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摘 要
起止至今，市場(chǎng)上的洗衣機(jī)各式各樣，有波輪式、攪拌式、新型揉搓式等等，每種洗衣機(jī)都各有優(yōu)勢(shì)，雖然在前一代的基礎(chǔ)上不斷更新。但人們的要求也接連不斷。一方面人們意識(shí)到如今環(huán)境問(wèn)題的嚴(yán)重性，加上人們環(huán)保意識(shí)的提高，人們對(duì)洗衣機(jī)的環(huán)保意識(shí)也加強(qiáng)了，既要衣服清洗干凈，也要節(jié)水，節(jié)電甚至節(jié)約洗衣液。另一方面時(shí)尚品牌的出現(xiàn)，生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)奢侈品的需求量越來(lái)越大，之前的洗衣機(jī)多少都會(huì)出現(xiàn)洗滌不干凈，漂洗不好，甚至洗滌過(guò)程中損壞衣物等現(xiàn)象，以及在現(xiàn)在自動(dòng)化，智能化的時(shí)代，洗衣機(jī)從半自動(dòng)狀態(tài)到PLC技術(shù)控制的全自動(dòng)狀態(tài)下，洗衣機(jī)依舊在更新，但它依舊面對(duì)各種問(wèn)題。由此新型揉搓式洗衣機(jī)的出現(xiàn)加上超聲波清洗的原理時(shí)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，并同時(shí)對(duì)洗衣機(jī)的PLC控制進(jìn)行了改編。
關(guān)鍵詞：超聲波；揉搓；PLC控制；節(jié)水
Ⅰ
ABSTRACT
Start-stop, the washing machine on the market of all kinds, have pulsator, mixing type, new rubbing type and so on, each washing machines have their own advantages, while on the basis of the previous generation of constantly updated.But successive also people's requirement.On the one hand, people realize the seriousness of environmental problems nowadays, along with the improvement of people environmental protection consciousness, people's environmental protection consciousness to washing machines are strengthened, both to wash clean clothes, also want to saving water, saving electricity and even save laundry detergent.Fashion brands to appear on the other hand, the improvement of quality of life, people the growing demand for luxury goods, how many will appear before washing machine wash not clean, rinse, and even the phenomenon such as damage in the process of washing clothes, and in the present automation, intelligent era, washing machine from semi-automatic state to PLC control technology of automatic state, the washing machine is still in the update, but it is still faced with various problems.Hence the emergence of new type rub your washing machine and the principle of ultrasonic cleaning when the content of this graduation design, and at the same time for washing machine based on PLC control.
Key words：ultrasonic wave； Rub； PLC controller；water saving
Ⅱ
目 錄
1.緒論 1
1.1課題的背景 1
1.2本題的研究?jī)?nèi)容 1
1.3目前的研究概況和發(fā)展趨勢(shì) 3
2.全自動(dòng)洗衣機(jī)的介紹和可編程控制器的介紹 3
2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的介紹 3
2.2可編程控制器的介紹 3
3.全自動(dòng)洗衣機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 5
4.全自動(dòng)洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
4.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
4.2全自動(dòng)洗衣機(jī)零部件的設(shè)計(jì) 10
結(jié) 論 20
參考文獻(xiàn) 21
致 謝 22
附錄1：外文譯文 23
附錄2：外文原文 26
1.緒論
1.1課題的背景
隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷提高和完善，人們也開始享受科技帶來(lái)的成果，家用電器、工業(yè)產(chǎn)品等，凡是能給大家?guī)?lái)服務(wù)的產(chǎn)品都在不斷更新。然而，我們發(fā)現(xiàn)生活水平的提高，大家面對(duì)的問(wèn)題也越來(lái)越多，越來(lái)越復(fù)雜，簡(jiǎn)單的產(chǎn)品更新和技術(shù)的提高已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代人的生活，尤其是在這個(gè)人們追求精神世界的現(xiàn)代，物質(zhì)生活的各方面都要不停的完善，而家用電器又是生活中人們必不可少的東西，而洗衣機(jī)被當(dāng)作為人們服務(wù)，提高生活效率的必不可少的生活用具。今天，在我國(guó)洗衣機(jī)質(zhì)量和功能方面都已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平的同時(shí)，人們又將環(huán)保和節(jié)能、節(jié)水聯(lián)系到一家，而目前市場(chǎng)上已有一些環(huán)保節(jié)能、節(jié)水的洗衣機(jī)，但人們還是希望做到更好。這就需要從兩個(gè)方面考慮，結(jié)構(gòu)方面和PLC控制方面如何更好的做到節(jié)水。
1.2本題的研究?jī)?nèi)容
本課題主要研究的是全自動(dòng)洗衣機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以考慮利用超聲波和新型揉搓式洗衣機(jī)相結(jié)合，達(dá)到節(jié)水，節(jié)約洗滌液的效果，再利用PLC技術(shù)，根據(jù)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，來(lái)設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)。
1.3目前的研究概況和發(fā)展趨勢(shì)
隨著生活質(zhì)量的提升，人們生活的品味也在不斷地提升，除了學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的食物、衣服之類的東西帶來(lái)的享受，也對(duì)生活中其他東西的要求。隨著電子時(shí)代的發(fā)展，之前很多簡(jiǎn)單的機(jī)械都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人們的需求，加上網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的發(fā)展，那些曾經(jīng)的設(shè)計(jì)早已隨著時(shí)間的流逝被遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拋棄，加上科技的發(fā)展，對(duì)計(jì)算機(jī)的要求已經(jīng)不單單是顧客的愿望，設(shè)計(jì)師和其他行業(yè)的人也希望將這些新研究的知識(shí)一起應(yīng)用到我們的生活，為我們的生活增添更好的光彩。同理，簡(jiǎn)單的洗衣機(jī)似乎已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們大眾的要求，設(shè)計(jì)師也想跟隨科技發(fā)展的腳步不斷地更新自己的設(shè)計(jì)。而中國(guó)也同樣對(duì)洗衣機(jī)的發(fā)展在不停的跟進(jìn)。
（1）品牌集中度進(jìn)一步提高
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國(guó)家用洗衣機(jī)行業(yè)品牌化建設(shè)進(jìn)一步加強(qiáng)，品牌化是我國(guó)家洗衣機(jī)行業(yè)從盲目發(fā)展，走向理性競(jìng)爭(zhēng)的一種標(biāo)志性成果，它充分體現(xiàn)了我國(guó)家用洗衣機(jī)行業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力水平的提高。以美的收購(gòu)無(wú)錫小天鵝為標(biāo)志家用洗衣機(jī)品牌的集中度提升到一個(gè)新的高度，2007年家用洗衣機(jī)銷售前五大品牌中，美的因擁有小天鵝和榮事達(dá)兩個(gè)品牌，行業(yè)的集中度提升十分明顯。從銷售前五家品牌銷量的占有率增長(zhǎng)來(lái)看就更能說(shuō)明問(wèn)題，前五名的市場(chǎng)占有率由2006年的46%、2007年的50%，增加到2008年的60%以上，絕對(duì)數(shù)量的增長(zhǎng)超過(guò)600萬(wàn)臺(tái)，相當(dāng)于6個(gè)大型企業(yè)一年的產(chǎn)量。另外，隨著國(guó)家家電下鄉(xiāng)政策的進(jìn)一步實(shí)施，廣大的農(nóng)村市場(chǎng)將是大品牌產(chǎn)品的必爭(zhēng)之地，同時(shí)也為品牌集中度的進(jìn)一步提高創(chuàng)造了良好的外部條件。
（2）綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)步入實(shí)施階段
在中國(guó)洗衣機(jī)走向不斷改進(jìn)階段的同時(shí)，我國(guó)在2008年將環(huán)保，健康家用的洗衣機(jī)推向正規(guī)，這種環(huán)保不再是人們簡(jiǎn)單的口號(hào)，顧客在購(gòu)買全自動(dòng)洗衣的同時(shí)除了關(guān)注洗衣機(jī)的性能之外，也可以針對(duì)操作者在使用時(shí)的健康程度加以關(guān)注，能夠讓我們更放心大膽的使用此產(chǎn)品。除此之外，我們對(duì)洗衣機(jī)產(chǎn)品的節(jié)能，節(jié)水方面也開始改進(jìn)，這不僅達(dá)到我們要求的環(huán)保還能幫助那些小農(nóng)小戶，經(jīng)濟(jì)收入比較低的家庭減少不必要的開銷。而我們也在2008年上半年市場(chǎng)銷售的能效等級(jí)1級(jí)和2級(jí)的產(chǎn)品數(shù)量上看到，比2007年提高了30%以上，由此可見，我國(guó)洗衣機(jī)的節(jié)能水平提高了。這也將加速了我國(guó)洗衣機(jī)在綠色環(huán)保方面的迅速發(fā)展。
（3）技術(shù)創(chuàng)新是發(fā)展的規(guī)律
技術(shù)創(chuàng)新一直都是我們所提倡的，雖然有投資方式的分散和企業(yè)本身在技術(shù)研發(fā)方面的欠缺問(wèn)題，但是我國(guó)的家用洗衣機(jī)行業(yè)在世界上還是占有領(lǐng)先地位。所以，我們可以依據(jù)自身的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)然，產(chǎn)品的節(jié)能，環(huán)保，健康等方面的設(shè)計(jì)制造都是離不開技術(shù)的創(chuàng)新。在2008年的市場(chǎng)上我們可以看到我國(guó)一些領(lǐng)先品牌洗衣機(jī)如：海爾洗凈、小天鵝的依諾滾筒洗衣機(jī)在洗凈、除菌、洗凈均勻度上都能展現(xiàn)自己的技術(shù)特點(diǎn)。除此之外，我們?cè)诳刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)方面也需要我們技術(shù)的創(chuàng)新。
2.全自動(dòng)洗衣機(jī)的介紹和可編程控制器的介紹
2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的介紹
從人類社會(huì)出現(xiàn)的開始就預(yù)示著人類身邊環(huán)境和事物要發(fā)生變化，至于變化的多少就在于人類認(rèn)識(shí)和發(fā)展的問(wèn)題。剛開始都是人為洗衣服，接著在一些國(guó)家開始流行蒸汽式的洗衣機(jī)，這種機(jī)器的誕生就告訴了人們，我們?nèi)祟惣磳⒁_始另一種的生活。1910年前后，第一臺(tái)第一臺(tái)臥軸式滾筒電動(dòng)洗衣機(jī)問(wèn)世，它標(biāo)志著人類家庭勞務(wù)自動(dòng)化的開始。也就是這臺(tái)洗衣機(jī)的開始，洗衣機(jī)將為人類服務(wù)。本世紀(jì)20年代，第一臺(tái)立軸攪拌式洗衣機(jī)在美國(guó)問(wèn)世，由此出現(xiàn)了“立軸”和“臥軸”之分。但這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，也就是這臺(tái)洗衣機(jī)的開始，洗衣機(jī)將為人類服務(wù)，當(dāng)人們意識(shí)到這些后開始有了越來(lái)越多的需求，這也就出現(xiàn)了各式各樣的洗衣機(jī)如攪拌是，立軸式，波輪式等等一列讓人滿意的洗衣機(jī)，但在那時(shí)洗衣機(jī)并沒有完全的流行，也有很多家庭沒有洗衣機(jī)。所以，為了讓洗衣機(jī)在市場(chǎng)上成系列式的出現(xiàn)，人們開始不停地在原有的基礎(chǔ)上重新按照眾人的意愿改進(jìn)它，并加大對(duì)它的生產(chǎn)，大約經(jīng)過(guò)了十年的時(shí)間，洗衣機(jī)成為系列已經(jīng)從愿望變成了現(xiàn)實(shí)，這時(shí)候洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和相對(duì)應(yīng)的部件的一些注塑原料開始被大量的采用，接著所謂的雙桶洗衣機(jī)走進(jìn)了人類的生活，又過(guò)了大約十年的時(shí)間，除了套筒洗衣機(jī)之外，計(jì)算機(jī)和電腦結(jié)合到一起，主要是用電腦控制洗衣機(jī)來(lái)改變洗衣機(jī)洗衣服的效果，這時(shí)的洗衣機(jī)和“自動(dòng)”并行。而“自動(dòng)”最開始是半自動(dòng)化，再后來(lái)就成了全自動(dòng)化。
而全自動(dòng)化還不能滿足人們的需求，加上家電的控制的盛行，人們開始想盡辦法來(lái)提高洗衣機(jī)洗滌效率，從各個(gè)方面滿足大眾的要求。于是，從1990年開始，人們對(duì)洗衣機(jī)的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)開始細(xì)化式的更新，比如在1990年電機(jī)更新可以做到調(diào)整速度的功效，而洗衣機(jī)恰好會(huì)用到電機(jī)，所以這就間接性的對(duì)洗衣機(jī)做了更新。在這之后人們開始關(guān)注洗衣機(jī)各個(gè)方面的更新，力求能做的更好。
我把洗衣機(jī)劃分成了兩部分，1:結(jié)構(gòu)大的方面有桶，箱體，連接桶和箱體之間的拉桿，剩下的有進(jìn)、出水閥和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)里面的東西，其他小的方面就具體到了各個(gè)原件之間的連接等等。2：控制方面主要是設(shè)計(jì)人員按照人們的意愿和當(dāng)時(shí)所能達(dá)到的技術(shù)來(lái)配合機(jī)器自身的結(jié)構(gòu)問(wèn)題最后進(jìn)行編寫，達(dá)到最初想要結(jié)果。
2.2可編程控制器的介紹
可編程序控制器(Programmable Logic Controller)又稱 PLC 或 PC。在隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，工業(yè)革命領(lǐng)域也開始與計(jì)算機(jī)技術(shù)連用，而最初因?yàn)榉N種原因使得計(jì)算機(jī)技術(shù)不能夠應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域，而工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)工藝需要更新，迫使人們不得不重新思考計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域的結(jié)合，而不再簡(jiǎn)單的以繼電器為工業(yè)控制領(lǐng)域的核心。由此，美國(guó)一家公司研發(fā)了一種可編程控制器PDP—14，并在工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)工藝方面試驗(yàn)成功。自此之后，可編程控制器開始得到發(fā)展，并作為智能化技術(shù)迅速發(fā)展。
最初其主要是采用了一種存儲(chǔ)器，主要包括定時(shí)、計(jì)數(shù)，存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算及控制等指令，用指令借助數(shù)字/模擬式輸入和輸出來(lái)控制機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。后來(lái)隨著技術(shù)的更新，PLC軟件包含用戶程序和監(jiān)控程序，這與之前的繼電器相比較它的可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)、變成方便、功能完善、（便于使用、維護(hù)及裝卸）等等。目前，PLC所涉及的范圍在擴(kuò)大，將來(lái)，它的發(fā)展將在朝著兩個(gè)方面發(fā)展：
（1） 多元化：就目前它所涉及的領(lǐng)域方面來(lái)看，根據(jù)人們的需求，它將被應(yīng)用到類似于電器，機(jī)械制造自動(dòng)化、控制及生產(chǎn)等這些需要它的工業(yè)領(lǐng)域及一些滿足人們需要的生活領(lǐng)域如：機(jī)器人，窗簾等等。
（2）普及化：主要朝著高性能，高速度，智能化等方面的發(fā)展。
3 全自動(dòng)洗衣機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)
根據(jù)洗衣機(jī)的原理和超聲波清洗的了解，初步訂了兩種方案：一種是將超聲波和目前市場(chǎng)上的波輪式洗衣機(jī)相結(jié)合，而另一種是將超聲波和新型的揉搓式洗衣機(jī)相結(jié)合。考慮到新型揉搓式洗衣機(jī)比波輪式洗衣機(jī)更使用，環(huán)保，節(jié)水，最后選擇將超聲波洗衣機(jī)和新型揉搓式洗衣機(jī)連用，達(dá)到節(jié)水，節(jié)約洗衣液等等各種作用。
4全自動(dòng)洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷提高和完善，人們也開始享受科技帶來(lái)的成果，家用電器、工業(yè)產(chǎn)品等，凡是能給大家?guī)?lái)服務(wù)的產(chǎn)品都在不斷的更新。然而，我們發(fā)現(xiàn)生活水平的提高，大家面對(duì)的問(wèn)題也越來(lái)越多，越來(lái)越復(fù)雜，簡(jiǎn)單的產(chǎn)品更新和技術(shù)的提高已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代人的生活。所以本課題關(guān)鍵是在揉搓式的本身安裝了超聲波器件，最后確定的總體構(gòu)造如下圖4-1。在下圖4-1的途中看到洗衣機(jī)被做成圓形，其中是因?yàn)榭紤]到超聲波在洗衣桶里面工作，所以超聲波的聲場(chǎng)分布效果會(huì)受到洗衣桶形狀的影響。如果洗衣桶的每個(gè)角落分布的超聲波一樣，就會(huì)產(chǎn)生較為理想的駐波場(chǎng)，這樣可以讓散落在不同角落的衣服的洗滌成果比較好一些，而我們知道洗衣機(jī)的形狀可以設(shè)計(jì)成各式各樣，但就目前的情況來(lái)看，圓形是最為合適的。然后，在新型揉搓式全自動(dòng)洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上加上超聲波發(fā)生死與超聲波換能器進(jìn)行使用，而加上的這兩零件可以通過(guò)電纜連接，而且它倆可以直接按在洗衣桶上，其中發(fā)生器按在洗衣桶的下面，話能起按在洗衣桶下面或者是按在下面的振動(dòng)板上。此外可以考慮選擇通過(guò)環(huán)氧樹脂把換能器直接粘接在洗衣機(jī)上。這樣我們就可以通過(guò)結(jié)合兩種不同原理洗滌方式做出一款新型全自動(dòng)洗衣機(jī)。
這樣就可以很好地從各個(gè)方面參考，比如說(shuō)衣服的材料適不適合的問(wèn)題又或者說(shuō)衣服的臟或者凈的情況等等在這一連串的問(wèn)題下面，最后決定選擇什么方法可以做到我們想看到的結(jié)果。最后我們可根據(jù)衣服的質(zhì)地和洗滌要求進(jìn)行選擇洗滌方式，對(duì)于臟污較輕的衣物，可以考慮單純的用揉搓式或超聲波的方式洗滌，而對(duì)于臟污較為嚴(yán)重的衣物，可以考慮將超聲波和揉搓式相結(jié)合，選擇先用揉搓式再用超聲波洗滌或者先用超聲波洗滌再用揉搓式洗滌，兩者選擇其一就好。這樣就避免了清洗劑投放過(guò)多，是漂洗不干凈而進(jìn)行二次漂洗，進(jìn)而達(dá)到了節(jié)水且節(jié)約洗滌劑的作用。
4-1工作原理圖
它工作的原理如圖4-1，主要部件為螺紋軸，波輪軸，下波盤，上波盤，內(nèi)筒，外筒，套筒，傳感器，導(dǎo)軸，超聲波發(fā)生器，超聲波換能器，帶輪及電機(jī)等。
（1） 洗衣服的原理劃分成揉搓式和超聲波式
對(duì)于揉搓的方法是利用了揉搓結(jié)構(gòu)里面的兩個(gè)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)1是通過(guò)帶輪的傳動(dòng)推動(dòng)了內(nèi)桶的傳動(dòng)。內(nèi)桶用禁錮連接的方法鏈接了上波盤與套筒。這樣上波盤會(huì)隨著內(nèi)桶的轉(zhuǎn)動(dòng)一起運(yùn)。而另一個(gè)電動(dòng)機(jī)同樣也是通過(guò)帶輪進(jìn)行傳遞動(dòng)力，但不一樣的是，它是用帶輪間接的讓螺紋盤和波輪軸做向上運(yùn)動(dòng)。與主軸安裝的下波盤也會(huì)做上下的運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，我們就讓下?lián)鼙P推著衣服向上運(yùn)動(dòng)接觸到上波盤，上波盤會(huì)旋轉(zhuǎn)，也就達(dá)到了揉搓洗的效果。
考慮到主軸和螺紋盤的運(yùn)動(dòng)情況，都在做上下的運(yùn)動(dòng)，必然要考慮他們要運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，而且我們還要很合理的控制，這就需要借助行程開關(guān)了。加上行程開關(guān)與帶輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)量有關(guān)。在此，我們?cè)趶较蚍较蛏习惭b了一個(gè)傳感器來(lái)當(dāng)做我們的限位開關(guān)。它可以用自己的位置控制上波盤對(duì)衣服的力的大小。若鏈接主軸和下?lián)鼙P的彈簧的給的向上力小于放有衣服的下?lián)鼙P與上波盤結(jié)合受到向下的力，下?lián)鼙P就會(huì)下移。等到這個(gè)力等于設(shè)定的力的時(shí)候，限位開關(guān)開始運(yùn)行。螺紋盤隨著帶輪2停止。由此，達(dá)到了衣物的揉搓的目的。如果揉搓力（周向力）過(guò)大就會(huì)讓彈簧周向方向移動(dòng)一定量時(shí)，打開開關(guān)（周向傳感器）工作讓內(nèi)筒（上波盤）轉(zhuǎn)動(dòng)反向。調(diào)整開關(guān)的長(zhǎng)度來(lái)改變?nèi)啻炅Φ拇笮 ?
而對(duì)于超聲波洗滌而言，超聲波空化作用：是利用超聲波的震動(dòng)將單位體積的清洗液根據(jù)密度的稠密和稀疏進(jìn)行受壓作用，讓其在稠密和稀疏之間做交替變化，同時(shí)，液體稠密的地方會(huì)受其正壓作用，而稀疏的地方則受到負(fù)壓的作用。此時(shí)，液體因?yàn)槭艿綔囟鹊牟痪鶆蚧蛘咂渌囊恍┪锢硪蛩匾渤霈F(xiàn)了一些的蒸汽氣泡，最后，這些氣泡在液體在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候同液體受到超聲波的負(fù)壓作用后，開始膨脹而產(chǎn)生空化變成大氣泡，這就是所謂的超聲波空化作用。
而超聲波洗滌原理就是利用了空化氣泡在超聲波的聲場(chǎng)中的作用下進(jìn)行震動(dòng)，使氣泡和固體表面產(chǎn)生摩擦，從而達(dá)到了沖擊作用和對(duì)衣物的洗滌作用，這樣可以讓附著在衣物上的臟污脫離衣物，與此同時(shí)，若臟污膜的邊緣有縫隙，那些微小的氣泡則會(huì)鉆入隨之震動(dòng)，這樣就可以讓臟污膜被帕撕裂最后與衣物脫離。對(duì)于油脂性的臟污，考慮到它附著在衣物上并不牢固，加上它難溶于水，且在水中的化學(xué)作用相對(duì)較弱一些，則它在超聲波空化的作用下會(huì)被乳化最后脫落。
（2）漂洗原理
就現(xiàn)在的情況下，漂洗有很多種不同的方法，下面是對(duì)三種不同漂洗的方法進(jìn)行說(shuō)明：
蓄水飄得原理是給桶內(nèi)裝滿水洗，類似于洗滌過(guò)程。洗一次裝一次水。在洗的過(guò)程中，桶里面的水是不外流的，洗幾分鐘后，開始排水，此時(shí)水開始外流，這樣反復(fù)重復(fù)幾次就結(jié)束了。
溢流漂洗的原理是進(jìn)出水口都開著，一邊洗，一邊進(jìn)水，同時(shí)，水從上面流過(guò)衣服最后流出出水口。這樣可以把衣服漂洗的很干凈，但是耗水量大。
噴淋漂洗的原理是在洗衣機(jī)內(nèi)部裝有噴淋管，漂洗的時(shí)候水蔥噴淋管側(cè)別的小孔中噴出灑在衣服的四周。
根據(jù)以上三種漂洗原理，考慮到此次設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，以及此次設(shè)計(jì)目的，從經(jīng)濟(jì)和使用方面，加上超聲波的洗滌會(huì)少放洗滌液，所以對(duì)于漂洗方式的選擇，最后選擇了溢流漂洗。
（3）脫水原理
借助前面洗衣機(jī)的原理（利用離心力脫水）讓洗衣機(jī)高速運(yùn)動(dòng)，加大離心力，讓衣服上的水從內(nèi)桶的小孔流出，經(jīng)過(guò)盛水桶，排出到下水道。
4.1.2桶（盛水桶）及其安裝
全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗滌桶具體細(xì)分成內(nèi)、外桶，俗稱外桶（盛水桶）與內(nèi)桶（清洗桶）。而這里先講述的是外桶。所謂的外桶就是用來(lái)盛放東西的，即裝水和洗滌劑，由此，對(duì)于材料和結(jié)構(gòu)等等其他方面的要求并不算嚴(yán)格，只要耐用就好，包括耐水性和洗衣機(jī)使用的持久性。而考慮到洗衣機(jī)在清洗衣物時(shí)，因?yàn)橄匆聶C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使外桶震動(dòng)甚至出現(xiàn)劇烈的搖晃等情況，所以在這里，我們最終考慮的是安裝部分。鏈接外桶的方法很多，就像緊固鏈接，但是固接鏈接會(huì)讓外桶跟著洗衣機(jī)在洗滌過(guò)程和脫水過(guò)程中要運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣會(huì)有震動(dòng)的產(chǎn)生，也就間接地生成了噪聲，洗衣機(jī)也會(huì)成了受害之一。所以說(shuō)這種方法不利于鏈接外桶，那么我們需要考慮的是采用吊桿鏈接。
所謂的吊桿鏈接，就是用四根拉桿把外桶懸掛到箱體的四個(gè)角上，下端掛到外桶的四格調(diào)簧安裝爪上。既然要掛在箱體上，就必須要考慮在箱體上設(shè)有對(duì)應(yīng)的角，在每個(gè)角上設(shè)置球形圓窩，順便對(duì)吊桿做一些設(shè)置，方便安裝，于是拉桿上段可以考慮設(shè)成扁平狀或者是在吊桿上面打孔，用釘做穿孔鏈接。這樣，拉桿根據(jù)鏈接方式進(jìn)行前后左右擺動(dòng)，只不過(guò)擺動(dòng)角度小。這時(shí)我們把下面設(shè)成了半球形座，主要用來(lái)是減震，這就需要上面放彈簧，彈簧起到減震效果。然后在它的上面加上橡膠墊，這樣就可以達(dá)到了它在保證減振彈簧和拉桿同心的作用時(shí)，同時(shí)也達(dá)到了讓拉桿受力均勻的作用。
4-2 吊裝結(jié)構(gòu)圖
4-3內(nèi)筒結(jié)構(gòu)圖
內(nèi)桶洗滌桶的一部分，又稱之為脫水桶或者離心桶。它是用來(lái)盛放衣服、配合洗衣服以及最后利用離心作用脫水。內(nèi)桶的實(shí)際是在波輪式洗衣機(jī)內(nèi)桶的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，波輪式洗衣機(jī)的內(nèi)桶里面豎直方向上設(shè)有很多豎直的凸筋。而在此次設(shè)計(jì)中，為了彌補(bǔ)功能上的不足（把波輪設(shè)成了只做上下運(yùn)動(dòng)，卻把波輪的原有轉(zhuǎn)動(dòng)變成了內(nèi)桶的轉(zhuǎn)動(dòng)。）在內(nèi)桶里面設(shè)了很多螺旋狀得勒板，目的是用來(lái)在洗滌的過(guò)程中出了攪拌作用的同時(shí)也可以加強(qiáng)洗滌的作用。考慮到洗完衣服后要脫水，所以在內(nèi)桶上設(shè)了很多分布均勻的小孔，由此，衣服洗完后，借助內(nèi)桶的運(yùn)轉(zhuǎn)加上離心力的作用，讓水從小孔里面流出來(lái)，流到盛水桶，最后通過(guò)排水管排出。
4.2全自動(dòng)洗衣機(jī)零部件的設(shè)計(jì)
4.2.1超聲波發(fā)生器的設(shè)計(jì)
所謂超聲波發(fā)生器實(shí)際上是一個(gè)信號(hào)的發(fā)生器或者說(shuō)是一種驅(qū)動(dòng)電路，只不過(guò)他的功率較大。它的主要職責(zé)是供應(yīng)電磁震蕩能量向換能器，而且這個(gè)能量要有一定的頻率。而換能器自身也有頻率，倘若這兩頻率相等，就會(huì)出現(xiàn)共振的情況。
我們憑借激勵(lì)方法的不同，把發(fā)生器細(xì)化成自身激勵(lì)和它物激勵(lì)?，F(xiàn)在選擇主要是自身激勵(lì)的全晶體管化電路。我們考慮到在超聲波的作用下生成氣泡的多少和超聲波自身滲透作用的強(qiáng)弱情況下，選擇頻率大概在35KHZ左右，上下限制在5KHZ內(nèi)，而且同時(shí)可以降低了空話噪聲，從而更好地做到我們想要的結(jié)局。由此這里采納了40KHZ的頻率，輸出的幅度要按照具體負(fù)載情況自行調(diào)節(jié)。選擇的發(fā)生器如圖4-4。
4-4振蕩-放大型超聲波發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖
4.2.2超聲波換能器的設(shè)計(jì)
超聲換能器是利用超聲波洗滌臟污過(guò)程里面必須要用到的元件，它主要接收發(fā)生器發(fā)送的電磁震蕩信號(hào)并將此信號(hào)轉(zhuǎn)成超聲波震動(dòng)。但在洗滌衣物的時(shí)候要利用的是聲能，所以我們可以通過(guò)把電能轉(zhuǎn)化成聲能的策略來(lái)洗滌。這就需要換能器完成。我們想到換能器的構(gòu)造里面換能的材料。等發(fā)生器給它發(fā)送信號(hào)后，它里面的換能材料在受到信號(hào)的影響讓材料自身場(chǎng)出現(xiàn)改變。這里的場(chǎng)主要指的是電場(chǎng)和磁場(chǎng)。因?yàn)檫@些變化加上一種推力才讓換能器發(fā)生震動(dòng)，而這種推力是機(jī)械震動(dòng)的部分利用了一種效應(yīng)生成的。由于換能器按照原料的特定能力，（機(jī)電變成物理的一種能力），我們又把它細(xì)化成很多種，其中磁致伸縮式與壓電式的換能器是最常見的。它們的共同點(diǎn)都是借助場(chǎng)發(fā)生變化，磁致伸縮式利用的是磁場(chǎng)，壓電式利用的是電場(chǎng)，這主要是因?yàn)榍罢咭源胖律炜s材料作為換能材料，后者是用壓電陶瓷晶片為換能的部件。在這里考慮到用電機(jī)與電源，加上壓電式換能器會(huì)隨外電場(chǎng)的變化而改變，最后選擇了壓電換能器。
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的選用以及之前超聲波發(fā)生器頻率的適用范圍以及我們所借助的清洗機(jī)上的壓電式的換能器等情況，可以選取每一個(gè)功率大概在70-120W之間的。然后考慮到換能器與水的介質(zhì)的配合問(wèn)題，我們用輕金屬覆蓋了換能器上面的喇叭口輻射體，而讓重金屬覆蓋后蓋，使前者增大了輻射得面積。后者減小底面的輻射，這樣就得到很好的單方輻射效果。而且這樣下來(lái)，它不論是從靈敏度、振幅等方面，都優(yōu)勝與別的換能器。
4-5 喇叭形壓電式超聲波換能器結(jié)構(gòu)
其中：L3=20mm ，L2=10mm，L1=37.25mm，d=17.5，S2=60mm
4.2.3 A:帶傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)
這段是和內(nèi)桶鏈接的皮帶輪的計(jì)算：
（1）已知了電機(jī)功率，轉(zhuǎn)速；波輪軸，所以得到傳動(dòng)比
功率
由表8-7查到工作情況系數(shù)，所以
（2）選擇V帶的帶型
通過(guò)和在圖8-11中確定選擇Z型
（3）選擇帶輪的基準(zhǔn)直徑
通過(guò)表8-6與表8-8選擇主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑
由傳動(dòng)比計(jì)算出從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑
通過(guò)查表8-8，取
按照式（8-13）進(jìn)行驗(yàn)算V帶的速度
（4）最后選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度與中心距
由式，初步確定
通過(guò)以上的計(jì)算帶所采用的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
由表8-2選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
計(jì)算出實(shí)際的中心距
（5）驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角
根據(jù)式（8-7）：所以，主動(dòng)輪的包角合適。
（6）計(jì)算帶根數(shù)Z
根據(jù)式（8-26）得知由查表8-4a與8-4b得到
查表8-5得到，查表8-2得到，則
所以，取根。
（7）預(yù)緊力
由式（8-27）知到
根據(jù)表8-3，得到 ，所以
（8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q
根據(jù)公式（8-28）：
B:此部分是完成的是和螺紋軸連接的帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。
已知電機(jī)的功率，轉(zhuǎn)速，而軸的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比
（1）確定計(jì)算功率
—工作情況系數(shù)，根據(jù)表8-7知道，
所以：
（2）帶型的選擇
按照上式計(jì)算得到的和已知的電機(jī)，我們?cè)趫D8-11中最后確定了帶型是Z型
（3）基準(zhǔn)直徑的選擇
在表和表得知，最后選擇了主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑是
從動(dòng)輪和主動(dòng)輪又滿足，最后計(jì)算得到從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑
查表，得到
按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度
帶的速度合適。
（4）確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距
按照的計(jì)算，初步確定
計(jì)算出帶需要的:
按照計(jì)算的結(jié)果和查表最后確定出它的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
在確定完后計(jì)算得到帶實(shí)際的中心距
（5）主動(dòng)輪上的檢驗(yàn)
由式（8-7）得
驗(yàn)算合理
（6）算帶根數(shù)Z
由式（8-26）知
由查表8-4a和8-4b得
查表8-5得，查表8-2得，則
取根。
（7）預(yù)緊力：
由式（8-27）知
由表8-3可知，故
（8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q
4.2.4控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)---PLC
全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)是通過(guò)PLC編程控制，其主要的洗衣過(guò)程是，先向洗衣機(jī)內(nèi)注水，在這期間有水位檢測(cè)器檢測(cè)，當(dāng)水注滿時(shí)，水位開關(guān)自動(dòng)接通，這時(shí)，水位開關(guān)關(guān)閉，停止注水并開始洗滌，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，這時(shí)先選擇強(qiáng)中弱的洗滌方式，再選擇洗滌方式（超聲波洗滌和揉搓式洗滌），當(dāng)洗滌時(shí)間到時(shí)，停止洗滌，開始排水，排完水后直接脫水，水脫完后直接重復(fù)上一次的循環(huán)，重復(fù)3次后，進(jìn)行漂洗。這整個(gè)過(guò)程需要在PLC編程下完成。這就需要輔助繼電器和時(shí)間繼電器，以及寄存器。為了方便PLC的編程，在這期間包括洗滌、排水及脫水，它們分別用輔助繼電器M2、輔助繼電器M3和輔助繼電器M4表示，而時(shí)間繼電器包括了洗滌時(shí)間，排水時(shí)間和脫水時(shí)間，可以分別用時(shí)間繼電器T100、時(shí)間繼電器T101、時(shí)間繼電器T102表示。其中考慮到衣物的干凈程度、貴重、面料等方面的問(wèn)題以及人為的意愿等等情況，我們需要設(shè)置洗滌方式、洗滌時(shí)間和次數(shù)以及最后的脫水時(shí)間，這些屬豬的設(shè)置需要我們把它們放在數(shù)據(jù)寄存器里面，所以我們分別用數(shù)據(jù)寄存器D0、D1、D2、D10來(lái)表示。
根據(jù)全自動(dòng)洗衣的功能要求，我們?cè)谙匆聶C(jī)的控制面板上要設(shè)置輸入點(diǎn)：超聲波洗滌按鈕---X06、揉搓式的洗滌按鈕---X07，洗滌時(shí)間----X01和脫水時(shí)間---X02的洗滌按鈕，水滿開關(guān)---X03，啟動(dòng)---X04，停止按鈕----X05。既然有輸入點(diǎn)，就必須對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)，所以設(shè)置了進(jìn)水閥/出水閥，3個(gè)洗滌方式(強(qiáng)---Y02，中----Y03，弱----Y04)指示，5分鐘的洗滌時(shí)間---Y05，十分鐘的洗滌時(shí)間---Y06以及15分鐘的洗滌時(shí)間----Y07.脫水時(shí)間---Y11，電動(dòng)機(jī)1的正傳----Y12，電動(dòng)機(jī)1的反轉(zhuǎn)---Y13，電動(dòng)機(jī)2轉(zhuǎn)-----Y14.等等。根據(jù)洗衣機(jī)洗衣的整個(gè)過(guò)程，對(duì)PLC編程方面初步做了以下的流程：在開始時(shí)，洗衣機(jī)先要進(jìn)出初始化的狀態(tài)，接著開始想桶里面進(jìn)水，等到水滿了和選擇完洗滌方式后開始洗滌，洗的時(shí)間到了繼續(xù)重復(fù)上一次的過(guò)程，，然后開始往外排水，等到脫水時(shí)間到了，看是否達(dá)到了洗的次數(shù)，若次數(shù)滿了就自動(dòng)響，提醒我們洗衣結(jié)束。其中具體的有：
在選擇洗滌的方法中，有強(qiáng)中弱的洗滌和超聲波/揉搓式的洗滌，我們用電機(jī)朝著一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間來(lái)說(shuō)明選擇的是強(qiáng)中弱里面的哪一種，（強(qiáng)——50秒、中——25秒，弱——10秒），超聲波和揉搓式分別設(shè)置了按鈕，可以人為的選擇。
在洗滌時(shí)間里面呢和洗滌的方法同樣，用一個(gè)按鈕來(lái)決定洗滌的時(shí)間，初次設(shè)置了三個(gè)時(shí)間分別是：五分鐘，十分鐘和十五分鐘。
同理脫水時(shí)間可以設(shè)置成一分鐘和三分鐘。這時(shí)可以認(rèn)為選擇的。假如，人不去選擇這些，就需要我們?cè)O(shè)置默認(rèn)得模式，就像強(qiáng)中弱的洗滌方面默認(rèn)是中，洗滌時(shí)間里面默認(rèn)是五分鐘，脫水時(shí)間里面默認(rèn)是一分鐘。在揉搓式和超聲波的洗滌方面如果人為的不去選擇會(huì)默認(rèn)成兩者同用（先超聲波后揉搓式）。
在這過(guò)程中我們用到了幾個(gè)輔助繼電器，它們分別表示的是：
M1——洗衣機(jī)開始運(yùn)行（加水過(guò)程）
M2——洗滌過(guò)程
M3——排水過(guò)程
M4——脫水過(guò)程
M5——洗滌完成
M6——鳴蜂提示
4-6梯形圖
以上是對(duì)洗衣機(jī)程序的設(shè)計(jì)。具體細(xì)化成八段程序：
（1） 初始化：接通程序的掃描周期（M8002），三個(gè)不同的把十進(jìn)制數(shù)分別傳放到三個(gè)數(shù)據(jù)寄存器里面。
（2） 起/停：接通啟動(dòng)按鈕，洗衣機(jī)運(yùn)行，并把三個(gè)不同十進(jìn)制的數(shù)送到了三個(gè)不同的數(shù)據(jù)寄存器。
（3） 進(jìn)水：水滿后，水位開關(guān)閉合，將信號(hào)發(fā)給輔助繼電器M1，M1閉合，表示水滿，進(jìn)入下面工作，工作狀態(tài)繼電器M0閉合，水滿狀態(tài)和其他狀態(tài)出觸點(diǎn)斷開，輸出繼電器Y0釋放，進(jìn)水閥關(guān)閉。
（4） 洗滌：這里面先進(jìn)入洗滌狀態(tài)，在洗滌在狀態(tài)里面輔助繼電器M2閉合，在M2閉合時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)寄存器D1的值選擇洗滌時(shí)間，再選擇洗滌方式。最后在電機(jī)正反轉(zhuǎn)上輸出。
（5） 排水：控制排水時(shí)間繼電器閉合，進(jìn)入排水狀態(tài)，按照設(shè)定的排水時(shí)間開始排水，最后輸出繼電器Y01開啟，控制排水閥。
（6） 脫水：排水閥開始排水之后，進(jìn)入脫水狀態(tài)，這時(shí)候輔助繼電器M4（脫水狀態(tài)）閉合了，經(jīng)過(guò)脫水時(shí)間繼電器T102，在輸出繼電器Y011（控制脫水電動(dòng)機(jī)）合上，這個(gè)時(shí)候繼電器合上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)。
（7） 洗滌次數(shù)：在脫水時(shí)間繼電器閉合的同時(shí)，在右側(cè)數(shù)據(jù)寄存器D10里面的數(shù)會(huì)自動(dòng)減一。也就是說(shuō)，脫水時(shí)間繼電器合上一次，數(shù)據(jù)寄存器D10里面的數(shù)會(huì)被減一。等到數(shù)據(jù)寄存器D10中的數(shù)和零相等的時(shí)候，輔助繼電器M5（進(jìn)入洗滌完成后）合上。
（8） 鳴笛：洗滌完成就開始鳴笛，這個(gè)時(shí)候輔助繼電器M6（進(jìn)入鳴笛狀態(tài)）合上，按照鳴笛時(shí)間繼電器T103里面設(shè)置的數(shù)為鳴笛的時(shí)間，從控制鳴笛的輸出繼電器Y010輸出。
4-7電機(jī)連接結(jié)構(gòu)圖
再次控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)用的是單向的交流電，所以在繼電器上接的是一進(jìn)一出的模式如上面的右視圖所示。上面的左視圖是控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)開關(guān)接1時(shí)，電路被聯(lián)通，從A點(diǎn)流向電容器C，再經(jīng)B點(diǎn)和Y點(diǎn)最后通道QG出去。這時(shí)BY線圈有磁場(chǎng)，AX是為電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)開關(guān)接在2上，電流從2點(diǎn)經(jīng)過(guò)走到AX點(diǎn)，最后從QG流出。這時(shí)AX產(chǎn)生磁場(chǎng)，BY控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。
結(jié) 論
通過(guò)這段時(shí)間的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，從最初簡(jiǎn)單好奇的選題，到中間資料查詢，隨著一點(diǎn)點(diǎn)深入的了解，從最初一頭霧水，到現(xiàn)在對(duì)自己的設(shè)計(jì)的完成，讓我再一次復(fù)習(xí)了四年所學(xué)的課程內(nèi)容，除此之外，額外了解到了超聲波的一些內(nèi)容以及學(xué)到全自動(dòng)洗衣機(jī)的一些知識(shí)，整體而言還是很喜歡對(duì)這些知識(shí)的了解，其中最喜歡的還是PLC技術(shù)，雖然這在上學(xué)期學(xué)過(guò)，也做過(guò)相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，但是針對(duì)PLC編程的學(xué)習(xí)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，雖然現(xiàn)在學(xué)的全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC也不是很復(fù)雜，但自己還是獨(dú)立完成了整個(gè)過(guò)程的編程。對(duì)這段時(shí)間的努力，讓我學(xué)到了以下幾點(diǎn)：
（1） 做事前，先做好前期工作，如我做全自動(dòng)洗衣機(jī)前到商場(chǎng)去做調(diào)查，了解到目前市場(chǎng)上的洗衣機(jī)的缺點(diǎn)有洗衣粉是按照衣服的重量投放，而非按照衣服的的干凈程度投放，這就促使人們?yōu)榱藢⒁路锤蓛暨^(guò)多投放洗衣粉，最后漂洗的時(shí)候出現(xiàn)了漂洗不干凈，一部分人會(huì)拿出來(lái)繼續(xù)用水漂洗，這就造成了水和洗衣粉的浪費(fèi)。所以我針對(duì)這種情況設(shè)計(jì)了最新的洗衣機(jī)。
（2） 做事中，學(xué)會(huì)一物多用，例如目前市場(chǎng)并沒有機(jī)械洗和超聲波洗，所以我將它倆結(jié)合，卻發(fā)現(xiàn)超聲波洗不好弄，最后看到清洗機(jī)上用的超聲波器件，于是將它用到了洗衣機(jī)上。
（3） 了解到洗衣機(jī)的相關(guān)環(huán)節(jié)的知識(shí)
（4）這次設(shè)計(jì)主要是在揉搓式洗衣機(jī)總體結(jié)構(gòu)上加了超聲波的兩個(gè)元件：超聲波發(fā)生器和超聲波換能器。這樣就講超聲波洗滌和揉搓式洗滌相結(jié)合。
（5）針對(duì)設(shè)計(jì)的情況，做了相應(yīng)的PLC，從而在控制方面做到相對(duì)完善一點(diǎn)。
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致 謝
從最初選題到中間開題報(bào)告，中期答辯一直到現(xiàn)在，自己做設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，劉安生老師都在耐心的給我講述每個(gè)不懂得地方，幫助我修改，每次做到自己最心煩的時(shí)候，老師都會(huì)安慰道：“沒事，不急，慢慢來(lái)”。其中有很多我忘了東西，都會(huì)當(dāng)面問(wèn)老師，或者在電話或QQ 上面問(wèn)老師，不管多晚，老師只要看到，都會(huì)耐心地教我，知道我完全懂了，老師才下線。這期間也感謝 老師每個(gè)階段的提醒我們要跟上進(jìn)度，按規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成我應(yīng)該做的內(nèi)容，而我時(shí)而做的興奮，時(shí)而做的苦惱，最后還在默默堅(jiān)持，期間也會(huì)有室友和同學(xué)陪我一起努力，他們幫我安裝一些軟件等之類的忙。還是很感謝大家的陪伴和幫忙，讓我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
附錄1：外文譯文
一個(gè)動(dòng)態(tài)模型和數(shù)值研究中使用的液體平衡器自動(dòng)洗衣機(jī)
摘要
自動(dòng)洗衣機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)有兩個(gè)主要的技術(shù)難題。一個(gè)是浴缸的碰撞對(duì)框架在其早期的開始旋轉(zhuǎn)階段。一個(gè)因素導(dǎo)致這種不穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)對(duì)象可以歸因于液體平衡器內(nèi)液體的撓度由于不平衡質(zhì)量。本研究提出了一個(gè)中間板的安裝，以避免液體的偏轉(zhuǎn)和CFD方法用于驗(yàn)證其有效性。另一個(gè)是旋轉(zhuǎn)振動(dòng)發(fā)生在高速旋轉(zhuǎn)的籃子和奶昔。
它的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心。這是因?yàn)樵诟呔馄鞑荒墚a(chǎn)生足夠的恢復(fù)力量旋轉(zhuǎn)速度。有必要采用均衡器中的多族為了增加恢復(fù)力量。分析配置使用一個(gè)動(dòng)態(tài)模型已經(jīng)完成。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)洗衣機(jī)；液體平衡器；不平衡質(zhì)量恢復(fù)力；動(dòng)態(tài)模型；計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)。
1.介紹
自動(dòng)洗衣機(jī)已經(jīng)演示了一個(gè)穩(wěn)定的全球市場(chǎng)的需求?？梢员灰暈楝F(xiàn)金奶牛，傳統(tǒng)上的貢獻(xiàn)進(jìn)行模擬技術(shù)在電子企業(yè)的積累。然而，他們由于大市場(chǎng)的增長(zhǎng)已經(jīng)停滯不前飛躍在滾筒洗衣機(jī)技術(shù)進(jìn)化的。因此，有必要追求高檔產(chǎn)品和低生產(chǎn)成本通過(guò)質(zhì)量改進(jìn)以保證持續(xù)的需求。自動(dòng)洗衣機(jī)基本上可以撫慰心靈根據(jù)他們的同一標(biāo)準(zhǔn)的七種不同的系統(tǒng)函數(shù)(圖1)，如外情況下，電氣控制，浴缸和籃子，洗滌旋轉(zhuǎn)，供水，排水，和顯示。本研究只關(guān)注由于不平衡控制系統(tǒng)的改進(jìn)，這是第三個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。不平衡控制系統(tǒng)具均衡器的設(shè)計(jì)因素高度，浴缸和外殼之間的差距情況下，沖洗注射器形狀，內(nèi)部液體的平衡器，平衡器類型和擋板的高度。為了提高均衡器的性能系統(tǒng)，這些設(shè)計(jì)因素需要一個(gè)優(yōu)化的過(guò)程。本研究的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)平衡器的形狀，這是一個(gè)自動(dòng)洗衣機(jī)的核心部分。讓我們首先考慮這個(gè)平衡器的作用。清洗和沖洗過(guò)程完成時(shí)，自動(dòng)洗衣機(jī)快速旋轉(zhuǎn)的籃子從洗衣店中提取水。在提取過(guò)程中，洗衣店可能導(dǎo)致不平衡質(zhì)量的偏轉(zhuǎn)洗衣店籃子的底部的一側(cè)。雖然在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的離心力偏轉(zhuǎn)是由于不平衡質(zhì)量，平衡器內(nèi)的液體流動(dòng)抑制這種偏差的程度。
C.-H Jung et al. / Journal of Mechanical Science and Technology 22 (2008) 1843~1852
Fig. 2. Cross section of the balancer (Publicized Utility Model 1999-002708).
C.-H Jung et al. / Jo
outer case
Inner Side
Plate Outer Side
Fluid
tub
liquid balancer
spinning basket suspension rod
unbalance mass
motor
damper
Fig. 1. Schematic diagram of an automatic washing machine system.
自動(dòng)洗衣機(jī)今天兩個(gè)技術(shù)難題方面的平衡。一個(gè)浴缸的碰撞與框架在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的模式開始的rota-tion由于不平衡質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)試集中在這個(gè)問(wèn)題上進(jìn)行負(fù)載條件下的50%和50%的適當(dāng)?shù)呢?fù)載。基于這些條件，可靠性要求不允許浴缸的碰撞與框架水平即使在測(cè)試洗衣機(jī)。另一種是籃子的中心可能存在旋轉(zhuǎn)振動(dòng)高RPM 情況。這個(gè)不平衡旋轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致部件的磨損和噪音。過(guò)度偏轉(zhuǎn)內(nèi)部流體的平衡器，成為浴缸的碰撞的主要原因與框架已經(jīng)在先前的研究被認(rèn)為是。近年來(lái)，一些思想提出了改善這種偏轉(zhuǎn)并應(yīng)用于某些設(shè)計(jì)[2，3]。之一，這些想法提出流可以控制使用一個(gè)擴(kuò)展板外側(cè)面的情況下內(nèi)邊以抑制初始流體偏轉(zhuǎn)(參見圖2)。板安排在均衡器的外邊緣，也是決定一個(gè)有限長(zhǎng)度的內(nèi)在方面為了避免液體的偏轉(zhuǎn)和圓周方向允許自由運(yùn)動(dòng)的液體在高轉(zhuǎn)速范圍。也是一種方法，兩個(gè)垂直板沿圓周安裝提出了將室內(nèi)空間劃分為三個(gè)種族。此外，Bae [5]提出了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，可以解釋洗衣店的不平衡力和恢復(fù)力使用動(dòng)態(tài)模型。這個(gè)模型可以用來(lái)找到一個(gè)方法，減少了由不平衡離心力發(fā)生在穩(wěn)態(tài)條件下質(zhì)量。本研究的目的主要可以分為兩個(gè)問(wèn)題。一個(gè)是建立一個(gè)平衡器動(dòng)態(tài)模型的基礎(chǔ)上提出的理論Bae等[5]。這個(gè)模型的結(jié)果可以作為一個(gè)設(shè)計(jì)指南。另一種是液體的過(guò)度偏轉(zhuǎn)的可視化生成在早期階段的均衡器的旋轉(zhuǎn)模式通過(guò)應(yīng)用CFD方法。我們也提出一個(gè)方法，控制這些偏轉(zhuǎn)和模擬進(jìn)行。
2.調(diào)查使用實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)模型
?2.1瞬態(tài)試驗(yàn)(2比賽)
幾種方法控制流體瞬態(tài)的撓度考慮和分析如下：一種方法適用于兩站比賽室的平衡器，而不是一個(gè)種族，這種方法降低了均衡器的寬度在沖洗注射器注入沖洗的方法，平衡器內(nèi)液體應(yīng)用的類型，內(nèi)部的肋均衡器的結(jié)構(gòu)，和阻尼器的高度。本研究將描述液體的運(yùn)動(dòng)根據(jù)種族數(shù)量從1到2的變化。在一場(chǎng)比賽的情況下，存在小的振動(dòng)在高轉(zhuǎn)速范圍。此外，它代表了一個(gè)限制在控制早期的流體偏轉(zhuǎn)。因此，兩場(chǎng)比賽被用來(lái)解決這樣的問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自動(dòng)洗衣機(jī)使用6公斤。平衡器內(nèi)的液體染黑漆和0.5公斤，1公斤的不平衡質(zhì)量是安裝在上、下兩院的籃子里，分別。均衡器的封面是由一個(gè)透明的壓克力板觀察內(nèi)部流體的運(yùn)動(dòng)。液體的行為被記錄使用高速相機(jī)能拍攝3000幀每秒的速度在籃子旋轉(zhuǎn)不平衡在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的模式。
拍照，我們開始的時(shí)間是6秒后的開始旋轉(zhuǎn)的籃子接近300 ~ 400轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。這個(gè)點(diǎn)還不穩(wěn)定狀態(tài)，但在瞬態(tài)。
圖3說(shuō)明了平衡器內(nèi)的液體的行為時(shí)，不平衡質(zhì)量是1公斤。平衡器的作用是生成恢復(fù)力量，補(bǔ)償產(chǎn)生的不平衡離心力在穩(wěn)定狀態(tài)。在這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，液體的行為被認(rèn)為是一個(gè)國(guó)家之前完全acti-vated恢復(fù)力量。同樣，這一刻可以被視為由不平衡力。
此外，很明顯，水提升當(dāng)浴缸里靠近右邊的框架(+ X方向)。圖3顯示了圖像在浴缸里的碰撞與框架。也見過(guò)的身體碰撞后的水上升下降(這里沒有顯示)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)是ob-served重復(fù)性行為早在瞬態(tài)(浴缸后6秒內(nèi)開始旋轉(zhuǎn))?；谶@些行為，很明顯，液體平衡器和兩個(gè)種族不能完全解決液初撓度。理論考慮，然而，它驗(yàn)證了均衡器的兩場(chǎng)比賽中增加了恢復(fù)力通過(guò)擴(kuò)展其線性范圍相比，與一個(gè)種族在穩(wěn)態(tài)(高轉(zhuǎn)速范圍)。下一節(jié)將演示這個(gè)結(jié)果的更多細(xì)節(jié)。
附錄2：外文原文
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