滚筒洗衣机给排水系统设计毕业设计(编辑修改稿)

滚筒洗衣机给排水系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

明显。 如今我国洗衣机 制造水平已处于全球领先地位， 比较热门的品牌有 海尔 、 松下、 小天鹅 、三星、 西门子、三洋 等。 行业现状 洗衣机的功能越来越强大，主要原因是微处理器的出现，这种小型的处理器使得洗衣机有着更多的功能。 制 造商把编写好的各种程序 输入 微处理 器 ， 可以进行多种洗涤效果，实现对于不同材料的衣物 专项 洗涤。 人们只需要轻松的按几个按键，就可以实现衣服的自动洗涤。 还可以 在 微处理器 的 条件下 ，通过 对 洗衣机整体 结构 的改进 以及 和电机驱动效果的配合 ， 达到滚筒中 水流的 有效 控制， 使得衣物被洗涤 的 更 加 彻底 [1]。 如今 洗衣机几大新 技术有如下几项： 1． 不用洗涤剂 技术主要是靠超声波、电解水、臭氧等三种形式实现，因为有些含磷洗衣粉会使得河水富营养化。 所以此种技术既可以减少人们的操作，也可以起到环保的作用。 2． 模糊控制 技术 是通过智能电脑加上各种传 感器来实现洗衣机的自动控制，因为洗衣的各种模式是依靠人工操作的，有了此种技术，可以通过一键操作完成洗衣的全部工作。 3． 变频调速 主要是通过制造不同的电流频率来实现不同的转速，有着不同流速洗涤，震动比较小，噪音低，而且转速快使得洗衣脱水的时间大大降低。 4． 纳米材料 技术主要是通过对筒壁，水管添加一层纳米材料，因为每次洗完后残留的水以及温度容易滋生大量细菌， 当我们第 二次洗衣时 衣物上的细菌 会 严重 影响人们的健康。 而纳米材料有着强杀菌效果， 其通过破会细菌里面的蛋白质来实现 减少细菌的滋生。 机械工程学院毕业设计（论文） 3 5． 静音平衡 主要是通过选用直流电 动机、采用直接传动以及装平衡环来减少噪音的产生。 因为噪音会严重影响人们的情绪，静音平衡技术的发展是至关重要的。 6． 蒸汽技术 是通过把蒸汽喷到衣物的各个位置，使得衣物被更深层次的清洗，实现衣物低磨损，抗菌等效果 ，使得衣物的洗涤达到节能环保等效果。 7． 信息技术 是通过互联网与洗衣机的结合实现对洗衣机远程操控，可以在网上清除的知道洗涤过程、经过、干净程度以及洗涤结果。 [2] 发展 方向 未来 洗衣机的 技术 发展 必定 是朝着 更加 节能环保 、 智能化 、静音等 方面 前进。 1． 节能环保 ： 如今 人们生活水平的 不断 提高，对能源的需求量也越来越大， 以及不 可再生能源的渐渐减少， 洗衣机的节能必定是一个发展趋势。 所以 在 未来洗衣机 的 发展方向必定是 与 节水、节电、省时环保 等 方面 挂钩。 2． 智能化： 普通功能的洗衣机已经满足不了 现在 人们的需求 ， 如今人们需要的是高智能的洗衣机。 主要实现 对 需要 洗涤 的 衣质、衣物的 赃物的情况 进行识别，对识别的结果进行 合理的 分析，然后 会 自动 选择相应 的洗涤剂、水量以及水流的速度进行 更加 高效 的 洗涤。 想要 实现 此效果，其中 微处理器的发展以及传感器的发展 是 必不可少也是至关重要的。 3． 静音 ： 滚筒洗衣机的优点 很多，但最重要的缺点之一就是震动产生的噪音太大。 噪音会 严重影响人们的生活， 所以洗衣机的静音技术必定是未来的发展方向之一。 滚筒洗衣机的优缺点 如今的滚筒洗衣机大部分都装有微处理器 ， 使得其洗衣效果更加智能化，可以实现不同衣物、不同材质的自动识别，然后进行衣物 的全方位洗涤。 一般情况下，这种滚筒洗衣机都带有 加热水温的功能，使得洗衣粉充分溶解，使洗衣粉中的酶能充分发挥他的去污渍能力。 虽然滚筒洗衣机普遍比波轮洗衣机 要贵，不过其质量要比波轮洗衣机好很多，使用寿命会比波轮洗衣机多 五年左右。 相对其他洗衣机，滚筒洗衣机的优点还有 衣物 基本不会 缠绕、洗涤 效果更加 均匀、 最最重要的是 其 磨损率要比 其他洗衣机 小 百分之十左右， 甚至 其用水量只有其他类 别 洗机械工程学院毕业设计（论文） 4 衣机的三分之一 左右。 还有着体积小以至于不会占用太多空间 等优点。 但是存在着洗衣耗时长，耗电量比较大等缺点。 本文研究重点 本文主要是通过对洗涤剂盒结构、内部水管材料、进水电磁阀工作原理、过滤器结构等等的分析与研究，对节水方案进行设计，以及排水方式选择排水阀排水，并对排水阀进行研究和优化。 通过对这些研究、优化、设计，使得 滚筒 洗衣机在节水、环保、健康、减噪等方面得到很大的改善。 机械工程学院毕业设计（论文） 5 第二章 滚筒洗衣机总体 分析 滚筒洗衣机的 结构组成 滚筒式洗衣机主要 是 由固定在 箱体上 的不同功能部件组成。 图 21 所示为滚筒洗衣机的外形结构。 图 21 滚筒洗衣机的外形结构图 市场上基本 所有的滚筒洗衣机都比较 复杂 ，其结构组成 主要有 洗衣机前面右上角的 操作显示面板、 处于中心的滚 筒 及 前 门组件 、水位 控制 开关、 处于左上角洗涤剂盒 、 处于底部的 排水泵、 上部 给 水电磁阀、 以及处于各个部位的 排水管等等。 滚筒洗衣机各辅助功能部件的布局和位置 关系，主要有上平衡块、电源线、悬吊拉簧、外筒、减震器、电动机和机械传动组件等 [3]。 滚筒 式 洗衣机的工作原理 滚筒洗衣机的工作流程 滚筒式洗衣机 一般由六大系统组成 ，负责洗涤衣物的 洗涤系统、 负责整体的机械工程学院毕业设计（论文） 6 平衡减震 系统、 负责进出水的 给排水系统、 负责带动滚筒 高速 滚动的 传动系统、以及最 最 重要的 操作系统和控制系统等组成。 可以通过对图 22 的分析来了解洗衣过程 和六个系统的 作用。 1操作面板 2洗涤剂 3内筒 4圆形前窗 5玻璃视孔 6洗涤液面 7异型密封圈 8洗涤物 9外筒排水管 10排水泵 11过滤器 12小皮带轮 13双速电动机 14传动三角带 15洗衣机排水管 16管状加热器 17外筒 18轴承与轴承座 19大皮带轮 20外筒的 Y型支架 21进水电磁阀 22进水管 23自来水笼头 图 22 滚筒洗衣机的总体结构 首先是将滚筒洗衣机通 上 电，并 且 将门关上，通过操作系统中的操作显示面板输入洗涤方式、温度等人工控制指令 之 后， 程序控制器里的程序会运行起来 ，首先是把相应信号传达给进水电磁阀，电磁阀线圈通电后被打开 ， 水随着内进水管流入洗涤剂盒上盖的喷嘴，通过相应指令流入相应的洗涤剂抽屉盒内 ， 带着相应的洗涤剂、软化剂或 着 漂白粉 进入外筒。 随着自来水不断进入外筒 ，外筒水压机械工程学院毕业设计（论文） 7 会不断升高 ，水位开关 紧接着开始工作 ，当达到设定模式所需水位 值 后，水位开关内部 的 开关触点断开，进水电磁阀 铁芯就会堵住泄压口使 工作 停止 [4]。 当进水电磁阀停止进水 之 后，控制系统 会 控制加热器 紧接着 加热工作，当 滚筒内 水温 达到温度控制器的 所需要的 温度 之 后，温度控制器将 相应 信号 发送 给控制系统， 紧接着 控制 系统 会 发出电动机 工作命令 ， 通过电动机 转速传动 使得内筒 实现 高速旋转。 而内 筒 的稳定高速 旋转是 依靠 固定外 筒 四周的 各种 减震 装置得意实现 [5]。 其结构图 如图 23 所示 1减震吊弹簧 2前 置 平衡块 3上 置 平衡重 块 4平衡块稳固螺母 5减震装置 6外箱体 图 23 滚筒洗衣机支撑减震结构 当衣物洗涤初步完成时 ， 程序控制器就会发出相应信号，紧接着 排水 阀的电路被打开。 排水阀 开始 工作 使得内排水管的通道被打开，水 随着排水管 的倾斜依靠重力的作用排放到 滚筒 洗衣机外。 当滚筒 洗衣机 把脏水排出之后 ， 洗衣机就开始 进行 衣物 的 脱水 工作。 由主控电路控制 使得 电动机 开始 高速运转， 通过传动使得 内 筒 也 高速旋转， 使 衣物 紧贴内筒通过高速产生的离心力使水分离出衣物 ， 达到洗衣机脱水的效果 ，然后通过几轮的洗漂，使得衣物的干净程度达到所需要求 [6]。 滚筒洗衣机电路控制原理 图 24 表示的是 整机 工作原理方框 示意 图。 从 此 图中可以 明显 的 发现 ，滚筒洗衣机 的 各 功能部件 都 与主控电路相连接，并 且 受 其 控制。 而人们是通过操作显示电路控制整个洗衣机。 机械工程学院毕业设计（论文） 8 图 24 典型滚筒式洗衣机的整机工作原理方框图 首先接通洗衣机电源，通过操作面板输入人工指令 ， 设置需要的洗涤方式、温度等。 设置完成之后 主控电路 就会发出信号给 进水电磁阀 使其开始工作 ， 与此同时 主控电路发信号给 水位开关 使其进行进水量控制，当达到所需水量时就会发送信号给主控电路。 主控电路会根据接收到的信号再发送信号给加热器使其 对滚筒里的水进行加热 ， 等滚筒内水温达到所需水温时，温度传感器会把相应信号发送给主控电路。 接下来主控电路会发送信号给电动机使其运转带动滚筒滚动进行洗涤。 洗涤衣物完成时 ， 主控电路发送信号给排水泵使其进行排水工作。 当排水完成之后，再控制电机使滚筒快速滚动 ， 再控制电机使滚筒快速滚动，使得衣物通过离心力以及挤压脱水完成脱水工作。 本章小结 本章主要是对滚筒洗衣机各功能部件的具体位置、整机工作流程、 典型滚筒式洗衣机的整机工作原理方框图 进行分析，使自己对滚筒洗衣机的了解更加透彻，以便于接下来的设计。 机械工程学院毕业设计（论文） 9 第三章 滚筒洗衣机给 水系统设计 进水系统 组成元件 以及 工作流程 进水系统 主要是由各类进水管、洗涤剂盒、程序控制器、水位开关以及进水电磁阀 等各种元件 组合而成 ，其核心是程序控制器，是 此 系统的灵魂。 通过程序控制器控制进水电磁阀、洗涤剂盒以及水位开关 等 ，协调它们之间的工作，实现洗衣机进水、水速的控制、洗涤剂的选择、以及进水量的控制。 其工作流程 图 如31 下 所示。 图 31 进水系统工作流程图 进水管 连接水龙头的外进水管一般都是 橡胶管， 能在比较高的水压下工作，也具有耐腐蚀的效果，一般不宜 老化。 内进水 管一般由普通橡胶制成，其中一端与电磁阀相连 ，另一端 则 与 洗涤剂盒 连接。 进水管的外形 结构设计 如图 32 所示， 其 参数如 表 31 所示。 图 32 内进水管 进水管 进水电磁阀 内进水管 水龙头 洗涤剂盒 回旋进水管 外筒 水位开关 程序控制器 机械工程学院毕业设计（论文） 10 表 31 通常情况下 内进水管 各种标准需求 初始特性 扯断力 （㎏ /cm2 ） 扯 断 伸 长 率(%) 硬度 (邵尔 A) 混合材料 70 200 55 5 丁苯橡胶 耐 老化试验 ，进水管在恒温 65℃ 下 加热 65小时 15% 15% 5 耐腐蚀试验， 65℃ 自来 水中加 %洗涤剂试验 65小时 15% 15% 10 回旋进水管 一端与 洗涤剂盒 相连，另一端则与进入外筒的水管连接，一般是由 橡胶 做成，具有耐腐蚀性 ， 主要是 对自来水 起 导向作用。 结构尺寸如图 33 所示。 图 33 回旋进水管 抗菌材料 为了减 少进水 管、内进水管、回旋进水 管内 残水滋生的细菌造成洗衣的二次污染，所以 对洗衣管的材料添加抗菌橡塑材料 达到抗菌作用。 所谓的 抗菌橡塑材料是 一定量的工业防霉抗菌剂加入到 模压成型前的橡胶颗粒或塑料颗粒中而形成 ，例如 苯并咪唑氨基甲酸酯 ， 或者氨基甲酸酯防霉抗菌剂 ，一般抗菌剂的重量机械工程学院毕业设计（论文） 11 是总重量的 ～ ％ 为 最 佳 [7]。 其他抗菌 方面 另外 ，还 可以 添加其它 类 物质 达到 抗菌 成效 ，比 如在塑料中添加纳米载银材料，纳米二氧化钛 材料 等 等 ， 如果 为了 达到 可持续性抗菌，可在上述材料中 再 添加缓释成分， 使得抗菌成分能够缓慢释放。 同时， 如果需要 实现抗菌性能的针对性， 我们 可以利用光 来 激励抗菌材料， 并在洗衣机机体内 安装 发光部件，使得只有运行抗菌程序时才开启发光 部件 ，激发抗菌性能。 本 次 各 进水管 均 采用 添加 抗菌橡塑材料 来减少细菌 [8]。 进水电磁阀 电磁阀 简介 进水电磁阀 的作用就是控制自来水的进入、停止以及控制流量 ， 依靠程序控制器来自动控制进水电磁阀。 程序控制器的信号是 通过洗衣桶里的水位信号传达而来的，通过通断电产生的电磁 控制进水电磁阀 的 开关 动作。 进水电磁阀 采用的是 小天鹅，格兰仕滚筒洗衣机进水电磁阀型 号为 ， 为双出水进水电磁阀此电磁阀的材料为塑料， 参数如下 [9]： 尺寸： 公称通径： ，进水口外径： 177。  ，出水口外径：177。 12。 线圈电阻 ：。 工。