2.3 Расчеты отдельных узлов и деталей стиральных машин

Стиральные машины типа СМ, СМР и СМП

Расчеты отдельных узлов и деталей стиральных машин типа СМ, СМР и СМП производятся на основании следующих исходных данных для подбора электродвигателя привода активатора: номинальная загрузка машины, конфигурация стирального бака, расположение и конфигурация активатора, коэффициент полезного действия (КПД) клиноременного привода, условия работы активатора и электродвигателя, жидкостного модуля.

В общем случае жидкостный модуль определяется по формуле

где - количество моющего раствора (воды), находящегося в стиральном баке, л; - номинальная загрузка стирального бака сухим бельем, кг.

Кроме того, нужно учитывать свободный и связанный объемы моющего раствора. Свободным называют объем моющего раствора, который активно участвует в стирке или полоскании белья, связанным − объем, который поглощается порами сухого белья. В среднем 1 кг сухого белья поглощает 2,25 кг жидкости.

При расчетах вместимости стирального бака помимо номинальной загрузки, коэффициента заполнения и жидкостного модуля следует также учитывать вспениваемость стирального порошка и необходимый резерв вместимости.

Отстирываемость белья, %, в стиральных машинах определяется по формуле

где р_в, р_о − коэффициент яркости выстиранного белья и белья до стирки.

Отстирываемость загрязненного белья, определенная по данной формуле, должна быть не менее 60 %.

Остаточная влажность белья, %, после стирки и отжима находится по формуле

где − масса влажного и сухого белья, кг.

Остаточная влажность белья зависит от способа отжима его после стирки и составляет 60−100 %.

Фактор отжима центрифугированием характеризует величину центробежных сил, возникающих при вращении ротора центрифуги, и определяется по формуле

где − угловая скорость вращения центрифуги, рад/с; R − радиус бака центрифуги, м; g − ускорение свободного падения, м/с2.

При расчетах центрифуги обычно задаются радиусом бака.

Частота вращения, мин-1, бака центрифуги определяется по формуле

где − окружная скорость вращения центрифуги, м/с; d − диаметр бака, м.

По частоте вращения бака центрифуги и пусковому моменту с учетом КПД соответствующей передачи подбирается электродвигатель.

Стиральные машины типа СМА

Конструктивные расчеты автоматических стиральных машин производятся на основании исходных данных для подбора электродвигателя стирки и отжима необходимой мощности.

Размеры стирального барабана рассчитываются исходя из заданной номинальной загрузки и коэффициента заполнения.

Диаметр барабана принимается равным 0,45−0,5 м, а требуемая длина, м, определяется по формуле

где V_п − коэффициент перфорации поверхности барабана, равный 10−15 %; V_к − объем, занимаемый конусной выштамповкой, м3; d − диаметр отверстий перфорации, равный 5−6 мм; =0,95 − коэффициент, учитывающий объем, занятый гребнями.

Конусная выштамповка выполняется для надежного соединения барабана с валом. Гребни (три или четыре) для подъема и ворошения белья представляют собой продольные ребра высотой 50−60 мм.

Частота вращения стирального барабана задается и проверяется качеством стирки белья. При стирке должно соблюдаться условие

где − центробежная сила, возникающая при вращении мокрого белья в барабане, Н; − сила тяжести мокрого белья, Н.

где − масса мокрого белья, кг; − угловая скорость вращения барабана, рад/с; − радиус центра тяжести мокрого белья, м.

Мощность электродвигателя устанавливается в зависимости от крутящего момента, необходимого для подъема белья и части стирального раствора при повороте барабана на угол около 600 и преодоления трения в подшипниках опоры и элементах привода.

Крутящий момент, Н · м, на стирку белья

где − сила тяжести суммарной массы мокрого белья и стирального раствора, Н; − плечо центра тяжести суммарной массы, м; =0,75 − коэффициент, учитывающий взвешенное состояние поднимаемой гребнем массы.

Значение может быть определено из геометрических соотношений при известных размерах барабана и жидкостном модуле.

Момент трения в подшипниках качения вала и в сальниках принимают обычно не более 0,02 М_ст.

Требуемую статическую мощность, Вт, на валу электродвигателя определяют по формуле

где n − частота вращения электродвигателя, мин-1; − КПД привода ( =0,9÷0,95).