【文章內容簡介】 。 （ 3） 缺點： 哈爾濱理工大學課程設計說明書 9 9 1）皮帶減速傳遞效率低故，障率高。 2）由于電機偏置，易震動，需加配。 3）皮帶易打滑磨損。 哈爾濱理工大學課程設計說明書 10 10 第 3章 電動機的選擇 概論 目前在家用電器中使用的電機分為直流電機、單相串激式電機。直流電機使用干電池供電，通常在電動剃須刀、錄音機、電動兒童玩具等小型器具中。單相串激式的電機結構上與直流電機相似。由于其轉子上帶有換向器，電機運轉時使得換向器極易磨損，因而壽命短，常用在轉速要求較高而單次使用時間短的電動器具上，如吸塵器、食品加工機等。單相感應電機應用最廣，根據(jù)起動 方式的不同又分為罩極式、分相起動式、電容起動式及電容運轉式，分別用于電冰箱、電風扇、微波爐、洗衣機等家用電動器具上。由于電容運轉式電機具有起動扭矩大、運行穩(wěn)定、功率因數(shù)高、過載能力強等特點，并能較好的滿足洗衣機正反兩個方向運轉的工作要求，所以被廣泛的應用于洗衣機中。 洗衣機在正常工作狀態(tài)洗滌桶內應裝有水和衣物，因此，洗衣機的電動機總是在有負載的條件下運行，由于洗衣機工作時要求波輪正反轉，這就要求電動機帶載正反頻繁起動，洗衣機電動機的負載不能看成恒轉矩負載，因為洗衣機的波輪直接接觸水和衣物，在起動的初始時刻， 阻轉矩較小。但是，這個負載又不能簡單的看成是風機水泵類負載（與轉速的平方成正比的負載特性），由于桶內衣物位置和水流的變化，在正常的工作條件下，負載的大小可能經(jīng)常發(fā)生變化，由于洗衣機的負載特點和工作是頻繁起動的需要，對電動機的起動轉矩和最大轉矩都要求比較高。 洗滌電動機 洗衣機電機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 現(xiàn)在波輪洗衣機上使用的電機以單相感應電機為主，少數(shù)用變頻電機和無刷電機，滾筒洗衣機則以串激電機為主，此外還有變頻電機、無刷電機、開關磁阻電機等?？偟膩碚f，可以將其分為兩大類：定速電機和變速電機，下面對以上電機做一 些簡單介紹。 (1)定速電機 定速電機基本上都是電容運轉單相異步電機，屬于感應電機，可以分為單速電機和雙速電機兩類。 哈爾濱理工大學課程設計說明書 11 11 1) 單速電機：定子上有空間上相互垂直的二相繞組，其中一相通過移相電容連接到電源上，轉子由鐵心和鼠籠組成，定子和轉子之間沒有電路上的直接聯(lián)系，定子繞組通電后產生旋轉磁場，旋轉磁場又在轉子鼠籠中感應出感應電流，二者相互作用產生電磁力。它具有感應電機結構簡單、成本低的優(yōu)點，運行性能也不錯，但起動性能稍差、無法調速。單速電機主要用于波輪洗衣機上。 2) 雙速電機：原理同單速電機一樣，不同的是 此類電機的定子上有兩套極數(shù)不同的繞組用來產生不同的轉速，按照繞組結構的不同又可以分為分離繞組和共享繞組兩類。 (2)分離繞組雙速電機：定子上有兩套完全獨立的不同極數(shù)的繞組，如 2 極 /6 極、 2 極 /16 極、 4 極 /6 極等。由感應電機的特點知道，轉子鼠籠會自動形成與定子旋轉磁場相同的極數(shù)，因此通過給不同極數(shù)的定子繞組供電便可得到不同的電機轉速，用來適應不同的要求，如 2 極或 4 極用于甩干， 6 極、 16 極用于洗滌等等，由此給客戶更多的選擇。此類電機的性能特點同單速電機相比，因為其定子上需要兩套繞組，所以體積比單速電機大，成 本也高。 1）共享繞組雙速電機：這是艾默生電機發(fā)明的，是對分離繞組雙速電機的進一步改進，其特點是通過改變連接方式可以使同一定子繞組為兩種不 同的極數(shù)所共用。比如說已經(jīng)大批量生產的 4 極 /6 極雙速電機，其定子繞組既可以用作 4 極，通過改變連接又可以用作 6 極，而且 4極與 6 極都可分別用于洗滌和甩干。因為此類電機的定子繞組是兩種極數(shù)共享的，所以它的體積要比普通的分離繞組雙速電機小得多，也就是說在同樣的體積下可以得到更大的輸出功率，從而可以更好地滿足客戶的需求。 雙速電機目前主要用于波輪洗衣機，也有部分用于滾筒洗衣機，但 用于滾筒洗衣機時不能獲得很高的甩干轉速。 電動機的選用 洗衣機中使用的電動機可分為單向異步電動機、永磁式直流電動機、單向串激式和直線型驅動電機。單向異步電動機根據(jù)啟動方式不同又可分為電容運轉式電動機和罩極式電動機，而電容式電動機又派生出雙速變極式電動機。洗衣機根據(jù)各自的工作特點采用不同的電動機。 國家標準對洗衣機的主要性能指標作了相應的規(guī)定，表一就是波輪洗衣機用的 XD 型洗衣機電動機的性能指標。根據(jù)我國條件，電動機的電源電壓為 220V，頻率為 50Hz，同步轉速為 1500r/min，額定轉速為 1350r/min 哈爾濱理工大學課程設計說明書 12 12 表 32 洗衣機機所配用的電 洗衣機電動機的功率應根據(jù)洗衣機的規(guī)格而定，洗衣機的規(guī)格大小是按每次最大洗滌的干配用的電容器。衣物重量來確定的，表二列出了不同規(guī)格的洗衣機所配用的電動機的功率及電動機所配用的電容器。 設計以 ，所以選用電機功率為 120W，配置電容器為 8μ F。其中，堵轉轉矩倍數(shù)為 ，堵轉電流為 ，最大轉矩倍數(shù)為 ，效率為 52%，功率因素為 。 雙速變極電機結構 速變極點動機是采用改變極數(shù)來獲得兩種速度的電容運轉式電動機。接通 12 級繞組，電動機低速運轉，完成洗滌、漂洗功能。接通兩極 繞組，電動機高速運轉，完成脫水功能。 洗滌電機的結構簡圖如下圖一所示 ： 洗衣機的 洗衣量（㎏） 23 34 45 配用電動機 （ W） 90,120 120 180 250 配置電容器 （μ F） 6,8 8,10 10,12 16 輸入功率 （ W） 堵轉轉矩 倍數(shù) 堵轉電流 （ A） 最大轉矩 倍數(shù) 效率 （ %） 功率因數(shù) 90 49 120 52 180 56 250 59 哈爾濱理工大學課程設計說明書 13 13 主要技術參數(shù) 表 33 洗衣機主要技術參數(shù) 洗衣機在洗滌運轉時，受力極大。因此對傳動機構的波輪軸、軸承套等零件要求具有一定的強度、剛度、耐疲勞性能。同時，傳動機構上部分在洗滌時，長期受水的侵蝕，使得各零件要求有很高的耐腐蝕性和耐冷熱沖擊性能。 YXG162/2/12 型雙速變極電動機為中國濟南洗衣機廠生產，主要技術指標見上表。啟動和運轉配用 14 微法 /450 伏電容器， 2 極額定輸出功率 200 瓦； 12 極輸出功率為 120 瓦 圖 31 洗滌電動機的結構簡圖 哈爾濱理工大學課程設計說明書 14 14 第 4章 波輪的分類和選用 波輪式洗衣機發(fā)展趨勢 波輪式洗衣機自 1953 年誕生以來，經(jīng)過 50 余年的發(fā)展?，F(xiàn)在，以波輪洗衣機為主流的半自動和全自動洗衣機已逐漸覆蓋中國城鄉(xiāng)大部分地區(qū)。九十年代以來，滾筒洗衣機逐漸進入中國市場。如今，大、中城市已形成波輪為主，滾筒為輔的洗衣機市場格局。洗衣機從原來單純追求潔凈、節(jié)水、節(jié)電等，逐步向健康、環(huán)保、高度智能化、洗干一體化方向發(fā)展。 尖端洗滌技術的革新，一直是洗衣機行業(yè)發(fā)展的主導力量。首先表現(xiàn)在洗滌方式發(fā)生巨大變化。原先大多側重于水流的改變、動力的加大?，F(xiàn)在，超音波、電解水、臭氧和蒸汽洗滌的運用，使洗衣機的去污能力從單純依靠洗衣粉、洗滌劑的化學作用和強弱變化 的水流機械作用，向更高層次的健康、環(huán)保洗滌方式轉變，特別是電解水、超音波技術在洗衣機行業(yè)的運用幾乎改變了洗衣機的歷史 —— 洗衣不用或少用洗衣粉、洗滌劑，減少化學品對皮膚的損害和對環(huán)境的污染。電解水、臭氧、蒸汽的殺菌除味及消毒功能倍受青睞，引發(fā)了洗衣機消費健康潮。 另一變化就是高度自動化、智能化、人性化。從半自動、全自動到現(xiàn)在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按鈕一切搞定！同時，用戶可以按照自己的洗衣習慣，自主選擇時間和方式，自編和記憶程序讓用戶真正做到隨心所欲。人性化還表現(xiàn)在使用的方便和舒適，如子母分洗洗衣 機可以做到不同衣物分開洗；斜桶和頂開滾筒可以做到取放衣物方便不需深彎腰；蒸汽烘干功能使得晾曬更加方便， DD 直驅電機在節(jié)能降噪方面效果更加突出，等等。 另外，大容量成為不變的消費趨勢。前幾年，洗衣機容量多為 45公斤， 6 公斤的大容量尚很少見。現(xiàn)在， 7公斤的容量已經(jīng)很普遍， 8公斤也正?！，F(xiàn)代人居空間不斷擴大，對寬敞、舒適、方便要求更多，大能容小，大容量洗衣機一臺可頂一套。業(yè)內人士表示，尖端洗滌技術的革新，所表現(xiàn)出的洗衣方式更加注重健康和個性化，已在市場發(fā)展中倍受歡迎。 哈爾濱理工大學課程設計說明書 15 15 波輪的分類 ： (1)掌形波輪 (2)碟形波輪 (3)塔形波輪 (4)攪拌棒形波輪 (5)轉桶式大波輪（盒式波輪） : (1)三洋 公司的手搓式波輪 (2)松下公司的碟形波輪 (3)夏普公司的 “ 帽式 ” 波輪 (4)日電公司的撬桿式波輪 (5)三菱公司的攪拌式波輪 (6)東芝公司的偏心波輪 波輪的參數(shù)及性能 波輪形狀和尺寸與洗滌性能的關系如下圖所示 : 1． 波輪直徑：波輪直徑與洗凈比、織物磨損、織物纏繞和洗滌不均勻度的關系見圖一。如圖所示，增大波輪直徑對洗滌物的洗凈比、織物纏繞和洗滌不均勻度都有利，僅對織物磨損略有增大。 2．波輪葉片 筋：它的作用是在波輪正反旋轉時，產生水平和上下回轉的復合水流，使洗滌物受到三維沖擊力的作用。圖 35 是波筋斷面的筋寬尺寸與洗滌性能的關系，如圖所示，波筋寬度在 20— 25mm時，洗滌性能較好。除波筋寬度外，波筋的高度和條數(shù)也對洗滌性能有所影響，但波筋高度對洗滌電動機的輸入功率影響更大。波筋條數(shù)一般設計成 3— 8 條，實驗表明，波筋 6 條時洗滌性能較好。 哈爾濱理工大學課程設計說明書 16 16 波輪形狀及參數(shù)的選用 本設計中，波輪要推著衣物向上運動，因此，碟形波輪比較適合，故選用碟形波輪，波盤直徑選為 360mm，波徑選為 6 條 . 圖 41 波盤直 徑與洗滌性能的關系 波盤直徑（ mm） 哈爾濱理工大學課程設計說明書 17 17 第 5章 傳動部分的 設計計算 計及在此部分主要對洗衣機中主要傳動機構包括兩個帶傳動和一個螺紋傳動以及波輪軸的設計算。 帶傳動的設計 此部分將完成連接洗衣機內筒的帶傳動計算。 120W，轉速 min/13700 rn ? ，波輪軸轉速 min/300rn? ，傳動比 ??i （ 51） 確定計算功率 caP 由表查 得工作情況系數(shù)： ?AK ，故 KwPKP Aca ????? （ 52） V帶帶型 根據(jù) caP ， 0n 由圖確定選用 Z型。 由表取主動輪基準直徑： .631 mmD ? （ 53) 根據(jù)（ 51），從動輪基準直徑： .2 8 mmiDD ???? 根據(jù)表，?。? .2802 mmD ? 按（ 53）驗算帶的速度： smnDv / 0 0 060 1 3 7 0631 0 0 060 11 ??? ????? ?? V帶的基準長度和傳動中心距 根據(jù)式 ? ? ? ?21021 DDaDD ???? ，初步確定 : .2500 mma ?