【文章內(nèi)容簡介】 明顯。 如今我國洗衣機 制造水平已處于全球領先地位， 比較熱門的品牌有 海爾 、 松下、 小天鵝 、三星、 西門子、三洋 等 。 行業(yè)現(xiàn)狀 洗衣機的功能越來越強大，主要原因是微處理器的出現(xiàn)，這種小型的處理器使得洗衣機有著更多的功能 。 制 造商把編寫好的各種程序 輸入 微處理 器 ， 可以進行多種洗滌效果，實現(xiàn)對于不同材料的衣物 專項 洗滌 。 人們只需要輕松的按幾個按鍵，就可以實現(xiàn)衣服的自動洗滌 。 還可以 在 微處理器 的 條件下 ，通過 對 洗衣機整體 結(jié)構(gòu) 的改進 以及 和電機驅(qū)動效果的配合 ， 達到滾筒中 水流的 有效 控制， 使得衣物被洗滌 的 更 加 徹底 [1]。 如今 洗衣機幾大新 技術有如下幾項： 1． 不用洗滌劑 技術主要是靠超聲波、電解水、臭氧等三種形式實現(xiàn)，因為有些含磷洗衣粉會使得河水富營養(yǎng)化。所以此種技術既可以減少人們的操作，也可以起到環(huán)保的作用。 2． 模糊控制 技術 是通過智能電腦加上各種傳 感器來實現(xiàn)洗衣機的自動控制，因為洗衣的各種模式是依靠人工操作的，有了此種技術，可以通過一鍵操作完成洗衣的全部工作 。 3． 變頻調(diào)速 主要是通過制造不同的電流頻率來實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速，有著不同流速洗滌，震動比較小，噪音低，而且轉(zhuǎn)速快使得洗衣脫水的時間大大降低。 4． 納米材料 技術主要是通過對筒壁，水管添加一層納米材料，因為每次洗完后殘留的水以及溫度容易滋生大量細菌， 當我們第 二次洗衣時 衣物上的細菌 會 嚴重 影響人們的健康。而納米材料有著強殺菌效果， 其通過破會細菌里面的蛋白質(zhì)來實現(xiàn) 減少細菌的滋生。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 3 5． 靜音平衡 主要是通過選用直流電 動機、采用直接傳動以及裝平衡環(huán)來減少噪音的產(chǎn)生。因為噪音會嚴重影響人們的情緒，靜音平衡技術的發(fā)展是至關重要的。 6． 蒸汽技術 是通過把蒸汽噴到衣物的各個位置，使得衣物被更深層次的清洗，實現(xiàn)衣物低磨損，抗菌等效果 ，使得衣物的洗滌達到節(jié)能環(huán)保等效果。 7． 信息技術 是通過互聯(lián)網(wǎng)與洗衣機的結(jié)合實現(xiàn)對洗衣機遠程操控，可以在網(wǎng)上清除的知道洗滌過程、經(jīng)過、干凈程度以及洗滌結(jié)果 。 [2] 發(fā)展 方向 未來 洗衣機的 技術 發(fā)展 必定 是朝著 更加 節(jié)能環(huán)保 、 智能化 、靜音等 方面 前進 。 1． 節(jié)能環(huán)保 ： 如今 人們生活水平的 不斷 提高，對能源的需求量也越來越大， 以及不 可再生能源的漸漸減少， 洗衣機的節(jié)能必定是一個發(fā)展趨勢 。 所以 在 未來洗衣機 的 發(fā)展方向必定是 與 節(jié)水、節(jié)電、省時環(huán)保 等 方面 掛鉤 。 2． 智能化： 普通功能的洗衣機已經(jīng)滿足不了 現(xiàn)在 人們的需求 ， 如今人們需要的是高智能的洗衣機。主要實現(xiàn) 對 需要 洗滌 的 衣質(zhì)、衣物的 贓物的情況 進行識別，對識別的結(jié)果進行 合理的 分析，然后 會 自動 選擇相應 的洗滌劑、水量以及水流的速度進行 更加 高效 的 洗滌。 想要 實現(xiàn) 此效果，其中 微處理器的發(fā)展以及傳感器的發(fā)展 是 必不可少也是至關重要的 。 3． 靜音 ： 滾筒洗衣機的優(yōu)點 很多，但最重要的缺點之一就是震動產(chǎn)生的噪音太大。噪音會 嚴重影響人們的生活， 所以洗衣機的靜音技術必定是未來的發(fā)展方向之一。 滾筒洗衣機的優(yōu)缺點 如今的滾筒洗衣機大部分都裝有微處理器 ， 使得其洗衣效果更加智能化，可以實現(xiàn)不同衣物、不同材質(zhì)的自動識別，然后進行衣物 的全方位洗滌。一般情況下，這種滾筒洗衣機都帶有 加熱水溫的功能，使得洗衣粉充分溶解，使洗衣粉中的酶能充分發(fā)揮他的去污漬能力。雖然滾筒洗衣機普遍比波輪洗衣機 要貴，不過其質(zhì)量要比波輪洗衣機好很多，使用壽命會比波輪洗衣機多 五年左右。相對其他洗衣機，滾筒洗衣機的優(yōu)點還有 衣物 基本不會 纏繞、洗滌 效果更加 均勻、 最最重要的是 其 磨損率要比 其他洗衣機 小 百分之十左右， 甚至 其用水量只有其他類 別 洗機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 4 衣機的三分之一 左右 。還有著體積小以至于不會占用太多空間 等優(yōu)點 。 但是存在著洗衣耗時長，耗電量比較大等缺點。 本文研究重點 本文主要是通過對洗滌劑盒結(jié)構(gòu)、內(nèi)部水管材料、進水電磁閥工作原理、過濾器結(jié)構(gòu)等等的分析與研究，對節(jié)水方案進行設計，以及排水方式選擇排水閥排水，并對排水閥進行研究和優(yōu)化。 通過對這些研究、優(yōu)化、設計，使得 滾筒 洗衣機在節(jié)水、環(huán)保、健康、減噪等方面得到很大的改善。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 5 第二章 滾筒洗衣機總體 分析 滾筒洗衣機的 結(jié)構(gòu)組成 滾筒式洗衣機主要 是 由固定在 箱體上 的不同功能部件組成 。圖 21 所示為滾筒洗衣機的外形結(jié)構(gòu)。 圖 21 滾筒洗衣機的外形結(jié)構(gòu)圖 市場上基本 所有的滾筒洗衣機都比較 復雜 ，其結(jié)構(gòu)組成 主要有 洗衣機前面右上角的 操作顯示面板、 處于中心的滾 筒 及 前 門組件 、水位 控制 開關、 處于左上角洗滌劑盒 、 處于底部的 排水泵、 上部 給 水電磁閥、 以及處于各個部位的 排水管等等 。滾筒洗衣機各輔助功能部件的布局和位置 關系，主要有上平衡塊、電源線、懸吊拉簧、外筒、減震器、電動機和機械傳動組件等 [3]。 滾筒 式 洗衣機的工作原理 滾筒洗衣機的工作流程 滾筒式洗衣機 一般由六大系統(tǒng)組成 ，負責洗滌衣物的 洗滌系統(tǒng)、 負責整體的機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 6 平衡減震 系統(tǒng)、 負責進出水的 給排水系統(tǒng)、 負責帶動滾筒 高速 滾動的 傳動系統(tǒng)、以及最 最 重要的 操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。可以通過對圖 22 的分析來了解洗衣過程 和六個系統(tǒng)的 作用 。 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過濾器 12小皮帶輪 13雙速電動機 14傳動三角帶 15洗衣機排水管 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進水電磁閥 22進水管 23自來水籠頭 圖 22 滾筒洗衣機的總體結(jié)構(gòu) 首先是將滾筒洗衣機通 上 電，并 且 將門關上，通過操作系統(tǒng)中的操作顯示面板輸入洗滌方式、溫度等人工控制指令 之 后， 程序控制器里的程序會運行起來 ，首先是把相應信號傳達給進水電磁閥，電磁閥線圈通電后被打開 ， 水隨著內(nèi)進水管流入洗滌劑盒上蓋的噴嘴，通過相應指令流入相應的洗滌劑抽屜盒內(nèi) ， 帶著相應的洗滌劑、軟化劑或 著 漂白粉 進入外筒。隨著自來水不斷進入外筒 ，外筒水壓機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 7 會不斷升高 ，水位開關 緊接著開始工作 ，當達到設定模式所需水位 值 后，水位開關內(nèi)部 的 開關觸點斷開，進水電磁閥 鐵芯就會堵住泄壓口使 工作 停止 [4]。 當進水電磁閥停止進水 之 后，控制系統(tǒng) 會 控制加熱器 緊接著 加熱工作，當 滾筒內(nèi) 水溫 達到溫度控制器的 所需要的 溫度 之 后，溫度控制器將 相應 信號 發(fā)送 給控制系統(tǒng)， 緊接著 控制 系統(tǒng) 會 發(fā)出電動機 工作命令 ， 通過電動機 轉(zhuǎn)速傳動 使得內(nèi)筒 實現(xiàn) 高速旋轉(zhuǎn) 。而內(nèi) 筒 的穩(wěn)定高速 旋轉(zhuǎn)是 依靠 固定外 筒 四周的 各種 減震 裝置得意實現(xiàn) [5]。其結(jié)構(gòu)圖 如圖 23 所示 1減震吊彈簧 2前 置 平衡塊 3上 置 平衡重 塊 4平衡塊穩(wěn)固螺母 5減震裝置 6外箱體 圖 23 滾筒洗衣機支撐減震結(jié)構(gòu) 當衣物洗滌初步完成時 ， 程序控制器就會發(fā)出相應信號，緊接著 排水 閥的電路被打開。 排水閥 開始 工作 使得內(nèi)排水管的通道被打開，水 隨著排水管 的傾斜依靠重力的作用排放到 滾筒 洗衣機外。 當滾筒 洗衣機 把臟水排出之后 ， 洗衣機就開始 進行 衣物 的 脫水 工作 。由主控電路控制 使得 電動機 開始 高速運轉(zhuǎn)， 通過傳動使得 內(nèi) 筒 也 高速旋轉(zhuǎn)， 使 衣物 緊貼內(nèi)筒通過高速產(chǎn)生的離心力使水分離出衣物 ， 達到洗衣機脫水的效果 ，然后通過幾輪的洗漂，使得衣物的干凈程度達到所需要求 [6]。 滾筒洗衣機電路控制原理 圖 24 表示的是 整機 工作原理方框 示意 圖。從 此 圖中可以 明顯 的 發(fā)現(xiàn) ，滾筒洗衣機 的 各 功能部件 都 與主控電路相連接，并 且 受 其 控制。 而人們是通過操作顯示電路控制整個洗衣機。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 8 圖 24 典型滾筒式洗衣機的整機工作原理方框圖 首先接通洗衣機電源，通過操作面板輸入人工指令 ， 設置需要的洗滌方式、溫度等 。設置完成之后 主控電路 就會發(fā)出信號給 進水電磁閥 使其開始工作 ， 與此同時 主控電路發(fā)信號給 水位開關 使其進行進水量控制，當達到所需水量時就會發(fā)送信號給主控電路。主控電路會根據(jù)接收到的信號再發(fā)送信號給加熱器使其 對滾筒里的水進行加熱 ， 等滾筒內(nèi)水溫達到所需水溫時，溫度傳感器會把相應信號發(fā)送給主控電路。 接下來主控電路會發(fā)送信號給電動機使其運轉(zhuǎn)帶動滾筒滾動進行洗滌。洗滌衣物完成時 ， 主控電路發(fā)送信號給排水泵使其進行排水工作。當排水完成之后，再控制電機使?jié)L筒快速滾動 ， 再控制電機使?jié)L筒快速滾動，使得衣物通過離心力以及擠壓脫水完成脫水工作。 本章小結(jié) 本章主要是對滾筒洗衣機各功能部件的具體位置、整機工作流程、 典型滾筒式洗衣機的整機工作原理方框圖 進行分析，使自己對滾筒洗衣機的了解更加透徹，以便于接下來的設計。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 9 第三章 滾筒洗衣機給 水系統(tǒng)設計 進水系統(tǒng) 組成元件 以及 工作流程 進水系統(tǒng) 主要是由各類進水管、洗滌劑盒、程序控制器、水位開關以及進水電磁閥 等各種元件 組合而成 ，其核心是程序控制器，是 此 系統(tǒng)的靈魂 。 通過程序控制器控制進水電磁閥、洗滌劑盒以及水位開關 等 ，協(xié)調(diào)它們之間的工作，實現(xiàn)洗衣機進水、水速的控制、洗滌劑的選擇、以及進水量的控制 。 其工作流程 圖 如31 下 所示。 圖 31 進水系統(tǒng)工作流程圖 進水管 連接水龍頭的外進水管一般都是 橡膠管， 能在比較高的水壓下工作，也具有耐腐蝕的效果，一般不宜 老化 。 內(nèi)進水 管一般由普通橡膠制成，其中一端與電磁閥相連 ，另一端 則 與 洗滌劑盒 連接 。 進水管的外形 結(jié)構(gòu)設計 如圖 32 所示， 其 參數(shù)如 表 31 所示。 圖 32 內(nèi)進水管 進水管 進水電磁閥 內(nèi)進水管 水龍頭 洗滌劑盒 回旋進水管 外筒 水位開關 程序控制器 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 10 表 31 通常情況下 內(nèi)進水管 各種標準需求 初始特性 扯斷力 （㎏ /cm2 ） 扯 斷 伸 長 率(%) 硬度 (邵爾 A) 混合材料 70 200 55 5??? 丁苯橡膠 耐 老化試驗 ，進水管在恒溫 65℃ 下 加熱 65小時 15% 15% 5?? 耐腐蝕試驗， 65℃ 自來 水中加 %洗滌劑試驗 65小時 15% 15% 10?? 回旋進水管 一端與 洗滌劑盒 相連，另一端則與進入外筒的水管連接，一般是由 橡膠 做成，具有耐腐蝕性 ， 主要是 對自來水 起 導向作用 。 結(jié)構(gòu)尺寸如圖 33 所示。 圖 33 回旋進水管 抗菌材料 為了減 少進水 管、內(nèi)進水管、回旋進水 管內(nèi) 殘水滋生的細菌造成洗衣的二次污染，所以 對洗衣管的材料添加抗菌橡塑材料 達到抗菌作用 。 所謂的 抗菌橡塑材料是 一定量的工業(yè)防霉抗菌劑加入到 模壓成型前的橡膠顆?；蛩芰项w粒中而形成 ，例如 苯并咪唑氨基甲酸酯 ， 或者氨基甲酸酯防霉抗菌劑 ，一般抗菌劑的重量機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 11 是總重量的 ～ ％ 為 最 佳 [7]。 其他抗菌 方面 另外 ，還 可以 添加其它 類 物質(zhì) 達到 抗菌 成效 ，比 如在塑料中添加納米載銀材料，納米二氧化鈦 材料 等 等 ， 如果 為了 達到 可持續(xù)性抗菌，可在上述材料中 再 添加緩釋成分， 使得抗菌成分能夠緩慢釋放。同時， 如果需要 實現(xiàn)抗菌性能的針對性， 我們 可以利用光 來 激勵抗菌材料， 并在洗衣機機體內(nèi) 安裝 發(fā)光部件，使得只有運行抗菌程序時才開啟發(fā)光 部件 ，激發(fā)抗菌性能。 本 次 各 進水管 均 采用 添加 抗菌橡塑材料 來減少細菌 [8]。 進水電磁閥 電磁閥 簡介 進水電磁閥 的作用就是控制自來水的進入、停止以及控制流量 ， 依靠程序控制器來自動控制進水電磁閥 。 程序控制器的信號是 通過洗衣桶里的水位信號傳達而來的，通過通斷電產(chǎn)生的電磁 控制進水電磁閥 的 開關 動作 。 進水電磁閥 采用的是 小天鵝，格蘭仕滾筒洗衣機進水電磁閥型 號為 ， 為雙出水進水電磁閥此電磁閥的材料為塑料， 參數(shù)如下 [9]： 尺寸： 公稱通徑： ，進水口外徑： 177。? ，出水口外徑：177。12? 。 線圈電阻 ： 。 工