洗衣机的工作原理和结构 |
| 编辑：南昌如家家电维修中心 时间：2013/07/03 字号:大 中 小 |
| 摘要：洗衣机的工作原理和结构 |
| 波轮式双桶洗衣机 的工作原理与结构 波轮式双桶洗衣机由连在一起的两个桶组成(洗涤桶和 脱水桶)，实际上也就是单桶洗衣机和脱水机相组合。它的洗 涤部分和脱水部分各有自己的定时器和电动机。洗涤和脱水 可同时进行，它们相互独立，互不干扰。 双桶洗衣机的洗涤和漂洗主要在洗涤桶中进行。双桶 洗衣机洗涤的基本工作原理是：接通电流后，洗涤电动机在 定时器的控制下做“正转—停一反转”的旋转运动，并通过皮 带传动带动波轮做同样性质的、低速的旋转运动。正反水流 与桶壁的相互翻滚碰撞，将洗涤物上的污垢溶于水，从而达 到洗涤的效果。脱水的基本工作原理是：脱水桶壁上设有许 多小孔，当脱水电动机高速旋转时，脱水桶内的洗涤物产生 强大的离心力，由于离心力的作用，洗涤物上的水珠沿旋转 线速度的切线方向被甩出脱水桶，从脱水外桶顺着排水管 排出。 波轮式双桶洗衣机主要由洗涤、脱水、进排水、底座和控制 等几个部分组成。 一、洗涤部分 洗涤部分完成洗涤物洗涤和漂洗的过程，它主要由洗涤 桶、波轮、排水过滤组件等部分组成。 1．洗涤桶 洗涤桶是盛放洗涤物和洗涤液并完成洗涤和漂洗任务的 容器，要求它对酸碱有良好的抗腐蚀能力，并具有一定的强度 和使用寿命。 洗涤桶的几何形状直接影响洗涤物的洗净比和磨损率。 洗涤桶的底部形状有斜底面和平底面两种。斜底面的洗涤桶， 衣物的洗净比较高，但衣物的缠绕和磨损率较大。平底面的洗 涤桶，衣物的缠绕和磨损率较小，但衣物的洗净比稍低。 目前洗涤桶形状大多采用四周带有圆角的长方形。 洗涤桶的材料有铝合金、不锈钢、搪瓷和塑料等。目前，大 多数洗衣机的洗涤桶都采用聚丙烯塑料注塑成型。这类洗涤 桶一般是和脱水外桶注塑成一体，称为连体桶。这类连体桶的 重量比较轻，强度高，绝缘性好，抗腐蚀性能强，成本低，使用寿 命长，因此在双桶洗衣机的生产中被广泛使用。 2．波轮及波轮组件 波轮是波轮式洗衣机实现洗涤和漂洗的主要部件。波轮 直径的大小、筋的高低、形状及波轮的安装位置、转速等对洗涤 物的洗净比和磨损率有着很大影响。一般来说，波轮的直径 小，凸筋低，转速慢，在桶内形成的水流较小，衣物翻滚幅度小， 因而洗净比低，磨损率小；反之，则洗净比高，磨损率大。目前， 洗衣机所用的波轮有五种，它们分别为：小波轮、大波轮、凸波 轮、凹波轮和高波轮。后四种波轮在洗涤桶内与洗涤液接触面 积大，洗涤过程中水流的变化也快，所以称该水流为新水流，相 应的洗衣机为新水流双桶洗衣机。 波轮组件通常由波轮、波轮轴衬和波轮嵌件三部分组成， 其中轴衬嵌件通常是用来传递力矩的，它的材料一般是铜基烧 结材料，强度较好。 3．线屑过滤组件 洗涤桶内还装有线屑过滤组件。它的作用是收集洗涤桶 内的毛屑、纤维等细小杂物。洗涤桶底部还装有排水滤盖和小 滤盖。排水滤盖上面有许多排水小孔，它的作用是过滤洗涤桶 内的脏水。小滤盖同样起过滤作用，并且可拆卸下来清洗。溢 水滤盖安装在桶壁上，上面有几排长形的腰孔。当洗涤桶内的 水位高出所设定的水位时，水可通过这些小孔迅速从溢水管排 出，以防溢水面过高，影响电气安全。另外，长形孔还起着过滤 作用，防止大于长形腰孔的悬浮物进入溢水管影响下次溢水和 排水。 二、脱水部分 脱水部分主要包括脱水外桶、脱水内桶、脱水电动机、刹车 机构、减振装置和喷淋装置等部分。 1．脱水外桶 在双桶洗衣机中，脱水外桶一般都与洗涤桶连在一起，称 为连体桶。这样，连体部分的脱水外桶比单独一个脱水外桶所 能承受的来自脱水内桶的打边时产生的力要大，强度要好，而 且装配时比较方便。脱水外桶有两个作用：一是用来安放脱水 内桶和安装防振橡胶组件和传动轴；二是用来盛喷淋漂洗和脱 水桶工作时甩出的水，并通过排水口排出机外。 2．脱水内桶 脱水内桶是专用来盛放洗涤物实现脱水功能的容器，同样 要求它有良好的抗酸、碱腐蚀的能力，并具有相当好的强度。 它的形状通常是一个深的圆筒，其壁上布满许多均匀分布的排 水孔。洗涤物上的水是通过小孔排进脱水外桶的。小孔数量 的多少和大小要根据脱水桶的容量和材料设定。显然，小孔数 目越多，脱水性能越好。但小孔数目越多，其强度就越差，考虑 到脱水桶是高速旋转的物体，且打边现象又经常存在，所以小 孑L的数目不能太多。 脱水内桶的类型目前有两种：搪瓷桶和塑料桶。搪瓷桶是 采用低碳钢外涂搪瓷材料烧结而成的，塑料桶一般采用聚丙烯 塑料注塑成型。 一般塑料脱水内桶上部和脱水桶环组成一个组件，有的脱 水桶环内注入了部分盐水，用来平衡脱水内桶在启动过程中出 现的摆动。通常脱水内桶底部与脱水法兰连接在一起，其目的 是增加连接强度。脱水法兰是用铸铝材料铸压成型的，它具有 很好的强度和刚度，能够承受来自脱水电动机强大的转矩，从 而带动脱水内桶旋转。脱水内桶内装有底盖，其目的是防止高 速旋转的脱水桶底部和脱水法兰上的毛刺损伤衣物。装满衣 物的脱水内桶必须压上脱水内盖，其目的是防止小衣物(如手 帕、袜子等)飞出脱水内桶，落人脱水外桶，并缠绕在脱水轴上 引起脱水电动机不能转动，导致脱水电动机烧毁，或堵塞脱水 外桶的排水口。 3．刹车机构 双桶洗衣机脱水部分都设有刹车机构，其主要作用是：当 脱水盖板被打开时，强行制动高速旋转的脱水电动机，使得脱 水内桶在7 s(秒)内转速降到60 r／min(转／分)以内，防止误 伤用户。 4．减振机构 为了减少脱水桶的振动和偏摆，在脱水电动机与底座之间 安装了减振装置。 减振装置的主要元件是弹簧。上下簧垫和钢丝、簧套是用 来固定弹簧的。脱水电动机弹簧组件受到的力无论来自何方， 弹簧组件都给脱水电动机一个反作用力。在这个反方向力的 作用下，脱水桶的重心被修正，脱水桶摆动的幅度就变小，这就 是减振装置的工作原理。 三、进排水部分 1．进水系统 进水是洗衣机工作的前奏。目前普通的双桶洗衣机进水 系统一般都是手动进水。 当旋钮转向洗涤桶侧时，换向水嘴出水口就对向分流器的 洗涤桶侧，这时水进到洗涤桶内；当需要进行脱水桶喷淋漂洗 时，将旋钮转向脱水桶侧，换向水嘴出水口就对向分流器的脱 水桶侧，这时水则进到脱水桶内。 2．排水系统 双桶洗衣机的排水系统根据它的安装位置，可分为洗涤桶 内排水和洗涤桶外排水两种结构。 (1)洗涤桶内排水结构 它由排水拉带、阀簧、阀组件、连接管(俗称三通)和排水 管组成。 阀组件安装在连体桶内边沿的导向槽中，阀塞紧压在连体 桶排水孔上口沿。阀塞是橡胶做成的，它的直径比连体桶的排 水孔直径要大。阀簧安装在控制板座和阀组件之间，对阀组件 产生一个向下的作用力，使得阀簧和排水孔配合时有一定的压 力。这样，阀塞的密封性增强了，洗衣机工作时排水孔处就不 会渗水。阀塞是一个回形的环，它与一个筒状的阀轴相连，阀 轴上装有溢水管，当水位超过所设定的水位时，水就会从溢水 管通过阀轴、阀塞流入排水管并排出。 当洗衣机处于洗涤状态时，排水旋钮指向漂洗位置，阀塞 压在排水孔处，水不会流出。当需要排水时，可将排水旋钮旋 向排水位置，此时排水拉带被拉紧并产生向上的力，这个力克 服了阀簧的压力，使得阀组件向上产生一段位移，这时洗涤桶 内的水会自动通过排水孔流入排水管并排出机体外。脱水桶 侧排水时，则不需要作任何动作，水会自动流入排水孔进入排 水管排出。 (2)洗涤桶外排水结构 洗涤桶外排水结构仍由排水拉带、溢水阀杆组件、连接管 (俗称四通)和排水管等组成。 它的工作原理与洗涤桶内排水相似，不同的是阀组件安装 在连体桶外边沿的导向槽内，连接管分别与洗涤桶的洗涤侧排 水孔、脱水侧排水孔、溢水孔和排水管相连，并通过排水管将水 排出机外。 四、传动部分 双桶洗衣机的传动系统分为两部分：洗涤传动部分和脱水 传动部分。 洗涤部分的传动系统比较复杂，它采用两级减速传动装 置，第一级传动为皮带减速传动，第二级传动为行星齿轮箱减 速传动，将电动机转速从l 400 r／min左右减小到180 r／rain左 右。包括电动机、大小皮带轮、三角皮带和波轮等。 脱水部分的传动系统比较简单，它采用直接驱动式，即电 动机的旋转动力直接通过联轴器传递到脱水内桶。 五、底座和箱体 1．底座 双桶洗衣机的底座主要是用来安装洗涤电动机、脱水电动 机，连接箱体和支承整个洗衣机的，因此它必须具有一定的 强度。 2．箱体 双桶洗衣机的箱体有承上启下的作用，它不仅用来支承部 分连体桶的重量，将连体桶与底座连为一个整体，保护其内部 的电器件，而且还支承控制部分，使整个洗衣机浑然一体美观 大方。 六、控制部分 控制部分是双桶洗衣机的指挥部。它的主要作用是用来 控制整台洗衣机的运转。具有洗涤定时、水流切换、洗脱排水、 注水选择及脱水定时等功能。 1．控制部电路 ，它由两部分组成：一是洗涤控制电路，二是脱水控制 电路。这两部分电路并联在火线与零线之间，相互独立，互 不干扰，可以独立操作，也可以同时操作。但它们共享同一 个蜂鸣器。 (1)洗涤部分电路 洗涤部分电路由洗涤电动机、洗涤电容器、洗涤定时器和 选择开关(琴键开关)组成。我们先来看洗涤电机是如何实现 正反向交替运行的，然后再分析整个电路。图2．1中，簧片T： 在定时器凸轮的推动下作左、中、右的有规律的运动和停顿。 dc、ec是电机的两组线圈，c是两组线圈的公共端。电容跨接 在d、e两引出线之间。转动定时器旋钮，主触点即接通电路， 凸轮转动，当T：簧片与g点接通时，电机的dc绕组与电容串 接起来，再与ec绕组并联，这时ec线圈成为主绕组，dc线圈为 启动绕组，电机按顺时针方向启动运转。一定时间后，T：簧片 脱离g触点，在中间位置停顿，电机断电停转。然后，T：簧片 再与f静触点接通，电机的dc线圈成为主绕组，ec线圈成为启 动绕组，电机开始反向旋转。如此往复循环，实现电机的正反 向交替运转。 图2．1 双桶洗衣机控制电路圈 回过头来再看图2．1的电路，由插头输入的220 V(伏)交 流电一端通过保险接到电机的公共端c，另一端接到定时器的 主触点T．，转动定时器旋钮，T．就会接通琴键开关的公共端。 这时如果选择单向洗水流，电路通过定时器主触点T．、琴键开 关单向洗的按键触点与电机的dc线圈接通，电机就会启动运 行。虽然定时器在运行过程中，标准洗与轻柔洗的两个凸轮推 动簧片T2和T3不断地与fg和hk接触、断开，但琴键开关的轻 柔和标准两个按键并未按下，所以这两个局部电路是断开的， 并不起作用。当预定时间结束，定时器回到零位，主触点断开， 电路中断，电机停止转动。 如果选择的是标准洗，琴键开关的标准触点接通，其他触 点断开，电机将正反向间歇交替运行，轻柔洗也如此。从电路 上看，轻柔洗与标准洗并无区别，只是琴键开关的触点换了一 个。在定时器中由于标准洗与轻柔洗的控制凸轮不一样而导 致电机的运行时间不一样，标准洗正反转接通的时间是30 s (小波轮洗衣机)，断开的时间是5 s，而轻柔洗接通的时间是 15 s，断开的时间是20 s，所以轻柔洗的水流较弱，而标准洗的 水流较强。 (2)脱水部分电路 脱水部分电路由脱水电动机、脱水定时器、安全开关等组 成。洗衣机在正常工作情况下，安全开关或叫“盖开关”触点 闭合，此时旋转脱水定时器旋钮，脱水定时器的一组触点(与b 点)接通，脱水电动机开始运转。当设定脱水时间剩下最后 6—20 s时，脱水定时器的另一组触点(与a点)接通，此时蜂鸣 器电路接通，蜂鸣器开始蜂鸣报警。这里的电容器是用来启动 脱水电动机的。 安全开关主要是用来保护操作者的安全。安全开关安装 在脱水盖板后侧，当脱水盖板完全盖上时，安全开关触点闭合。 当脱水盖板前沿打开50 mm(毫米)以上时，安全开关触点断 开，脱水部分电路断电，脱水电动机停止运转。在刹车系统的 配合下，脱水桶的转速在7 s内降到60 r／min以下。 2．控制部分结构 控制部分结构的好坏直接影响整机的性能。控制部分主要 由控制板、安装板、旋钮、注水操作轴、排水操作轴等组成。其中 洗涤定时器、脱水定时器、蜂鸣器、选择开关等均安装在其上。 控制板是整个洗衣机的“门面”，其上通过丝网印刷清楚 地印刷着如15分钟洗涤定时、水流切换、注水选择等字样。安 装板是中介板，安装好定时器、操作轴等的安装板再通过螺钉 紧固安装到控制板上。注水操作轴的作用是通过它的旋转带 动换向水嘴旋转，将水管中的水注入洗涤侧或脱水侧。排水操 作轴一物三用，通过它的旋转带动排水拉带向上运动，使洗涤 桶内的水排出。其上有两个操作爪是用来控制水流切换和上 排水的。旋钮是操作者与洗衣机联系的纽带，操作者通过旋转 旋钮来完成洗涤、脱水及排水等各种功能。 |
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