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文獻(xiàn)綜述 （2008 屆） 新型揉搓式洗衣機的設(shè)計 學(xué)生姓名 鄭正銳 學(xué) 號 04081133 院 系 工學(xué)院機電系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 鞏傳雷 完寫日期 2008.03.14 在眾多的家電產(chǎn)品中，洗衣機是較早出現(xiàn)的。隨著生產(chǎn)力水平的不斷提高，人們迫切需要從繁重的家務(wù)勞動中解脫出來，在這種情況下洗衣機應(yīng)運而生。 1858年，一個叫漢密爾頓?史密斯的美國人在匹茨堡制成了世界上第一臺洗衣機。該洗衣機的主件是一只圓桶，桶內(nèi)裝有一根帶有槳狀葉子的直軸。軸是通過搖動和它相連的曲柄轉(zhuǎn)動的。19世紀(jì)末期的洗衣機已發(fā)展到一只用手柄轉(zhuǎn)動的八角形洗衣缸，洗衣時缸內(nèi)放入熱肥皂水，衣服洗凈后，由軋液裝置把衣服擠干。1880年，美國又出現(xiàn)了蒸氣洗衣機，蒸氣動力開始取代人力。之后，水力洗衣機、內(nèi)燃機洗衣機也相繼出現(xiàn)。 第一臺電動洗衣機由阿爾幾?費希爾于1910年在美國芝加哥試制成功。電動洗衣機的問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動自動化的開端。 第一臺自動洗衣機于1937年問世。這是一種"前置"式自動洗衣機?？恳桓降妮S帶動的缸可容納4000克衣服。衣服在注滿水的缸內(nèi)不停地上下翻滾，使之去污除垢。到了40年代便出現(xiàn)了現(xiàn)代的"上置"式自動洗衣機。 第二次世界大戰(zhàn)后，洗衣機的生產(chǎn)有了迅速發(fā)展。在發(fā)達(dá)國家，洗衣機開始進入普通家庭，洗衣機也由單一的攪拌式發(fā)展為滾筒式、噴六十和波輪式等多種。1953年，英國首先試制出噴流式洗衣機。此后，日本三洋公司在噴流失洗衣機的基礎(chǔ)上，研制成功波輪立桶式洗衣機。1956年，日本東芝公司制成第一臺全自動波輪式洗衣機。四年后，三洋公司又推出了雙缸波輪式洗衣機。 一、 當(dāng)前國內(nèi)外洗衣機生產(chǎn)狀況 目前，全世界洗衣機的年產(chǎn)量已超過了3000萬臺。在英、美、日等發(fā)達(dá)國家，家用洗衣機的普及率達(dá)99%以上。同時，各式各樣的洗衣機仍在層出不窮，自動化程度也越來越高。 在中國，由于歷史原因，洗衣機工業(yè)起步較晚，但發(fā)展速度卻相當(dāng)快。1979年，我國的洗衣機開始投入批量生產(chǎn)，當(dāng)年的產(chǎn)量約為一萬臺。但是，隨著人們認(rèn)識的發(fā)展，尤其是改革開放的不斷深化，到1985年，產(chǎn)量以達(dá)到800萬臺，要居世界首位。1988年，產(chǎn)量超過了1000萬臺，占世界洗衣機總產(chǎn)量的三分之一?，F(xiàn)在，我國大中城市的家用洗衣機的普及率已達(dá)80%以上。廣大的農(nóng)村地區(qū)的洗衣機擁有量一搭10%作左右。此后全國各地掀起了大規(guī)模的技術(shù)引進熱潮，大約有40多個廠家先后從洗衣機技術(shù)先進國日本、英國、法國、意大利、澳大利亞等引進技術(shù)60多項。技術(shù)的引進、吸收和創(chuàng)新，極大地提升了國產(chǎn)洗衣機的產(chǎn)業(yè)素質(zhì)與生產(chǎn)能力，縮短了同發(fā)達(dá)國家之間的差距。如今，我國洗衣機年產(chǎn)量約占世界年產(chǎn)量的四分之一，居于世界首位。除了在數(shù)量和品種上滿足國內(nèi)市場外，還出口到北美、歐洲、東南亞等地，躋身于國際洗衣機市場的競爭行。 二、 洗衣機設(shè)備類型及發(fā)展趨勢 （一） 洗衣機設(shè)備類型 a. 波輪式洗衣機 波輪式洗衣機在洗滌桶中裝有一個波輪，波輪上有幾條突起的筋，波輪以每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動，帶動桶中的洗滌液和衣物作旋轉(zhuǎn)和翻滾運動來洗滌衣物。 波輪式洗衣機根據(jù)水流的方式可分為小波輪渦卷式和大伯論新水流兩種。新水流洗衣機具有低轉(zhuǎn)速，頻繁轉(zhuǎn)、停等特點，使得衣物不易被纏繞，提高了衣物的洗凈度，降低了磨損率。 b. 攪拌式（擺動式）洗衣機 攪拌式洗衣機是依靠攪拌器往復(fù)擺動的方式來進行洗滌的洗衣機，攪拌式洗衣機在洗衣桶中間豎直安裝攪拌器，攪拌器繞軸心在一定角度范圍內(nèi)正反向擺動，攪動洗滌液和衣物好似人工手洗洗滌的揉搓，衣物受力均勻，一次洗衣量較多，攪拌式洗衣機多為全自動型。 c. 滾筒式洗衣機 滾筒式洗衣機是依靠滾筒連續(xù)轉(zhuǎn)動或定時正反向轉(zhuǎn)動來進行洗滌的洗衣機。滾筒式洗衣機有一個盛水的圓柱形外桶，外桶中有一個可以旋轉(zhuǎn)的內(nèi)桶，內(nèi)桶壁上有許多排列規(guī)則的小孔，并有幾條突起的筋，衣物就投放在內(nèi)桶中，內(nèi)桶有規(guī)律的正反旋轉(zhuǎn)，突起的筋將衣物帶起，到一定的高度又將衣物拋落在洗滌液中，來達(dá)到洗滌衣物的目的。 d. 其他洗滌方式洗衣機 除了常見的波輪式、攪拌式和滾筒式洗衣機以外，還有多種常用的洗衣機，依照其洗滌方式的不同，還有以下幾種：（1） 噴流式洗衣機；（2）超聲波洗衣機；（3）真空洗衣機；（4）高溫泡沫洗衣機；（5）噴射式洗衣機；（6）振動式洗衣機；（7）旋轉(zhuǎn)桶形洗衣機；（8）壓力式洗衣機；（9）壓縮式洗衣機。 （二） 洗衣機電機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 現(xiàn)在波輪洗衣機上使用的電機以單相感應(yīng)電機為主，少數(shù)用變頻電機和無刷電機，滾筒洗衣機則以串激電機為主，此外還有變頻電機、無刷電機、開關(guān)磁阻電機等?？偟膩碚f，可以將其分為兩大類：定速電機和變速電機，下面對以上電機做一些簡單介紹。 一、定速電機 定速電機基本上都是電容運轉(zhuǎn)單相異步電機，屬于感應(yīng)電機，可以分為單速電機和雙速電機兩類。 1. 單速電機：定子上有空間上相互垂直的二相繞組，其中一相通過移相電容連接到電源上，轉(zhuǎn)子由鐵心和鼠籠組成，定子和轉(zhuǎn)子之間沒有電路上的直接聯(lián)系，定子繞組通電后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場又在轉(zhuǎn)子鼠籠中感應(yīng)出感應(yīng)電流，二者相互作用產(chǎn)生電磁力。它具有感應(yīng)電機結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點，運行性能也不錯，但起動性能稍差、無法調(diào)速。單速電機主要用于波輪洗衣機上。 2. 雙速電機：原理同單速電機一樣，不同的是此類電機的定子上有兩套極數(shù)不同的繞組用來產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速，按照繞組結(jié)構(gòu)的不同又可以分為分離繞組和共享繞組兩類。 （1）分離繞組雙速電機：定子上有兩套完全獨立的不同極數(shù)的繞組，如2極/6極、2極/16極、4極/6極等。由感應(yīng)電機的特點知道，轉(zhuǎn)子鼠籠會自動形成與定子旋轉(zhuǎn)磁場相同的極數(shù)，因此通過給不同極數(shù)的定子繞組供電便可得到不同的電機轉(zhuǎn)速，用來適應(yīng)不同的要求，如2極或4極用于甩干，6極、16極用于洗滌等等，由此給客戶更多的選擇。此類電機的性能特點同單速電機相比，因為其定子上需要兩套繞組，所以體積比單速電機大，成本也高。 ?（2）共享繞組雙速電機：這是艾默生電機發(fā)明的，是對分離繞組雙速電機的進一步改進，其特點是通過改變連接方式可以使同一定子繞組為兩種不同的極數(shù)所共用。比如說已經(jīng)大批量生產(chǎn)的4極/6極雙速電機，其定子繞組既可以用作4極，通過改變連接又可以用作6極，而且4極與6極都可分別用于洗滌和甩干。因為此類電機的定子繞組是兩種極數(shù)共享的，所以它的體積要比普通的分離繞組雙速電機小得多，也就是說在同樣的體積下可以得到更大的輸出功率，從而可以更好地滿足客戶的需求。?雙速電機目前主要用于波輪洗衣機，也有部分用于滾筒洗衣機，但用于滾筒洗衣機時不能獲得很高的甩干轉(zhuǎn)速。 （三） 洗衣機發(fā)展趨勢 波輪式洗衣機自1953年誕生以來，經(jīng)過50余年的發(fā)展?，F(xiàn)在，以波輪洗衣機為主流的半自動和全自動洗衣機已逐漸覆蓋中國城鄉(xiāng)大部分地區(qū)。九十年代以來，滾筒洗衣機逐漸進入中國市場。如今，大、中城市已形成波輪為主，滾筒為輔的洗衣機市場格局。洗衣機從原來單純追求潔凈、節(jié)水、節(jié)電等，逐步向健康、環(huán)保、高度智能化、洗干一體化方向發(fā)展。 尖端洗滌技術(shù)的革新，一直是洗衣機行業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)力量。首先表現(xiàn)在洗滌方式發(fā)生巨大變化。原先大多側(cè)重于水流的改變、動力的加大?，F(xiàn)在，超音波、電解水、臭氧和蒸汽洗滌的運用，使洗衣機的去污能力從單純依靠洗衣粉、洗滌劑的化學(xué)作用和強弱變化的水流機械作用，向更高層次的健康、環(huán)保洗滌方式轉(zhuǎn)變，特別是電解水、超音波技術(shù)在洗衣機行業(yè)的運用幾乎改變了洗衣機的歷史——洗衣不用或少用洗衣粉、洗滌劑，減少化學(xué)品對皮膚的損害和對環(huán)境的污染。電解水、臭氧、蒸汽的殺菌除味及消毒功能倍受青睞，引發(fā)了洗衣機消費健康潮。 另一變化就是高度自動化、智能化、人性化。從半自動、全自動到現(xiàn)在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按鈕一切搞定！同時，用戶可以按照自己的洗衣習(xí)慣，自主選擇時間和方式，自編和記憶程序讓用戶真正做到隨心所欲。人性化還表現(xiàn)在使用的方便和舒適，如子母分洗洗衣機可以做到不同衣物分開洗；斜桶和頂開滾筒可以做到取放衣物方便不需深彎腰；蒸汽烘干功能使得晾曬更加方便，DD直驅(qū)電機在節(jié)能降噪方面效果更加突出，等等。 另外，大容量成為不變的消費趨勢。前幾年，洗衣機容量多為4-5公斤，6公斤的大容量尚很少見?，F(xiàn)在，7公斤的容量已經(jīng)很普遍，8公斤也正?！，F(xiàn)代人居空間不斷擴大，對寬敞、舒適、方便要求更多，大能容小，大容量洗衣機一臺可頂一套。業(yè)內(nèi)人士表示，尖端洗滌技術(shù)的革新，所表現(xiàn)出的洗衣方式更加注重健康和個性化，已在市場發(fā)展中倍受歡迎。 三、 結(jié)束語 現(xiàn)有的洗衣機中最為常見的為波輪式洗衣機和滾筒式洗衣機。波輪式洗衣機是依靠波輪的轉(zhuǎn)動來帶動衣物和洗滌液進行洗滌；而滾筒式洗衣機是依靠滾筒的連續(xù)轉(zhuǎn)動或定時反向來洗滌衣物。由此可看出，這兩種類型的洗衣機都是依靠單一的運動方式來洗滌衣物，而在此設(shè)計中將這兩種洗滌方式揉和起來，將兩種運動方式結(jié)合起來，增加了衣物在豎直方向上的運動。使衣物既能象在波輪式洗衣機中那樣由波輪帶動衣物進行洗滌又能象滾筒式洗衣機那樣依靠水流的力量洗滌衣物，并且還可以象手洗那樣對衣物進行揉搓，集各種洗滌方式于一身，對衣物進行更為徹底的洗滌。 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴. 紀(jì)名剛. 機械設(shè)計（第七版）. 高等教育出版社. 2001 [2] 周開勤. 機械設(shè)計手冊（第五版）. 高等教育出版社. 2006 [3] 王冠熙. 鄭光興. 家用洗衣機原理.適用與維修. 電子工業(yè)出版社 [4] 孫義杰. 洗衣機維修大全. 浙江技術(shù)出版社. 2002 [5] 鄒慧君. 機械原理課程設(shè)計手冊. 高等教育出版社. 2000 [6] 鄭文緯. 吳克堅. 機械原理. 高等教育出版社.1997 [7] 繆念利. 莫雨松. 互換性與技術(shù)測量. 中國計量出版社 2002 [8] 周開勤. 機械零件手冊. 高等教育出版社.2004 [9] 簡召全. 家電產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計. 北京理工大學(xué)出版社 1998 [10] 陳永甫. 洗衣機的原理與維修. 電子工業(yè)出版社 1997 [11] 錢如竹. 方舟. 快修家電洗衣機. 人民郵電出版社 1994 [12] 　沈錫華，密封材料手冊，第一版，北京，中國石油出版社,1991年. 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