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滚筒洗衣机动态性能改善研究

滚筒洗衣机动态性能改善研究. 美的洗衣机事业部 2013.08. 1 、 滚筒洗衣机 基本概念. 2 、 滚筒洗衣机主要结构. 目录结构. 3 、 动态性能概况. 4 、 动态性 能改善实例. 一、滚筒洗衣机基本 概念. 滚筒洗衣机洗涤原理. 原理图：. 原理：. 在内 筒转动过程中， 利用固定 在内筒中的提升筋将衣物不断地提起。当衣物 到达一定 的高度后，由于重力的作用，衣物自然落下，产生摔打作用从而进行洗涤 。 在此过程中衣物所受到的作用： 摔打 ------ 衣物与水面撞击

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滚筒洗衣机动态性能改善研究

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Presentation Transcript

  1. 滚筒洗衣机动态性能改善研究 美的洗衣机事业部 2013.08

  2. 1、滚筒洗衣机基本概念 2、滚筒洗衣机主要结构 目录结构 3、动态性能概况 4、动态性能改善实例

  3. 一、滚筒洗衣机基本概念

  4. 滚筒洗衣机洗涤原理 原理图： 原理： 在内筒转动过程中，利用固定在内筒中的提升筋将衣物不断地提起。当衣物到达一定的高度后，由于重力的作用，衣物自然落下，产生摔打作用从而进行洗涤。 在此过程中衣物所受到的作用： 摔打------衣物与水面撞击 摩擦------衣物与衣物，衣物与内筒，衣物与提升筋 化学作用、水作用、热作用 机械力 衣服+污垢、水 衣服、水+污垢 化学作用 水作用 热作用

  5. 滚筒洗衣机主要特点 滚筒洗衣机特点 1、衣物以半浸泡方式在水中进行洗涤； 2、洗涤方式分为雨淋、浸泡、摔打； 3、不缠绕，磨损小，可洗涤羊绒等高档衣物； 4、可进行洗涤、脱水、烘干三合一； 5、洗涤时间较长； 6、可加热洗涤； 7、耗水量少； 8、相对较重。

  6. 二.滚筒洗衣机主要结构

  7. 滚筒洗衣机结构分类与描述 整机组成部分 ◆电器部分(电气系统)： 电源线及其它线束、滤波器、电脑板、进水阀、水位开关、门锁、电机、加热器、温度传感器、排水泵 ◆外观支持部分(箱体系统): 顶盖板、控制面板、前封门、箱体、门、底饰板 ◆给排水部分(水系统)： 进水管、进水中间管、洗涤剂盒、进水波纹管、排水波纹管、排水管 ◆悬挂部分(平衡系统)： 吊簧、内外筒、平衡块、减震器

  8. 整机装配图 整机装配图 水位传感器 洗涤剂盒 顶框 上平衡块 PCB 进水阀 抽屉面板 吊簧 控制面板 外桶 下平衡块 前封门 减震器销 门封 减震器 门 箱体 服务板 底脚 皮带轮 过滤器门 门锁 排水泵 电机 皮带

  9. 三.动态性能概况

  10. 振动噪音 ◆洗衣机的动态性能体现在两个方面：振动噪音和不平衡控制 • ◆振动噪音: • 顾名思义，指洗衣机在工作期间产生的振动及噪音。振动噪音的好坏会给用户带来直观的印象。 电机 排水泵 振动 在正常工作的情况下，整机噪音主要取决于电机和排水泵的工作声音以及整机振动产生的噪音。 整机噪音

  11. 不平衡控制（OOB） • ◆不平衡控制（OOB）: • 洗衣机在脱水过程中，可能由于桶内负载分布不均匀导致系统偏心大，从而造成系统离心力大，发生外桶撞击箱体或者整机移位等状况。 • OOB不符合要求 • 为避免脱水时出现较大偏心，洗衣机控制器在高速脱水之前需通过电机称重，将得出的负载分布情况用数值来表示，这个数值就是OOB值。 衣服分布不均匀 系统偏心大 整机移动或 外桶撞箱体

  12. 四、动态性能改善实例

  13. 机械结构分析 • 机械结构分析 • 在整机结构中，对动态性能产生影响的主要是箱体系统和平衡系统。围绕这两大系统，针对其中的影响动态性能的零部件进行逐一分析。 通过弹簧运动缓冲桶系统的离心力 吊簧 提供运动的阻力，耗减桶系统的能量，减少离心力 减震器 平衡块 增加桶系统的重量，平衡桶系统的离心力 在桶与门之间起密封作用，脱水过程中，桶会拉扯门封，传递拉扯力至箱体。 门密封圈 底脚支撑洗衣机，并在箱体与地面之间产生阻力，防止洗衣机移动。 底脚 箱体 支撑桶系统，保护内部零部件

  14. 机械结构分析 • 使用800g偏心块运转至最高转速，对以上6种零部件逐一进行验证。 • 1、吊簧 • 悬挂弹簧原始设计刚度为6.8，此状态下，使用800g偏心块进行脱水，机器在800rpm之后振动大，出现移位。增加悬挂弹簧刚度至8.5，结果相同。 • 2、减震器 • 在其他零部件不作更改的情况下，分别使用80N、100N、120N普通减震器和80N、100N、120N自由行程减震器进行偏心块试验，只有80N和100N自由行程减震器无移位，其余均出现移位。

  15. 机械结构分析 • 3、平衡块 • 在保持整机系统处于水平的情况下，增加系统重量，即在系统上方平衡块上吸附一块900g的磁铁，使用500g偏心块进行脱水，机器在800rpm之后振动大，出现移位。吸附两块磁铁继续实验，得出相同结果。 • 4、门密封圈 • 为最小化脱水时门封对箱体的拉扯力，我们利用手工缝制了以下几种状态的门密封圈，并逐一使用800g偏心进行脱水验证。

  16. 机械结构分析 • 从上述实验可以看出，加长烘道处褶皱对振动有很大改善，所以对门封进行如下图所示修改： • 5、底脚 • 项目组制作了3种硬度的底脚（70、80、90）分别进行验证，发现底脚随着底脚硬度的增加，机器的动态性能有所改善，但硬度太高会导致底脚脆裂，故底脚硬度选定为90较为合适。

  17. 机械结构分析 • 6、箱体 • 箱体从顶部、侧面、底部、底脚位置这4个方面进行改善。

  18. 机械结构分析 • 7、组合实验分析 • 上述方案均对动态性能有一定幅度的改善，但单一改善并不能达到标准。对于其他可能改善的部件,我们进行组合实验，以求找到解决方案。将可选择的部品进行有针对性的组合，并使用800g偏心块进行试验，得出结果如下表： 从以上结果可以看出，方案1效果最佳。

  19. 控制程序分析 • ◆控制程序分析 • 在确认好机械结构之后，我们组装了几台最新的样机，使用标准负载进行测试。在实验中，我们发现两个问题: • 1、频繁出现89rpm左右系统撞箱体的现象， • 2、是使用毛巾进行脱水时，在低速阶段两次预脱之后出现移位的现象。 • ◆低速撞箱分析 • 原因分析：发现此问题后，我们使用各种重量的偏心块，通过软件将转速控制在89rpm，进行模拟。模拟结果发现，在大偏心的情况下，89rpm时系统会碰撞箱体。因此我们必须在89rpm之前进行一次偏心的预判，排除大偏心的状况。 • 解决方案：在有偏心的情况下，转速的波动会随着偏心的增加而增加，通过这个原理，我们在控制程序中加入了对转速波动的控制。 • 具体方法：在80rpm的时候，如果转速波动在±7的范围内，则可以加速，反之则退回抖散程序，从而避免89rpm时大偏心导致移位的情况。

  20. 控制程序分析 • 2、第三次预脱移位分析 • 原因分析：经过多次分析，我们发现，前两次预脱后，大量水被脱出，导致系统偏心增加，超出阀值，但此时系统不再进行OOB判断，而是直接上高速，从而导致第三次预脱时出现移位。 • 解决方案针：对此种情况，我们在控制程序中加入了第三次预脱前的OOB判断，若OOB值小于阀值，则正常进入下一阶段，反之，则重新回到抖散阶段，从而避免此种情况再次发生。 此处增加转速波动判断 第三次预脱前增加OOB判断

  21. 振动达标 噪音达标 完成以上改善后，进行振动噪音和实负载OOB测试，测试结果符合标准，动态性能得到极大改善。 改善完成 无移位

  22. The end 谢谢大家!

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