波轮式水桶洗衣机的设计

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．７，２０１３　波轮式水桶洗衣机的设计　王瑶。刘文吉　（天津工业大学机械工程学院天津，天津３００３８７）　摘要：针对学生宿舍洗衣机存在的问题，设计了一种学生宿舍使用的新型波轮式水桶洗衣机，分析了该洗衣机工作原理，计　算了洗衣机的设计参数，并加工了实物样机进行了洗涤实验，实验表明波轮式水桶洗衣机洗涤效果较好，适用于学生宿舍。　关键词：洗衣机；水桶；学生宿舍　中图分类号：ＴＭ９２５．０２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１３）０７—００８６－０２　目前我国的家用电动洗衣机产品的发展已进人　类似，通过电机正反转，使洗涤液不断产生换向的旋　了成熟期，国营、集体、个体、外资、合资洗衣机企业　遍布全国各地，主要的洗衣机企业有海尔、西门子、　三星、三洋等。２００１年家用电动洗衣机的产销量达到　１　４００万台，出口量为１７０万台，已成为全球洗衣机　生产和消费的大国ｔ”。　洗衣机按结构划分，可分为波轮式、滚筒式、搅拌　式、振动式、喷流式、喷射式、仿生搓洗式七种。在我国，　以波轮式和滚桶式最为常见田。波轮式洗衣机的优点是　洗净度高、洗涤时间短、结构简单、体积小、耗电省、价　格低、使用与维修方便；缺点是机械磨损强烈，衣物磨　损率高、洗涤均匀性差、洗涤物易缠绕，且用水量也较　大。滚筒式洗衣机的优点是自动化程度较高，对衣物磨　损较小，特别适用于洗涤呢绒等高档织物；不足之处是　洗涤时间长，一般一次洗涤需要２小时以上，洗净能力　差由于摩擦作用较弱，耗电量大，一次加热洗涤耗电　约２　３。，整机笨重且噪声大，价格也较高【３】。　在市场细分的大环境下，需要的洗衣机产品依　据特定消费者的实际需求不断细分【４］。学生群体作为　个特定群体，他们对于洗衣机的要求主要是卫生、　方便。但目前在学生公寓使用的公共洗衣机普遍存　一转涡，并不断的使衣物翻滚、展曲、揉搓和挤压，在一　定时间内使附着在衣物上的污垢剥离衣物圈，达到洗　净衣物的目的。　波轮式水桶洗衣机采用分体式结构，其结构如　图１所示。电机与减速器通过皮带传动，达到减速的　目的。减速器的轴通过法兰盘与圆盘相连，圆盘上安　装有四组自动定心抱紧装置，当水桶放置在圆盘上　时，自动定心抱紧装置将抱紧水桶，同时将水桶的中　心与圆盘的回转中心对中。打开开关，整个系统开始　工作。在工作过程中，减速器、圆盘及水桶一起转动，　通过固定在水桶底部的波轮旋转，带动水流翻转冲　刷衣物，在洗涤剂的作用下实现去污清洁的目的。　在使用时，将波轮吸附在水桶底部，水桶放置在　圆盘上，打开开关即可，操作方便。　４　２　１　１．电机２．皮带３．减速器４．法兰盘５．圆盘６．自动定心抱紧装置　在卫生问题，更不方便洗涤贴身衣物，而且数量有　图１　波轮式水桶洗衣机结构图　限，不能满足学生的需求。针对这种情况，我们设计　１．１波轮设计　了波轮式水桶洗衣机。波轮式水桶洗衣机的体积小，　波轮的作用是带动桶内的水旋转，产生涡流，增　适合放置在空间较小的学生宿舍中。洗衣机桶是普　加水对衣物的冲刷作用，同时与衣物摩擦，增强去污　通水桶，学生在使用时，可以使用自己的水桶，在洗　能力，其形状与普通波轮类似，波轮的下部安装有一　涤小件衣物和贴身衣物时比较方便卫生。　对吸盘，在使用时，将波轮吸附在水桶底部。洗涤时，　波轮与水桶一同转动，产生涡流。通过实验证明吸盘　１　波轮式水桶洗衣机的设计　的吸附力足够使波轮与桶底不产生相对滑动。　１．２四爪自动定心抱紧装置设计　波轮式水桶洗衣机的工作原理与波轮式洗衣机　四爪自动定心抱紧装置结构如图２所示。其作　收稿日期：２０１３—０４—０９　作者简介：王瑶（１９９１一），女，山西太原人，本科生，主要进行机械及自动化技术研究。　８６　《装备制造技术）２０１３年第７期　用是固定水桶，并使水桶与回转中心自动对心，避免产　的洗涤效果较好，图３为波轮式水桶洗衣机的样机。　生过大的离心力，保证水桶在旋转过程中保持平稳。　在支撑体上装有四组自动定心抱紧夹。水桶压　在定心抱紧装置的内侧时，通过转轴，将水桶的重力　转化为定心抱紧装置对中心的压力，使四组自动定　心抱紧夹的上部同时向里运动，自动调整水桶中心，　同时抱紧水桶，达到对心抱紧的目的。　图３　波轮式水桶洗衣机样机　３　结束语　本文设计的波轮式水桶洗衣机的主要特点有：　第一，体积小，使用方便。洗衣机采用分体式结构，将　图２　四爪自动抱紧定心结构图　洗衣机的机简与驱动装置分开，这样可节约空间，驱　１．３设计参数　动装置可放置在学生公寓的公共部分，机筒用学生　四抓自动抱紧装置主要参数如下：　自己的水桶。在使用时，学生将水桶放置在自动定心　机架尺寸：５００　ｍｉｌｌ　Ｘ　５００　ＩＴｌｎｌ　Ｘ　３００　ａｒｍ；电机转　抱紧装置上即可。第二，比较卫生。在洗涤衣物时，学　速：１　４５０　ｒ／ｍｉｎ；／Ｊ￣轮直径：４０　ｒｍｎ；减速器直径：１５０ｍｍ　生可以使用自己的水桶，普通水桶方便清洁，可以避　减速器传动比：３．６７：１。　免使用公共洗衣机时产生的卫生问题。　则电机到减速器转轴的传动比为：　波轮式水桶洗衣机虽然原理上与波轮式洗衣机　ｉ：　且扭：　×竺盥：　速跹×３．相同，但在结构上有别于与市面出售的其他洗衣机，　ｏｔ转轴　减速器　转轴ｄ电机　６７　结构设计具有一定的创新性。针对学生宿舍的具体　：　×３．６７：１３．７６　（１）　情况，解决了一些学生群体在宿舍使用洗衣机时的　则圆盘的转速为：　问题。　／Ｚ＝　＝　＝ｌ　０５．４　ｒ／ｍｉｎ　（２）　参考文献：　转速达到波轮式洗衣机的转速要求同。　［１１鲁建国．洗衣机的消费现状和发展趋势【］Ｊ］．家用电器，２００２　（５）：２８．　２　洗涤实验　【２］钱仲麟，杨劲松．波轮洗衣机的波轮洗、离心洗和搓揉洗【Ｊ】．　家用电器，２００１（１１）：１５．　【３】吴金宏．选哪一种洗衣机好【Ｊ】．家用电子，１９９９（６）：１０．　实验中有一个实验组与一个对照组，实验组为　［４］里昂．Ｇ，希夫曼，莱斯利．Ｌ，卡纽克．消费者行为【Ｍ】．江林　波轮式水桶洗衣机，对照组为普通波轮洗衣机。将两　译．北京：中国人民大学出版社，２００７．　台洗衣机放置在同一实验室中，在相同条件下同时　［５】杨向萍．浅析波轮式洗衣机的洗净原理【Ｊ］．家用电器科技，　洗涤两件样式相同，洁净程度类似的普通白色Ｔ恤　２００１（８）：６３—６５．　二十分钟。洗涤过程结束后，两件衣服的表面污垢基　［６］何继学．大波轮洗涤原理初步探讨［Ｊ】．家用电器科技，１９８５　本都被除尽。通过多次实验表明，波轮式水桶洗衣机　（Ｏ６）：７—８．　Ｗａｖｅ　Ｗｈｅｅｌｅｄ　Ｂｕｃｋｅｔ　Ｗａｓｈｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ＷＡＮＧ　Ｙａｏ，ＬＩＵ　Ｗｅｎ－ｊｉ　（ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＴＪＰＵ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８７，Ｃｈｉｎａ）　ＡｂＳｔｒａＣｔ：Ａｉｍｉｎｇ　ａｔ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｄｏｒｍｉｔｏｒｙ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ．Ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａ　ｓｔｕｄｅｎｔ　ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｎｅｗ　ｗａｖｅ　ｗｈｅｅｌｅｄ　ｂｕｃｋｅｔ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ，ｔｏ　ｍａｋｅ　ａ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ　ａｎｄ　ｍａｋｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｅ　ｗａｖｅ　ｗｈｅｅｌｅｄ　ｂｕｃｋｅｔ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｂｅＲｅｒ，ａｐｐｌｉｅｓ　ｔｏ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ’　ｄｏｒｍｉｔｏｒｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｓｈｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ；ｂｕｃｋｅｔ；ｓｔｕｄｅｎｔ　ｄｏｒｍｉｔｏｒｙ　８７