RU2303092C1

RU2303092C1 - Washing machine

Info

Publication number: RU2303092C1
Application number: RU2005134324/12A
Authority: RU
Inventors: Александра Борисовна Сурмилова (RU); Александра Борисовна Сурмилова; Борис Иванович Сурмилов (RU); Борис Иванович Сурмилов; Сергей Николаевич Алехин (RU); Сергей Николаевич Алехин; Людмила Петровна Сурмилова (RU); Людмила Петровна Сурмилова
Original assignee: ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ЮРГУЭС)
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-07-20
Also published as: RU2005134324A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: washing machine has casing incorporating main electric engine, tank including washing drum, heating member, level sensor, control unit and drum balancing device. The latter includes movable counterweight and hollow shaft with guides formed on shaft end and extending perpendicular to its axis. Slide with toothed rack is adapted for moving in guides. Washing drum is mounted on pin positioned within hollow shaft for independent rotation by means of main electric engine. Counterweight is fixed on upper part of slide for radial displacement relative to drum and rotation around its outer surface by means of two simultaneously operating additional electric engines. One of said electric engines is mounted on surface of hollow shaft and is connected through reducer and toothed transmission to slide rack. Other electric engine is connected to hollow shaft through belt transmission. Control unit is adapted for determining unbalance position and weight.

EFFECT: substantial reduction in metal usage owing to elimination of heavy counterweights from machine design, decreased dynamic loading and improved operating characteristics of machine.

1 dwg

Description

Изобретение относится к стиральным машинам для автоматической стирки белья, применяемым в быту и на предприятиях службы быта.The invention relates to washing machines for automatic washing of linen used in everyday life and at service enterprises.

Известна стиральная машина, содержащая размещенные в корпусе основной электродвигатель, бак с моющим барабаном, командоаппарат, сливной насос, клапаны, нагревательный элемент, датчики температуры, демпфирующие грузы и датчик уровня стирающего раствора (А.Г.Кобелев. Справочник слесаря по ремонту сложной бытовой техники. Москва, Высшая школа, 1991, с.138-162).A washing machine is known that contains a main electric motor, a tank with a washing drum, a control unit, a drain pump, valves, a heating element, temperature sensors, damping weights and a level sensor of a washing solution (A. Kobelev. Handbook for repairing complex household appliances Moscow, Higher School, 1991, p.138-162).

Известная стиральная машина имеет значительную металлоемкость за счет большой массы противовесов, но уравновешивание этим способом обеспечивается недостаточно, так как машина имеет большие вибрации в режиме отжима.The known washing machine has a significant metal consumption due to the large mass of counterweights, but balancing this way is not provided enough, since the machine has large vibrations in the spin mode.

В качестве ближайшего аналога принята стиральная машина, содержащая размещенные в корпусе основной электродвигатель, бак с моющим эллипсовидным барабаном, нагревательный элемент, датчик уровня, устройство уравновешивания барабана, включающее подвижный противовес и полый вал, на торце которого перпендикулярно его оси выполнены направляющие, в которых перемещается ползун с зубчатой рейкой, и блок управления (RU 2230844 С1, 20.06.2004).The closest analogue is a washing machine containing a main electric motor located in the housing, a tank with a washing ellipsoidal drum, a heating element, a level sensor, a drum balancing device, including a movable counterweight and a hollow shaft, on the end of which there are guides in which it moves a slider with a gear rack, and a control unit (RU 2230844 C1, 06/20/2004).

Недостатком ближайшего аналога является то, что выполнение барабана эллипсовидным влечет за собой либо изменение наружных размеров машины по ширине, либо уменьшение массы загружаемого белья при сохранении габаритов наружного корпуса машины. Кроме того, большая нагрузка на подвижное сочленение барабана с валом и на элементы червячной пары редуктора значительно ускоряет износ комплектующих элементов узла.The disadvantage of the closest analogue is that the execution of the drum is ellipsoidal entails either a change in the external dimensions of the machine in width, or a decrease in the mass of the loaded laundry while maintaining the dimensions of the outer casing of the machine. In addition, a large load on the movable joint of the drum with the shaft and on the elements of the worm gear pair significantly accelerates the wear of component parts of the assembly.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении надежности машины и качества отжима белья, снижении металлоемкости за счет удаления противовесов барабана и улучшении эксплуатационных характеристик за счет снижения динамических нагрузок, возникающих в результате недостаточного уравновешивания моющего барабана.The technical result achieved by the implementation of this invention is to increase the reliability of the machine and the quality of the spin cycle, reducing the metal consumption by removing the counterweights of the drum and improving performance by reducing dynamic loads resulting from insufficient balancing of the washing drum.

Указанный технический результат достигается тем, что в стиральной машине, содержащей размещенные в корпусе основной электродвигатель, бак с моющим барабаном, нагревательный элемент, датчик уровня, устройство уравновешивания барабана, включающее подвижный противовес и полый вал, на торце которого перпендикулярно его оси выполнены направляющие, в которых перемещается ползун с зубчатой рейкой, и блок управления, согласно изобретению моющий барабан смонтирован на валу, расположенном внутри полого вала с возможностью независимого вращения от основного электродвигателя, причем противовес закреплен на верхней части ползуна с возможностью движения в радиальном направлении относительно барабана и вращения вокруг его наружной поверхности посредством двух работающих одновременно дополнительных электродвигателей, один из которых смонтирован на поверхности полого вала и через редуктор и зубчатую передачу связан с рейкой ползуна, а другой - связан с полым валом через ременную передачу, при этом блок управления выполнен с возможностью определения положения и массы дисбаланса.The specified technical result is achieved by the fact that in a washing machine containing a main electric motor, a tank with a washing drum, a heating element, a level sensor, a drum balancing device including a movable counterweight and a hollow shaft, at the end of which there are guides perpendicular to its axis, which moves the slider with a gear rack, and the control unit according to the invention, the washing drum is mounted on a shaft located inside the hollow shaft with the possibility of independent rotation I am from the main electric motor, and the counterweight is mounted on the upper part of the slider with the possibility of radial movement relative to the drum and rotation around its outer surface by two simultaneously operating additional electric motors, one of which is mounted on the surface of the hollow shaft and is connected to the rail through the gearbox and gear a slider, and the other is connected to the hollow shaft via a belt drive, while the control unit is configured to determine the position and mass of the imbalance .

На чертеже представлена стиральная машина (вид сбоку).The drawing shows a washing machine (side view).

На подшипниковых опорах вращения 1 внутри полого вала 6 установлен вал 19 моющего барабана 2. Вращается барабан 2 от основного двухрежимного электродвигателя 17. Полый вал 6 вращается на своих подшипниках 5, 10 и приводится в движение через зубчато-ременную передачу от дополнительного электродвигателя 7 с регулируемой частотой вращения.On the bearings of rotation 1 inside the hollow shaft 6, the shaft 19 of the washing drum 2 is installed. The drum 2 rotates from the main dual-mode electric motor 17. The hollow shaft 6 rotates on its bearings 5, 10 and is driven through a gear-belt drive from an additional electric motor 7 with adjustable rotational speed.

На левом (по схеме) торце полого вала перпендикулярно его оси выполнены направляющие 4, в которых перемещается ползун 16, с одной стороны которого выполнена зубчатая рейка, а другой (верхней) стороной ползун выходит за диаметр барабана 2, где к нему под прямым углом жестко прикреплен противовес 3. Перемещение ползуна осуществляется через редуктор 14 от отдельного электродвигателя 15, который смонтирован на поверхности полого вала 6. Электродвигатель 15 с червячным редуктором 14 закреплены на наружной стороне полого вала, а выходной валик 13 редуктора 14 с конической шестерней 12 проходит через отверстие в стенке полого вала и проходит внутрь него, где шестерня 12 входит в зацепление с конической шестерней 11, жестко посаженной на отдельном валике, который вращается в своих подшипниках внутри полого вала 6. На противоположной стороне этого валика жестко посажена цилиндрическая шестерня 18, входящая в зацепление с рейкой ползуна 16. На противоположной стороне от редуктора 14 по диаметру полого вала жестко закреплен противовес 8, уравновешивающий электродвигатель 15 и редуктор 14.On the left (according to the scheme) end face of the hollow shaft perpendicular to its axis, guides 4 are made in which the slider 16 moves, on one side of which a gear rack is made, and on the other (upper) side the slider extends beyond the diameter of the drum 2, where it is rigidly angled to it a counterweight is attached 3. The slide is moved through the gearbox 14 from a separate electric motor 15, which is mounted on the surface of the hollow shaft 6. The electric motor 15 with the worm gear 14 is mounted on the outside of the hollow shaft, and the output roller 13 is reduced Ora 14 with a bevel gear 12 passes through an opening in the wall of the hollow shaft and passes inside it, where the gear 12 is engaged with a bevel gear 11, rigidly mounted on a separate shaft, which rotates in its bearings inside the hollow shaft 6. On the opposite side of this roller a cylindrical gear 18 is rigidly set, which engages with the slide of the slider 16. On the opposite side of the gearbox 14, a counterweight 8, balancing the electric motor 15 and gearbox 14 is rigidly fixed by the diameter of the hollow shaft.

Таким образом, при вращении шестерни 18 с помощью описанного привода ползун 16 с противовесом 3 получает движение вдоль радиуса моющего барабана 2, при этом противовес 3 будет перемещаться ближе или дальше относительно наружной стороны обечайки барабана, удаляясь или приближаясь к нему.Thus, when the gear 18 is rotated using the described drive, the slider 16 with the counterweight 3 receives movement along the radius of the washing drum 2, while the counterweight 3 will move closer or further relative to the outside of the drum shell, moving away or approaching it.

Электрическое питание привод ползуна получает через токосъемные кольца 9, так как он вращается вместе с полым валом 6.The drive of the slider receives electrical power through the slip rings 9, as it rotates with the hollow shaft 6.

В данной стиральной машине разработано устройство уравновешивания вращающегося барабана в режиме отжима и сушки белья. Моющий барабан вращается на валу 19 и приводится в движение от основного двухрежимного электродвигателя 17.This washing machine has developed a device for balancing a rotating drum in the spin and drying mode. The washing drum rotates on the shaft 19 and is driven from the main dual-mode electric motor 17.

Вал 19 располагается внутри полого вала 6 с возможностью независимого вращения. Полый вал 6 получает вращение от дополнительного электродвигателя 7 с регулируемой частотой вращения через зубчато-ременную передачу. Вал 6 с левой стороны оканчивается направляющими 4, которые расположены перпендикулярно оси вала и в которых перемещается ползун 16 с зубчатой рейкой. Верхняя часть ползуна (по схеме) оканчивается грузом противовеса 3, который располагается над наружной поверхностью цилиндрической части барабана 2 по его длине. При этом противовес вращается вокруг наружной поверхности барабана от электродвигателя 7 с регулируемой частотой вращения. Частота вращения электродвигателя привода полого вала отслеживается блоком управления и может быть больше или меньше частоты вращения моющего барабана, что дает возможность выбрать положение противовеса строго противоположное расположению возмущающего усилия. Кроме этого, противовес перемещается и в радиальном направлении от второго дополнительного электродвигателя 15, который установлен на полом валу и уравновешен контргрузом 8, расположенным диаметрально на противоположной стороне окружности полого вала. Электродвигатель 15 с червячным редуктором, коническими шестернями, рейкой и контргрузом вращаются вместе с полым валом. Электрическое питание двигатель 15 получает через контактные кольца 9, расположенные на полом валу.The shaft 19 is located inside the hollow shaft 6 with the possibility of independent rotation. The hollow shaft 6 receives rotation from an additional electric motor 7 with an adjustable speed through a gear-belt transmission. The shaft 6 on the left side ends with guides 4, which are perpendicular to the axis of the shaft and in which the slider 16 moves with a gear rack. The upper part of the slider (according to the scheme) ends with the weight of the counterweight 3, which is located above the outer surface of the cylindrical part of the drum 2 along its length. In this case, the counterweight rotates around the outer surface of the drum from the electric motor 7 with an adjustable speed. The rotational speed of the hollow shaft drive electric motor is monitored by the control unit and may be greater or less than the rotational speed of the washing drum, which makes it possible to select the counterweight position strictly opposite to the location of the disturbing force. In addition, the counterweight moves radially from the second additional electric motor 15, which is mounted on the hollow shaft and balanced by the counterweight 8, which is located diametrically on the opposite side of the circumference of the hollow shaft. An electric motor 15 with a worm gear, bevel gears, a rack and a counterweight rotates together with a hollow shaft. The motor 15 receives electrical power through the slip rings 9 located on the hollow shaft.

С удалением и приближением противовеса к стиральному барабану 2 изменяется величина действующей на него центробежной силы. Эти перемещения противовеса по кругу и вдоль радиуса барабана происходят в момент разгона барабана при включении режима отжима белья.With the removal and approach of the counterweight to the washing drum 2, the magnitude of the centrifugal force acting on it changes. These movements of the counterweight in a circle and along the radius of the drum occur at the time of acceleration of the drum when the spin mode is turned on.

При включении режима отжима белье располагается по внутренней поверхности моющего барабана произвольно, при этом образуются неуравновешенные массы и неизбежно возникает дисбаланс, вызывающий большую вибрацию, которая не позволяет увеличить обороты барабана при отжиме белья. Для исключения этих явлений предлагается устройство, которое путем одновременных перемещений противовеса 3 в двух указанных направлениях осуществляет полное уравновешивание барабана с учетом изменяющейся массы белья в процессе его отжима, что дает возможность значительно увеличить частоту вращения барабана и, следовательно, улучшить качество отжима. В машине установлен командоаппарат и имеется система определения дисбаланса, аналогичная системе балансировочных станков для балансировки автомобильных шин, которая определяет не только положение дисбаланса по окружности, но и его массу. С увеличением радиуса противовеса растет центробежная сила, уравновешивающая центробежную силу возмущения, зависящую от массы белья. Усиленный выходной сигнал от датчиков вибрации передается через токосъемные кольца 9 на двигатели 7 и 15 приводов управления противовесом 3, обеспечивая полное уравновешивание стирального барабана. В процессе отжима с потерей жидкости масса белья будет убывать. Следящая система блока управления, отслеживая это изменение массы, вызывающее вибрацию барабана, сразу будет вносить коррективы в положение уравновешивающего противовеса, обеспечивая полную балансировку, что дает возможность значительно увеличить частоту вращения барабана и производить не только отжим белья, но и сушку.When the spin mode is turned on, the laundry is randomly located on the inner surface of the washing drum, while unbalanced masses are formed and an imbalance inevitably occurs, causing a large vibration, which does not allow to increase the drum speed during the spin cycle. To eliminate these phenomena, we propose a device that, by simultaneously moving the counterweight 3 in the two indicated directions, performs full balancing of the drum, taking into account the changing mass of the laundry during its extraction, which makes it possible to significantly increase the frequency of rotation of the drum and, therefore, improve the quality of the extraction. The machine is equipped with a command device and there is an imbalance determination system similar to the system of balancing machines for balancing car tires, which determines not only the position of the imbalance around the circumference, but also its mass. As the radius of the counterweight increases, the centrifugal force increases, balancing the centrifugal perturbation force, which depends on the mass of the laundry. The amplified output signal from the vibration sensors is transmitted through the slip rings 9 to the motors 7 and 15 of the counterbalance control drives 3, providing complete balancing of the washing drum. During the spin process with loss of liquid, the mass of laundry will decrease. The tracking system of the control unit, tracking this change in mass, causing the drum to vibrate, will immediately make adjustments to the position of the balancing counterweight, providing complete balancing, which makes it possible to significantly increase the speed of the drum and not only spin the laundry, but also dry it.

Claims

A washing machine comprising a main electric motor, a tank with a washing drum, a heating element, a level sensor, a drum balancing device including a movable counterweight and a hollow shaft, at the end of which there are guides at the end of which the slider moves with a gear rack, and control unit, characterized in that the washing drum is mounted on a shaft located inside the hollow shaft with the possibility of independent rotation from the main electric motor, and the counterweight it is insulated on the upper part of the slider with the possibility of radial movement relative to the drum and rotation around its outer surface by two simultaneously operating additional electric motors, one of which is mounted on the surface of the hollow shaft and connected through the gearbox and gear transmission to the slide of the slider, and the other connected to the hollow the shaft through a belt drive, while the control unit is configured to determine the position and mass of the imbalance.