸堿橡膠制成，自來(lái)水由該管進(jìn)入盛水桶內(nèi)。結(jié)構(gòu)尺寸如圖3.4所示。圖3.4回旋進(jìn)水管3.3進(jìn)水電磁閥在全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)中，進(jìn)水電磁閥起著控制水源開(kāi)關(guān)的作用。結(jié)構(gòu)如圖3.5所示。電磁閥門(mén)上有一電磁線圈，線圈內(nèi)有一圓柱形可磁化的防銹金屬芯，設(shè)接通電源時(shí)，鋼芯被上端的彈簧壓住，密封住閥中的氣體，閥門(mén)是關(guān)閉的。接通電源后，由于電磁力的作用，閥芯被吸引，閥中的氣孔被打開(kāi)，自來(lái)水通過(guò)自身的壓力，將閥門(mén)打開(kāi)，水從閥中流過(guò)。斷電后，閥芯又被彈簧壓下封住氣孔，閥門(mén)緊閉。所以要想打開(kāi)進(jìn)水電磁閥必須具備兩個(gè)條件：一要有相應(yīng)的電源電壓，二是自來(lái)水要有一定的壓力。1-接線端子2-鐵芯3-線圈4-上蓋5-封水班6-橡膠封7-出水口8-導(dǎo)向桿9-閥體10-流量閥11-過(guò)濾網(wǎng)12-橡膠墊13-磁芯14-彈簧15-磁芯套圖3.5進(jìn)水電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖3.4洗滌劑盒它是由洗滌劑盒上蓋，分水聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，洗滌劑盒骨架，洗滌劑盒抽屜組成。洗滌劑盒上蓋內(nèi)有分水槽和噴嘴組成。當(dāng)自來(lái)水進(jìn)入洗滌劑盒上蓋內(nèi)時(shí)，由噴嘴根據(jù)程序指令將水噴到指定的水槽內(nèi)，水又由該水槽中的小孔流下，流到洗滌劑盒抽屜里，進(jìn)入洗衣機(jī)盛水桶內(nèi)。結(jié)構(gòu)如圖3.6所示。分水聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是洗滌劑盒與程序控制器之間的連接機(jī)構(gòu)，它是由小扇齒輪，大扇齒輪，摩擦墊，杠桿臂，控制桿，噴嘴六種塑料件和彈簧組成，安裝在洗滌劑盒上蓋和程控器之間，它的一端與洗滌劑盒上蓋噴嘴柄連接，另一端與程序控制器分水凸輪接觸。當(dāng)程序控制器工作時(shí)，凸輪控制分水聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由自來(lái)水按照程序要求，自動(dòng)分配進(jìn)水。結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。洗滌劑盒抽屜，分ABCD四格，不同的格內(nèi)放入不同的洗滌劑，A格放預(yù)洗洗滌劑，B格放主洗滌劑，C格內(nèi)放軟化劑，D格內(nèi)放漂白粉或香料。各格內(nèi)的洗滌劑被洗滌劑盒上蓋內(nèi)留下的水按需要先后沖入盛水桶內(nèi)。結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。圖3.6洗滌劑盒組件結(jié)構(gòu)圖圖3.7分水杠桿圖3.8洗滌劑盒抽屜3.5過(guò)濾器過(guò)濾器是由過(guò)濾器體，過(guò)濾器網(wǎng)，過(guò)濾器塞子和過(guò)濾器密封圈這四種零件組成。其中過(guò)濾器體和過(guò)濾器網(wǎng)是由聚丙烯加40%的滑石粉注塑成型。過(guò)濾器密封圈采用耐酸堿橡膠制成，它們固定在箱體右下方，打開(kāi)過(guò)濾器門(mén)就可看到。如圖3.9所示。圖3.9過(guò)濾器密封圈過(guò)濾器塞子由ABS注塑成型。結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。圖3.10過(guò)濾器塞子過(guò)濾器體有四個(gè)孔，最大的孔通過(guò)排水管與排水泵連接；最細(xì)的孔是氣孔，通過(guò)一根氣管與鼓風(fēng)室相連；其余兩個(gè)孔，一個(gè)是通過(guò)排水波紋管與外桶相連，另一個(gè)是通過(guò)以橡膠管與冷凝室相連。它的作用是過(guò)濾洗滌液中絨毛，鈕扣，硬幣等雜物，以免堵塞管道和損壞排水泵。過(guò)濾器安裝在洗衣機(jī)外向體的右下方，可以定期打開(kāi)過(guò)濾網(wǎng)清洗雜物，保證排水暢通。如圖3.11所示。圖3.11過(guò)濾器體過(guò)濾器體總裝配圖，如圖3.12所示。圖3.12過(guò)濾器裝配3.6排水泵滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)的排水方式一般采用上排水方式，且不設(shè)排水閥門(mén)，而是排水泵進(jìn)行排水。排水泵體由塑料注塑成型，揚(yáng)程一般在1.5米左右，排水量約為25L/分，安裝在洗衣機(jī)外向體內(nèi)的右下方，（結(jié)構(gòu)如圖3.13）所示。1-導(dǎo)線2-接線端子3-葉輪式螺釘4-水泵進(jìn)水口5-葉輪式6-水泵排水口7-安裝支架8-定子鐵芯9-風(fēng)葉圖3.13排水泵結(jié)構(gòu)示意圖排水泵是由電機(jī)，泵體，葉輪，風(fēng)葉等組成。在電機(jī)帶動(dòng)下，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將水加壓上排。排水泵的動(dòng)力源采用開(kāi)啟式單相罩極電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，功率為90W，排水泵電動(dòng)機(jī)有過(guò)熱保護(hù)器，當(dāng)排水泵堵轉(zhuǎn)，溫L過(guò)高或出現(xiàn)異常時(shí)，過(guò)熱保護(hù)其動(dòng)作，電路自動(dòng)切斷，停止對(duì)排水泵線圈供電。待溫度下降后，過(guò)熱保護(hù)器又自己接通，排水泵繼續(xù)工作。所以該排水泵有極好的耐熱性能和安全性能，是國(guó)內(nèi)其他洗衣機(jī)所沒(méi)有的。排水泵連接管用耐酸堿橡膠制成，是過(guò)濾器和排水泵之間的連接管，其兩端的卡環(huán)分別卡在過(guò)濾器和排水泵的進(jìn)水口上，結(jié)構(gòu)如圖3.14所示。圖3.14排水泵連接管排水管是一種用橡膠和塑料復(fù)合而成的塑料橡膠管，耐酸堿，耐老化，耐高溫，抗彎折。它的一端用卡環(huán)卡在排水泵的出水口處，另一端有一彎鉤，可直接掛在水池邊沿，洗衣機(jī)里的廢液通過(guò)排水泵由排水泵管排出機(jī)外。4洗衣機(jī)節(jié)水設(shè)計(jì)分析4.1問(wèn)題的提出與分析我國(guó)淡水資源有限,節(jié)約用水人人有責(zé)。洗衣服在家庭用水中占有相當(dāng)大的份額,因此節(jié)約洗衣機(jī)用水十分重要。假設(shè)在放入衣物和洗滌劑后洗衣機(jī)的運(yùn)行過(guò)程為:加水-漂洗-脫水;加水-漂洗-脫水;加水-漂洗-脫水(稱(chēng)“加水-漂洗-脫水”為運(yùn)行一輪)。我們需要解決的問(wèn)題就是在滿足一定洗滌效果的條件下,確定一次洗滌衣物所需運(yùn)行的輪數(shù)和每輪加水量,使總的用水量最少?gòu)亩_(dá)到節(jié)水的目的。目前,洗衣機(jī)的類(lèi)型較多,但它們的工作原理基本相同:一方面靠各種機(jī)械力(包括水的上下翻滾、渦旋與器壁相撞產(chǎn)生的力)的作用去污;另一方面這種機(jī)械力又加強(qiáng)了洗滌劑對(duì)塵污的濕潤(rùn)、乳化、分散、增溶和脫離等基本去污功效。整個(gè)洗滌過(guò)程,我們可認(rèn)為洗滌劑能和衣物上的全部塵污充分發(fā)生反應(yīng),使之乳化為可溶于水的微粒,并且在各輪清洗中,該微粒在各種機(jī)械力的作用下均勻擴(kuò)散到水中。對(duì)于衣物的洗滌效果,我們可以分別從洗滌后衣物上塵污的相對(duì)含量和絕對(duì)含量?jī)煞矫孢M(jìn)行考慮。4.2問(wèn)題的假設(shè)根據(jù)問(wèn)題的背景和考慮問(wèn)題簡(jiǎn)便起見(jiàn),我們作如下幾點(diǎn)假設(shè):(1)洗滌劑一次性加入,即洗衣機(jī)的整個(gè)洗衣過(guò)程為一輪洗滌(加洗滌劑),多輪清洗(不加洗滌劑)；(2)洗滌劑的加入量適當(dāng),即洗滌劑能與衣物上的全部塵污發(fā)生反應(yīng),生成溶于水的乳化微團(tuán),但不過(guò)量,不轉(zhuǎn)變成塵污；(3)每一輪漂洗中,殘留于衣物中的塵污成分都能均勻擴(kuò)散到水中；(4)衣物中所含塵污的體積和重量相對(duì)于水來(lái)說(shuō)可忽略；(5)每一輪漂洗后水溶液密度近似取為1千克/升。4.3模型的建立與求解對(duì)于衣物的洗滌效果,我們可從衣物洗滌后所含塵污的相對(duì)含量進(jìn)行評(píng)價(jià)。先給出如下定義:塵污比:第n輪漂洗脫水后衣物上所含塵污量與未洗滌前衣物上所含塵污量m之比,記為α。即α=(4.1)衣物的塵污程度和洗滌的干凈程度本是模糊的概念,為便于評(píng)價(jià),我們引入塵污比閾值α，并認(rèn)為當(dāng)α≤時(shí),使達(dá)到了洗滌效果。這里先解釋一下洗衣機(jī)的一個(gè)性能參數(shù):脫水率洗滌前干衣物重量與脫水后衣物重量之比值,即r=(4.2)式中，r-洗衣機(jī)的脫水率，為常數(shù)；W—洗滌前干衣物的重量；W—脫水后衣物的質(zhì)量。脫水后衣物所含塵污水溶液的體積為V===W（）(4.3)式中，V—脫水后衣物所含水溶液的體積；—水溶液的容重，取=1kg/L。根據(jù)假設(shè)3可知第i輪漂洗過(guò)程中，水溶液所含的塵污量應(yīng)等于（i-1）輪漂洗脫水后衣物中所含塵污量，于是：m=(4.4)遞推可得m===…=(4.5)式中m—第i輪漂洗脫水后衣物中所含塵污量（2）；m—為洗滌前衣物所含塵污量。洗衣機(jī)的用水量跟機(jī)器性能有關(guān),有兩個(gè)限制:(1)保證洗衣機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小水量V；(2)受洗衣缸容量限制的最大水量V；其中保證洗衣機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小水量V與需洗滌衣物的重量有關(guān),可以為滿足關(guān)系：V=a+b(4.6)根據(jù)以上分析，我們首先建立模型I如下：目標(biāo)函數(shù)minf=(4.7)結(jié)束條件V(4.8)f:總的用水量；V：各輪加水量（1。該模型的求解需要洗滌輪數(shù)n和各輪加水量V（1，使總用水量f最少。我們利用求極值的方法，在固定n的情況下，求出局部最優(yōu)解，再以n為變量，求出全局最優(yōu)解。對(duì)于一定的n,根據(jù)定理對(duì)于Vx,x,,有x,x,(4.9)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)x=，取等號(hào)。對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行變換f=有f又由約束條件可得V所以當(dāng)V=V+V=時(shí)取等號(hào)，此時(shí)minf=n()-V+V(4.10)當(dāng)視n為變量時(shí)，(4.10)式對(duì)n求導(dǎo)：又可知，f在n上單調(diào)遞減。這說(shuō)明在沒(méi)有邊界條件限制下，漂洗輪數(shù)越多，總用水量f越少?？紤]極限情況：當(dāng)n(0<<1)有羅必塔法則可求得Li(4.11)此時(shí)V事實(shí)上，用戶(hù)要使用水量最小，則要求每一滴水都充分利用，即使脫去的水溶液含污量盡量大，極限情況正說(shuō)明了這一點(diǎn)。當(dāng)有邊界約束時(shí)由V(4.12)得n令n]符號(hào)“[Z]”表示取不大于Z的最大整數(shù)。當(dāng)n=n且無(wú)邊界約束時(shí)最小用水量為f=當(dāng)n=n+1時(shí)，必然有各輪加水量為,使總用水量最小，為f=模型的解與下面兩個(gè)條件有關(guān)(1)V(4.13)(2)ff(4.14)f:洗n輪無(wú)邊界約束時(shí)第i輪加水量總和的用水量(2)；f:洗(n+1）輪第i輪加水量和總的用水量(2)。當(dāng)條件(1)、(2)同時(shí)滿足時(shí)，模型的解為：n=nV=V-Vf=n當(dāng)條件(1)(2)不能同時(shí)滿足時(shí)，模型的解為:n=n+1V=VVVf=(n模型Ｉ的結(jié)果與實(shí)際情況有很多相同之處,但其對(duì)洗滌效果采用衣物的塵污比進(jìn)行評(píng)價(jià),有一些不妥之處。因?yàn)椴捎脡m污比閾值進(jìn)行控制,會(huì)使原來(lái)很臟的衣物洗滌后不能達(dá)到用戶(hù)要求的干凈程序;而對(duì)較干凈的衣物用相同的塵污比閾值進(jìn)行控制,又沒(méi)有必要。因此我們考慮采用衣物上塵污的絕對(duì)含量評(píng)價(jià)洗滌效果。設(shè)衣物的總表面積為S,衣物上的塵污量顯然應(yīng)與其表面積S成正比，也與衣物的重量W成正比，可設(shè)：m(4.15)第n輪洗滌后，衣物上塵污可認(rèn)為均勻分布于表面，與面積S成正比。m(4.16)式中：k—塵污系數(shù)；—衣物的單位面積塵污量。則(4.17)引入衣物單位面積塵污量閾值并認(rèn)為當(dāng)時(shí),達(dá)到洗滌效果。建立模型Ⅱ如下:目標(biāo)函數(shù)minf=(4.18)結(jié)束條件V(4.19)模型Ⅱ的求解方法與模型I

相同，略。4.4模型結(jié)果的數(shù)據(jù)比較與應(yīng)用每次洗滌的衣物量,由資料統(tǒng)計(jì)可得如下四個(gè)期望值:Wd=1kg單身家庭-次所洗衣量Wd=1.5kg三口之家-次所洗衣量d=2kg五口之家-次所洗衣量Wd=3kg洗較重的衣物如毛毯等衣物的塵污系數(shù)K=0.05較臟衣物K=0.02一般衣物K=0.01較凈衣物衣物單位面積塵污量閾值β=0.0001洗衣機(jī)最大用水量取為V=50升洗衣機(jī)脫水率r=50%由數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),借助Mathematical軟件包擬合得洗衣機(jī)最小用水量V=17.9515+6.7633Wd升,模型Ⅰ的求解結(jié)果見(jiàn)表4.1。表4.1模型Ⅰ的求解結(jié)果塵污比閾值洗滌量1kg1.5kg2kg3kgn=2n=2n=2n=2f=49Lf=56Lf=63Lf=76Lv=25Lv=28Lv=31Lv=38Ln=2n=2n=2n=2f=49Lf=56Lf=63Lf=82Lv=25Lv=28Lv=31Lv=42Ln=3n=3n=3n=2f=74Lf=84Lf=94Lf=115Lv=25Lv=28Lv=31Lv=38L用戶(hù)根據(jù)自己所洗衣物的重量和塵污程度選擇相應(yīng)的洗衣操作程序。模型Ⅱ求解的洗衣機(jī)運(yùn)行程序結(jié)果見(jiàn)表4.2。表4.2模型Ⅱ的求解結(jié)果塵污系數(shù)洗滌量1kg1.5kg2kg3kgn=2n=2n=2n=2f=49Lf=56Lf=63Lf=76Lv=25Lv=28Lv=31Lv=38Ln=2n=2n=2n=2f=49Lf=56Lf=63Lf=82Lv=25Lv=28Lv=31Lv=42Ln=2n=2n=2n=3f=49Lf=56Lf=71Lf=115Lv=25Lv=28Lv=37Lv=38L從表中數(shù)據(jù)來(lái)看,隨衣物的塵污程度和洗衣量的增加,用水量呈增大趨勢(shì),這與實(shí)際相符。4.5模型的優(yōu)缺點(diǎn)與改進(jìn)方向優(yōu)點(diǎn):本模型具普遍適用性,可根據(jù)實(shí)際情況確定不同的參數(shù)S、K、M,從而得出相應(yīng)的洗衣程序。缺點(diǎn)與改進(jìn)方向:對(duì)洗滌和漂洗衣物的時(shí)間只作了比較籠統(tǒng)的定性分析,其實(shí)也可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出最優(yōu)的漂洗時(shí)間.若能在考慮洗衣機(jī)節(jié)水的同時(shí)還能與洗衣機(jī)的節(jié)電、節(jié)能、省力、省時(shí)、噪聲污染等方面進(jìn)行綜合考慮,應(yīng)有更符合要求的、更合適于實(shí)際需要。模型假設(shè)中設(shè)衣物上的污物全溶于溶液,事實(shí)上是不可能的.它應(yīng)該用洗凈度或洗凈比來(lái)衡量,并建立與模型有關(guān)的數(shù)量關(guān)系.為了客觀地衡量洗衣效果,還考慮是否有必要對(duì)衣物進(jìn)行人工搓洗.在模型中對(duì)的上下限規(guī)定。實(shí)際上是依賴(lài)于洗衣機(jī)的類(lèi)型、新舊和被洗衣物的種類(lèi)、數(shù)量、質(zhì)量和布料等,而上下限的不同,有時(shí)對(duì)洗衣模型的解答會(huì)有很大影響.附錄K值確定的參考方法用K來(lái)刻畫(huà)洗滌效果,其值可以經(jīng)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定出.現(xiàn)在比較通用的標(biāo)準(zhǔn)是用漂洗比來(lái)衡量洗凈效果.所謂漂洗比就是指在規(guī)定試驗(yàn)條件,漂清被洗衣物上所含洗滌劑和污垢的能力,測(cè)定漂洗比時(shí)常用2%的氯化鈉溶液代替洗滌液作為原液,則在一定溫度下,C=2%，漂洗比為式中A表示原液的電導(dǎo)率,B為漂洗后液體的電導(dǎo)率,e為自來(lái)水的電導(dǎo)率,k=0.9為漂洗系數(shù)。上述過(guò)程實(shí)際上就是k值的確定過(guò)程,國(guó)家規(guī)定的數(shù)值是一種通用標(biāo)準(zhǔn),所以B=A–0.9(A-e),而溶液在濃度很稀時(shí),其電導(dǎo)率和濃度的關(guān)系為:B=是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)公式,是常數(shù),是溶液的摩爾濃度.所以,當(dāng)期望得到某種洗滌效果時(shí),可查出值,從而得出B值,由B又可計(jì)算得出，對(duì)進(jìn)行單位換算,可得出漂洗后溶液的百分比濃度此時(shí)K值也就確定出了,K=/。 5總結(jié)經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的努力，滾筒式洗衣機(jī)給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文終于完成在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)很多的難題，但都在老師和同學(xué)的幫助下順利解決了，在不斷的學(xué)習(xí)過(guò)程中我體會(huì)到：寫(xiě)論文是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程，從最初剛寫(xiě)論文時(shí)滾筒式洗衣機(jī)給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)到最后能夠?qū)υ撛O(shè)計(jì)有深刻的認(rèn)識(shí)，我體會(huì)到實(shí)踐對(duì)于學(xué)習(xí)的重要性，以前只是明白理論，沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐考察，對(duì)知識(shí)的理解不夠明確，通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，真正做到理論實(shí)際相結(jié)合?？傊?，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),我深刻體會(huì)到要做好一個(gè)完整的事情，需要有系統(tǒng)的思維方式和方法，對(duì)待要解決的問(wèn)題，