可升降提升筋式滾筒洗衣機

楊 欣，董 雷

（青島職業技術學院 海爾學院，山東 青島266555）

市場上銷售的所有型號的滾筒洗衣機，由于內筒中的三個提升筋在洗滌、脫水時的高度均固定，因此在脫水時極易造成由于脫水不平衡而導致的震動，甚至無法脫水的現象。造成這種現象的原因是：剛開始脫水時，由于滾筒與被脫水的衣物間有速度差，衣物被提升筋擋住，影響了衣物在滾筒內部的均勻分布，使得滾筒在進行高速旋轉時發生強烈的震動。

為解決滾筒洗衣機脫水震動大的問題，市場上銷售的滾筒洗衣機常采用加裝振動傳感器、測速發電機等傳感元器件來解決，但在實際使用過程中，由于滾筒內提升筋的阻礙，導致衣物無法擺放均勻，致使傳感器動作，時常出現脫水時滾筒不起高速的問題。

1 工作原理

研究結果提供了一種提升筋可自動升降的滾筒洗衣機，以解決滾筒洗衣機脫水時震動大和不起高速的問題。

1.1 基本結構

可升降提升筋式滾筒洗衣機與現在市面上銷售的滾筒洗衣機工作原理基本一致，不同之處在于，可升降提升筋式滾筒洗衣機在洗滌時，四連桿提升筋升起，起到與傳統滾筒洗衣機洗滌時提升筋相同的作用；可升降提升筋式滾筒洗衣機在脫水時，如果脫水轉速大于洗滌轉速時，四連桿提升筋升降裝置中的四連桿提升筋下降重錘在離心力的作用下動作，使四連桿提升筋瞬間下降。

1.2 具體實施的方法

本裝置包括由四連桿提升筋支桿（1）鉸支點（圖2中的11）和四連桿提升筋支桿（2）鉸支點（圖2中的15）連接在滾筒上的四連桿提升筋（圖1中的組1）、與四連桿提升筋橫拉桿（圖2中的13）滑動連接的外套（圖1中的2），以及四連桿提升筋限位塊（圖1中的3）、與四連桿提升筋支桿（1）（圖2中的12）、重錘（圖2中的6）、四連桿提升筋提升拉簧（圖2中的5），在滾筒4的內表面每隔1 200的下沉式平面四方體內均勻地各分布一套的四連桿提升筋（圖1中的組1）（共三套）及滾筒（圖1中的4）組成。

圖1 總體結構圖（洗滌時）

圖2 四連桿提升筋落下狀態示意圖

2 可升降提升筋式滾筒洗衣機的工作過程

2.1 洗滌或漂洗時的工作過程

經過計算，四連桿提升筋的重錘（圖2中的件6）的長×寬×厚=80 mm×80×25 mm，重量大約為1.25 kg的不銹鋼；四連桿提升筋升起時（如圖3）四連桿提升筋重錘的重心與四連桿提升筋支桿（1）（圖2中的12）鉸支點（圖2中的11）旋轉中心之間的距離為40毫米；拉簧的螺旋軸線與四連桿提升筋支桿（2）（圖2中的14）的軸線的夾角為150°；四連桿提升筋橫拉桿（圖2中的13）最高與最低間的高度差為125 mm、重錘的重心與滾筒4中軸線間的有效半徑為237 mm、四連桿提升筋提升拉簧5對四連桿提升筋支桿（2）（圖2中的14）產生的最大拉力為80 N×sin150=20.8 N。

圖3 四連桿提升筋升起狀態

在洗滌或漂洗時，滾筒4的轉速小于50 r/min。這時重錘產生的離心力大約為8.1 N，此離心力與重錘的重心與四連桿提升筋支桿（1）鉸支點（圖2中的11）旋轉中心之間的距離為40 mm的乘積為0.32 N·m，遠遠小于四連桿提升筋提升拉簧5對四連桿提升筋支桿（2）鉸支點（圖2中的15）產生的3.12 N·m的力矩，四連桿提升筋和重錘的位置如圖3所示。另外，在設計時人為地使四連桿提升筋中的四連桿提升筋支桿（1）。（圖2中的12）與滾筒旋轉軸線間的夾角小于900，并用四連桿提升筋限位塊（圖1中的3）限位。限位的目的就是防止洗滌時四連桿提升筋在被洗滌重物和離心力的雙重作用下下降。

2.2 脫水時的工作過程

本滾筒洗衣機的四連桿提升筋下降的臨界轉速與重錘的質量和重錘的力臂有關，本洗衣機的這個力臂為40 mm。經過計算，當滾筒4的轉速超過146 r/min時，重錘的離心力產生的對四連桿提升筋支桿（1）的力矩等于四連桿提升筋提升拉簧5產生的對四連桿提升筋支桿（2）的力矩，使四連桿提升筋有下降的趨勢。當然，四連桿提升筋重錘的質量超過1.25 kg，力臂超過40 mm時，臨界轉速都會下降，但四連桿提升筋的下降高度會小于125 mm，即在滾筒轉速大于146 r/min時，重錘產生的離心力才能大于拉簧產生的拉力，四連桿提升筋才能有效地下落。實際上，滾筒洗衣機的脫水轉速大于或等于400 r/min。本洗衣機使用時，脫水前預脫水（找平衡）轉速需大于160 r/min，時間要大于5秒鐘，而且預脫水和主脫水之間的轉速銜接時不能停頓。

當滾筒4連續旋轉的轉速超過160r/min時，重錘的離心力及重量產生的力矩大于拉簧5的拉力產生的力矩時，重錘將逆時針方向拖動四連桿提升筋支桿（1）。當四連桿提升筋支桿（1）與滾筒的旋轉軸線間的夾角大于900°時，四連桿提升筋在自身離心力和被洗滌衣物離心力的共同作用下瞬間下降，其有效下降高度大約為120毫米，使四連桿提升筋處于圖2的位置。

由于外套（圖1中的件2）與四連桿提升筋的四連桿提升筋橫拉桿為滑動連接，四連桿提升筋下降時外套會順著滾筒的外套導槽進入滾筒的外表面。

2.3 脫水結束后的工作過程

隨著滾筒4轉速的不斷下降，重錘的離心力及重量產生的力矩小于拉簧的拉力產生的力矩時，四連桿提升筋有上升的趨勢。但由于被洗滌的衣物數量不同，四連桿提升筋的上升有可能是隨機的。即便四連桿提升筋不上升，取出被洗滌的衣物后，四連桿提升筋也會在拉簧的作用下自動上升，這并不影響下次洗滌。

3 結束語

使用可升降提升筋式滾筒洗衣機洗衣時，在脫水時會明顯地降低洗衣機由于衣物擺放不均勻產生的震動，通過對可升降提升筋式滾筒洗衣機工作原理的分析，我們發現在實際中可以將滾筒洗衣機的三個洗滌時起作用的提升筋進行改造，使之在洗滌時能正常升起、托舉衣物，最終自由落下，產生洗滌時“棒擊”的效果；在脫水時，為了防止三個提升筋對衣物擺放均勻的影響，使提升筋在高于洗滌轉速的條件下落下，以減少脫水震動。與傳統滾筒洗衣機更為優越的是，可升降提升筋式滾筒洗衣機，不需加裝振動傳感器、測速發電機等傳感元器件來解決脫水時的震動問題。由于未額外增加電器元件，因此結構較為簡單，制造成本較低，實用價值較高。

[1]楊 欣.洗衣機用的同步離合器[P].中國專利:200710016564.4，2009-7-22.