KA-J5001L型连接头结构改良设计建模

许小娟

（苏州高等职业技术学校，江苏 苏州 215009）

KA-J5001L型连接头结构改良设计建模

许小娟

（苏州高等职业技术学校，江苏 苏州 215009）

随着人们生活水平的提高，小家电诸如榨汁机的普及，使人们越来越重视实用功能外的噪音问题。小家电的噪音来源有很多，本文研究的KA-J5001L型榨汁机噪音来源主要有电机本身的噪音、过滤网刀盘组件旋转产生的噪音以及整机振动产生的噪音等。连接头本身的结构问题导致动平衡数据不稳定，直接影响到噪音问题。本文从改变连接头的结构研究入手，研究哪种结构能够使连接头的动平衡数据更加稳定或趋于小值。

榨汁机；噪音；连接头；结构

1 小家电噪音控制概述

榨汁机是小家电中较为普遍的家用电器之一。随着科技的发展，人们物质生活的丰富与提高，用户对榨汁机的要求也越来越高。除了考虑榨汁机的使用功能外，人们越来越多地注重榨汁机这种小家电的噪音问题，因为噪音问题与人类的健康息息相关。

目前，国内外对小家电的噪音问题并没有引起足够的重视，也没有关于小家电噪音控制方面的学术研究论文可以供我们参考。不管是国内品牌还是国外知名品牌，企业更多的是注重小家电的使用功能和外形结构，希望能从视觉方面和使用功能方面吸引消费者的眼球，从而使消费者购买该产品。而在噪音方面，各个企业给予关注较多的则是电机的噪音问题，对于家电本身零部件的生产加工精度、装配精度和结构设计合理性带来的噪音问题研究几乎仅仅以合格为标准。因为这些问题的改良都必定会带来产品生产成本的提高，所以，现在小家电的噪音问题是相当普遍的。

2 KA-J5001L型榨汁机连接头的结构

本文研究的主要内容是KA-J5001L型榨汁机连接头的结构改良问题，希望通过改变连接头的结构，实现整机降噪的目的。通过整机测试，KA-J5001L型LEXY榨汁机噪音主要来自于电机本身的噪音、过滤网刀盘组件旋转产生的噪音以及整机振动产生的噪音等。过滤网组件产生旋转噪音主要分为三组结构，分别为：滤网组件，即滤网片和滤网架；连接头组件，即连接头和连接头镶块；滤网座组件，即滤网座和中心刀。

噪音来源的第二项，即整机的关键零部件——连接头。它的结构、装配、旋转等直接影响到整机噪音，而连接头本身的结构也导致动平衡数据不稳定，直接影响到噪音问题。

连接头起到连接刀盘和电机的作用，是核心部件。离心式榨汁机的工作原理就是使锥形滤网高速旋转，被刀盘粉碎的水果因为离心力的作用被甩到滤网壁面上，其中被炸出的果汁通过滤网直接进入汁流道，而其它较大的不能通过滤网的渣滓就会在离心力的作用下沿着滤网壁向上运动，直至进入渣桶，这样就实现了汁渣分离。因此，离心力的大小直接关系到汁渣分离的效果，而离心力的大小又跟滤网的转速成正比。滤网的转速越高，对电机轴和连接头的配合精度要求也就越高。只有连接头转速稳定，才会降低整机噪音。

3 连接头结构设计改良的意义

通过整机性能测试以及用户模拟测试，目前榨汁机KAJ5001功能板存在一些问题。在测试中，功能板整机振动比较大，噪音偏高。通过拆分功能板不同的零件组合，发现噪音和振动的来源主要是电机，滤网组件和汁流道。而且电机轴与连接头的配合精度低，转动时连接头有明显的摆动现象，因此降噪和减少整机振动首先要降低电机噪音和振动，提高电机轴与连接头的配合精度。

KA-J5001L型榨汁机六卡槽连接头在理论上要求连接头组件（连接头+连接头镶块）动平衡精度≦50mg，但实际动平衡的实验数据并不理想。连接头镶块材料为黄铜，结构简单，与轴上端以螺纹连接，配合部分是除螺纹端的铜镶件与电机轴。故在改善及稳定动平衡实验数据方面主要考虑对连接头的结构进行改良设计。在结构改良上面寻求突破，追求动平衡值的稳定性，从原来的连接头六卡槽圆周均布改为五卡槽、四卡槽、三卡槽结构圆周方向均布。

原六槽结构连接头在用户使用完毕清洁时能够方便地进行卡位装配，将刀盘通过六槽连接头顺利卡入，简单旋转一定的小角度就可以达到与电机连接的目的，非常方便。为了达到用户卡位方便，加上参照飞利浦竞品结构，导致了六槽连接头注塑模具相对普及，但该结构影响了产品的动平衡数据稳定性，而且开发模具的成本也较高。

因此，结构改良相当有必要，简化模具复杂度，考虑开发经济性问题，提高零件生产后的动平衡实验数据的稳定性。当然，在连接头改良结构的同时仍旧考虑用户使用榨汁机后清洁完成卡位装配刀盘问题，使得用户在使用时仍能觉得榨汁机操作方便，得心应手。

KA-J5001L型榨汁机六卡槽连接头在加工完成后需要选择一批样本零件做动平衡实验。表1和图1、图2分别是在两批注塑件分别选出的20个样本零件的动平衡数据记录和数据分析图。

表1 动平衡数据记录表

图1 六槽批次一动平衡数据分析图

图2 六槽批次二动平衡数据分析图

批次一的动平衡数据从图形分析上看，动平衡最大值为80.4，最小值为27.6，合格动平衡数值要求为50.0，参与试验零件20个，合格率仅为60%。动平衡数据测试没有达到理想效果。

批次二的动平衡数据从图形分析上看，动平衡最大值为168.2，最小值为27.5，合格动平衡数值要求为50.0，参与试验零件20个，合格率仅为50%。动平衡数据上下波动很大，数据及其不稳定，测试没有达到理想效果。

原因分析：动平衡值是关乎零件旋转振动噪音的主要依据，动平衡值越小越好，越小就越趋于稳定。由于六槽连接头圆周分布较多，注塑件模型较为复杂，造成动平衡数据不是很稳定。

4 连接头结构改良建模软件

原六槽连接头结构改良造型软件使用犀牛Rhino。犀牛Rhino是一个“平民化”的高端软件，性价比更高，初学者使用起来较为得心应手。当用该软件建立各种机械结构时，可以方便地在同一个视窗中观察二维和三维的形状，甚至可以进行360度全角度观察。在构建微小结构的时候，Rhino软件更能够体现出其优越性。

5 结构改良连接头的三维造型

连接头的改良设计是从六槽圆周均布改为五槽、四槽、三槽圆周均布。为对动平衡数据统一作对比分析，对原六槽结构也重新建立3D模型。

用犀牛Rhino软件建立的连接头3D造型如图3、图4、图5和图6所示。

图3 六槽结构轴测图和仰视图

图4 五槽结构轴测图和仰视图

图5 四槽结构轴测图和仰视图

图6 三槽结构轴测图和仰视图

实验分析：

零件加工质量及开槽数对动平衡值都有影响，但零件加工质量对动平衡值影响不大，多组实验下测量同一开槽数不同零件的动平衡值，得到其变化如图7、8、9、10所示，可见每组零件动平衡测量值方差大，说明每组数据的波动大，但是通过多组实验下计算同一开槽数不同零件的动平衡平均值，基本可消除同一开槽数一组零件因加工质量不同所带来的对这一开槽数动平衡值的影响。同时，由图11可见开槽个数对零件的动平衡值影响明显。

图7 开槽零件的动平衡值变化规律

图8 开槽零件的动平衡值变化规律

图9 开槽零件的动平衡值变化规律

图10 开槽零件的动平衡值变化规律

图11 开槽个数对零件动平衡值的影响规律

6 总结

本文以犀牛Rhino软件为平台，对KA-J5001L型榨汁机连接头结构进行了改良设计。由原圆周分布的六槽结构，转变为五槽、四槽、三槽的斜槽结构。并在不影响后续实验数据的前提下，将连接头的镶配件黄铜和连接头做成一体。后续将进一步对建模零件进行加工并分析动平衡数据，以求得最合理的连接头结构。

[1]周新祥．噪声控制及应用实例[M]．第1版．北京：海洋出版社，1999．

[2]马祥琴．家电噪音危害及消减方法[J]．湖南农机，2010(4)：30．

[3]张磊．莱克KA-J7002ESP榨汁机：在安静中享受夏日清凉[J]．家用电器：2010(5)：22．

[4]任璆．三维建模Rhinoceros（犀牛）软件在幕墙设计中的应用[J].机电工程技术：2012，41(7)：164．

The Structure Improvement Design and Modeling of KA-J5001LType Connector

Xu Xiaojuan
(Suzhou Vocational Technical School,Suzhou 215009,Jiangsu)

With the improvement of people's living standard,the popularization of small appliances such as juicer,makes people pay more attention to the noise problem beside the practical function.There are many sources of noise in small appliances.The noise sources of KA-J5001L juicer studied in this paper are from the motor itself,the rotation of filter cutter assembly and the machine vibration,etc.The structure of the connector leads to the instability of dynamic balance data and directly affects the noise problems. This paper studies on the structure types of the connector to make the dynamic balance data more stable or smaller.

juicer;noise;connector;structure

TP391.72

A

1008-6609(2017)07-0094-03

许小娟（1982-），女，江苏苏州人，本科，讲师，研究方向为数控技术。