Общая характеристика стиральных машин СМП.

4 января 2006 г.
Автор:
http://www.electronicsdesign.ru  
 

Стиральные машины СМП по степени механизации процесса стирки являются более совершенными, чем машины с ручным отжимом (СМР). Отжим белья в машинах типа СМП производится центрифугой. Белье помещается в перфорированный барабан (ротор) центрифуги. Вода удаляется из белья под действием центробежных сил, возникающих при в ращении барабана с высокой частотой вокруг вертикальной или горизонтальной оси. Отжим с помощью центрифуги позволяет увеличить в 1,5...2 раза производительность машины по сравнению с отжимом валками, снизить в  2...3 раза остаточную влажность и не требует мускульных усилий человека.

Машины  типа СМП могут иметь один или два бака.  Большинство полуавтоматических стиральных машин - двухбаковые.

Двухбаковая стиральная машина

Двухбаковая стиральная машина состоит из корпуса, шасси,  стирального бака с активатором, центрифуги, бака центрифуги, гидросистемы и электрооборудования. Корпус машины имеет прямоугольную форму и изготовлен из листовой стали. Наружная поверхность корпуса покрыта эмалью или окрашена нитроэмалевой краской. Корпус монтируется на шасси. Внутри корпуса расположены стиральный бак, бак центрифуги, гидросистема и электрооборудование машины. Сверху корпус закрывается крышкой.

Стиральный бак, имеющий прямоугольную форму, предназначен для стирки и полоскания белья. В баке расположен активатор, вал которого вращается в бронзографитных подшипниках. Материал, из которого сделаны бак и активатор, и форма активатора такие же, как в стиральных машинах типа СМР. В машине может быть один или два активатора. При наличии двух активаторов более интенсивно циркулирует моющий раствор и в меньшей степени закручивается белье. Активаторы обычно устанавливают в специально выштампованных выемках на дне бака и разделяют рассекателем, имеющим форму овального ребра. Машины этого типа в изготовлении более трудоемки, чем машины с одним активатором. По два активатора установлено в выпускавшихся ранее стиральных машинах ЗАРЯ, ТУЛА-3 и др. Выпускаемые в настоящее время и проектируемые стиральные машины имеют один активатор.

Бак центрифуги служит для сбора жидкости,  выделяемой из белья при отжиме, и предотвращения ее разбрызгивания. Бак имеет округлую форму и изготовлен из листовой стали. Внутри бака расположена центрифуга, ротор которой выполнен в виде перфорированной корзины, имеющей форму цилиндра или усеченного конуса. У конических центрифуг диаметр основания больше диаметра загрузочного отверстия. Для более интенсивного стока жидкости перфорацию выполняют обычно в нижней части корзины. Расстояние между основанием центрифуги и дном бака должно быть таким, чтобы объем пространства, ограниченного этими плоскостями, был больше объема жидкости, вытекающей из белья естественным путем при закладке его в корзину. В противном случае затрудняется пуск центрифуги, так как двигатель должен преодолевать трение корзины о жидкость. Бак закрывают откидной или сдвигающейся крышкой, которая связана с электрической блокировкой, отключающей электродвигатель привода центрифуги от источника питания при открывании крышки, что уменьшает вероятность травм.

Состав электрооборудования машин СМП.

В электрооборудование машин типа СМП входят электродвигатели привода активатора и центрифуги, пускозащитные и защитные реле, реле времени, выключатели, переключатели и другие элементы. В машине может быть один или два электродвигателя. Если электродвигатель один, то вращение предается активатору и центрифуге с помощью обгонных муфт и клиноременных передач. Стирка и отжим белья в таких машинах производится поочередно. Если электродвигателей два, то один из них используется для привода активатора, другой - для привода центрифуги. Вращение передается активатору и центрифуге через ременные передачи. В некоторых машинах центрифуга непосредственно связана с валом электродвигателя.

Однодвигательный привод дешевле двухдвигательного, однако не позволяет одновременно стирать и отжимать белье, что снижает производительность машины в эксплуатации. По одному электродвигателю имеют выпускавшиеся ранее стиральные машины ЗАРЯ-2, КИЕВ, ОКА-4. Выпускаемые в настоящее время и вновь разрабатываемые двухбаковые стиральные машины СМП имеют по два электродвигателя.

Привод двухбаковых машин

В двухбаковых машинах типа СМП для привода активатора применяют те же электродвигатели, что и в машинах типа СМР, а именно: с пусковой обмоткой типа АД-180-4/71С, АЕР-16, ДБСМ-1 и конденсаторные - типа КД-180.4/56р, АВЕ-071-4С. Для привода центрифуги можно использовать коллекторные и асинхронные электродвигатели. Например, в машине НИСТРУ установлен коллекторный двигатель УВ-051Ц, имеющий номинальную мощность 65 Вт и частоту вращения 7000 об/мин. Вращение с вала электродвигателя передается на центрифугу ременной передачей. Рабочая частота вращения центрифуги - 2000 об/мин. Коллекторные двигатели имеют удобную для запуска центрифуги форму механической характеристики. Однако из-за наличия коллекторно-щеточного узла эти двигатели плохо работают в условиях частых затяжных пусков, характерных для эксплуатации стиральной машины. Надежность коллекторных двигателей ниже, а стоимость выше, чем у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Учитывая эти недостатки, для привода центрифуг двухбаковых машин типа СМП теперь используют только асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. В машинах отечественного производства применяются асинхронные короткозамкнутые электродвигатели ДАО-Ц (с рабочим конденсатором) которые имеют номинальную мощность 120 Вт и частоту вращения 2700 об/мин. Вал электродвигателя жестко связан с валом центрифуги.

Большинство стиральных машин типа СМП зарубежного производства имеют тормоза, автоматически останавливающие центрифугу в течение 5...10 с после открывания ее крышки. В отечественных машинах используется электродвигатель привода центрифуги с встроенным тормозом типа ДЦСМ-3. Это однофазный электродвигатель с фазным ротором и рабочим конденсатором, номинальная мощность которого 120 Вт, а номинальная частота вращения 2650 об/мин. Электродвигатель ДЦСМ-3 обеспечивает автоматическое торможение центрифуги, загруженное номинальным количеством белья, в течение 5...12 с после открывания ее крышки.

Центрифуга, загруженная мокрым бельем, имеет большой момент инерции. Время разгона до установившейся частоты вращения в зависимости от емкости центрифуги находится в диапазоне 40...60 с, поэтому мощность электродвигателя расходуется в основном на разгон центрифуги. Для сокращения времени  разгона центрифуги  и уменьшения потерь энергии в переходном режиме электродвигатель должен иметь достаточно большой пусковой момент. Для этого обмотку ротора выполняют с повышенным сопротивлением. Однако при этом увеличиваются габаритные размеры электродвигателя, не полностью используется его мощность в установившемся режиме работы, снижаются энергетические показатели.

В ряде машин применяется электродвигатель с пусковым конденсатором. Такие двигатели имеют хорошие пусковые характеристики, их мощность в установившемся режиме работы используется полностью. Габаритные размеры их меньше, а коэффициент полезного действия выше, чем у двигателей той же мощности с рабочим конденсатором и повышенным сопротивлением роторной обмотки.

Гидросистема машины типа СМП.

Гидросистема машины типа СМП состоит из стирального и сливного баков, центрифуги, насосов, соединительных и сливных шлангов, кранов и перепускных клапанов. Для слива моющего раствора из стирального бака и бака центрифуги в машине может быть один или два насоса.

гидросистема с двумя насосами

Рис. 1 Гидравлическая схема двухбаковых стиральных машин с двумя насосами.

В машине с двумя насосами (рис.1)  один насос работает от электродвигателя привода центрифуги и откачивает моющий раствор из бака центрифуги, а второй работает от двигателя привода активатора и обеспечивает циркуляцию моющего раствора или откачку его из стирального бака. По два насоса имеют, например, стиральные машины ПЧЕЛКА и ВОЛГА.

Гидравлическая схема двухбаковых стиральных машин с одним насосом и перепускным клапаном

Рис. 2 Гидравлическая схема двухбаковых стиральных машин с одним насосом и перепускным клапаном.

Если в машине один насос, то он работает от электродвигателя привода центрифуги. Моющий раствор откачивается через перепускной клапан или проходной кран. Гидросистему с одним насосом и перепускным клапаном (рис.2) имеют стиральные машины АУРИКА-70 и СИБПРЬ-5М. Перепускной клапан связан со стиральным баком и баком и баком центрифуги соединительными шлангами. Выход перепускного клапана связан с входным штуцером насоса, выходной штуцер которого соединен со сливным шлангом. Конструкция перепускного клапана такова, что при неработающем насосе клапан препятствует поступлению жидкости из стирального бака в бак центрифуги. В то же время моющий раствор из стирального бака свободно поступает в сливной шланг. Поэтому при стирке белья свободный конец сливного шланга должен быть опущен в стиральный бак (сплошная линия на рис. 2). При работающем насосе жидкость из бака центрифуги перекачивается в стиральный бак, усиливая циркуляцию моющего раствора. Для слива моющего раствора свободный конец сливного шланга переносят в раковину (пунктирная линия на рис.2).

Рис. 3 Гидравлическая схема двухбаковых стиральных машин с одним насосом и переходным краном.

Гидросистему с одним насосом и проходным краном (рис.3) имеет стиральная машина ЭВИ. Проходной кран связан с баками соединительными шлангами. Выход крана связан с входным штуцером насоса, выходной штуцер которого соединен со сливным шлангом. На пульт управления вынесена рукоятка крана, имеющая два положения "С" и "Ц". В положении "С" кран связывает сливной шланг с соединительным шлангом стирального бака, в положении "Ц" - с соединительным шлангом бака центрифуги. При работающем электродвигателе привода центрифуги, в положении "С" рукоятки крана и расположении сливного шланга, показанном на рис. 3 сплошной линией, насос перекачивает жидкость из нижней части стирального бака в его верхнюю часть. В положении "Ц" рукоятки крана насос перекачивает жидкость из бака центрифуги в стиральный бак. Для слива моющего раствора свободный конец сливного шланга переносят в раковину (пунктирная линия на рис.3).

При работе на двухбаковой стиральной машине типа СМП необходимо вручную перекладывать белье из стирального бака в центрифугу. На эту операцию уходит много времени.

 

Однобаковые полуавтоматические стиральные машины.

Однобаковые полуавтоматические стиральные машина не имеют этого недостатка. Стирка, полоскание и отжим белья в таких машинах производятся в одном баке. Конструктивно они могут быть выполнены с лопастными мешалками или с барабанами. Машина с лопастной мешалкой состоит из корпуса, стирального бака центрифуги с мешалкой, внутреннего бака корпуса, редуктора и электродвигателя. Корпус машины, изготовленный из листовой стали, имеет круглую или прямоугольную форму. Внутри корпуса расположен стиральный бак-центрифуга, а под ним — электродвигатель с редуктором.

При стирке вращательное движение вала электродвигателя через редуктор передается лопастной мешалке, которая, совершая поворотно-реверсивные движения, передвигает находящееся в стиральном баке белье и перемешивает моющий раствор. Бак-центрифуга при этом. находится в неподвижном состоянии. При отжиме электродвигатель через редуктор вращает бак-центрифугу с частотой 700...800 об/мин'. Под действием возникающих центробежных сил жидкость из белья и бака поднимается по стенкам бака-центрифуги и через отверстия, расположенные в его верхней части, стекает во внутренний бак корпуса машины. Оттуда жидкость сливается самотёком или насосом в канализацию. При отжиме белья мешалка не работает.

В редукторе находится механизм переключения режимов работы машины управление которым производится с помощью рычага, расположенного на корпусе машины. Рычаг имеет три фиксированных положения: «Стирка», «Отжим» и нейтральное положение, причем рычаг можно перевести из положения «Стрка» и «Отжим» только через нейтральней положение.

Лопастные мешалки имели стиральные машины отечественного производства ранних выпусков ЭАЯ-2, ЭАЯ-3, РИГА-54, УСМ-1 и др. Недостатками этих машин являются сложность конструкции, большая трудоемкость в изготовлении, сильный шум, создаваемый редуктором, низкая надежность.

Полуавтоматические машины барабанного типа

В однобаковых стиральных полуавтоматических машинах барабанного типа (рис. 4) стирка, полоскание и отжим белья производятся в перфорированном барабане, вращающемся относительно горизонтальной оси. Барабан установлен в стиральном баке, который расположен в корпусе. Уровень жидкости в баке подбирают так, чтобы барабан был частично погружен в нее.

Во время стирки барабан вращается прерывисто-реверсивно с частотой 50...60 об/мин. При этом белье в нем перемешивается.

Схема конструкции стиральной машины барабанного типа

Рис. 4 Схема конструкции стиральной машины барабанного типа

При отжиме барабан вращается с частотой 300...800 об/мин в одном направлении. Под действием возникающих центробежных сил белье прижимается к внутренней поверхности барабана, а отделяющаяся жидкость через отверстия стекает в стиральный бак, из которого удаляется самотеком или насосом. Чем выше частота вращения барабана при отжиме, тем больше центробежные силы и меньше остаточная влажность белья. Перед началом отжима стиральный бак освобождают от находящегося в нем моющего раствора. В машинах барабанного типа, благодаря совмещению операций стирки, полоскания и отжима белья в одном барабане, значительно сокращены затраты ручного труда по сравнению с двухбаковыми машинами. Участие человека сводится лишь к выполнению таких операций, как наполнение машины водой, загрузка белья и моющих средств, включение машины и переключение ее на необходимый режим. Потеря прочности белья в барабанных машинах ниже, чем в двухбаковых активаторных, что позволяет стирать в них синтетические, шелковые и шерстяные изделия.

К недостаткам стиральных машин барабанного типа следует отнести большое время стирки, меньшую степень отстирываемости и более высокую остаточную влажность белья после отжима по сравнению с двухбаковыми машинами активаторного типа. Время, стирки белья средней степени загрязненности для машин барабанного типа составляет 10... 15 мин, для активаторных — 3..б мин, остаточная влажность 100—120% вместо 50...60% в активаторных машинах. Остаточную влажность в СМП барабанного типа можно уменьшить путем увеличения частоты вращения барабана при отжиме. В машине такого типа должно быть как минимум две частоты вращения, одна из которых используется для стирки, другая — для отжима. Отношение этих частот для разных машин должно быть от 1:6 до 1:14.

Кинематические схемы привода барабанных машин

Кинематические схемы привода барабанных машин весьма разнообразны. Однако все их можно разделить на две группы. К первой относятся схемы, в которых изменение частоты вращения барабана достигается чисто электрическим способом (двухдвигательный, двухскоростной, тиристорный приводы). Ко второй группе относятся схемы, в которых изменение частоты осуществляется с помощью различных механических устройств, таких как муфты обгона и т.п..

Кинематическая схема двух двигательного привода

Рис.5 Кинематическая схема двух двигательного привода

На рис. 5 показана кинематическая схема привода, состоящего из двух электродвигателей и двух ременных передач. Один двигатель предназначен для привода барабана в режиме стирки, второй — для привода в режиме отжима. Вращающий момент с вала электродвигателя привода стирки передается на вал барабана посредством двух ременных передач, а с вала электродвигателя-привода отжима — через одну ременную передачу. В качестве приводных обычно используют асинхронные короткозамкнутые электродвигатели. Синхронная частота вращения электродвигателя привода стирки равна 1000 или 1500 об/мин, а электродвигателя привода отжима — 3000 об/мин. Коэффициенты ременных передач выбирают так, чтобы получить необходимые частоты вращения барабана при стирке и отжиме. Если номинальная частота вращения вала электродвигателя привода отжима равна Пд2, а необходимая частота вращения барабана при отжиме—Nо, то коэффициент ременной передачи 1 должен составлять Пдо/Nо. При номинальной частоте вращения электродвигателя привода стирки, равной Пд1, и необходимой частоте вращения барабана при стирке Nс  коэффициент ременной передачи 2 должен составлять Пд1*Nс/Пд2*Nо. В режиме стирки к источнику питания подключен только электродвигатель привода стирки, а электродвигатель привода отжима работает на холостом ходу. Момент трения подшипников электродвигателя привода отжима преодолевается электродвигателем привода стирки. В режиме отжима к источнику питания подключен электродвигатель природа отжима, обмотка электродвигателя привода стирки обесточена, т.е., он работает на холостом ходу. Момент трения подшипников электродвигателя привода стирки преодолевается электродвигателем привода отжима.

Положительным свойством двухдвигательного привода является его относительно невысокая стоимость благодаря применению простых 'по конструкции высокооборотных двигателей. К недостаткам следует отнести большие габаритные размеры и быстрый износ подшипникового узла электродвигателя, работающего в режиме стирки. Первый недостаток обусловлен наличием двух ременных передач, второй — большой частотой вращения электродвигателя (в режиме отжима), которая равна произведению частоты вращения барабана при отжиме и коэффициентов ременных передач 1 и 2.

Кинематическая схема совмещенного привода

Рис.6 Кинематическая схема совмещенного привода.

В систему с совмещенным приводом (рис. 6) входят асинхронный короткозамкнутый электродвигатель и коллекторный электродвигатель, расположенные в общем корпусе на общем валу. Вращающей момент с вала электродвигателя передается на вал барабана через ременную передачу. В режиме стирки к источнику питания подключен асинхронный^электродвигатель, а в режиме отжима - коллекторный электродвигатель. По сравнению с двухдвигательным, совмещенный привод имеет меньшие габаритные размеры и массу. Недостаток его: заключается в наличии коллекторно-щеточного узла, который снижает надежность привода в эксплуатации и требует специальных устройств для подавления радиопомех.

Кинематическая схема  привода от одного электродвигателя через ременные передачи

Рис.7 Кинематическая схема  привода от одного электродвигателя через ременные передачи:.

1 - ременная передача 2 - щека 3 - электромагнит
4 - электромагнит 5 - насос 6 - фрикционная передача
7 - диск 8 -вал электродвигателя 9 - ременная передача
10 - ременная передача 11 - барабан 12 - пружина
13 - вал        

 

На рис. 7 показана кинематическая схема привода барабана от односкоростного электродвигателя через систему ремённый передач. На валу электродвигателя 8 расположены ведущие шкивы ременных передач 1 и 9. Ведущий шкив передачи 1 состоит из двух частей, одна из которых (2) может перемещаться вдоль оси вала под действием электромагнита 3 с пружиной. На валу 13 барабана 11 расположены ведомые шкивы передач 1 и 10. Ведомый шкив передачи 1 жестко связан с валом барабана. Ведомый шкив передачи 10 выполнен так, что при вращении в одном направлении он имеет механическую связь с валом через пружину 12, а при вращении в противоположном—- не имеет, поэтому шкив может свободно вращаться относительно вала барабана с любой частотой.

При обесточенной обмотке электромагнита 3 щека 2 под действием пружины занимает крайнее правое положение. Вращающий момент с вала электродвигателя 8 передается на вал 13 барабана 11 через ременные передачи 9, 10 и пружину 12. Через передачу 1 вращающий момент на вал барабана не передается, так как ремень этой передачи свободно скользит по ведущему шкиву. Барабан вращается с частотой, соответствующей режиму стирки.

Для перехода в режим отжима обмотку электромагнита 3 подключают к источнику питания. Щека 2 перемещается влево и зажимает ремень передачи 1, благодаря чему вращающий момент с вала электродвигателя 8 передается на вал барабана через эту передачу. Барабан вращается с частотой, соответствующей режиму отжима. Ведомый шкив передачи 10 продолжает вращаться с прежней частотой, однако из-за того, что частота вращения вала 13 выше, чем частота вращения ведомого шкива, вращающий момент на вал барабана через передачи 9, 10 не передается и они работают на, холостом ходу.

В данной схеме от электродвигателя 8 осуществляется также привод насоса 5, предназначенного для слива моющего раствора. При подаче питания на обмотку электромагнита 4 диск б фрикционной передачи входит в зацепление с диском 7, расположенным на валу электродвигателя, и вращательное движение от него передается на вал насоса.

Кинематическая схема  привода от одного электродвигателя через зубчатые передачи

Рис.8 Кинематическая схема  привода от одного электродвигателя через зубчатые передачи:.

1 - выходной вал 2 - ременная передача 3 - зубчатая передача
4 - рычаг 5 - электромагнит 6 - фрикционная передача
7 - односкоростной электродвигатель 8 -вал 9 - шлицевые втулки
10 - зубчатая передача 11 - обгонная муфта    

 

Схема привода, показанная на рис.8, отличается от схемы, изображеннойна рис.7, тем, что вращающий момент с вала. односкоростного электродвигателя 7 передается на вал барабана при помощи фрикционной муфты 6, обгонной муфты 11 и системы зубчатых передач 3, 10. В режиме стирки при обесточенной обмотке электромагнита 8 фрикционная  муфта б бездействует.  Вращающий момент с вала 8 электродвигателя 7 передается ведущей шестерне зубчатой передачи 3 через шпоночное соединение и шлицевые втулки 9. Ведомая шестерня передачи  3 через обгонную муфту 11, выходной вал 1 и ременную передачу 2 передает вращающий момент на вал барабана ,приводя его во вращение с частотой, соответствующей режиму стирки. Через зубчатую передачу 10 вращающий момент с вала электродвигателя на вал барабана не передается, так как она не имеет  механической связи с валом электродвигателя.

Для перехода в режим отжима обмотку электромагнита 5 подключают к  источнику питания. При этом рычаг 4 под действием электромагнита перемещает вал, на котором расположена ведущая шестерня зубчатой передачи 3, влево и включает фрикционную муфту б. Вращающий момент вала электродвигателя передается на вал барабана через муфту обгона 11, выходной вал 1 и ременную передачу 2. Барабан вращается с частотой, соответствующей режиму отжима. Ведомая шестерня передачи 3 продолжает вращаться с прежней частотой, однако не передает вращающий момент с вала электродвигателя на вал барабана.

 

Новый тип привода барабана.

Общим недостатком рассмотренных кинематических схем привода барабана вляются их большие габаритные  размеры и низкая надёжность. Поэтому в большинстве современных моделей стиральных машин барабанного типа применяют двухскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутыми роторами. Кинематическая схема такого привода состоит из одного двухскоростного двигателя и одной ременной передачи, что позволяет значительно повысить надежность привода.  Двухскоростные двигатели имеют обычно на статоре две независимые обмотки, каждая из которых рассчитана на определенную частоту вращения. Номинальные частоты вращения электродвигателя и коэффициент ременной передачи выбирают так, чтобы получить необходимые частоты вращения барабана в режимах стирки и отжима. Недостатком привода с двухскоростным электродвигателем является увеличение габаритных размеров двигателя с увеличением необходимой частоты вращения барабана при отжиме. В несколько меньшей степени этот недостаток проявляется в двухскоростных электродвигателях специальной конструкции с двумя статорами: наружным и внутренним. Иногда целесообразно для привода барабана применять регулируемые электродвигатели постоянного тока, питаемые через тиристорные преобразователи.

Широко распространена полуавтоматическая стиральная машина барабанного типа ЭВРИКА-ЗМ с номинальной загрузкой 3 кг, а также полуавтоматические стиральные машины барабанного типа модели АЙЩА и ИСЕТЬ.

 

Использованы материалы из книги "Стиральные машины от А до Я" С.Л. КорякинЧерняк 2005

 

Мы рекомендуем еще посмотреть:

Справочник
Выберете раздел:


Все самое необходимое для ремонта Электроники © ElectronicsDesign.RU, 2010. Все права защищены.