可升降提升筋式滚筒洗衣机

杨 欣，董 雷

（青岛职业技术学院 海尔学院，山东 青岛266555）

市场上销售的所有型号的滚筒洗衣机，由于内筒中的三个提升筋在洗涤、脱水时的高度均固定，因此在脱水时极易造成由于脱水不平衡而导致的震动，甚至无法脱水的现象。造成这种现象的原因是：刚开始脱水时，由于滚筒与被脱水的衣物间有速度差，衣物被提升筋挡住，影响了衣物在滚筒内部的均匀分布，使得滚筒在进行高速旋转时发生强烈的震动。

为解决滚筒洗衣机脱水震动大的问题，市场上销售的滚筒洗衣机常采用加装振动传感器、测速发电机等传感元器件来解决，但在实际使用过程中，由于滚筒内提升筋的阻碍，导致衣物无法摆放均匀，致使传感器动作，时常出现脱水时滚筒不起高速的问题。

1 工作原理

研究结果提供了一种提升筋可自动升降的滚筒洗衣机，以解决滚筒洗衣机脱水时震动大和不起高速的问题。

1.1 基本结构

可升降提升筋式滚筒洗衣机与现在市面上销售的滚筒洗衣机工作原理基本一致，不同之处在于，可升降提升筋式滚筒洗衣机在洗涤时，四连杆提升筋升起，起到与传统滚筒洗衣机洗涤时提升筋相同的作用；可升降提升筋式滚筒洗衣机在脱水时，如果脱水转速大于洗涤转速时，四连杆提升筋升降装置中的四连杆提升筋下降重锤在离心力的作用下动作，使四连杆提升筋瞬间下降。

1.2 具体实施的方法

本装置包括由四连杆提升筋支杆（1）铰支点（图2中的11）和四连杆提升筋支杆（2）铰支点（图2中的15）连接在滚筒上的四连杆提升筋（图1中的组1）、与四连杆提升筋横拉杆（图2中的13）滑动连接的外套（图1中的2），以及四连杆提升筋限位块（图1中的3）、与四连杆提升筋支杆（1）（图2中的12）、重锤（图2中的6）、四连杆提升筋提升拉簧（图2中的5），在滚筒4的内表面每隔1 200的下沉式平面四方体内均匀地各分布一套的四连杆提升筋（图1中的组1）（共三套）及滚筒（图1中的4）组成。

图1 总体结构图（洗涤时）

图2 四连杆提升筋落下状态示意图

2 可升降提升筋式滚筒洗衣机的工作过程

2.1 洗涤或漂洗时的工作过程

经过计算，四连杆提升筋的重锤（图2中的件6）的长×宽×厚=80 mm×80×25 mm，重量大约为1.25 kg的不锈钢；四连杆提升筋升起时（如图3）四连杆提升筋重锤的重心与四连杆提升筋支杆（1）（图2中的12）铰支点（图2中的11）旋转中心之间的距离为40毫米；拉簧的螺旋轴线与四连杆提升筋支杆（2）（图2中的14）的轴线的夹角为150°；四连杆提升筋横拉杆（图2中的13）最高与最低间的高度差为125 mm、重锤的重心与滚筒4中轴线间的有效半径为237 mm、四连杆提升筋提升拉簧5对四连杆提升筋支杆（2）（图2中的14）产生的最大拉力为80 N×sin150=20.8 N。

图3 四连杆提升筋升起状态

在洗涤或漂洗时，滚筒4的转速小于50 r/min。这时重锤产生的离心力大约为8.1 N，此离心力与重锤的重心与四连杆提升筋支杆（1）铰支点（图2中的11）旋转中心之间的距离为40 mm的乘积为0.32 N·m，远远小于四连杆提升筋提升拉簧5对四连杆提升筋支杆（2）铰支点（图2中的15）产生的3.12 N·m的力矩，四连杆提升筋和重锤的位置如图3所示。另外，在设计时人为地使四连杆提升筋中的四连杆提升筋支杆（1）。（图2中的12）与滚筒旋转轴线间的夹角小于900，并用四连杆提升筋限位块（图1中的3）限位。限位的目的就是防止洗涤时四连杆提升筋在被洗涤重物和离心力的双重作用下下降。

2.2 脱水时的工作过程

本滚筒洗衣机的四连杆提升筋下降的临界转速与重锤的质量和重锤的力臂有关，本洗衣机的这个力臂为40 mm。经过计算，当滚筒4的转速超过146 r/min时，重锤的离心力产生的对四连杆提升筋支杆（1）的力矩等于四连杆提升筋提升拉簧5产生的对四连杆提升筋支杆（2）的力矩，使四连杆提升筋有下降的趋势。当然，四连杆提升筋重锤的质量超过1.25 kg，力臂超过40 mm时，临界转速都会下降，但四连杆提升筋的下降高度会小于125 mm，即在滚筒转速大于146 r/min时，重锤产生的离心力才能大于拉簧产生的拉力，四连杆提升筋才能有效地下落。实际上，滚筒洗衣机的脱水转速大于或等于400 r/min。本洗衣机使用时，脱水前预脱水（找平衡）转速需大于160 r/min，时间要大于5秒钟，而且预脱水和主脱水之间的转速衔接时不能停顿。

当滚筒4连续旋转的转速超过160r/min时，重锤的离心力及重量产生的力矩大于拉簧5的拉力产生的力矩时，重锤将逆时针方向拖动四连杆提升筋支杆（1）。当四连杆提升筋支杆（1）与滚筒的旋转轴线间的夹角大于900°时，四连杆提升筋在自身离心力和被洗涤衣物离心力的共同作用下瞬间下降，其有效下降高度大约为120毫米，使四连杆提升筋处于图2的位置。

由于外套（图1中的件2）与四连杆提升筋的四连杆提升筋横拉杆为滑动连接，四连杆提升筋下降时外套会顺着滚筒的外套导槽进入滚筒的外表面。

2.3 脱水结束后的工作过程

随着滚筒4转速的不断下降，重锤的离心力及重量产生的力矩小于拉簧的拉力产生的力矩时，四连杆提升筋有上升的趋势。但由于被洗涤的衣物数量不同，四连杆提升筋的上升有可能是随机的。即便四连杆提升筋不上升，取出被洗涤的衣物后，四连杆提升筋也会在拉簧的作用下自动上升，这并不影响下次洗涤。

3 结束语

使用可升降提升筋式滚筒洗衣机洗衣时，在脱水时会明显地降低洗衣机由于衣物摆放不均匀产生的震动，通过对可升降提升筋式滚筒洗衣机工作原理的分析，我们发现在实际中可以将滚筒洗衣机的三个洗涤时起作用的提升筋进行改造，使之在洗涤时能正常升起、托举衣物，最终自由落下，产生洗涤时“棒击”的效果；在脱水时，为了防止三个提升筋对衣物摆放均匀的影响，使提升筋在高于洗涤转速的条件下落下，以减少脱水震动。与传统滚筒洗衣机更为优越的是，可升降提升筋式滚筒洗衣机，不需加装振动传感器、测速发电机等传感元器件来解决脱水时的震动问题。由于未额外增加电器元件，因此结构较为简单，制造成本较低，实用价值较高。

[1]杨 欣.洗衣机用的同步离合器[P].中国专利:200710016564.4，2009-7-22.