RU2188885C2

RU2188885C2 - Automatic balancing apparatus with vertical spindle of rotation and movable correcting mass

Info

Publication number: RU2188885C2
Application number: RU2000129692A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Скворцов; А.Г. Иванов; Г.Н. Григорьев; В.И. Михайлов
Original assignee: Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я.Яковлева
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-09-10

Abstract

FIELD: domestic washing machines with vertical spindle of rotation. SUBSTANCE: automatic balancing apparatus incorporates annular balancing trough for free motion of steel balls inside it. Balls occupy 1/3 of annular balancing trough internal cavity, 1/3 of said cavity being filled with corrosion-resisting liquid, i. e, 0.2%-solution of NaNo ₂ for preventing washing machine parts from corrosion and improving balancing properties of apparatus. During actuation of washing machine engine, corrosion-resisting liquid and balls settle along the whole length of annular balancing trough at speed up stage of squeezing reservoir. Part of said liquid and steel balls are moved by centrifugal force to external wall of balancing trough to result in variation of inertial moment during speeding up of squeezing reservoir. Reservoir spindle is deflected in the direction of action of centrifugal force applied to unbalancing mass. As a result, greater portion of liquid and metal balls is accumulated in balancing trough half opposite to unbalancing part due to correcting mass redistribution effect. At any arbitrary moment, liquid and balls are accumulated in balancing trough half free of unbalancing mass, which results in unbalance compensation leading to reduction of vibration amplitude of movable part and in reduction of vibration of washing machine housing. EFFECT: increased efficiency and reduced vibration of washing machine parts. 4 dwg

Description

Изобретение относится к автобалансирующим устройствам с перемещением корректирующей массы, а именно к балансировочным кольцам бытовых стиральных машин с вертикальной осью вращения. The invention relates to self-balancing devices with the movement of the corrective mass, and in particular to the balancing rings of household washing machines with a vertical axis of rotation.

Известны автобалансирующие устройства в виде кольца, применяемые в конструкциях бытовых стиральных машин с центробежным отжимом и вертикальной осью вращения. Known auto-balancing devices in the form of a ring used in the construction of household washing machines with a centrifugal spin and a vertical axis of rotation.

Прототипом изобретения является автобалансирующее устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы жидкости внутри корпуса-кольца, имеющее внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости - 35%-ного раствора К₂СО₃ в полости кольца (RU 2123075 С1, 10.12.1998).The prototype of the invention is a self-balancing device with a vertical axis of rotation and the movement of the corrective mass of fluid inside the ring body, having internal radial walls that do not limit the free movement of fluid - 35% solution of K ₂ CO ₃ in the cavity of the ring (RU 2123075 C1, 12/10/1998 )

Недостатком известного автобалансирующего устройства является использование жидкости-раствора в качестве корректирующей массы, а не твердых корректирующих масс, например металлических шариков, имеющих более высокую плотность, вследствие чего эффективность автобалансировки невысока. A disadvantage of the known self-balancing device is the use of a liquid solution as a corrective mass, rather than solid corrective masses, for example metal balls having a higher density, as a result of which the efficiency of self-balancing is low.

Данное изобретение решает задачу создания стиральной машины с уменьшенной амплитудой колебаний ее подвижной части на этапах разгона и установившегося вращения с достижением технического результата, заключающегося в улучшении балансирующих свойств и предотвращении коррозии автобалансирующего устройства. This invention solves the problem of creating a washing machine with a reduced amplitude of oscillations of its moving part at the stages of acceleration and steady rotation with the achievement of a technical result, which consists in improving the balancing properties and preventing corrosion of the self-balancing device.

Указанный технический результат достигается тем, что в автобалансирующем устройстве бытовой стиральной машины с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы - жидкости внутри корпуса-кольца, имеющем внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости в полости кольца согласно изобретению внутри устройства дополнительно установлен кольцевой желоб для свободного перемещения шариков из стали марки ШХ 15, занимающих 1/3 часть внутренней полости балансировочного кольца, а 1/3 часть полости кольца заполнена антикоррозионной жидкостью - 0,2%-ным раствором NaNO₂.The specified technical result is achieved by the fact that in the self-balancing device of a household washing machine with a vertical axis of rotation and the movement of the correction mass — liquid inside the ring body, having internal radial partitions that do not limit the free movement of liquid in the ring cavity according to the invention, an annular groove is additionally installed inside the device for free movement of balls made of steel grade ШХ 15, occupying 1/3 of the internal cavity of the balancing ring, and 1/3 of the cavity the ring is filled with an anticorrosive liquid - 0.2% NaNO ₂ solution.

На фиг.1 представлена установка автобалансирующего устройства в верхней части отжимного резервуара стиральной машины; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - автобалансирующее устройство, вид сверху; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3. Figure 1 shows the installation of the self-balancing device in the upper part of the squeezing tank of the washing machine; figure 2 is the same, a top view; in FIG. 3 - auto-balancing device, top view; figure 4 is a section aa in figure 3.

Автобалансирующее устройство с кольцевым корпусом 1 установлено в верхней части отжимного резервуара 2 бытовой стиральной машины с вертикальной осью вращения "а". Отжимной резервуар 2 расположен внутри подвижной части 3, смонтированной в корпусе 4 посредством опор-растяжек 5. Автобалансирующее устройство имеет радиальные перегородки 6, размещенные внутри корпуса-кольца 1 таким образом, что они не ограничивают свободное перемещение корректирующей массы - жидкости "W" в полости кольца. Эта жидкость занимает 1/3 часть полости кольца и является антикоррозионной (0,2%-ный раствор NaNO₂). Внутри устройства дополнительно установлен кольцевой желоб 7, в котором свободно перемещаются шарики 8 из стали марки ШХ 15, занимающие 1/3 часть полости балансировочного кольца. Желоб 8 закрыт крышкой 9. "L" - уровень жидкости в полости кольца.An auto-balancing device with an annular body 1 is installed in the upper part of the squeezing tank 2 of a household washing machine with a vertical axis of rotation "a". The squeezing tank 2 is located inside the movable part 3 mounted in the housing 4 by means of braces 5. The self-balancing device has radial partitions 6 located inside the housing-ring 1 in such a way that they do not limit the free movement of the correction mass - liquid "W" in the cavity rings. This liquid occupies 1/3 of the cavity of the ring and is anticorrosive (0.2% NaNO ₂ solution). An additional annular groove 7 is additionally installed inside the device, in which balls 8 made of steel of the ШХ 15 grade move freely, occupying 1/3 of the cavity of the balancing ring. The groove 8 is closed by a cover 9. "L" is the liquid level in the cavity of the ring.

Устройство работает следующим образом. При включении двигателя стиральной машины на этапе разгона отжимного резервуара 2 происходит отставание жидкости "W" и металлических шариков 8 по всей длине кольца 1. Часть жидкости и металлических шариков под действием центробежной силы перемещается к внешней стенке кольца, что приводит к изменению момента инерции в процессе разгона. Ось "а" отжимного резервуара отклоняется в сторону действия центробежной силы, приложенной к дебалансной массе (дебалансной силы), в результате чего в половине кольца, противоположной дебалансу, накапливается больше жидкости и металлических шариков за счет действия механизма перераспределения корректирующей массы. В любой произвольный момент времени жидкость и шарики накапливаются в той половине кольца, где нет дебалансной массы, а значит происходит компенсация дебаланса внутренней подвижной части 3 стиральной машины. Перетекание жидкости и перемещение шариков из одной половины кольца в другую обусловлено эффектом компенсации общего дебаланса внутренней подвижной части. The device operates as follows. When the washing machine’s engine is turned on during the acceleration of the squeezing tank 2, the liquid “W” and the metal balls 8 lag along the entire length of the ring 1. Part of the liquid and metal balls under the action of centrifugal force moves to the outer wall of the ring, which leads to a change in the moment of inertia in the process overclocking. The axis "a" of the squeezing tank deviates in the direction of action of the centrifugal force applied to the unbalanced mass (unbalanced force), as a result of which more liquid and metal balls accumulate in the half of the ring opposite to the unbalance due to the action of the redistribution mechanism of the correction mass. At any arbitrary point in time, liquid and balls accumulate in that half of the ring where there is no unbalanced mass, which means that the unbalance of the inner movable part 3 of the washing machine is compensated. The flow of fluid and the movement of the balls from one half of the ring to the other is due to the effect of compensating for the overall unbalance of the inner moving part.

Эффективность противодействия дебалансу для балансировочного кольца оценивается отношением эксцентриситетов центра масс вращающихся частей при действии автобалансирующего устройства и без него:

. В данном устройстве:

где m₀ - масса дебаланса;
r₀ - радиус дебаланса;
m₁ - масса остальных вращающихся частей, не имеющих дебаланса;
m₂ - значение корректирующей массы;
r₂ - расстояние от оси вращения до центра масс корректирующей массы;
ρ₂ - плотность шариков из стали марки ШХ 15;
V₂ - скорость перемещения корректирующей массы.The effectiveness of counteracting unbalance for the balancing ring is estimated by the ratio of the eccentricities of the center of mass of the rotating parts with and without the action of the self-balancing device:

. In this device:

where m ₀ is the mass of unbalance;
r ₀ is the unbalance radius;
m ₁ is the mass of the remaining rotating parts that do not have unbalance;
m ₂ is the value of the correction mass;
r ₂ is the distance from the axis of rotation to the center of mass of the correction mass;
ρ ₂ is the density of balls of steel grade SHX 15;
V ₂ - the speed of movement of the corrective mass.

Благодаря применению металлических шариков, изготовленных из стали марки ШХ15, чем больше плотность ρ₂ согласно (3), тем меньше значение показателя

и выше эффективность гашения колебаний, вызываемых действием дебалансной силы инерции при вращении. При полном перераспределении жидкости и металлических шариков в одну половину кольца произведение V₂r₂ стремится к максимуму при 50-60%-ном объеме заполнения внутренней полости автобалансирующего устройства жидкостью и металлическими шариками, поэтому шариками заполнена 1/3 часть полости балансировочного кольца, а 1/3 часть полости кольца заполнена антикоррозионной жидкостью - 0,2%-ным раствором NaNO₂ в целях предотвращения коррозии и улучшения балансирующих свойств устройства.Due to the use of metal balls made of steel grade ШХ15, the higher the density ρ ₂ according to (3), the lower the value

and higher efficiency of damping oscillations caused by the action of unbalanced inertia during rotation. With the complete redistribution of liquid and metal balls into one half of the ring, the product V ₂ r ₂ tends to a maximum at a 50-60% volume of filling the inner cavity of the self-balancing device with liquid and metal balls, so 1/3 of the cavity of the balancing ring is filled with balls, and 1 / 3 part of the cavity of the ring is filled with an anticorrosive liquid - 0.2% NaNO ₂ solution in order to prevent corrosion and improve the balancing properties of the device.

Claims

The self-balancing device of a household washing machine with a vertical axis of rotation and the movement of the corrective mass-liquid inside the ring body, having internal radial partitions that do not limit the free movement of liquid in the ring cavity, characterized in that an annular groove is additionally installed inside the self-balancing device for free movement of balls from steel grade ШХ 15, occupying 1/3 of the internal cavity of the balancing ring, and 1/3 of the cavity of the ring is filled with anti-corrosion liquid - 0.2% NaNO ₂ solution.