Ремонт стиральной машины автоматического типа СМА “Эврика – автомат”

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО

Уфимская Государственная Академия Экономики Сервиса

Кафедра МАБН

Отчёт по практике

на тему: Ремонт стиральной машины автоматического типа

СМА “Эврика – автомат”.

Выполнил: ст. гр. Мд-42

*****@***ru

Проверил: доцент, к. т.н.

*****@***ru

Уфа-2006

Оглавление

1)Оглавление..........................................................................................................2

2) Введение………………………………………………………………......…...3

3) Анализ способов стирки текстильных изделий……………………………..5

4) Физический принцип действия процесса стирки в стиральной машине…..7

5) Показатели качества стиральных машин…………………………………….8

6) Классификация бытовых стиральных машин………………….….10

7) Обработка изделий во вращающихся барабанах………………………..….13

8) Основные сведения об отжиме………………………………………………17

9) Проведение испытаний……………………………………………………...18

10) Процесс стирки в машинах типа СМА……………………….……….…...20

11)Описание стиральной машины «Эврика - автомат».....................................21

12) Расчет кинематики и параметров барабана..................................................23

13) Подбор электродвигателя...............................................................................25

14) Электропривод стиральных машин...............................................................27

15) Электронная СУ..............................................................................................32

16) Разборка стиральной машины «Эврика-автомат»......................................35

17)Технологический процесс разборки стиральной машины………….…….36

18)Испытание электромагнитных клапанов.......................................................37

19)Особенности организации ремонта автоматических

стиральных машин............................................................................................38

20)Меры безопасности при проведении ремонта стиральных машин……….39

23)Список использованной литературы………………………………………..40

Введение

В настоящее время в России выпускается более 100 наименований электрических машин и приборов. По функциональному назначению их можно разделить на определенные группы: приборы для обработки белья, для хранения пищевых продуктов, для обработки пищевых продуктов, для уборки помещений, приборы микроклимата, личной гигиены и др.

Применение электрических машин и приборов позволяет значительно повысить производительность труда в домашнем хозяйстве. Так, бытовые стиральные машины повышают производительность труда в 1,раз, гладильные машины - в 4 раза, приборы для уборки помещений - в 1,5 - 5 раз, посудомоечные машины - в 3 - 4 раза. Холодильники экономят семье в среднем ежегодно до 250 часов. В целом экономия времени при использовании современных электрических машин и приборов составляет около 1600 чел./час.

Производство и ассортимент бытовых электроприборов и машин с каждым годом увеличивается.

Основным направлением в развитии электробытовых приборов является разработка новых, более совершенных их видов: автоматических стиральных машин, двухкамерных холодильников, приборов с полупроводниковыми элементами и др. Производство электрических бытовых машин и приборов в настоящее время превратилось в самостоятельную отрасль промышленности.

Массовый характер производства таких приборов требует тщательного подхода к проектированию их и созданию специализированных служб по ремонту.

Для успешного решения задач по механизации и автоматизации технологических процессов бытового обслуживания требуется мобилизация и развитие творческой инициативы машиностроителей, ученых, конструкторов и изобретателей, работников бытового обслуживания, обобщение передового опыта новаторов, разработка теоретических положений в области проектирования, позволяющих создавать новые, более совершенные машины, аппараты и другую технику бытового назначения.

В связи с этим большое значение приобретает подготовка квалифицированных специалистов с высшим образованием, владеющих современными методами расчета и конструирования машин и аппаратов и на основе этого эффективными методами их технической эксплуатации.

Из истории стирка белья исконно была чисто женским делом, более того, стирка стала одной из первых женских профессий. Услуги прачек всегда пользовались большим спросом, а труд их был очень тяжел: с ранней весны до глубокой осени стирали в проточной воде на открытом воздухе, стоя на коленях на деревянных мостках. Сначала белье кипятили дома в котле, отжимали, а затем несли тяжелую корзину к реке или пруду. Мостки для полоскания белья зачастую превращались в своего рода женский клуб, где, под шлепанье мокрого белья, происходил интенсивный обмен новостями. Любой появившийся мужчина изгонялся из женского царства мокрой тряпкой, к дружной радости собравшихся женщин. Женщины, которые не имели возможности пользоваться услугами прачки, устраивали в доме большую стирку примерно раз в месяц. Стирали, как правило, только нижнее и постельное белье и детскую одежду. Все остальное мужские камзолы и штаны из шерсти или бархата, дамские шелковые платья, расшитые корсажи и сюртуки не стирали вовсе, а лишь держали над паром и затем чистили щеткой.

Впервые «устройство для стирки белья» было официально зарегистрировано в 1856 году. «Привилегию» (патент) на изобретение получил американец Мур. Он предложил деревянный ящик на колесах, над которым двигалась деревянная рама сложной конструкции. В ящик складывали белье, до половины заполняли деревянными шариками и заливали моющим раствором. Приводимая рычагом рама двигалась вверх-вниз, шарики перекатывались по белью, имитируя трение множества рук. Как поддерживались в чистоте шарики история умалчивает. Скорее всего, после каждой стирки шарики мыли вручную.

Но мир пошел другим путем. И первыми на этом пути были американские фермеры и крестьяне Западной Европы, чьи хозяйства раньше, чем в городе, оказались оснащены паровыми машинами и электродвигателями для приведения в действие сельскохозяйственных механизмов.

Для облегчения труда своих жен они мастерили прочные бочки, внутри которых вращалась крестовина (сейчас мы назвали бы ее активатором). Вращение осуществлялось от приводного ремня, через зубчатые передачи. Красивые были механизмы, и конструкция их не стояла на месте, обрастая хитроумными приспособлениями. Недаром старинные стиральные машины являются гордостью некоторых музеев антиквариата.

Машины распространялись и совершенствовались, шаг за шагом становясь удобнее и безопаснее. Но отсчет эры стиральных машин всё не начинался, пока не было налажено их настоящее серийное производство.

В 1900 году немецкая фирма MIELE&CIE, производившая до этого молочные сепараторы, начала делать маслобойки деревянные кадки с вращающимися от ручного привода лопастями. Тогда же Карл Миле пришел к гениально простой идее немного доработать эту конструкцию и приспособить ее для стирки белья. И в 1900 году начался серийный выпуск стиральных машин, которые встретил неожиданно большой спрос и успех.

Поэтому 1900 год можно считать годом рождения стиральной машины в Европе.

Идея была подхвачена, и деревянные стиральные машины стали серийно выпускать и другие европейские фирмы. Не обошлось и без курьезов. Когда в Россию в начале двадцатого века завезли партию немецких стиральных машин, они были моментально раскуплены: смекалистые россияне приспособили их под маслобойки. А белье продолжали стирать на речке.

Новая эра в развитии стиральных машин началась с изобретения «электрической прачки» американцем А. Фишером (запатентована в 1910 году). С 30-х годов они, постоянно совершенствуясь, начали расходиться по миру, превратившись в современные чудо автоматы.

Изучению и овладению научно обоснованными методами расчета и конструирования машин и аппаратов бытового назначения и посвящен мой курсовой проект.

Анализ способов стирки текстильных изделий

Стирки белья – процесс очень сложный, состоящий из большого числа отдельных операций, протекающих почти одновременно. Стиральные машины предназначены для механизации и aвтоматизационной из наиболее трудоемких операций ручного труда в домашнем хозяйстве стирки белья.

Сущность проце­сса стирки заключается в физико-химическом и механическом воздействии на белье моющего раствора. Последний состоит из двух компонентов: воды и моющего средства. Основой моющих средств (МС) являются поверхностно активные вещества (ПАВ), которые на границе раздела «загрязнение – моющий раствор» образуют ад­сорбционные слои. Различают две группы моющих средств: жировые мыла и синтетические средства. Последние наиболее распространены. Кроме ПАВ, в них имеются отбеливающие вещества, добавки щелочных препаратов для умягчения воды и др.

В упрощенном виде процесс стирки сводится к следующим стадиям: адсорбция (накопление) моющих веществ на границе раздела загрязнение – моющий раствор, смачивание загрязненной ткани, отделение и диспергирование загрязнений, создание защитных пленок вокруг отмытых загрязнений. Адсорбция моющих веществ на границе водораздела способствует снижению поверхностного натяжения, смачиванию поверхности белья, проникновению моющего раствора между бельем и загрязнением и отделению загрязнения. При механическом воздействии на белье загрязнение дробится и образовавшиеся частицы окружаются защитным слоем, что препятствует осаждению загрязнений на чистое белье. Процесс стирки белья завершается образованием равновесной системы, состоящей из загрязненного раствора и отстиранного белья.

Механическое воздействие на белье создается путем активации моющего раствора, которая заключается в сообщении раствору определенной энергии. Активация способствует смачиванию белья, проникновению моющего раствора между бельем и загрязнением, равномерному распределению моющих средств в воде и диспергированию загрязнений.

Процесс удаления загрязнения с бельевой ткани состоит из трёх стадий: смачивания, диспергирования и стабилизации.

В первой стадии МС не только смачивают жирные поверхности, но и проникают в мельчайшие поры загрязнений и ткани.

Достижение такого смачивающего контакта моющего раствора с отмываемой поверхностью является первым и основным свойством молекул – «посредников».

В результате сцепления частичек грязи друг с другом и с тканью оказывается на столько ослабленным, что для их полного разделения достаточно лишь небольшого механического воздействия. Это вторая стадия моющего процесса называется диспергированием (разделением, раздроблением).

Скопившиеся на поверхности грязи молекулы МС обращены наружу своими гидрофильными частями, вокруг которых образуются водные обо­лочки, придающие им устойчивость и стабилизирующие их моющем растворе, предотвращая, таким образом, осаждение на бельевую ткань. Это удерживание отдельных частиц грязи во взвешенном состоянии называется стабилизацией и является третьей, заключительной стадией процесса удаления загрязнений.

Следует подчеркнуть, что в процессе стирки белья моющие вещества должны не только расщепить и вымыть грязь, но и самое главное удержать их в моющем растворе, преодолев силу электростатического напряжения, так как, в этом случае бельё заряжено отрицательно, а загрязнения имеют положительный заряд.

Из данного примера видно, насколько важно точно соблюдать технологический процесс стирки белья, выдерживая все необходимые оптимальные параметры.

Механическое воздействие на бельё создается путём активации моющего раствора, которая заключается в сообщении раствору определённой энергии. Активация способствует смачиванию белья, проникновению моющего раствора между бельём и загрязнением, равномерному распределению МС в воде и диспергированию загрязнений.

Рассмотрим гидродинамические процессы, происходящие в стиральных машинах при различных способах активации.

Физический принцип действия процесса стирки в стиральной машине.

Стирка белья заключается в отделении инородных частиц (грязь, жиры, белковые и углеводные загрязнения) от текстильного ма­териала (ткани). Отделяемые частицы переходят в моющий рас­твор.

Некоторые из них растворяются, а некоторые (водонерастворимые) удерживаются в растворе. При этом возможность их повторного прилипания к ткани исключается.

Набухание загрязненных частиц и ослабление их связи с тканью наиболее активно происходит при замачивании в растворе моющих средств, а непосредственное отделение частиц грязи от ткани происходит в результате механического воздействия на ткань сил трения, возникающих при стирке.

Стирка в машинах осуществляется механическим перемеши­ванием белья в стиральном растворе. Перемешивание белья и активация стирального раствора в машинах производятся вра­щающимся лопастным диском (активатором) или барабаном. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. В нашей стране наибольшее распространение получили машины с акти­ватором. Для отжима в отечественных машинах применяются ручные отжимные валики и центрифуги, представляющие собой вращающийся металлический барабан, имеющий форму усечен­ного конуса с отверстиями в верхней его части. При быстром вра­щении центрифуги под действием центробежной силы белье прижимается к стенкам барабана, находящаяся в белье жидкость поднимается и через отверстия стекает в бак центрифуги. Спе­циальные приборы-таймеры (реле времени), имеющиеся на сти­ральных машинах, позволяют установить необходимый режим стирки или отжима белья. Насосы перекачивают жидкость в баки и откачивают ее из машины.

Таким образом, многие процессы механизированы и стирка белья в машине не представляет особого труда. Но есть еще ряд операций, которые выполняются вручную. Например, подготовка и заливка в машину моющего раствора. Кроме того, его предва­рительно подогревают до требуемой температуры.

Моющее действие раствора зависит от большого числа факторов, из которых наиболее важными являются: жесткость воды, характер загрязнения белья, интенсивность механического воздействия на ткань, волокнистый состав ткани, температура мою­щего раствора и его состав.

Сущность активации состоит в сообщении энергии моющему раствору, что вызывает движение его, а вместе с ним и белья. Активация моющего раствора способствует улучшению смачиваемости белья, равномерному распределению моющих растворов в воде, проникновению моющего раствора между волокнами ткани и загрязнениями и отстирыванию загрязнений.

Применяются различные способы активации моющего раствора: с помощью лопастного диска (активатора), вибратора, лопастной мешалки с возвратно-поступательным движением и с помощью вращающегося барабана с гребнями. В Отечественных стиральных машинах активация моющего раствора осуществляет­ся в основном с помощью лопастного диска (активатора) и ба­рабана.

Интенсивность активации моющего раствора с помощью лопастного диска (активатора) определяется скоростью враще­ния диска и его диаметром.

Показатели качества стиральных машин

При оценке качества машин определяющими являются потре­бительные свойства. Наиболее важные потребительные свойства стиральных машин подразделяются на функциональные, эргоно­мические, эстетические, надежность.

К функциональным свойствам машин для стирки и отжима белья Относятся: отстирываемость белья, износ белья в машине при стирке и отжиме, способность отжимать и выполаскивать белье, производительность.

Отстирываемость - способность испытуемой машины при взаимном механическом, химическом и тепловом воздействии удалять загрязнения с испытательных образцов, ткани при номи-налъной загрузке в установленных условиях. Отстирываемость белья за один цикл стирки определяется по формуле:

0=(Бе-Б3)/(Бя-Б3)100,

где Бс – отражательная способность искусственно загрязненного образца после стирки; Бз – отражательная способность образца ткани после искусственного загрязнения; Би – отражательная способность образца ткани в исходном состоя­нии.

Износ белья, или потеря прочности ткани, определяется после 20 циклов срирки по формуле, %,

где Р1 –среднее арифметическое значение разрывной нагрузки стираных образ­цов, Н; Р2 – среднее арифметическое значение разрывной нагрузки стираных образцов после 20 циклов стирки, Н

Потерю прочности ткани допускается определять методом механического износа.

Способность машины отжимать белье зависит прежде всего от типа отжимного устройства. Качество отжима характеризует­ся остаточной влажностью – количеством воды в образцах, оставшейся после отжима. Остаточная влажность ткани опреде­ляется по формуле, %,

где т2– масса белья после отжима, кг, т1– масса сухого белья, кг.

Эффективность отжима выражается как среднее арифмети­ческое результатов пяти полученных значений, рассчитанных по формуле.

Степень выполаскивания белья определяется по щелочности воды М1 после последнего полоскания относительно щелочности водопроводной воды М2, мг*экв./л:

Значение щелочности воды после полоскания относительно щелочности водопроводной воды не должно превышать 0,3 мг-экв./л. При проведении испытания на выполаскивание применяют рН-метр.

Производительность стиральных машин может характеризоваться количеством белья, обрабатываемого за 1 ч, или временем, необходимым для стирки 1 кг белья.

Важнейшими из эргономических свойств стиральных машин являются удобство пользования, механическая и электрическая безопасность, экологические и гигиенические свойства.

Удобство пользования машиной заключается в удобстве загрузки белья, заполнения бака раствором, управления машиной, выемкой белья, удаления раствора и хранения самой машины.

Механическая и электрическая безопасность – наличие блокировочного и тормозного устройств. Центрифуги и барабаны должны иметь блокировочное устройство для отключения двига­теля при открывании крышки; токопроводящие части должны быть надежно изолированы (класс I или II) Машины с электро­нагревателем должны иметь устройство, автоматически отключаю­щее электронагреватель при достижении заданной температуры

Экологические свойства – это низкий уровень звука и отсут­ствие радиопомех.

Гигиенические свойства – невозможность загрязнения белья о детали машин.

Эстетические свойства характеризуются рациональностью формы, целостностью композиции, совершенством производствен­ного исполнения.

Отделка сборочных единиц машины должна служить повышению их надежности: требуется, чтобы детали машин были устойчивы к действию стирального раствора, резина отжимных валиков была твердой и не имела пузырей, раковин и т. п.; лако­красочные покрытия должны быть прочно сцеплены с металлом, не шелушиться, не отслаиваться, покрытие стекловидной эмалью должно быть блестящим, ровным, без обнаружения металла, трещин, сколов.

Классификация бытовых стиральных машин

Стиральные машины выпускаются по ГОСТ 8051 – 83 «Машины стиральные бытовые».

Стиральные машины изготавливают следующих типов:

ЦБ – центрифуга бытовая;

СМ – стиральная бытовая машина без отжима;

СМЦ – машина стиральная однобаковая с центрифугой;

СМР – стиральная бытовая машина с ручными отжимными валиками;

СМС – машина стирально-сушильная бытовая;

СМП – полуавтоматическая стиральная машина бытовая;

СМА – автоматическая стиральная бытовая машина.

В зависимости от конструктивных особенностей стиральные машины классифицируются по номинальной загрузке сухого белья (1; 1,5; 2; 3; 4 кг.); по количеству баков (однобаковые, Д – двухбаковые); по способу загрузки белья (с верхней загрузкой, Ф – с фронтальной загрузкой); по способу активации моющего раствора (с лопастным диском, Б – барабанные); по способу управления (электромеханическое управление, Э – с электронным управлением).

Условное обозначение стиральной машины должно содержать типоразмер и наименование модели. Например: СМА – 4ФБ – автоматическая стиральная бытовая машина с фронтальной загрузкой четырёх килограммов сухого белья с барабанным способом активации.

По типу защиты от напряжения машины изготавливаются I и II классов, по степени защиты от влаги – брызгозащитного исполнения. Машины всех типов должны иметь реле времени или устройство, задающее время работы лопастного диска или барабана.

Корректированный уровень звуковой мощности не должен превышать следующих значений: для СМ – 72 дБА, для СМП, СМА – 78 дБА, для СМР –75 дБА.

Машины всех типов, кроме СМА должны иметь два или более режимов стирки.

На основании анализа существующего парка стиральных машин, исследований технологии стирки разработан параметрический ряд стиральных машин (ОСТ 27 – 56 – 414 – 78). Две модели типа СМ: СМ – 1 с боковым активатором; СМ – 1,5 с донным активатором. Две модели типа СМР: СМР – 1,5 с цилиндрическим баком и корпусом и донным активатором; СМР – 2 с прямоугольным корпусом, прямоугольным усеченным баком и боковым активатором. Четыре модели типа СМП: СМП – 2 и СМП – 3 с совмещенным стиральным баком и баком центрифуги, с донным активатором; СМП – 2Д, двухбаковая с отдельными баками для стирки и отжима; СМП – 3Б, однобаковая барабанная машина с верхней загруз­кой. Четыре модели типа СМА: СМА – 3Б и СМА – 4Б, однобаковые барабанные машины с верхней загрузкой; СМА – 3ФБ, однобаковая барабанная машина с фронтальной загрузкой, совмещенная с умывальником; СМА – 3ФБ и СМА – 4ФБ, барабанные машины с фронтальной загрузкой.

Стиральные машины типа СМ малогабаритные, не имеют отжимного устройства и рассчитаны на одновременную стирку 0,5 ¸ 2 кг. сухого белья. Стирка происходит под действием интенсивной циркуляции стирающего раствора, проникающего между слоями и порами материи без механического воздействия на неё. Циркуляцию мыльного раствора создают вихревые движения, возбуждаемые активатором. Благодаря вихревым движением раствора бельё непрерывно поворачивается в различных направлениях, что способствует его равномерному и тщательному перемешиванию и простирыванию.

Стиральные машины типа СМЦ предназначены для стирки белья в двух режимах и отжима белья. Стирка, полоскание и отжима происходит в одном баке, но при смене активаторов на нужный режим и установке ротора центрифуги.

Стиральные машины типа СМР предназначены для стирки изделий в двух режимах. Первый режим – нормальный, осуществляется за счет вращения активатора в одну сторону и предназначен для стирки белья из хлопчатобумажных и льняных тканей. Второй – бережный режим, осуществляется за счет вращения активатора в противоположенную сторону и предназначен для стирки изделий из шелковых и шерстяных тканей. Для отжима белья над баком устанавливается съёмное отжимное устройство, состоящее из обрезиненных валиков. Во время отжима валики вращают вручную с помощью ручки.

Бытовые автоматические стиральные машины типа СМА предназначены для стирки белья по заданной программе. Стирка, замачивание и полоскание осуществляется механическим перемешиванием белья, помещённого в перфорирован­ный барабан в стиральном растворе. Отжим белья производится центрифугированием в том же барабане. Процессы стирки в этих машинах полностью автоматизированы: залив и слив воды для всех операций, ввод моющих средств, замочка, стирка с нагревом воды с бельем в баке стиральной машины до заданной температуры, полоскание и отжим. Разнообразный набор программ позволяет стирать бельё качественно, разной степени загрязненности, прочности и химической структуры ткани. Для автоматического управления процессами стирки с учетом физико-химических и механических свойств тканей в автоматических стиральных машинах установлен целый ряд приборов контроля и регулирования процессов стирки, осуществляющих взаимодействие рабочих органов машин в определенной, заранее заданной последовательности во времени: командоаппарат, задающее устройство, датчик – реле уровня стирального раствора в баке, датчики – реле температуры стирального раствора. Непосредственно процесс стирки осуществляется в барабане стирального бака с помощью исполнительных органов: элек­тромагнитного клапана, электродвигателя привода барабана, электронасоса, электродвигателя

В стиральных машинах типа СМП механизирован отжим белья и улучшено качество отжима за счет применения центрифуги. При отжиме белья центрифугой в нем остается в два раза меньше воды, чем при отжиме резиновыми валиками, не требуется применение мускульной силы, а время отжима сокращается в 4 – 5 раз. Слив и перекачивание стирального раствора осуществляется одним или двумя центробежными насосами. Привод активатора и центрифуги осуществляется от одного или двух электродвигателей.

Стиральные машины СМП барабанного типа. В отличии от полуавтоматических машин активаторного типа в машинах барабанного типа все операции проводятся в одном перфорированном барабане с гребнями на внутренней стороне. Бельё отжимается при увеличении частоты вращения барабана, а при стирке предусмотрено цикличное реверсивное вращение барабана. Каждая операция (стирка, полоскание, слив, отжим) и остановка машины автоматизированы. Пуск и переключение операций производят пово­ротом рукоятки реле времени, позволяющего установить продолжительность любой операции. В этих машинах меньше изнашивается бельё, можно стирать синтетические, шелковые и шерстяные изделия, меньше расходуется воды и моющих средств, сокращается ручной труд благодаря совмещению процессов стирки, полоскания и отжима в одном стиральном барабане.

Обработка изделий во вращающихся барабанах.

Силы, действующие на материальную точку в барабане. Техноло­гические процессы в машинах барабанного типа (стиральных, химчистки, сушильных и др.) основаны на принципе динамиче­ского взаимодействия материальных систем, участвующих в отно­сительном движении барабана и обрабатываемых изделий. При этом на обрабатываемую материальную движущуюся с ускоре­нием систему (изделие) действуют силы центробежная и тяжести, а также сила инерции при изменении скорости относительного движения (вращения) барабана.

В каждой точке обрабатываемых изделий массой т действие указанных сил проявляется определенным обра­зом (рис. 1). В совокупности все эти силы определяют направление и характер движения данной материаль­ной точки.

Действие сил центробежной Fц и тяжести Fт характеризуется известным соотношением (так называемым кри­терием Фруда, или фактором разделе­ния)

(1.1)

где w – угловая скорость вращения барабана, r – радиальное расстояние от оси вращения до материальной точки.

Материальнаяточка массой m приобретает относительное дви­жение в барабане в сторону результирующего ускорения:

Результирующая сила F=Fц +Fт в относительном движении точки определяет силовое взаимодействие ее с барабаном в пре­одолении силы сопротивления Pt и характеризует эффект разде­ления взаимодействующих систем (изделие – барабан) при дан­ном факторе разделения Ф. Уравнение движения обрабатываемой системы (точки) в этом случае можно представить в виде

где Рдв – сила, направленная в сторону движения точки

Режимы движения материального потока. Движение мате­риального потока (раствор и обрабатываемые изделия) зависит от частоты вращения барабана. Условно выделяют четыре режима: лавинообразный при Ф<<1 (рис. 2, а); лавиноводопадный при Ф<1 (рис. 2,6); водопадный (критический) при Ф=1 (рис. 2, в) и закритический при Ф>>1 (рис. 2, г). Применяя основные факторы, влияющие на режим движения потока, можно получить требуемые смешанные или близкие к граничным режимы обработки изделий, наилучшие для протекания процесса. Так, с возрастанием частоты вра­щения барабана лавинообраз­

ный режим движения через смешанный (лавиноводопадный) переходит в водопадный. При достижении так называе­мых критических значений час­тоты вращения часть загрузки начинает вращаться вместе с барабаном, а при дальнейшем увеличении частоты вращения все изделия примкнут к стенке барабана

Рассмотрим подробнее движение потока в лавиноводопадном режиме (стирка, мойка). При этом различают две его части: вос­ходящую 1 (см. рис. 2, б) и нисходящую 2 ветви.

Восхождение потока изделий вместе с частью жидкости про­исходит из левого нижнего квадранта окружности барабана в ле­вый верхний квадрант. Материальная точка А0 (рис. 3) потока, лежащая на внутренней поверхности барабана в левом нижнем квадранте, при движении барабана подвергается действию дви­жущей силы Рдв, преодолевающей силу сопротивления Р.

где Fц – центробежная сила, Fт – сила тяжести, q – угол подъема точки в ниж­нем квадранте, f – коэффициент трения, т – масса точки, w – угловая скорость вращения барабана

Так как

(1.2)

откуда

(1.3)

При подъеме выше горизонтального диаметра барабана (q = p/2 + b) положение точки А будет характеризоваться углом b. На точку действуют направленная к центру составляющая силы тяжести, равная mgsinb, и направленная от центра центробеж­ная сила mw2/Rб. Если угол b таков, что mg sinb = mw2Кб, т. е. sin b = w2 Rб/g = Ф, то точка А будет падать в нижнюю часть бара­бана по параболе как свободное тяжелое тело, брошенное со ско­ростью w = w/Rб под углом, к горизонту b= p/2 –q. Угол b в этом случае называют углом отрыва.

При w ® 0 (неподвижный барабан) и f = tg j, где j – угол трения, из уравнения (3) получаем

т. е q = j.

Ясно, что b должен быть <p/2, так как точка в верхнем квад­ранте не может оставаться неподвижной, а может лишь отор­ваться от поверхности барабана или вращаться вместе с ним Если учесть, что коэффициент трения движения f0 меньше ко­эффициента трения покоя f, то точка А, достигнув уровня, соот­ветствующего углу q ( q = p/2 + b), определяемому по уравнению (3), остановится, а барабан будет вращаться. Точка скользит по барабану, коэффициент трения снижается с f до f0, условие равновесия (1.2) нарушается, и точка начинает скользить вниз, чтобы остаться на уровне q0<j, соответствующем коэффициенту трения f. Как только точка остановится, опять может возникнуть коэффициент трения f0, и тогда последует движение ее совместно с барабаном до уровня, соответствующего углу р, когда она оста­новится и наступит ее повторное скольжение. Следовательно, ма­териальный поток, соприкасающийся с поверхностью барабана, испытывает в определенные моменты времени трение со скольже­нием Скольжению способствует незначительная величина силы сцепления масс восходящего потока с барабаном.

Движение точки в i-м слое восходящего потока происходит при соответствующих значениях qi, bi, ji, и Фi,. По уравнению (1.3) можно сделать вывод, что qi, по слоям восходящего пото­ка – величина переменная, зависящая от скорости wi = wRi.

Координаты точек отрыва слоев потока, характеризующихся углом bi, лежат на кривой второго порядка, для которой известны граничные координаты точек, например для точки A yA = R2бФ, для точки 0 y0 = 0, x0 = 0. Эта кривая представ­ляет собой окружность радиуса r0=1/(2Ф).

Относительная скорость скольжения двух смежных слоев wск = wi– wi-1 вызывает взаимное трение изделий в процессе мойки

Нисхождение потока характеризуется падением изделий в нижнюю часть барабана Траектория точки А изделия при этом представляет собой кривую AFB, состоящую из двух ветвей: AF (подъем после отрыва от гребня барабана со скоростью w) и FB (свободное падение).

Высоту y1 ветви AF можно определить из уравнения движения тела:

но

следовательно, время падения

где п, Dб – частота вращения и диаметр рабочего барабана. Учитывая это уравнение, находим

(1.4)

Отрыв изделия от стенки барабана происходит при условии, что составляющая силы тяжести уравновесится центробежной силой, т. е.

(1.5)

С учетом данного уравнения уравнение (1.4) примет вид

(1.6)

Чтобы определить значения угла b и n, при которых высота падения точки H достигает максимума, поместим начало коор­динат в точку отрыва А. Уравнение параболической траектории пути центра тяжести изделия в новой системе координат с учетом уравнения (5) запишется так:

(1.7)

Учитывая, что XA = 0,5D6cosb и YA = 0,5D6sinb, уравнение окружности барабана в новой системе координат примет следую­щий вид:

или

Решая совместно уравнения параболы и окружности, находим координаты точки В падения изделия:

Полная высота падения тела

(1.8)

Величина Н достигает максимума при условии

Соударение изделий и жидкости в процессе мойки. При паде­нии изделий в жидкость между ними происходит соударение. При этом удар можно считать совершенно неупругим. При свободном падении с высоты Н скорость падающих изделий в начале удара , скорость жидкости вместе с оставшимися изделиями w2 = 0. В результате удара и изделия, и жидкость приобретают общую скорость

где Fт1 – сила тяжести падающих изделий; Fт2 – сила тяжести приходящих в движение оставшихся изделий и жидкости.

Общая скорость движения будет сохраняться до тех пор, пока не произойдет перемещения изделий и жидкости, с которыми со­прикоснулись упавшие изделия. Изменение кинетической энергии системы при этом равно работе действующих сил, т. е.

где R – сопротивление при перемещении падающих изделий на величину d. Сумма сил тяжести обычно мала по сравнению с сопротивле­нием, поэтому вторым слагаемым правой части уравнения можно пренебречь. В результате

Из последнего уравнения видно, что работа силы сопротивле­ния меньше работы силы тяжести упавших изделий в (Fт1 +Fт2) раз. Величина К= 1 – Fт1 /(Fт1 + Fт2) =Fт2/(Fт1 + Fт2) представ­ляет ту часть затраченной при падении изделий энергии, которая теряется. Оставшаяся часть энергии идет на деформацию изделий при ударе и создание динамического напора жидкости.

И при подъеме, и при падении изделий происходит обтекание их поверхностей рабочей жидкостью под действием силы тяжести. Оно сопровождается прилипанием жидкости к обтекаемым поверх­ностям, что приводит к возникновению значительных попереч­ных градиентов скорости в сечении обтекаемого потока жидкости. Это вызывает резкое увеличение поверхностных сил трения и соответствующих сил сопротивления, противодействующих дви­жению изделий в жидкости. Силы трения, действуя на поверх­ностные загрязнения изделий, способствуют их сдвигу и удалению в раствор. Сила Рс, противодействующая движению изделий в жидкости, обтекающей их, направлена против движения и может быть найдена по уравнению Ньютона:

где z – коэффициент лобового сопротивления, S – площадь проекции изделия (тела) на плоскость, перпендикулярную направлению его движения; w – ско­рость движения изделия в жидкости; rж – плотность жидкости.

Коэффициент z, зависит от формы тела и режима движения, жидкость определяется опытным путем.

Условия сдвига загрязнений представляется в виде

где Рз – сила сцепления, приложенная к загрязнению со стороны изделия; Sз – площадь сцепления загрязнения с изделием; sсде – механическое напряжение сдвига.

Основные сведения об отжиме

Удаление жидкости из мокрых изделий отжимом широко приме­няется после проведения жидкостных обработок изделий (хим­чистка, стирка, крашение).

Отжим мокрых изделий обычно предшествует сушке. Отжим экономичней сушки, так как на него тратится значительно меньше энергии и времени.

В процессе отжима из материала удаляется только капилляр­ная жидкость, наименее прочно связанная с ним.

Для материала, содержащего жидкость, можно записать

mв. м = mc. м. + m ж (1.9)

где mв. м. – масса влажного материала, тс. м. – масса абсолютно сухого материала, mж – масса жидкости

Определяют относительную j и абсолютную j а влажность материала, %:

(1.10)

(1.11)

откуда

Аналогично выражается насыщенность материала раствори­телем.

Под влагосодержанием понимают массу жидкости, находящуюся в 1 кг сухого материала.

Проведение испытаний

В соответствии с инструкцией по эксплуата­ции выполняют пять циклов стирки по самой про­должительной программе, предназначенной для стирки белой хлопчатобумажной ткани, за исклю­чением биопрограммы, предусматривающей при­менение биологически активных моющих средств.

После цикла стирки образцы белья, которые составляют номинальную загрузку, подвергают 4-кратному полосканию с последующим отжимом.

После цикла стирки каждую полоску испыта­тельных образцов ткани высушивают в течение 4 ч и гладят способом, исключающим появление блеска (гладят через слой ткани). Последова­тельность и температура глажения должны быть такими, чтобы не возникли изменения колориме­трических свойств образцов. Температура по­дошвы утюга не должна превышать 150°С.

Фотоколориметр класса точности на менее 2 должен обеспечивать трехцветное измерение, причем фильтр, поглощающий ультрафиолето­вые лучи, должен находиться между источником света и образцом. При испытании отстирываемости используется только синий фильтр трехцвет­ного набора.

Массу испытательной загрузки определяют после 24 ч выдержки образцов белья при темпе­ратуре окружающей среды (20±2)°С и относи­тельной влажности (65±5)%.

Образцы белья, применяемые в качестве за­грузки, предварительно подвергают не менее чем 20 циклам стирки и употребляют для проведения испытаний, пока общее количество циклов их стирки не превышает 60. Образцы белья подвер­гают перед испытанием трем циклам стирки по программе для сильно загрязненного белого бе­лья с предварительной стиркой и кипячением без моющего средства.

Искусственно загрязненные образцы приши­ваются наметочным швом с двух сторон к издели­ям из ткани.

Качество отстирываемости испытуемой маши­ны определяется после проведения не менее трех циклов стирки. За окончательный результат принимается среднее арифметическое значение показателей 24 образцов.

Как видно из описания методики измерения отстирываемости, прибегать к таким испытаниям стоит только при наличии достаточно веских при­чин (например, при необходимости выполнения экспертного исследования) и специального обо­рудования. В повседневной работе с претензия­ми потребителей возможно просто провести сравнительную стирку идентично загрязненных образцов на машине клиента и на аналогичной стиральной машине (той же торговой марки и мо­дели), взятой в качестве "эталонной".

Качество отжима определяется проще: оста­точная влажность ткани после отжима вычисля­ется по формуле

m – mo

В= - * 100%

mo

,где m — масса белья после отжима,

mо — масса сухого белья.

Для определения качества отжима достаточно иметь оборудование для взвешивания (весы класса точности 1). Остаточная влажность опре­деляется как среднее значение результатов трех циклов измерений.

Допустимые отклонения скорости вращения центрифуги составляют :

во время стирки: ±1 об/мин;

во время отжима: ±10% от номинала, но не более 100 об/мин.

Качество полоскания проверяется реакцией фенолфталеина по ГОСТ 5850-72 на 0,8 л воды, отжатой из выстиранного белья после последнего полоскания. При добавлении 3...5 капель 1%-ного раствора фенолфталеина раствор не должен окрашиваться. Значение щелочности воды после полоскания относительно щелочности водопро­водной воды не должно превышать 0,3 мг экв/л.

Потеря прочности ткани определяется после 20 циклов стирки по программе для сильноза­грязненных хлопчатобумажных тканей. Расчет потери прочности производится по формуле:

По – П1

П =  *100%

По

где Пo — значение разрывной нагрузки нести­ранного образца, Н;

П1 — значение разрывной нагрузки ткани по­сле 20 циклов стирки, Н.

Определение разрывной нагрузки произво­дится в соответствии с ГОСТ 3813-82. Размер об­разца ткани для испытаний на потерю прочности при стирке составляет 37,5 х 37,5 см.

Процесс стирки в машинах типа СМА

Для автоматического управления процессами стирки с учетом физико-химических и механических свойств тканей в автоматических стиральных машинах установлен целый ряд приборов контроля и регулирования процессов стирки, осуществляющих взаимодействие органов машин в определенной, заранее заданной последовательности во времени. К ним относят командоаппарат, задающее устройство, датчик-реле уровня стирального раствора и т. п.

Непосредственно процесс стирки осуществляется в барабане стирального бака с помощью исполнительных органов: электромагнитного клапана, электродвигателя привода барабана, электронасоса, электронагревателя.

В автоматических стиральных машинах имеется ряд вспомогательных элементов, обеспечивающих работу исполнительных приборов: общий сетевой выключатель, микро выключатель блокировки крышки, конденсаторы, резисторы, лампа сигнальная.

Автоматические стиральные машины отличаются по конструкции, по примененным электрическим схемам и используемым элементам автоматики

Бытовые автоматические стиральные машины типа СМА предназначены для стирки белья по заданной программе. Стирка, замачивание и полоскание осуществляются механическим перемешиванием белья, помещенного в перфорированный барабан в стиральном растворе. Отжим белья осуществляется центрифугированием белья в том же барабане.

Автоматические стиральные машины принципиально отличаются от остальных типов машин по конструкции и сложности электросхем; в них используются элементы автоматики, никогда ранее не применяемые в бытовых стиральных машинах. Процессы стирки в этих машинах полностью автоматизированы: залив и слив воды для всех операций, ввод моющих средств, замачивание, стирка с нагревом воды с бельем в баке стиральной машины до заданной температуры, полоскание и отжим. Разнообразный выбор программ позволяет стирать белье разной степени загрязненности, прочности, из тканей различной химической структуры качественно и не снижая степени износа.

Стирка белья заключается в отделении инородных частиц (грязь, жиры, белковые и углеводные загрязнения) от текстильного ма­териала (ткани). Отделяемые частицы переходят в моющий рас­твор.

Некоторые из них растворяются, а некоторые (водонерастворимые) удерживаются в растворе. При этом возможность их повторного прилипания к ткани исключается.

Набухание загрязненных частиц и ослабление их связи с тканью наиболее активно происходит при замачивании в растворе моющих средств, а непосредственное отделение частиц грязи от ткани происходит в результате механического воздействия на ткань сил трения, возникающих при стирке.

Моющее действие раствора зависит от большого числа факторов, из которых наиболее важными являются: жесткость воды, характер загрязнения белья, интенсивность механического воздействия на ткань, волокнистый состав ткани, температура мою­щего раствора и его состав.

Сущность активации состоит в сообщении энергии моющему раствору, что вызывает движение его, а вместе с ним и белья. Активация моющего раствора способствует улучшению смачиваемости белья, равномерному распределению моющих растворов в воде, проникновению моющего раствора между волокнами ткани и загрязнениями и отстирыванию загрязнений.

Описание стиральной машины «Эврика - автомат»

В стиральном баке маши­ны установлен перфорированный барабан с гребнями на внутренней сто­роне, в котором замачивается, стирается, полоскается и отжимается белье. Перед стиркой барабан заполняют бельем, закрывают крышкой и ручку на крышке защелкивают защелкой. Воду заливают в бак ма­шины через заливной шланг и специальные электромагнитные клапаны 3 (рис. 1.3). Количество воды в стиральном баке контролируется дат­чиком-реле 12 уровня жидкости. Расход воды при замочке белья 15— 19 л, при стирке 15—19 л при полоскании — 100 л.

Моющие средства засыпают в зависимости от программ стирки в стиральный бак // через загрузочные отверстия или в специальную ка­меру на верхней панели машины. Вода из бака сливается с помощью мотор-насоса 7 ЭНСМ-У4 центробежного действия. Вращение бара­бана в режимах стирки и отжима осуществляется двухскоростным элек­тродвигателем ДАСМ-2-У4. Частота вращения при стирке 56 мин-1, при отжиме 380 мин-1. Воду в баке нагревает трубчатый электронагре­ватель 1ТЭН-60А 16/1,75 Щ 220, мощность нагреваВт.

На панели управления находятся: ручка программного переключа­теля и указатель цикла операций (риска на диске под стеклом). На ручке программного переключателя расположена кнопка пуска машины в работу. На задней стенке машины имеется два штуцера 4 и 5, к ко­торым подсоединяют сливной и заливной шланги. Заливной шланг с помощью накидных гаек подсоединяют к стиральной машине и водо­проводной сети. Сливной шланг также с помощью накидных гаек под­соединяют одним концом к сливному штуцеру стиральной машины, вто­рым — к канализации. На задней стенке машины имеется ниша, в ко­торой находится соединительный шнур. На передней стенке имеется отверстие, закрытое крышкой, обеспечивающее доступ к фильтру на­соса в случае его засорения и при сливе остатков раствора.

При стирке в барабане белье захватывается гребнями, приподни­мается и под действием собственной массы падает в моющий раствор и перелопачивается.

Одновременно белье трется о гребни и перфори­рованную обечайку барабана. Для предотвращения скручивания белья в жгут предусмотрено реверсивное вращение барабана. Для обеспечения возможности стирки из всех видов материалов машина имеет два ре­жима работы барабана:

11 с — вращение в одну сторону; 4 с — пауза; 11 с — вращение в противоположную сторону;

4 с —вращение в одну сторону; 11 с —пауза; 4 с — вращение в противоположную сторону.

Рис. 1.3. Стиральная машина «Эврика-автрмат»:

/ — командоаппарат; 2—блок электронного переключателя; 3 — электро­магнитный клапан; 4 — штуцер наливного шланга; 5 — штуцер сливного шланга; 6 — основной электродвигатель; 7—мотор-насос; 8 — груз; 9 — стойка; 10 — термистор; 11— бак - 12—датчик-реле уровня; 13 — верхняя

рамка

Отжим белья осуществляется в стиральном барабане при увели­ченной частоте вращения. С помощью программного многопозиционного переключателя (ПМП) устанавливают выбранную программу. Всеми процессами стирки управляет программное запоминающее устройство (ПЗУ), подающее в определенной последовательности команды на ис­полнительные элементы стиральной машины.

Программное устройство имеет указатель цикла, который показы­вает, какая операция выполняется стиральной машиной в данный мо­мент. Специальные датчики (уровня жидкости и температуры) контро­лируют количество воды в стиральном баке, ее температуру и подают сигналы на программное устройство.

Стиральный бак 11 с барабаном крепятся к двум стойкам 9, которые прикреплены пятью гайками к основанию стираль­ной машины. В каждой стойке закреплен груз 8, уменьшающий виб­рацию машины при ее работе в режиме отжима. В основании машины имеются колеса, служащие для облегчения транспортировки: два пе­редних с концентрическим расположением оси и два задних, ось кото­рых расположена эксцентрично. К стиральному баку прикреплена верх­няя рамка 13 стиральной машины. В этой рамке имеется крышка с фнксатором и микровыключателем блокировки крышки, выключающим машину при открывании ее при работающем электродвигателе. На верхней рамке крепятся командоаппарат 1 и блок 2 электронного пе­реключателя. Внутри стирального бака закреплены ТЭН, датчик тем­пературы и лоток для стирального порошка, снаружи — датчики-реле 12 уровня стирального раствора, два электромагнитных клапана 3, дре­нажная труба стирального бака со сменным фильтром, штуцера 4 к 5 для залива и слива воды. Мотор-насос 7, кронштейн с электродвига­телем 6 и механизмом натяжения ремня, а также блок конденсаторов крепятся непосредственно к основанию стиральной машины.

Полуоси барабана, расположенного внутри стирального бака, вра­щаются в шарикоподшипниках, запрессованных в стаканы (крышки), закрепленные в стиральном баке выведенными изнутри бака болтами. Крепление барабана к полуоси осуществляется с помощью. металличе­ских звездочек, приваренных к концам полуосей и помещенных в рези­новые прокладки, в выдавках барабана, и имеющих вырезку под эти звездочки.

Расчет кинематики и параметров барабана

1.  Определим объем полезной вместимости барабана

Зная загрузочную массу изделий в барабан, тз = 2 кг, в воздушно - сухом состоянии, можно определить полезную вместимость внутреннего барабана по формуле:

Vпол=mз× ny, (2.1)

Объем модуль барабана (объем приходящийся на 1 кг загружаемых изде­лий) стирально-отжимных машин составляет 8,8-16 дм3/кг. Значение объемного модуля обусловлено подвижностью изделий Р барабана в процессе обработки и, следовательно, интенсивностью механического воздействия на них. Повышение объемного модуля способствует улучшению отстирываемости изделий и наобо­рот. Желая получить наилучшую отстирываемость в разрабатываемой стираль­ной машине принимаем: nу = 0,015 м3/кг.

Подставив значения массы и объемного модуля в формулу (2.1) получим:

Vпол= 2× 0,015 = 0,03 м3.

2.  Определим диаметр и длину барабана исходя из следующих формул

Vp=Vпол×k1,

где k1 =1.1 – коэффициент, учитывающий объем занимаемый гребнями барабана;

Vp=0.03 × 1.1 = 0.033 м3.

Примем ,

тогда

(2.2)

из формулы (2.2) следует, что

где k2 =0.5 для фронтальной загрузки белья;

подставив все известные значения получим D=0,4 м, L = 0.263 м.

3.  Определим расстояние до центра тяжести изделий

Ri = lx3/12 S (2.3)

где lx – хорда сегмента белья;

lx = Dб sin(a/2), (2.4)

где a = 119°, тогда lx = 0,4× 0,861 = 0,3444 м;

S = Vм/L, (2.5)

где Vм – объем занимаемый мокрыми вещами;

Vм = mод/rод + 2,25× 10–3×mод, (2.6)

где rод = 1,5×103 – плотность одежды, тогда Vм = 0,005833 м3;

Подставив в формулу (2.3) значения из формул (2.4,2.5,2.6) получим

Ri = 0.15 м.

4.  Определим скорость вращения барабана

где Ф = 0.8 – фактор разделения, то

w=7,3 с–1.

5.  Определим время подъема и падения белья

  Определим угол подъема центра масс

Составим уравнение состояния обрабатываемого белья в проекции на ось Y:

m×a=–mg+w2Ricosj (2.7)

Из уравнения (2.7) при равенстве сил тяжести и проекции центростремительной силы на ось у, что говорит об отсутствии ускорения при подъеме и исключает прохождения белья через критическую точку, получим:

,

Подставив известные значения найдем j=33°

  Определим время необходимое для подъема тела.

tj=t1+t90+j;

Составим уравнение движения центра масс:

Решая данную систему уравнений получим значение времени подъема тела на высоту h

t1 = 0.705 c

Определим значение времени подъема на угол = 123°

,

tj+90=0,287 с.

Значит t = 0.705 + 0.289 » 1 c.

  Определим время падения тела

,

Подставив известные значения получим tn = 0.29 c.

  Определим объем рабочей жидкости заливаемой в рабочий бак

Vж = nж × mод,

где nж = 5 л/кг, - жидкостный модуль;

Vж = 10 кг.

Подбор электродвигателя.

Мощность электродвигателя подбирается в зависимости от требуемой мощности на оси барабана и с учетом потерь на трение и привод.

1.1  Рассчитаем массу перемещаемую в барабане

m= mж + mв. б,

где mв. б = mз + 2.25×10-3 mзrж

где rж = 1.6 ×103 кг/м3,

mж= 0,9× mв. б,

тогда m=12 кг.

1.2  Определим мощность с учетом полуоси барабана

Nб = Nп + Nтр;

где Nп = Мм ×w/1000,

где Мм – момент необходимый для перемещения белья в барабане,

w - угловая скорость вращения барабана.

Момент необходимый для перемещения белья в барабане примем равным наибольшему моменту сопротивления, когда центр массы белья подымается на угол = 90°. Значит

Мм=m×g×Ri,

подставив известные значения получим Мм = 17.64 Н/м и Nп = 0,128 кВт.

Значением мощности от силы трения в подшипниках можно пренебречь, т. к. она значительно меньше полезной мощности.

Тогда Nб = 0,423 кВт.

1.3  Определим потребляемую мощность

Nпотр = Nб / h,

где h = 0,8 – коэффициент полезного действия привода.

Тогда Nпотр= 0,161 кВт.

1.4  Подберем электродвигатель

В соответствии с требуемой мощностью выберем асинхронный двигатель класса 16УХЛ4, с асинхронной частотой 700 об./мин. и мощностью 0,18 кВт.

2.3 Расчет привода.

1.  Определим массу барабана

Примем материал барабана сталь 12Х18Н9 с плотностью rст = 7824 кг×м3. Возьмем толщину барабана = 1.5 мм.

Тогда mб = V×rст,

где V = Sзс×h + Sокр × L.

Sзс – площадь задней стенки барабана, Sокр – площадь окружности барабана.

Sзс = p Rб2 = 0,127 м2;

Sокр = p ×((Rб + h)2 –Rб2) = 0,000189 м2;

Подставив ранее найденные значения получим

V = 0.0006875 м3;

mб = 5.379 кг.

2.  Расчет ременной передачи.

Исходные данные:

Потребляемая мощность Nпотр = 0,161 кВт.

Угловая скорость вращения барабана w = 7,3 с–1,

Передаточное отношение u = 5,

Угловая скорость на ведущем шкиве w1 = w2u =36.5 c-1,

2.1  Определим диаметры ведущего и ведомого шкивов

D1 = 71 мм,

D2 = D1× u = 355 мм, округляем до стандартного D2 = 355 мм.

2.2  Уточним угловую скорость ведомого вала

w = D1 × w1 × (1-e)/D2,

где e = 0,01– коэффициент скольжения ремня.

w = 7,227 с–1.

2.3  Определим скорость ремня

= 1,295 м/с.

2.4  Определим межосевое расстояние

а ³ 0,9×(D1 + D2)=413 мм.

2.5  Определим угол обхвата

a=180-60×(D2 – D1)/a = 138°.

2.6  Определим длину ремня

L = 2× a +p/2×(D1 + D2) + (D2 – D1)2/(4×a) » 1600 мм.

Значение округлено по стандартному ряду.

2.7  Определим силу предварительного натяжения ремня.

T01=780×Nпотр/(n×Сa×Ср) + q×n2;

где Сa = 1, Ср = 0,9, q = 0.06,

Т01 = 57.87 Н.

2.8  Определим силу, действующую на вал

Q= 2×T01×sin (a/2) = 108.2 Н.

2.9  Максимальная сила действующая на вал будет равна

Qмах = 1,25× Q =135.2 Н.

3.  Определения сил, действующих на подшипники

Составим уравнение равновесия системы.

Сумма сил действующих на ось(Рис.4)

mбg+mg – PA – PB + Qмах = 0,

Суммарный момент в т. С

(mбg+mg)×1С – PA×АС – PB×ВС=0;

где 1С= 26.3 см

АС=7 см

ВС=3 см

Решив полученную систему уравнений получи

РА = 905 Н

РВ = 583 Н

Подберем подшипники легкой серии 204 d=20 мм, D = 47 мм, В = 14 мм

Электропривод стиральных машин

В качестве привода барабана в стиральных машинах используются коллекторные или асинхронные однофазные электродвигатели. Коллекторные электродвигатели дают возможность плавного регулирования скорости вращения и получения высокой скорости вращения барабана в режиме отжима.

Универсальный коллекторный электродвигатель (рис.3.1) состоит из неподвижной (статор с обмоткой возбуждения) и подвижной части (якорь). Якорь электродвигателя вращается в подшипниках, устанавливаемых в подшипниковых щитах. Статор электродвигателя служит корпусом и набирается из, покрытых лаком, листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Пакет статора собирается из фигурной листовой электротехнической стали, образующей два полюса, на которые надеваются катушки обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения соединяется последовательно с обмоткой якоря.

 

Рис. 3.1. Универсальный коллекторный электродвигатель

1 — пакет статора с обмоткой возбуждения; 2 — пакет якоря с обмоткой; 3 — коллектор; 4 — щетки; 5 — якорь тахогенератора (магнитное колесо)

Якорь электродвигателя состоит из вала, на который напрессовывается сердечник с пазами для обмотки, набранный из покрытых лаком листов электротехнической стали, и коллектор. Коллектор набирается из медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками.

В стиральных машинах вращение от коллекторного электродвигателя на шкив оси барабана передается с помощью ременной передачи.  

Принципиальная схема и кривая изменения вращающего момента коллекторного электродвигателя приведены на рис. 3.2.  

Обмотка возбуждения коллекторного двигателя на полюсах статора включается последовательно с обмоткой якоря, и величина силы тока в них одинакова. Во многих моделях двигателей обмотка возбуждения разделяется на две части, включаемые с разных сторон якоря, что позволяет снизить радиопомехи.

При подключении электродвигателя к сети переменного тока по обмоткам возбуждения и якоря протекает ток, возбуждающий пульсирующий магнитный поток Ф. В результате взаимодействия

магнитного потока Ф и токов в обмотке якоря возникает крутящий момент М, и электродвигатель начинает вращаться. Момент М имеет все время одно направление, т. к. одновременно с изменением направления магнитного потока возбуждения изменяется и направление тока в обмотке якоря. Изменение направления вращения якоря осуществляется переключением концов обмотки возбуждения или обмотки якоря.

Рис. 3.2. Работа коллекторного электродвигателя:

а) — принципиальная схема: б) — кривая изменения вращающего момента; Я — якорь (ротор) с обмоткой постоянного тока и щетками; 08 — обмотка возбуждения на полюсах статора

Асинхронные однофазные электродвигатели отличаются от коллекторных простотой конструкции, большей надежностью и дешевизной. Скорость вращения вала асинхронного электродвигателя с двумя обмотками равна 2800 об/мин. Эта скорость кратным образом зависит от числа обмоток: при 16 обмотках (8 парах) скорость в 8 раз меньше, чем при одной паре обмоток и равна 350 об/мин.  

Однофазный асинхронный электродвигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор электродвигателя выполняется цилиндрическим и набирается из листов электротехнической стали. В пазы статора помещаются две однофазные обмотки: рабочая и пусковая. Ротор представляет собой цилиндрический сердечник, набранный из круглых пластин с отверстиями по окружности. Стержни, соединяющие пластины ротора, замыкаются кольцами. Сердечник ротора напрессовывается на вал.  

По способу запуска однофазные асинхронные электродвигатели разделяются на двигатели с пусковой обмоткой повышенного сопротивления, отключаемой сразу после разгона ротора, двигатели с конденсаторным пуском и конденсаторные с пусковыми короткозамкнутыми витками на расщепленных полюсах.  

Двигатели с пусковой обмоткой повышенного сопротивления просты по конструкции и дешевы, не имеют дополнительного фазосдвигающего элемента. Время подключения пусковой обмотки к сети обычно не превышает 5 сек. Двигатели имеют достаточно хорошие пусковые характеристики (кратность начального пускового момента — до 1,5), однако кратность пускового тока достигает 10 и более. К недостаткам двигателей данного типа следует отнести пониженную надежность по сравнению с конденсаторными двигателями из-за возможного выхода из строя пусковой обмотки.  

Для улучшения пусковых характеристик последовательно с пусковой обмоткой включается пусковой конденсатор (рис. 3.3), наличие которого приводит в увеличению сдвига фаз и пускового крутящего момента. После пуска конденсатор отключается, поэтому все остальные характеристики двигателя сохраняются такими же, как и у двигателя с пусковой обмоткой повышенного сопротивления.

Рис. 3.3. Схемы запуска электродвигателя  

а) схема с пусковой обмоткой; б) схема с пусковым конденсатором. М — основная обмотка, А — пусковая обмотка

Реверс направления вращения электродвигателя, необходимый на этапе стирки для попеременного вращения барабана в разные стороны, осуществляется путем переключения обмоток электродвигателя (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Схемы переключения обмоток электродвигателя при реверсировании вращения:

а) обмотка А — питание от сети, обмотка В — через конденсатор;

6) обмотка В — питание от сети, обмотка А — через конденсатор;

в) переключатель реверса

На рис. 3.5 и 3.6 показаны электрические схемы включения асинхронных однофазных электродвигателей.

Рис3.5. Электрические схемы включения асинхронных однофазных электродвигателей с пусковой обмоткой:  

ПО — пусковая обмотка; РО — рабочая обмотка:  

Т° — температурное реле; П — пускатель; ВЦ — выключатель

 

Рис 3.6. Электрические схемы включения асинхронных однофазных электродвигателей с пусковой обмоткой и конденсатором:  

ПО — пусковая обмотка: РО — рабочая обмотка;

С — конденсаторы пусковой обмотки: ПК — пусковая кнопка; Р — реле пускозащитное: 1, 2, 3 — выводные концы

В ряде моделей стиральных машин используются электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов из высококоэрцитивного сплава. Электродвигатели постоянного тока обеспечивают широкие возможности выбора режимов работы по сравнению с асинхронными двигателями. Высокий пусковой момент двигателя постоянного тока позволяет начинать режим отжима при наличии в баке стирального раствора, что снижает уровень вибрации и исключает скручивание и сминание тканей. Двигатели данного типа имеют хорошие тормозные характеристики, позволяющие осуществлять плавную остановку барабана в течение 4 сек после окончания отжима. Реверсивный режим двигателя постоянного тока осуществляется переключением полярности, изменение скорости вращения — с помощью тиристорного регулятора скорости с выпрямителем и компенсатором, который сглаживает падение напряжения в сети, возникающее вследствие нагрузки при вращении барабана во время стирки.

Электронная СУ

Во многих моделях современных стиральных машин применяются электронные системы управления электродвигателем. На рис. 3.8 приведена схема системы управления электродвигателем, представляющая собой цифровой электронный модуль для универсального коллекторного электродвигателя с электронным реле. 

Рис. 3.7. Схема электронной системы управления электродвигателем

Электронная схема системы управления электродвигателем состоит из сетевого трансформатора, фильтра радиопомех, реле переключения частоты вращения, сетевого предохранителя, микропроцессора. С помощью микропроцессора обеспечивается возможность распознавания и ввода в действие специальной закодированной информации, поступающей с одного или нескольких контактов командоаппарата. Управление осуществляется с помощью кодов программного обеспечения. Каждый код соответствует только одной специфической последовательности операций, с помощью которой электронный модуль осуществляет запуск электродвигателя и обеспечивает точные значения заданных параметров: режимов стирки, скорости вращения при стирке и отжиме, направление вращения, структура реверсирования.

Регулирование и поддержание заданной скорости вращения электродвигателя производится автоматически и достигается за счет изменения частоты тока. Изменение направления вращения электродвигателя осуществляется специальным реле реверсирования с электронным управлением и двумя переключателями. Для контроля скорости вращения в схему включается тахометр (его называют также тахогенератором), который производит сравнение действительного числа оборотов двигателя с заданным значением. Сигнал тахогенератора представляет собой последовательность импульсов, амплитуда и частота которых определяется скоростью вращения вала электродвигателя. При характерном значении частоты тахогенератора, равном 12 импульсам за один оборот вала, и при передаточном числе 10:1 каждому обороту барабана стиральной машины соответствует 120 импульсов. Сигнал тахогенератора подается на плату управления. При выходе фактической скорости вращения барабана за определенные пороговые уровни (рис. 3.8) система управления меняет режим работы электродвигателя.

Для предохранения электродвигателя от перегрузок в систему управления встраивается защитное реле.

В стиральных машинах с электронной системой управления ключевым элементом такой системы является электронная плата управления, включающая микроконтроллер, сетевую часть, реле, задающие каскады.

Скорость вращения об/мин 300

Пороговые значения скорости вращения

Время

   

Рис. 3.8. Пороговые уровни сигнала тахогенератора

Функции электронной платы управления работой стиральной машины:

·  считывание и оценка поступающих сигналов (температура, уровень воды, напряжение сети, частота, положение фаз);

·  регулирование работы электродвигателя;

·  распознавание степени загрузки и дисбаланса барабана;

·  определение уровня пенообразования;

·  контроль за длительностью стирки, полоскания, отжима, качеством полоскания;

·  диагностика состояния машины (определение дефектов интегрированного биполярного транзистора, обрыв цепи тахометра, неисправность термостата, ТЭНа, электродвигателя);

·  контроль продолжительности выполняемых операций;

·  регулирование температуры при подключении к сети горячего водоснабжения;

·  запуск тестовых программ проверки состояния машины. Плата управления электродвигателем выполняет функции считывания и оценки передаваемых сигналов: числа оборотов, температуры, напряжения сети, частоты, производит запуск и управление двигателем с помощью интегрированного биполярного транзистора.

Электронная система управления позволяет производить контроль функционирования систем безопасности стиральной машины. В современных моделях с электронным управлением предусмотрены тестовые программы, при запуске которых осуществляется диагностика состояния машины.

Схема электрических соединений между основными компонентами стиральной машины показана на рис. 3.9. Система управления обеспечивает согласованную работу всех компонентов машины при выполнении программы стирки.

Рис. 3.9. Схема электрических соединений между основными компонентами стиральной машины:

1 — клеммная колодка, 2 — командоаппарат (КА); 3 — репе уровня, 4 — электроклапан (ЭК); 5 — термоэлвктронагреватвль (ТЭН); 6 — электродвигатель; 6а — пусковой конденсатор; 7 — термостат; 8 — блокиратор дверцы люка; 9 — сливной насос

Разборка стиральной машины «Эврика-автомат»

Снятие ограждения. Вывернуть винты, крепящие переднее и заднее ограждения к основанию стиральной машины. Снять переднее и заднее ограждения. Вывернуть винты, крепящие левое и правое ограждения. Снять левое и правое ограждения.

Демонтаж командоаппаоата. Снять переднее ограждение (со стороны ручки управления). Вывернуть штифт крепления ручки управле­ния командоагтарата. Снять ручку управления. Отсоединить командо-апцарат от электросхемы машины. Вывернуть гайки, крепящие коман-доаппарат к верхней рамке машины. Снять командоаппарат.

Демонтаж электронного переключателя. Снять переднее огражде­ние. Отсоединить электронный переключатель от электросхемы. Вывер­нуть винты, крепящие электронный переключатель с уголками, закреп­ленными на верхней рамке. Снять электронный переключатель.

Снятие верхней рамки с крышкой. Снять ограждение, демонтиро­вать командоаппарат и электронный переключатель. Отсоединить мик­ровыключатель стиральной машины от электросхемы. Вывернуть гайки с каждой стороны машины, крепящие верхнюю рамку к стиральному ба­ку. Снять верхнюю рамку с крышкой.

Демонтаж барабана. Снять ограждение и верхнюю рамку. Снять ремень со шкива. Вывернуть болт крепления шкива к оси барабана, снять шкив. Вывернуть гайки крепления крышек (фланцев) с обеих сто­рон стирального бака и снять их вместе с подшипниками и осями ба­рабана. Снять барабан.

Демонтаж электромагнитных клапанов. Снять переднее ограждение. Снять хомуты крепления двух резиновых шлангов к штуцерам обоих электромагнитных клапанов. Снять резиновые шланги. Вывернуть вин­ты крепления штуцера наливного шланга к стиральному баку. Снять штуцер наливного шланга вместе с электронными клапанами.

Демонтаж электродвигателя ДАСМ-2М (ДАСМ-4). Снять переднее ограждение. Снять со шкива электродвигателя ремни. Отсоединить элек­тродвигатель от схемы. Положить машину набок. Вывернуть гайки крепления кронштейна электродвигателя. Снять электродвигатель вмес­те с кронштейном. Снять шплинты и вынуть ось крепления электродви­гателя к кронштейну. Снять электродвигатель.

Демонтаж мотор-насоса. Снять заднее ограждение. Отсоединить мотор-насос от схемы. Снять хомуты крепления резиновых труб, подхо­дящих к мотор-насосу. Положить машину набок. Отвернуть гайки креп­ления блока мотор-насоса. Снять мотор-насос.

Демонтаж блока конденсатора. Снять заднее ограждение. Отсоеди­нить конденсатор от электросхемы. Положить машину набок. Отсоеди­нить блок конденсаторов от основания стиральной машины. Снять блок конденсаторов.

Демонтаж датчика-реле уровня жидкости. Снять ограждение. Отсо­единить датчик-реле уровня жидкости от схемы. Отсоединить от дат­чика-реле резиновую трубку. Отвернуть винт хомута крепления датчи­ка-реле и отогнуть хомут. Снять датчик-реле уровня жидкости.

Технологический процесс разборки стиральной машины

В основу разработки технологических процессов ремонта стиральных машин положено решение вопросов рациональной дифференциации процессов разборки и сборки машин и их узлов, специализации участков и рабочих мест с учетом достижения прямоточности. Создание прямоточности процесса ремонта основано на технологических и организационных условиях поточного ремонта стиральных машин.

Поточным методом ремонта стиральных машин является такой метод организации работ, при котором разборка и сборка машин закреплены за определенными рабочими местами, расположенными в последовательности выполнения операций, а машина или узел передается с одной операции на другую сразу после выполнения предшествующей, как правило, при помощи механизированных транспортных средств. Поточная линия является комплексной, так как наряду с рабочими местами сборки и разборки включает рабочее место испытаний, окраски и контроля.

Процесс разборки оборудования при ремонте определяется структурой его сборочных элементов. Поэтому перед разработкой технологического процесса разборочных работ необходимо изучить конструкцию оборудования, установить назначение и взаимодействие отдельных узлов и деталей.

Последовательность выполнения разборочных операций и их объем зависят от характера износов и повреждения оборудования. Так, для замены отдельных неисправных деталей, узлов или агрегатов оборудование подвергают частичной разборке. Такие процессы характерны для малого (текущего) ремонта, для устранения отказов отдельных агрегатов, узлов и деталей с целью их замены или ремонта и регулировки механизмов. При капитальных ремонтах оборудование, агрегаты и узлы подлежат полной разборке, которая должна выполняться в строгой последовательности, предусмотренной технологическим процессом.

Например, для демонтажа электромагнитных клапанов в СМА необходимо выполнить следующие операции. Снять верхнюю крышку стиральной машины, для чего отвернуть шурупы крепления к корпусу специальной фигурной отверткой (снять с лицевой панели диск-указатель, переключатель). Снять хомуты крепления резиновых шлангов к патрубкам электромагнитных клапанов и резиновые шланги. Отвернуть винты крепления электромагнитных клапанов. Снять электромагнитные клапаны.

Испытание электромагнитных клапанов

Рис. 11 Стенд для проверки электромагнитных клапанов:

а — конструктивная схема; б — гидравлическая схема; 1 — рама; 2, 9 — мультипликаторы; 3 — бак; 4—распределительный кран; 5—приборная панель; 6,7 — манометры; 8, 10 — регуляторы давления; 11 — прозрачная крышка; 12 — зажимное устройство; 13 — испытуемый электромагнитный клапан; 14 — лоток для слива воды в бак

Стенд состоит из рамы 1 (рис.11), внутри которой смонтированы бак 3, два мультипликатора 2 и 9, трубопроводная арматура, обратные клапаны и регуляторы давления 8 и 10. На лицевой стороне стенда размещена панель 5, на которой установлены электрические приборы контроля, лампы световой сигнализации, распределительный кран 4 и манометры 6 и 7, показывающие, при каком давлении испытывается клапан. [1]

Испытуемый клапан подсоединяется зажимным устройством 12 к водной магистрали стенда. Электрической колодкой клапан подсоединяется к электрической сети стенда. Рукояткой распределительного крана 4.

устанавливают необходимое для испытания давление от 0,05 до 1 МПа. Нажав кнопку «Пуск», включают реле, которое своими замыкающими контактами включает командоаппарат. Командоаппарат выдает пять импульсов длительностью в 1 с с паузами по 4 с. При включении клапан открывается на 1 с, и вода проходит через него и лоток 14 в бак 3. Во время паузы между сигналами клапан закрыт и вода не должна проходить через него. Это наблюдается визуально через прозрачную крышку 11 стенда.

По окончании испытания нажимают кнопку «Слив воды», при этом клапан открывается и вода, оставшаяся в трубопроводе, вытекает через лоток 14 в

бак 3.

Особенности организации ремонта автоматических стиральных машин

В отличие от обычных стиральных машин типа СМП и СМР автоматические стиральные машины менее транспортабельны (масса 80 кг и более). Поэтому в основном такие машины следует ремонтировать на дому у владельца путем замены вышедших из строя узлов и деталей на новые или заранее отремонтированные. Конструктивно все отечественные автоматические стиральные машины выполнены так, что любой из элементов автоматики легко ремонтируется без сложной предварительной разборки. Диагностика неисправности этих машин также может осуществляться без сложных монтажно-демонтажных работ. Многие узлы, детали которых подвержены трению и износу, легко могут заменяться непосредственно на дому у владельца: опоры осей барабана, мотор-насосы и т. д.

Наличие в автоматических стиральных машинах большого количества элементов автоматики и исполнительных механизмов делает их менее надежными по сравнению с обычными стиральными машинами. Поэтому разъездных механиков, обслуживающих автоматические стиральные машины, требуется значительно больше, чем для равного парка обычных машин. Необходимо также учитывать и то обстоятельство, что конструктивно автоматические стиральные машины более сложны. Все перечисленные соображения приводят к выводу о целесообразности создания специализированных ателье или участков по ремонту стиральных машин, укомплектованных специализированными бригадами высококвалифицированных разъездных механиков. Ателье должны иметь автотранспорт для перевозки механиков и стиральных машин в случае их капитального ремонта.

Кроме того, для обеспечения быстрого и своевременного ремонта автоматических стиральных машин ателье должны иметь необходимый запас новых или отремонтированных приборов автоматики и исполнительных механизмов, а для обеспечения высокого качества ремонта ателье или участки по ремонту автоматических стиральных машин — комплект приборов или стендов контроля всех приборов автоматики и исполнительных органов для осуществления входного контроля новых приборов автоматики и выходного контроля отремонтированных

Меры безопасности при проведении ремонта стиральных машин

К ремонту стиральных машин допускаются лица, которые прошли обучение по данной специальности, изучили правила безопасности
труда и получили соответствующий инструктаж.

Перед выполнением ремонтных работ следует убедиться в исправности оборудования, стендов, приспособлений, приборов и инструмента.

Рабочее место должно быть организовано так, чтобы предупредить всякую возможность возникновения несчастного случая.

Все токоведущие части оборудования, стендов, контрольно-измерительных приборов должны быть изолированы для невозможности случайного прикосновения.

Перед ремонтом стиральная машина должна быть отключена от
сети.

При опробовании машины после ремонта категорически запрещается:

а) включать машину в перевернутом или наклонном состоянии;

б) допускать попадание стирального раствора или воды на электрооборудование;

в) опускать руки в стиральный бак при вращающемся активаторе
или барабане;

г) открывать крышку до полной остановки ротора центрифуги.

Чистить и смазывать узлы машины можно только после отключения ее от сети.

Устанавливают и подключают автоматические стиральные машины специализированные организации, руководствуясь Временными правилами по установке и подключению электрических бытовых машин и приборов мощностью от 1,3 до 4 кВт в государственном жилищном
фонде и домах ЖСК.

Эксплуатация автоматических стиральных машин разрешается в жилых домах с напряжением сети 220 В, оборудованных
специальной электропроводкой в соответствии с действующими
нормами. [1]

В домах, не оборудованных специальной проводкой, с целью
обеспечения пожаро - и электробезопасности эксплуатации автоматической стиральной машины необходимо прокладывать дополнительную линию и устанавливать штепсельную розетку с заземляющим контактом на ток 20—25 А при напряжении 220 В.

Номинальные токи плавких вставок или расцепителей автоматических выключателей для группы питания автоматической стиральной машины должны быть установлены на ток 20 А при напряжении 220 В.

Эксплуатация автоматической стиральной машины без заземления (там, где оно предусмотрено) категорически запрещается.

Место подключения и работы автоматической стиральной машины должно быть специально оборудовано: установлена и заземлена
розетка штепсельного разъема; приспособлены водопроводные краны
для подсоединения наливных шлангов; канализационное приемное
устройство должно находиться на высоте не более 1 м от пола.

Перед пуском машины барабанного типа необходимо проверить, правильно ли закрыта крышка люка барабана, потянув за рычаг, не нажимая на кнопку замка.

Запрещается запуск машины с неснятыми транспортными защитными приспособлениями.

Список используемой литературы:

1.

Технология химической чистки и крашения: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1990.-336с.

2.

Технологические процессы машин и аппаратов в производстве бытового обслуживания: Учеб для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат,

199с.

Обработка текстильных изделий в водных растворах СМС. - М.: Легпромбытиздат, 1986.

3.

Основные процессы, машины и аппараты предприятий бытового обслуживания. - М: Легпромбытиздат., 199с.

4.

5.

Расчет и конструирование типовых машин и аппаратов бытового назначения. Учебник для вузов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-382с.

6. Бондарь, Кравцевич.

Современные бытовые электроприборы и машины. - М: Машиностроение, 1987г.

7. Оборудование и технология ремонта бытовой техники: Учеб. Пособие для студентов ВУЗов./, , – М.: Легкая индустрия, 1978.