Стиральная машина

 

Изобретение относится к стирке, а именно к стиральным машинам с автоматическими уравновешивающими устройствами , и позволяет повысить надежность в работе машины за счет повышения точности балансировки. Стиральная машина содержит размещенный в цилиндрическом корпусе барабан для белья, установленный на приводном валу, и смонтированные на последнем под дном барабана один над другим средства для динамической балансировки барабана. Каждое средство динамической балансировки барабана содержит закрепленные на валу барабана радиальные стержни, расположенные на равных угловых расстояниях один от другоИзобретение относится к стирке, а именно к стиральным машинам с автоматическими уравновешивающими устройствами , и является усовершенствованием устройства поавт.св. № 1359372. Целью изобретения является повышение надежности в работе машины за счет более точной балансировки. го, ролики по количеству стержней, установленные свободно на их концах и перпендикулярно им, закрепленный на корпусе машины коаксиэльнооси вращения барабана обод, внутренний диаметр которого превышает диаметр окружности, проведенной через наиболее удаленные от оси вращения барабана точки наружной поверхности роликов, на заданную максимальную величину возможного при дисбалансе смещения вращающегося барабана относительно начального его положения, и установленное на валу барабана между роликами неуравновешенное кольцо, связанное с роликами с возможностью поворота при их вращении в период вызванного дисбалансом вращающегося барабана зацепления роликов с ободом при смещении барабана, причем оба средства имеют одинаковое количество стержней, одинаковое их угловое расположения на валу барабана , а диаметры роликов, свободно установленных на стержнях обоих средств, различаются на величину, определяемую соотношением -Ьг 0,02, где di и J2 01 соответственно величины диаметров роликов верхнего и нижнего средств динамической балансировки барабана. 6 ил. На фиг. 1 показана стиральная машина, общий вид; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - зацепление роликов средств динамической балансировки барабана с размещенными на корпусе машины ободами в момент отклонения оси вращения барабана под действием неуравновешенной центробежной силы Ft) н ; на фиг.4 - уравновешивание центробежной силы Гц и CS 00 sQ GO Јь hO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s D 06 F 37/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1359372 (21) 4754477/12 (22) 31.10,89 (46) 23.09,91. Бюл, N 35 (71) Киевское научно-производственное объединение "Веста" (72) Ю.Ю.Соломатин. А.М.Усольцев, E.À.Панфилов, Ю.П.Ануреев, С.В.Орчинский. И.Ф.Заславский. Е.И.Похиленко и В.Н.Малахов (53) 648.23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

I4 1359372, кл. D 06 F.37/20, 1986. (54) СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к стирке, а именно к стиральным машинам с автоматическими уравновешивающими устройствами, и позволяет повысить надежность в работе машины за счет повышения точности балансировки. Стиральная машина содержит размещенный в цилиндрическом корпусе барабан для белья, установлен ный на приводном валу, и смонтированные на последнем под дном барабана один над другим средства для динамической балансировки барабана. Каждое средство динамической балансировки барабана содержит закрепленные на валу барабана радиальные стержни, расположенные на равных угловых расстояниях один отдругоИзобретение относится к стирке, а именно к стиральным машинам с автоматическими уравновешивающими устройствами, и является усовершенствованием устройства по авт.св. М 1359372.

Целью изобретения является повышение надежности в работе машины за счет более точной бала нс и ров к и.

„„ЯЦ „„1678934 А2

ro. ролики по количеству стержней, установ ленные свободно на их концах и перпендикулярно им, закрепленный на корпусе машины коаксиально оси вращения барабана обод, внутренний диаметр которого превышает диаметр окружности, проведенной через наиболее удаленные от оси вращения барабана точки наружной поверхности роликов, нэ заданную максимальную величину возможного при дисбалансе смещения вращающегося барабана относительно начального его положения, и установленное на валу барабана между роликами неуравновешенное кольцо, связанное с роликами с возможностью поворота при их вращении в период вызванного дисбалансом вращающегося барабана зацепления роликов с ободом при смещении барабана, причем оба средства имеют одинаковое количество стержней, одинаковое их угловое расположения на валу барабана, а диаметры роликов, свободно установленных на стержнях обоих средств, различаются нэ величину, определяемую coCb d1 отношением 0,02, где d1 и d2—

d1 соответственно величины диаметров роликов верхнего и нижнего средств динамической балансировки барабана. 6 ил.

На фиг.1 показана стиральная машина, общий вид; на фиг.2 — то же, поперечный разрез; на фиг.3 — зацепление роликов средств динамической балансировки барабана с размещенными на корпусе машины ободами в момент отклонения оси вращения барабана под действием неуравновешенной центробежной силы FÄ} н, на фиг.4— уравновешивание центробежной силы Гц „

1678934 центробежными силами Q1 и Qp в результате поворотов неуравновешенных масс m1 и п > с различными угловыми скоростями а1 и о ; на фиг.5 и 6 — работа машины после дости>кения уравновешивания центробежной силы > ц н. силами Ql и Q2

Стиральная машина имеет цилиндрический корпус 1, закрываемый сверху крышкой 2, Внутри корпуса размещен с возможностью вращения на приводном валу 3 барабан 4 для обрабатываемых текстильных изделий. Приводной вал 3 жестко прикреплен к дну 5 барабана. Под дном барабана установлены одно под другим два с,>едства динамической балансировки барабана, каждое из -которых имеет закрепленные на валу 3 перпендикулярно последнему и на равных угловых расстояниях один от другого по меньшей мере три радиальных стержня, стержни 6 нижнего срецства динамической балансировки и стержни 7 верхнего средства. Оба средства размещены на валу барабана и имеют, оцинаковые форму выполнения, взаимное расположение деталей и взаимосвязь между деталями, а также одинаковое угловое расположение на валу барабана радиальных стержней 6 и 7, т.е. стержни обоих средств расположены друг поддругом. На к анцах стержней 6 и 7 установлены свободно, т,е, с возможностью вращения, и перпендикул,:.,-: но к ним ролики 8 и 9 соответственно

:;,,:и>хнего л верхнего средств. На корпусе

>аu! лны коаксиал ьно валу барабана закреплены обо,цы 10 и 11, при этом внутренний диаметр ободов 10 л 11 превышает диаметр окр!>KHlocòè, проведенной соответственно через наиболее удаленные от оси вращения барабана точки наружной поверхности роя> гков В и 9 на макслмальную длину возможного при дисбалансе смещения барабана относительно статлческого его положения.

На валу барабана между роликами 8 установлено на шарнлрной опоре 12 кольцо 13, на одном из участков которого закреплена неуравновешенная масса 14. Кольцо 13 свя5

45 зано с роликами 8 с возможностью его поворота при вращении этих роликов.

Аналогично, также на валу 3 между роликами 9 установлено на шарнирной опоре 15 кольцо 16. На одном из участков кольца 16 закреплена неуравновешенная масса 17, Кольцо 16 связано с роликами 9 с воэможностью его поворота при вращении этих роликов. 55

На фиг.1-6 и в описании приняты следующие обозначения:

Вв и Нь — диаметр и высота барабана стиральнои машины1

05 — частота врагцения барабана машины в рассматриваемый момент ее работы; ц.т, — центр масс (центр тяжести) неравномерно размещенной во вращающемся барабане массы обрабатываемых текстильных изделий, е — ексцентриситет, .г.е. смешение ц.т. загруженной массы относительно оси вращения барабана; емакс =0,08 R!>, где R!> = — б — радиус барабана;

Дб

mH — величина массы загрузки барабана машины обрабатываемыми мокрымл текстильными изделиями, неравномерно размещенными в барабане относительно его оси вращения в рассматриваемый момент работы машины; п>н макс — наибольU335l возмо>кная работе машины величина m><, гвн макс = >iмакс x G, где G — вес (загрузочная масса) обрабатываемых текстильных изделий в воздушно-сухом состоянии;

k — масса>жидкос.ги, в рассматриваемый момент работы машлны удерживаемая загруженными в барабан текстильными изделиями, приходящаяся He i кг массы загрузки в воздушно-сухом состоянии, кмакс 2 5 кгl кг

Рц,н, — неуравновешенная центробежная сила инерции, возникающая при работе машины вследствие неравномер >ого размещения во вращающе лся барабане обрабатываемых текстильных изделий

"ц.н. = гпн .4 е; г.ц.н. макс — наибол ьшая reopeòè÷eñêè возможная при работе машинь> величина

> ц.н.: ц.н.макс = Пнмакс и Емакс =

= 2,5 6 йЯ 0,08Вб;

О-Π— статическое положение ..>Си вращения барабана;

О-O — положение оси вращения барабана после его смещения в результате дисбаланса на максимально возможную величину от начального положения оси О-О; > — угол наибольшего возможного отклонения оси вращения барабана от начального ее положения при возникновении недопустимого дисбаланса вращающегося барабана;

Π— точка пересечения начального положения оси вращения барабана и положения оси вращения после смещения вращающегося барабана в результате возникновения дисбаланса;

1678934

L1+— о1

2 о1

2 ог -г +—

« 2

Й1 + - d1

R1 бг

Йг+—

2 г

50

ho — расстояние от поверхности дна барабана до точки 0 (фиг,З);

hF — плечо силы Рц.. относительно точки

О (расстояние линии действия силы Ец.н. от точки пересечения начального положения оси вращения барабана и ее положения после смещения вращающегося барабана под действием силы Рц.н.)

hF = He + hs;

d> и дг — величины диаметров роликов соответственно верхнего и нижнего средств динамической балансировки барабана, L> и t2 — расстояние от оси вращения барабана до осей вращения роликов;

Np1 и врг — частоты вращения роликов относительно стержней, на которых эти ролики установлены, в момент зацепления роликов с неподвижными ободами при возникновении недопустимого дисбаланса вращающегося барабана: (данные выражения для ар1 и й)рг определены в соответствии с известными методами теории механизмов и машин);

Я1 и Кг — радиусы неуравновешенных колец 16 и 13, установленных на валу барабана между роликами;

Си1 и Са — частота вращения неуравновешенных колец относительно их оси вращения в момент зацепления роликов с неподвижными ободами:

m> и тг — величины неуравновешенных масс 17 и 14;

11 и lz — расстояние от оси вращения барабана до ц.т. неуравновешенной массы;

Q1 и 0г — центробежные силы инерции, вызываемые вращением относительно оси вращения барабана неуравновешенных масс m> и аг .

0<=m< o3.ii;

0г=аг а3 1г, h1 и Ьг — относительно точки О соответственно плечо силы Q> и бг;

ЛЬ = h> - йг — расстояние между плоскостями действия сил 01 и бг, вызываемых вращением неуравновешенных масс т1 и

mz относительно оси вращения барабана;»

Qz результирующая сил Q> и 0г после уравновешивания ими силы Гц, (фиг.6), равная их геометрической сумме — главному вектору этих сил, т.е, 0 = 0 > .cos а1 + 0г cos аг. где а1 и аг — соответственно углы между направлениями линий действия сил 0>Q и

Ог 4

0 макс = 01 + 0г наибольшая воэмож" ная величина результирующей сил 01 и Qг получаемая при совпадении направления о линий их действия, т.е. при а1= аг = О.

Стиральная машина работает следующим образом, При вращении барабана 4, закрепленного на валу 3, в результате неравномерного размещения в нем обрабатываемых текстильных изделий возникает дисбаланс вращающегося барабана и под действием силы

Гц н. происходит смещение вращающегося барабана относительно начального его положения. Вместе с валом 3 смещаются и оба установленные на нем средства динамической балансировки барабана. При возникновении недопустимого дисбаланса вращающегося барабана он смещается относительно начального положения на максимально возможную величину в соответствии с размерами узлов и деталей средств динамической балансировки барабана, а именно величинами внутренних диаметров ободов 11 и 10, закрепленных на корпусе 1 машины; величинами d1 и бг диаметров роликов 9 и 8, величинами L< и

Lz, которые для стержней 7 и 6 определяют расстояние от оси вращения барабана до осей вращения установленных на этих стержнях роликов 9 и 8. В этот момент по крайней мере по два ролика 9 и 8 каждого средства входят в соприкосновение с соответствующим им ободом, т.е. ролики 8-с ободом 10, а ролики 9-с ободом 11, и начинают обкатываться по нему. При этом у каждого из двух средств динамической балансировки барабана в соприкосновение с ободом этого средства (10 или 11) входит одинаковое количество роликов (3 и 9), так как оба средства динамической балансировки имеют одинаковое количество стержней, закрепленных на валу 3 с одинаковым угловым распппожением, т.е. стержни нижнего

1678934 средства расположены под стержнями верхнего средства. Обкатываясь, ролики вращаются и поворачивают связанные с ними неуравновешенные кольца (ролики 8 поворачивают неуравновешенное кольцо 13, а ролики 9 поворачивают неуравновешенное кольцо 16). Но при этом за счет того, что диаметры роликов 9 и 8 (соответственно d1 и d2) различаютая, т.е. d1 аабг, а внутренние диаметры ободов 11 и 10, с которыми эти ролики входят в соприкосновение, равны, то частоты вращения роликов 9 и 8(соответственно ар1 и врг) по величине отличаются, т.е, Np1 а Np2. соответственно различаются по величине и частоты вращения (поворота) со1 и ег связанных с роликами неуравновешенных колец 16 и 13 (т,е.

N1 A и 2), а именно

d1 й1+ 2

N1 =2аб > 01б

R1 2 +-pd2

N2 = 2 N6 - > Кб

В результате вращения колец 16 и 13 с закрепленными на них неуравновешенными массами 17 и 14 (m1 и аг на фиг.4) возникают центробежные силы инерции

Q1 и 02, приложенные в центрах тяжести этих масс и направленные по радиусу от оси вращения О -О (фиг.4). Повороты неуравновешенных колец относительно барабана происходят до того момента, пока результирущая О;сил Q1 и Q2 не уравновесит действие на вращающийся барабан силы Ец.н,, имеющее место при дисбалансе барабана, т.е. О, =Гц.н.. В этом случае происходит устранение дисбаланса вращающегося барабана (фиг,5 и 6), что приводит к прекращению соприкосновения роликов 9 и 8 с ободами 11 и 10 соответственно. После этого кольца 16 и 13 с закрепленными на них неуравновешенными массами 17 и 14 (m1 и аг) в процессе дальнейшей работы машины вращаются с часто той вращения барабана вв и вызываемые вращением неуравновешенных масс а1 и

m2 Силы 61 и Q2 Уравновешивают действие на барабан силы Рц,н.. В случае, если при этом возникает вновь дисбаланс барабана, вызывающий смещение барабана относительно его начального положения на заданную конструктивным выполнением машины максимальную величину, то ролики 9 и 8 опять входят в соприкосновение с ободами 11 и 10 и соприкасаются с ними до повторного устранения дисбаланса барабана.

Для обеспечения работоспособности устройства во всех теоретически возможных при работе стиральной машины в случаях оба ее средства динамической балансиров5 ки барабана должны удовлетворять следующим условиям.

У каждого средства динамической балансировки барабана машины выполнение наружных поверхностей роликов и внутрен10 ней поверхности обода должно исключать проскальзывание роликов относительно соприкасающегося с ними обода; для верхнего рассматриваемого средства динамической балансировки барабана m1 > О, I1 > О, 15 N1 )W (при соприкосновении роликов сОбОдам); дЛя нижнЕгО СрвдСтва аг > О, 12 > О, аг >био (при соприкосновении роликов с ободом), Общее для обоих средств необходимое

20 условие работоспособности N1 AN2 (при соприкосновении роликов обоих средств с их ободами).

Исходя из теоретически возможного при работе машины случая появления максимального дисбаланса, при котором

Рц.H. = Ец.H.MBKC = mH.MSKC а4 .8МВКС, величины m1 и аг должны обеспечивать также выполнение условия

О макс = Q1+ 02 > Fu.н.макс

m1 N 1+ аг Ni I2 > глн.макс Й4 0,08Re, При выполнении этого условия обеспечивается уравновешивание Рц.н,макс, т.е. устранение максимального теоретически возможного дисбаланса вращающегося барабана, Так как после прекращения соприкосновения роликов обоих средств с их

40 ободами

N1 =N2 =N6, то приведенное условие можно записать в виде

45 m1 11+ m2 I >,п1н макс Емакс Кроме того, если рассматривать действие создаваемых неуравновешенными массами

m1 и аг сил Q1 и 02 относительно точки О

50 (фиг.3 и 5), то для работоспособности стиральной машины должно быть также обеспечено выполнение условия

Q1 h1+ 02 h2 ц.н.макс М.

В общем случае оба средства динамической балансировки барабана стиральной машины могут быть выполнены таким образом, что у них m1 Ф m2 и 11 Ф 12.

1678934

Исходя из теоретически возможного при работе машины случая минимального дисбаланса, при котором Fq.н. =0, величины неуравновешенных масс пц и m2 должн ы быть такими, чтобы в этом случае создаваемые ими силы 01 и 02 уравновешивали друг друга, т.е, были бы равными по величине и направленными относительно оси вращения барабана диаметрально противоположно. Для этого величины m1 и m2 должны соответствовать условию m1 о4 I1=

= m2 é4 1г (после прекращения соприкосновения роликов с ободами) или

m1 I2

m2 11, Для упрощения конструктивного выполнения средства динамической балансировки барабана можно принять

m1 = m2 = игр, I1 = 1г = 1гр.

При таком упрощенном выполнении обоих средств для рассмотренного предельного случая работы стиральной машины, когда

Ец.н. = О, автоматически обеспечивается условие, необходимое для работоспособности машины, и в этом случае Q>-= 0 или

01= Q2 = Qyp. (после прекращения соприкосновения роликов с ободами), Для возможного при работе машины случая проявления максимального дисбаланса, когда Рц.H. = Рц.H.M8Kc при упрощенном выполнении обоих средств динамической балансировки барабана выражение необходимого условия работоспоСОбНОСтИ ИМЕЕТ ВИД 2П1гр 1гр > mH.M i IMaKc (после прекращения соприкосновения роликов с ободами) или

1 mH махс ОО8 Ъ

2 Iгр

При упрощенном выполнении обоих средств динамической балансировки барабана, РассматРиваЯ Действие сил 01, Ог и Ец.н. относительно точки 0 (фиг.3, 5), условие работоспособности стиральной машины имеет вид

Qyp.(h1+ h2) П1н.макс QJt 0,08R6 hF.

Так как после достижения уравновешивания дисбаланса и прекращения соприкосновения роликов с ободами в1 =са =an, а h1 - h2 + 4h, то из данного выражения находят

1 п1нмахс 008Ro 11Г + 1, Ь вЂ”

2 т,р 1,р

Для того, чтобы приведенные выраже5 ния необходимых условий работоспособности стиральной машины определяли еще также и достаточные условия ее работоспособности, их дополняют путем принятий следующих задаваемых параметров:

10 1гр — величина задается максимально возможной, исходя из допустимых в каждом конкретном случае для данной машины конструктивных размеров ее обоих средств динамической балансировки барабана;

15 hh 0 — задается наименьшей конструктивно возможной; игр — величина принимается исходя из приведенного для нее выражения;

hF — определяется конструктивными

20 размерами машины и принимается по возможности наименьшей допустимой конструктивным выполнением;

h1 и h2 — принимаются с учетом соответ ствующего приведенного выражения для h1

25 и исходя из условий Лh =- h1- h2 "0; h1 116.

Кроме того, так как общее необходимое условие работоспособности стиральной машины в вг(при соприкосновении роликов с их ободами> обеспечивается только в случае, когда di э - бг, величины диаметров роликов обоих средств динамической балансировки барабана ограничиваются установленным экспериментально соотношением

35 11 P 02

d1

При этом данным соотношением устанавливается наименьший предел различий величин диаметров роликов обоих средств, при котором в предлагаемой стиральной машине обеспечивается достижение положительного эффекта, а наибольший предел различий величин d1 и d2 в каждом конкретном случае выполнения машины различный, так как он ограничивается конструктивными размерами машины (величинами внутренних диаметров ободов, закрепленных на корпусе машины), В данной стиральной машине оба ее средства динамической балансировки барабана позволяют устранить е о дисбаланс уже в начальный йериод разгона барабана с обрабатываемыми текстильными изделиями, когда из-за неравномерной раскладки этих изделий амплитуда колебаний системы превышает допустимую мэксимальную величину, а частота вращения барабана

1678934

О О еще мала и динамические нагрузки на элементы. конструкции машины незначительны. В процессе дальнейшей работы машины вращающийся барабан с уравновешенным его дисбалансом достигает критической ча- 5 стоты вращения при небольшой амплитуде колебаний и наибольшей частоты вращения в режиме отжима при минимальной амплитуде колебаний барабана.

В стиральной машине обеспечивается 10 уравновешивание дисбаланса вращающегося барабана при частотах его вращения ниже критических. Это, в свою очередь, обеспечивает эффективный переход через критическую частоту вращения барабана и 15 устойчивую работу машины в докритической области при осуществлении центробежного отжима обрабатываемых текстильных изделий. Кроме того, в машине обеспечивается эффективное, полное уравновешивание лю- 20 бого теоретически возможного при ее работе дисбаланса вращающегося барабана при любых частотах вращения, что способствует снижению динамических нагрузок на элементы и узлы конструкции машины. Это 25 увеличивает их срок. службы и, следовательно, повышает надежность в работе машины.

Кроме того, устранение дисбаланса барабана позволяет осуществить в предлагаемой стиральной машине центробежный отжим 30 обрабатываемых текстильных иэделий при увеличенной частоте вращения барабана и таким путем повысить эффективность выполнения в машине центробежного отжима, т,е. улучшить один из основных функцио- 35 нальных показателей качества стиральной машины.

Формула изобретения

Стиральная машина по авт. св, М 1359372, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет более точной балансировки, она дополнительно снабжена средством динамической балансировки барабана, содержащим закрепленные на валу барабана радиальные стержни, ролики, каждый из которых установлен свободно на конце соответствующего стержня и перпендикулярно ему, закрепленный. на корпусе обод, внутренний диаметр которого превышает диаметр окружности, описанной по наружному контуру роликов, на максимальную величину смещения барабана в результате дисбаланса, и расположенное между роликами с возможностью кОнтакта с ними кОльцО с неуравновешенной массой, при этом средства балансировки барабана расположены один под другим и имеют одинаковое угловое расположение роликов, причем ролики обоих средств выполнены с разными диаметрами, соотношение между которыми соответствует уравнению

1б2 <111 ) где d1 и d2 — соответственно величины диаметров роликов верхнего и нижнего средства динамической балансировки барабана.

1678934

1678934

Составитель М, Воронина

Редактор И, Шмакова Техред M.Moðãeíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 3188 Тираж 308 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101