洗衣机的分析与设计 - 图文

洗衣机的分析与设计

一、前言：

洗衣机是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。按其额定洗涤容量分为家用和集体用两类。中国规定洗涤容量在6kg以下的属于家用洗衣机：家用洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶（有的洗涤和脱水桶分开）、传动和控制系统等组成，有的还装有加热装置。洗衣机一般专指使用水作为主要的清洗液体，有别于使用特制清洁溶液，及通常由专人负责的干洗。

二、洗衣机的历史发展：

1858年，美国人汉密尔顿·史密斯在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机，当捣衣杵上下运动时，装有弹簧的木钉便连续作用于衣服。19世纪末期的洗衣机已发展到一只用手柄转动的八角形洗衣缸，洗衣时缸内放入热肥皂水，衣服洗净后，由轧液装置把衣服挤干。1874年，美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在木筒里装上6块叶片，用手柄和齿轮传动，使衣服在筒内翻转，从而达到“净衣”的目的。1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。

如今市场上的洗衣机可分为波轮式洗衣机、滚筒式洗衣机和搅拌式洗衣机三大类。接下来我将对以上的波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机分别进行从工作原理、结构、材料、外观造型、市场等方面以洗衣机设计者的角度进行分析介绍。

三、波轮式洗衣机：

依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，波轮式洗衣机中产生机械作用的主要部件是波轮。它设置在洗涤捅底，在电机的驱功下重复作“正转一——停 反转——停——正转”运动。水甩向桶壁．使之沿捅壁上升，造成波轮中心区的负压。因压力差，四周的水迅速向下流动，以弥补波轮四周的水。使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。

以“波轮式双桶洗衣机”为例；波轮式双桶洗衣机主要由洗涤、脱水、进排水、底座和控制等几个部分组成。接通电流后，洗涤电动机在定时器的控制下做正转一停一反转的旋转运动，并通过皮带传动带动波轮作同样性质、低速的旋转运动，从而在洗涤桶中形成涡卷式新水流，正反水流与桶壁的相互翻滚碰撞，将浸泡在洗涤剂中洗涤物

上的污垢溶于水，从而达到洗涤的效果。脱水的基本工作原理是，脱水桶壁上设有许多小孔，当脱水电动机高速旋转时．脱水桶内的洗涤物产生了强大的离心力。由于离心力的作用，洗涤物上的水珠沿旋转线速度的切线方

向被甩出脱水桶，从脱水外桶顺着排水管排出。 （1） 洗涤部分：

洗涤桶是盛放洗涤物和洗涤液并完成洗涤和漂洗任务的容器，要求它对酸碱有良好的抗腐蚀能力，并具有一定的强度和使用寿命。

洗涤桶的几何形状直接影响洗涤物的洗净比和磨损率，洗涤桶的底部形状有斜底面和平底面两种。斜底面的洗涤桶是将桶底设计成与水平方向倾斜一定角度，波轮也以同样倾斜角度放置在底面上，波轮旋转时可形成多方位的水流，且多方位的水流上下翻滚幅度较大，衣物的洗净比较高，但衣物的缠绕和磨损率较大。平底面的洗涤桶桶底呈水平状，波轮也水平放置，波轮旋转时桶内的水流上下翻滚幅度较小，衣物的缠绕和磨损率也较小，衣物的洗净比稍低。洗涤桶形状目前大多采用四周带有圆角的长方形。圆角的大小通常设计为大于50mm，它的主要作用是在洗涤过程中产生小涡流。洗涤桶上有许多半圆形凸起的筋，它的主要作用是在洗涤过程中增加洗涤物与桶壁之间的摩擦，从而提高衣物的洗净比。洗涤桶的材料有铝合金、不锈钢、搪瓷和塑料等。目前，太多数洗衣机的洗涤桶都采用聚丙烯塑料注塑成型。这类洗涤桶一般是和脱水外桶注塑成一体，称为连体桶。这类连体桶的重量比较轻、强度高、绝缘性好、抗腐蚀性能强，且成本低， 使用寿命长。因此在双桶洗衣机的生产中被广泛使用。

渡轮及波轮组件，波轮是波轮式洗衣机实现洗涤和漂洗的主要部件。波轮直径的大小、筋的高低、形状及波轮的安装位置、转速等对洗涂物的洗净比和磨损率有着很大影响。一般来说，波轮的直径小．凸筋矮，转速慢，在桶内形成的水流偏小，衣物翻滚幅度小．因此洗净比低，磨损率小。反之则洗净比高，磨损率大。目前，国产洗衣机所用的波轮有五种，它们分别为小波轮、大波轮、凸波轮、凹波轮和高 波轮。后四种波轮在洗涤桶内与洗涤液接触面积大，洗涤过程中水流的变化也快，故称该水流为新水流，相应的洗衣机为新水流双桶洗衣机。波轮组件通常由波轮、波轮轴衬和轴衬嵌件三部分组成。其中轴衬嵌件通常是用来传递力矩的．它的材料一般是铜，强度较好。

线屑过滤组件，洗涤桶内还装有线屑过滤组件。它的作用是收集洗涤桶内的毛屑、纤维等细小杂物．使之不再回到洗涤物上去．这样反复循环地收集．有利于提高洗涤物的洗净比，洗涤桶底部还装有排水滤盖和小滤盖，排水滤盖上面有许多排水小孔。它的作用是过滤洗涤桶内的脏水，防止异物堵住排水阀和排水管一小滤盖同样起过滤作用．并且可拆下来清洗。溢水滤盖安装在桶壁上，上面有几排长形的腰孔。当洗涤桶内的水位高出你所设定的水位时。水可通过这些小孔迅速从溢水管排出，以防溢水面过高，影响电气安全；另外，长形孔还起着过滤作用，防止大于长形腰孔的悬浮物进入溢水管影响下次溢水和排水。

（2）脱水部分：

脱水部分主要包括脱水外桶、脱水内桶、脱水电动机、刹车机构、减振装置和喷淋装置等部分，结构如图。

脱水外桶，在双桶洗衣机中，脱水外桶一般都和洗涤桶连在一 起，称为连体桶。这样，连体部分的脱水外桶比单独一个脱水外桶昕能承受的来自脱水内桶的打边时产生的力要大，强度要好，而且装配时比较方便?脱水外桶有两个作用：一是用来安放脱水内桶和安装防振橡胶组件和传动轴；二是用来盛喷淋漂洗和脱水桶工作时甩出的水，并通过排水口排出机外。

脱水内桶，脱水内桶是专用来盛放洗涤物实现脱水功能的容

器．同样要求它对酸碱有良好的抗腐蚀能力，并具有相当好的强度它的形状通常是个深的圆筒，其壁上布满许多均匀分布的排水孔一洗涤 物上的水是通过小孔排进脱水外桶的一小孔数目的多少和大小要根据脱水桶的容量和材料设定。显然，小孔数目越多，脱水性能越好。但小孔数目越多，其强度就越差，考虑到脱水桶是个高速旋转的物体，且打边现象又常存在撤小孔的数目不能太多。脱水内桶的类型目前有两种，一是搪瓷桶，二是塑料桶。搪瓷桶是采用低碳钢外涂搪瓷材料烧结而成的，它刚度好，强度高，脱水率高，美观大方：

但它有个致命的弱点——怕碰：脱水内桶在不平衡的状态下非常容易打边使搪瓷桶的搪瓷破裂而生锈，塑料桶一般采用聚丙烯塑料注塑成型，脱水桶外壁和底部设有许多环形的筋，其目的是为了增加脱水桶的强度。与搪瓷桶相比，塑料桶具有重量轻、成本低、使用寿命长等优点。塑料脱水内桶上部一般和脱水桶环组成一个组件，它们是通过旋转摩擦焊的形式焊接在一起的，有的脱水桶环内注入了部分盐水，

用来平衡脱水内桶在起动过程中出现的摆动。脱水内桶底部通常与脱水法兰连接在一起。其目的是增加连接强度。脱水法兰是用铸铝材料铸压成型的．它具有很好的强度和刚度，能够承受来自脱水电动机强大的转矩。从而带动脱水内桶旋转。脱水内桶内装有底盖，其目的是防止高速旋转的脱水桶底部和脱水法兰上的毛刺损伤衣物，装满衣物的脱水内

桶必须压上脱水内盖，其目的是防止小衣物如手帕、袜子等飞出脱水内桶，落入脱水外桶，并缠绕在脱水轴上引起脱水电动机堵转，导致脱水电动机烧毁，或堵塞脱水外桶的排水口。 （3）刹车机构：

刹车盘

双桶洗衣机脱水部分都设置刹车机构，其主要作用是．当脱水盖板被打开时，强行制动高速旋转的脱水电动机．使得脱水内桶在7s内转速降到60r／min以内，防止误伤用户。（未找到图） （4）减振机构：

脱水电动机是直接驱动脱水桶旋转的，由于电动机以1400r／min左右的高速旋转，加上脱水内桶比较高，桶内衣物的分布不叮能很均匀。这样脱水桶的重心就很不稳定，因此在旋转时脱水内桶会产生很大的振动，为了减少脱水桶的振动和偏摆。在脱水电动机与底座之间

安装了减振装置，具体结构如图

减振装置的主要元件是弹簧：上、下簧垫和钢丝、簧套是用来固定弹簧的：当脱水桶的重心与脱水电动机的轴心线重合时，脱水电动机弹簧组件只受铅垂方向的力；当脱水桶盛放衣物偏向一边时．它的重心与脱水电动机的轴心线就不重合了，这时脱水电动机弹簧组件不仅受铅垂方向的力，还受到一个水平方向的力。根据作用力与反作用力的原理，这个力无论来自哪里，弹簧组件则给脱水电动机一个反方向的作用力；在这个反方向力的作用下，脱水桶的重心被修正，脱水桶摆动的幅度就变小 这就是减振装置的工作原理。 （5）进排水部分：

进水系统,进水是洗衣机工作的前奏。目前普通的双桶洗衣机进水系统一般都是手动进水。手动进水系统根据双桶洗衣机的功能不

同，有两种不同的结构，一种是只在洗涤桶内进行洗涤、漂洗，这种形式的进水机构很简单。只要用一根进水软管直接接到洗衣机洗涤桶上方的进水口。水就会自动流进洗涤桶，而不需要任何转换机构；另一

种是可以在脱水桶内进行喷淋漂洗的双桶洗衣机 这种形式的进水结构比较复杂，它需要在控制部分设置注水转换机构。当需要向洗涤桶内注水时，即可向洗涤桶内注水；当需要向脱水桶内注水时，只须拨动一个操作柄或旋钮冰马上就会注入脱水桶内。（注水转换机构主要由进水管、

换向水嘴、注水操作轴和分流器等组成 具体结构如图）

排水系统：双桶洗衣机的排水系统根据它的安装位置，可分为洗 涤桶内排水和洗涤桶外排水两种结构。洗涤桶内排水结构，这种结构如图，它由排水拉带、阀簧、阀组件、连接管(俗称三通)和排水管组成。阀组件安装在连体桶内边沿的导向槽中．阀塞紧压在连体桶排水孔上口沿。阀塞的材料是橡胶，它的直径比连体桶的排水孔直径要大。阀簧安装在控制板座和阀组件之间，对阀组件产生一个向下的作用力，使得阀簧和排水孔配合时有一定的压力。这样，阀塞的密封性增

强了，洗衣机工作时排水孔处就不会渗水。阀塞是一个圆形的环，它与一个筒状的阀轴相连，阀轴上装有溢水管，当水位超过我们所设定的水位时，水就会从溢水管通过阀轴、阀塞流人排水管并排出；连接管的作用是将连体桶的洗涤侧排水孔、脱水侧排水孔与排水管连接起

来并通过排水管排出；连接管与连体桶的脱水侧排水孔之间装有一个底阀片．底阀片的作用是防止连体桶洗涤侧排出的水进入脱水侧。所以，当脱水和排水需要同时进行时，一般情况下在脱水1 分钟后再进行排水。当洗衣机处于洗涤状态时，排水旋钮指向漂洗位置，阀塞压在排水孔处，水不会流出。当需要排水时，可将排水旋钮旋向排水位置，此时排水拉带被拉紧并产生向上的力。这个力克服阀簧的压力，使得阀组件向上产生一段位移。这时洗涤桶内的水会自动通过排水孔流人排水管并排出机体外 脱水

桶侧排水时则不需要作任何动作，水会自动流人排水孔进入排水管排出。

洗涤桶外排水结构洗涤桶外排水结构仍由排水拉带、溢水阀杆组件、连接管(俗称四通)和排水管等组成，结构如图。它的工作作原理

与洗涤桶内排水相似，不同的是阀组件安装在连体桶外边沿的导向槽内．连接管分别和洗涤桶的洗涤侧排水孔、脱水侧排水孔、溢水孔和排水管相连，并通过排水管将水排出机外。 （6）传动部分：

双桶洗衣机的传动系统分为两部分。即洗涤传动部分和脱水传动 部分；脱水部分的传动系统比较简单，它采用直接驱动式．即电动机的旋转动力直接通过连轴培训课堂；器传递到脱水内桶洗涤部分的传动系统比较复杂．它采用两级减速传动装置；第一级传动为皮带减速传动。第二级传动为行星齿轮箱减速传动。将电动机转速从1400r／min左右减小到180r／min左右。 （7）控制部分：

控制部分是双桶洗衣机的指挥部一它的主要作用是用来控制整台洗衣机的运转；具有洗涤定时、水流切换、洗脱排水、注水选择及脱水定时等几个功能。

控制部分电路：如图是双桶洗衣机的控制电路图，从图中可以看出，它由两部分组成，一是洗涤控制电路，二是脱水控制电路。这两部分电路并联在火线与零线之间，相互独立，互不干扰。可以独立操作，也可以同时操作。

四、滚筒式洗衣机：

（1）工作原理：

滚筒式洗衣机是将被洗涤物放在多孔的不锈钢内筒中，内筒装置在盛放洗涤液的外桶里，其洗涤液面高度大约为内筒半径的二分之一。滚筒在电机的带动下旋转，洗涤物在滚筒内随之转动。滚筒内壁沿轴向，设置了三条凸筋（也称举升筋）。依靠滚桶内三条凸筋的作用，将织物举升到高出洗涤液面的某一高度时，内筒转动的时候，举升筋把衣服带着一起转动，逐渐升高，当到达一定高度时，由于内筒

的转速很慢，产生的离心力不足以克服衣服的重量，所以衣服斜着落下来，这种跌落会产生锤击，把衣服里面所含的水，以较高的速度挤出来，使洗涤液与衣服纤维之间有较大的相对运动，衣服在旋转到内筒底部时，又重新吸进较多的洗涤液，举升筋又将衣服带起来。如此反复循环，实现洗涤。脱水的时候，内筒往一个方向做高速旋转，靠惯性离心力的作用，衣服里的水往外迁移，经内壁上的小孔抛散到外筒里。随着滚筒不断的正、反方向运转，织物也不断地被反复托起和落下，并不断地与洗涤液发生撞击。与此同时，织物与织物之间、织物与筒壁之间不断地发生摩擦，这些作用，犹如手搓、板搓、刷洗、甩打等手工洗液的作用，达到洗净的目的。为了提高洗净度，滚筒式洗衣机还具有加热功能，可以对洗涤液自动加热，温度可自动调节（一般控制在40℃ -95℃之间），洗涤液温度的提高又加快了分子的运动速度，加速了洗涤剂的化学作用。所以，滚筒式洗衣机是依靠上述机械、化学和热三种作用，达到洗涤的目的，结构如图。

1.滚筒 2.凸筋 3.洗涤织物 4.洗涤液 5.盛水外桶 6.电动机

滚筒洗衣机的工作原理

（2）结构分析：

1-操作面板 2-洗涤剂 3-内筒 4-圆形前窗 5-玻璃视孔 6-洗涤液面 7-异型密封圈 8-洗涤物 9-外筒排水管 10-排水泵 11-过滤器 12-小皮带轮 13-双速电动机 14-传动三角带 15-洗衣机排水管 16-管状加热器 17-外筒 18-轴承与轴承座 19-大皮带轮 20-外筒的Y型

支架 21-进水电磁阀 22-进水管 23-自来水笼头

滚筒洗衣机的总体结构

大致分为五部分：即洗涤部分、操作部分、给排水系统、支撑部分、电气传动和自动控制部分。

洗涤部分：洗涤部分主要由内桶（不锈钢滚筒）、外桶（盛洗涤水及装脱水器的部件）、内桶叉形架、转轴及滚筒轴承等组成。

内桶及内桶叉形架，结构如图所示：

1.内筒前盖2.内筒3.加强块4.叉形架5.轴衬套6.内筒主轴7.内筒后盖

内筒结构图

1.内筒举升筋2.内筒前盖3.内筒4.圆孔5.衣物投入口

内筒

滚筒是对衣物进行洗涤、漂洗和脱水的关键运转部件，其结构对洗涤效果有着直接影响。

内桶叉形架与内桶铆接在一起，以支撑内桶，结构所示。

1.叉形架固定孔2.叉形架3.主轴

内筒叉形架

外筒及外筒叉形架：

外筒：外筒由外桶前盖、外筒密封圈、外筒扣紧环等组成的封闭盛水桶。外筒底部悬挂驱动电机，为调节重心而设置的平衡物也分别安装在顶部和底部。结构所示：

1.排水管法兰2.外筒 3.外筒后盖4.外筒支板 5.电动机支架 6.橡胶运输杆衬 7.叉形架支架8.上配重支架9.挂簧支架10.外筒支架11.减震器支架12.加热器

支架

外筒结构图

1. 外筒2.外筒橡胶密封圈3.外筒前盖4.外筒扣紧卡环

外筒

外筒叉形架，结构如图所示

1.螺钉连接孔2.叉形架3.轴承座

外筒叉形架

支撑部分：

支撑部分是把整个机芯与机箱及底座连接起来，能起到减震或隔震的作用。由于内筒的直径和质量都很大，所以转动起来惯性也很大，稍不平衡就会硬起振动。因此通常采用双重支撑，使洗衣机的洗涤部件悬吊在外箱体的内部，一是受力点均匀分布。

双重支撑上部采用的是拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端与箱体上部相连，另一端与洗涤外筒连接，既起到了悬吊作用，尤其到了减震作用。下部采用的是弹性支撑装置，一端与洗涤外桶连接，另一端固定在洗

衣机的底座上，可同时起到支撑和减震阻尼的作用。 操作部分：

操作部分包括操作盘和前门结构。

操作盘：操作盘由操作骨架（前面板）、程序标牌（前装饰面版）、程控器旋钮及指示灯组成。

前门：前门由门内环、门外环、玻璃碗、密封圈、手柄、手柄按钮、门手柄抓钩、门手柄销、手柄弹簧及按钮弹簧等组成。 传动部分：

传动部分主要由电动机、皮带轮及传动皮带等组成。

滚筒洗衣机的内筒不仅要以低速、高速转动，而且还要频繁的正反转，由于内筒的质量大，所以动扭矩也要大，这些均要有电动机承担，因此滚筒式洗衣机中对电动机的要求也较高。

目前的洗衣机，广泛采用的是电容运转式电动机，这种电动机具有运行性能和起动性能好，过载能力强的优点。在滚筒式洗衣机中，采用的是电容运转式双速电动机，它是洗衣机得主驱动力源。它由两套绕组装在同一定子上，使之有不同的转速，就相当于两个不同转速的电动机合为一体。在电动机上安装的小皮带轮是用铸钢制成的，而经传动皮带所带动的大皮带轮一般为铝合金制成。大皮带轮与内桶骨架转轴固定在一起，从而实现内桶的转动。 给排水部分：

给排水系统由进水管、进水电磁阀、内进水管、洗涤剂盒、溢水管、回旋进水管、排水波纹管、过滤器、排水泵连接管、排水泵、排

水管等组成。 进水管：

是由两端带有紧固螺纹管接头的橡胶管制成，耐腐蚀、耐老化、耐高水压。一端与洗衣机上的进水电磁阀连接，另一端与自来水笼头连接。内进水管，是连接电磁阀与洗涤剂盒的进水通道，用普通橡胶制成。回旋进水管，是连接洗涤剂盒出水日与盛水桶(外简)进水口的橡胶管，用耐酸碱橡胶制成，自来水由该管进入盛水桶内。 进水电磁阀：

在自动型洗衣机中，进水电磁阀起着控制水源开关的作用。因自来水本身有一定的的压力，当电磁阀断电后，阀芯不动作，水便被控制住。 洗涤剂盒：

它是由洗涤剂盒上盖、分水连动机构、洗涤剂盒骨架、洗涤剂盒抽屉组成。洗涤剂盒上盖内由分水槽和喷嘴组成。当自来水进入洗涤剂盒上盖内时，由喷嘴根据程序指令喷到所指定的水槽内，水由该水槽中的水孔流下，流到洗涤剂盒抽屉中，进入洗衣机盛水桶。 分水连动机构，是洗涤剂盒与程序控制器之间的连接机构，它的一端与洗涤剂盒上盖喷嘴柄连接，另一端与程序控制器分水凸轮接触。当程序控制器工作时，凸轮控制分水连动机构，将自来水按照程序要求，自动分配进水。

洗涤剂盒抽屉，分A、B、C、D四格，不同的格内放入不同的洗涤剂，A格放预洗洗涤剂，B格放主洗洗涤剂，C格内放软化剂，D格内放白粉或香料。各格内的洗涤剂被洗涤剂盒上盖内流下的水按需要先后冲入盛水桶内。 （3）传动部分分析：

滚筒洗衣机的传动系统主要由电动机、电容器、皮带轮及传动皮带等组成。滚筒洗衣机的内筒不仅要以低速、高速转动，而且还要频繁的正反转，由于内筒的质量大，所以启动扭矩也要大，这些均要由电动机来承担，因此在滚筒洗衣机中，对电动机的要求也较高。

目前的洗衣机，广泛采用的是单相电容运转异步电动机，它是洗衣机的主驱动力源。它有两套组装在同一定子上，使之有不同的转速，

就相当于两个不同转速的电动机合为一体。

在电机上安装的小皮带轮是用铸钢制成的，而经传动皮带所带动的大皮带轮一般为铝合金制成。大皮带轮与内筒骨架转轴固定在一起，从而实现内筒的转动。 双速电机：

双速电动机为单相感应电容运转式电动机，绕组装在同一个定子上，使之有不同的转速，是滚筒式洗衣机的动力源，它是由两套12极绕组多脱水时电机转速为2800转/分，即洗涤时电机转速为450转/分，使用的是2极绕组。转速不同，输入和输出功率也不相同。双速电动机2极运转时(脱水)，其输入功率为850W,输出功率为60W。12极运转时(洗涤)，输入功率为250W，输出功率为40W。该电动机具青较好的启动特性(启动转矩大)和运转特性，过载能力强，并设有过热保护装置，电动机一旦发生堵转，绕组温度升高到一定值时，便会自动断电，起到保护电动机的作用。（注：电机极数指的是一相绕组中的磁极

数，在交流电动机显极式绕组中，在一相中每个线圈形成一个磁极，如一相中有两个磁极（N、S极）为两极电机；有四个磁极为四极电机，如此类推；由多个线圈或线圈组构成一相或整体电磁电路的组合都统称为绕组。）

感应式电动机的转速是由定子极数的多少而决定的，因而只要改变电动机定子的极数就可以改变电动机的转速。滚简式洗衣机在洗涤

或漂洗工作时，要求洗涤内筒按一定周期频繁地正、反方向交替运转，并要有相同的洗涤效果，即电动机的输出功率、额定转速及启动转矩等性能指标基本相同，因而，主、副绕组(运转绕组和启动绕组)应只响相同的线径、匝数、节距及绕组型式。当洗衣机脱水时，要求内筒只按一个方向转动，此时的主、副绕组(运转绕组和启动绕组)有着明显的区别：主绕组的线经粗，绕组匝数少，副绕组的线径细，绕组匝数多，直流电阻大。双速电动机通常做成开启式，便于散热和排潮气。 电容器：

与双速电动机配套使用的电容器一般为14?F -20?F。当电动机启动时，电容器串接在启动绕组回路中，由于电容器的容抗作用，可使流入启动绕组的电流在相位上超前于主绕组电流一个电角度，从而形成旋转磁场，致使电动机启动运转。 皮带轮：

滚筒洗衣机是通过皮带传动进行动力传递的。大、小皮带轮均采用铝压铸件，材料为ZL108铝合金（GB/T 1173-1995）。这种材料强度大、

重量轻、使用寿命长。大皮带轮用一个螺钉紧固在从外筒叉形架中伸出的内筒主轴上，小皮带轮装在电动机转轴上。大皮带轮与内筒连在一起。电动机通过小皮带轮带动大皮带轮及内筒旋转。两个皮带轮的直径之比，即是洗衣机电动机与内筒的转速比(由于皮带轮的直径是固定不变的，因此变速比的数值也是不变的。只是由于电动机本身转速改变。才使得内筒在洗涤和脱水时可获得不同的转速)。为了防止大皮带轮松动，在紧固大皮带轮的螺钉时安装了止退垫圈。见图为滚筒式洗衣机的传动部分。

1－电动机 2－内筒 3－外筒 4－大皮带轮 5－小皮带轮 6－皮带

滚筒洗衣机的传动部分

（止退垫圈）

电动机的主要参数: 额定电压：220V

额定功率：1200W 额定频率：50HZ 同步转速：1500r/min

绝缘等级：E级（注：电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H

级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。 绝缘的温度等级 A级 E级 B级 F级 H级 ，最高允许温度（℃） 105 120 130 155 180 ，绕组温升限值（K） 60 75 80 100 125 ，性能参考温度（℃） 80 95 100 120 145 ，定子B级，转子F级。）

电动机的技术要求:

电动机应符合GB/T3758-1996标准要求。

实际电压在额定电压的110%-90%范围内波动时，要求电动机应能在1min内达到稳定转速。

在40%额定电压下，电动机应能空载起动。

电动机定子绕组对机壳的热态绝缘电阻不低于3M?。 电动机定子绕组应能承受电压为130%额定电压、历时1min空载运转试验，而匝间绝缘不发生击穿。

五、国家标准GB／T 4288-2008《家用和类似用途电动洗衣机》

国家标准GB／T 4288-2008《家用和类似用途电动洗衣机》（简称新6A洗衣机国家标准）将于2009年9月1日起正式实施，这是一项综合评定洗衣机的重要国家标准。新国标将对洗衣机产品的洗净比、含水率、噪声、耗水量、洗净均匀度、无故障运行时间等6项指标检测结果全是A级的将被评为6A洗衣机，这将成为消费者选购高端洗衣机的重要依据。

六、洗衣机外壳的材料与加工工艺 ABS塑料：

化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物

ABS为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体共聚而成的聚合物，简称ABS。每种单体都具有不同特性，从形态上看，ABS是非结晶性材料。这就决定了ABS材料的耐低温性、抗冲击性，外观特性，低蠕变性，优异的尺寸稳定性及易加工性等多种特性。且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变ABS的各种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途。合成的ABS有中冲击型、高冲击型、超高冲击型及耐热型四类。由于其具有韧、刚、硬的优点，应用范围已远远超过PS，成为一种独立的塑料品种。ABS既可用于普通塑料又可用于工程塑料。ABS树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。 ABS树脂是丙烯腈、1,3-丁二烯）、苯乙烯三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为（C8H8?C4H6?C3H3N）X，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%-35%，丁二烯占5%-30%，苯乙烯占40%-60%，最常见的比例A:B:S=20:30:50。ABS塑料的成型温度为180-250℃，但是最好不要超过240℃，此时树脂会有分解。 1、ABS的性能（坚韧，质硬，性刚）

①一般性能：ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低其制品可着成各种颜色，并具有90%的高光泽度。ABS的相对密度为1.05，ABS同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和

镀层处理。ABS塑料属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不滴落，并发出特殊的肉桂味。

ABS是一种综合性能十分良好的树脂，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%～0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%～0.4%，而且绝少出现塑后收缩。其临界表面张力为34—38mN/cm。

ABS熔体的流动性比PVC（乙烯基的聚合物质）和PC（无色透明的无定性热塑性材料）好。ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。

②力学性能：ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。

③热学性能：ABS属于无定形聚合物，无明显熔点；熔体粘度较高，流动性差，耐候性较差，紫外线可使变色；热变形温度为70—107℃（85左右），制品经退火处理后还可提高10℃左右。对温度，剪切速率都比较敏感；ABS在－40℃时仍能表现出一定的韧性，可在 -40℃到85℃的温度范围内长期使用。热分解温度270以上。

④电学性能：ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。

⑤环境性能：ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外线的作用下易产生降解，置于户外半年后，冲击强度下降一半。 2、ABS塑料的成型加工

ABS是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。

ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短，制件尺寸稳定，表面光泽。

ABS的热稳定性好，不易出现热降解现象。ABS的吸水性较高，吸水率:0.2%～0.7%,加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为80℃-85℃，2～4小时；对特殊要求的制品（如电镀），则需70℃-80℃，10-18小时。

ABS制品在加工中易产生内应力，如应力太大或制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体方法是产品置于70℃-80℃的热风循环干燥箱内2-4小时，再冷却到室温即可。

ABS可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型，并以注塑的工艺运用最广。 3、注塑模工艺条件

注射温度：180～ 270℃（适宜加工温度范围220～250℃）；（注塞式机，炉温维持在180～230℃；螺杆机，炉温维持在160～220℃）

模具温度：一般模温65～85℃，生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求70～80℃，动模温度要求50～60℃。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力：采用较高的注射压力。 注射速度：中高速度。

料量控制：每次注射量仅达标准注射量的75%

ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。

七、波轮式与滚筒式洗衣机的比较：

（1）从性能上比较：

波轮式洗衣机洗衣特点：微电脑控制洗衣及甩干功能、省时省力，适合洗涤除需要特别洗涤之外的所有衣物，缺点有耗电、耗水、衣物易缠绕、清洁性不佳。

滚筒式洗衣机洗衣特点：微电脑控制所有功能，衣物无缠绕。最不会损耗衣物的方式。适合洗涤羊毛、羊绒以及丝绸、纯毛类织物。缺点是耗时，时间是普通的几倍,而且一旦关上门，洗衣过程中无法打开,洁净力不强。

在如今这个世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制的社会，节能减排已经成为了我们必走的一条路；在以上的对比中，滚筒式洗衣机是能节约水资源的。以性

能方面考虑，今后洗衣机的发展趋势将趋向于滚筒式洗衣机。 （2）从外观造型上比较： 三星XQB80-C89A波轮式洗衣机

三星XQB80-C89A洗衣机采用咖啡色机身，弧形透明顶盖设计，而且

选用了比较少见的旋钮式功能选择键，给人耳目一新的感觉。采用超大凸起按键。

（能效等级：是表示能效等级是表示家用电器产品能效高低差别的一种分级方法，按照国家标准相关规定，

目前我国的能效标识将能效分为五个等级。等级1表示产品节电已达到国际先进水平，能耗最低；等级2表示产品比较节电；等级3表示产品能源效率为我国市场的平均水平；等级4

表示产品能源效率低于市场平均水平；等级5是产品市场准入指标，低于该等级要求的产品不允许生产和销售。）

LG WD-N10340D滚筒洗衣机：

LG WD-N10340D滚筒洗衣机的外观为传统的纯白色，整体设计更加圆润灵巧。我们可以从上图中看到它的舱门设计特别加宽了尺寸，这样在您拿取衣物时就更加方便顺手，大型衣物或者被子在放入洗衣机时都会更加轻松。操作区设计宽大舒适，靠左侧的功能旋钮可选功能很多，右侧可以看到LED屏幕还有操作脱水的转速旋钮等按键，操作一目了然。当然它还特别设计了 消毒剂洗涤按钮，一键搞定。外观设计更加圆润，特别加宽的舱门设计更加人性化。

在以上的对比中，波轮式与滚筒式在外观造型上都有各自的特点。波轮式洗衣机的造型符合身形小巧的东方人使用，而滚筒式洗衣机的外型大方简洁，更加符合欧洲人群使用。

八、洗衣机的市场性：

（主要对中国大陆洗衣机市场） 市场销量

2010年中国大陆洗衣机市场产量1705万台，与2008年相比，增长12%，洗衣机产量将达到1900万台。

2010年中国大陆洗衣机市场销量1140万台，与2008年相比，增长6%，洗衣机销量将达到1220万台。

市场需求

中国大陆城镇居民每百户大约拥有洗衣机近93台，对中低端产品的需求接近饱和。购买洗衣机的消费者以新婚夫妇和迁新居为主，中高端市场需求潜力大。

中国大陆农村居民洗衣机拥有率在21.78%，由于农村消费水平普遍较低，对价格便宜、功能简单的中低端产品需求量大。

品牌结构

中国大陆农村居民洗衣机拥有率在21.78%，由于农村消费水平普遍较低，对价格便宜、功能简单的中低端产品需求量大。 国内品牌：小天鹅、荣事达、小鸭，三大国内品牌在2010年分别出

现动荡，上层的变化，直接影响到下层市场，三个品牌销量骤减。但销量前三名依然垄断在国内品牌手中。

日韩品牌：日韩品牌松下、LG、三星加大进军中国市场力度，除了完

成产品本土化生产外，广告、市场活动的大力度投入，也

使其销量有大幅增长。 LG在年底销量排名中名列第四。尤其在08年年底，大幅降价，挑起洗衣机市场又一轮的价格战。

欧美品牌：西门子、惠而浦、伊莱克斯等欧美品牌在中国也完成了本

土化生产，但他们并不像日韩企业在市场展开价格战、做大量促销活动。他们坚持走高品质、高价位的产品形象路线。

九、洗衣机设计方案：

根据以上的分析，我对洗衣机已经有了非常多的了解，在分析的

过程中也发现了一些缺点或不足，也得到了一些设计灵感。因此我将对洗衣机进行重新改良设计。 （一） 设计背景：

人们在使用洗衣机时，总是觉得它太费水，而且总是洗不干净肥皂水。

（二） 创意分析：

经过分析，发现当人们每次用洗衣机洗衣服时，洗衣机总是先放满一桶的水来浸泡衣物；当快洗完衣服时，也用满满的一桶水来洗清残留在衣物里的肥皂水，洗完后就把这桶水经过排水系统排出，仔细看会发现其实这桶水并没有很脏，只是里面留有少量的肥皂水。如果能将这桶水收集起来，用来当做下一次洗衣服时那桶浸泡衣物的水，这样每次都能省下整整一桶的水。（也可将脱水时的水也收集起来） （三） 原理分析：

在洗衣机内增加一个水循环系统，将洗衣服的最后一桶水通过该系统进入洗衣机底部的水箱中，当下一次洗衣服时，又通过该系统将水箱里的水放进洗衣桶内进行浸泡衣物。

（四） 最终效果图：

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