Расчет электродвигателя стиральной машины

Максимальная мощность перемешивания может быть представлена как сумма затрат на перемешивание моющего раствора активатором, и затрат, возникающих в тот момент, когда вся масса белья, связанная в процессе стирки в жгут (ком) под действием собственного веса и увлекаемая пото­ком моющего раствора, в вертикальной плоскости, "садится" на актива­тор. Это явление происходит как в момент пуска активатора, при ревер­сивном вращении его в процессе стирки, так и в течение процесса. Од­нако следует отметить, что продолжительность максимального нагружения активатора носит характер пиковой нагрузки и, по отношению к основному времени стирки, составляет малую величину.

Расчет проводится в несколько этапов:

- определяются параметры, необходимые для расчета мощности переме­шивания воды в стиральном баке и мощности для преодоления пико­вой нагрузки;

- определяется мощность перемешивания воды;

- определяется мощность преодоления пиковой нагрузки;

- рассчитывается мощность, возникающая на валу электродвигателя при максимальном нагружении активатора;

- рассчитывается номинальная (теоретическая) мощность на валу электродвигателя.

Определим мощность перемешивания воды в стиральном баке.

1. Центробежная сила F_ц приложена в точке С - центре тяжести объема V, заключенного в лунке активатора. Центробежная сила, создаваемая активатором в растворе, H.

- плотность моющего раствора, [кг/мrгде ³];

V – объем жидкости, заключенный в лунке,[м³];

R_C [- расстояние от оси вращения активатора до центра тяжести объ­ема, заключенного в лунке активатора (радиус вращения центра тяжести), м;]

n [– частота вращения активатора, мин^-1. ]

2. Мощность перемешивания.

где Z – количество лунок на рабочей поверхности активатора.

3. Мощность, затрачиваемую на преодоление пиковых перегрузок, рассчи­тываем исходя из следующих соображений:

где М_К [– крутящий момент, Hм;]

– [угловая скорость, с^-1;]

n [– частота вращения, мин^-1. ]

Условие работоспособности записывается в виде:

,

где М_к [– допустимый крутящий момент, Hм;]

М_с [– момент сопротивления, Hм. ]

В случае пиковых перегрузок:

,

где F_c [- сила сопротивления вращению активатора, H;]

R [- радиус вращения точки приложения силы сопротивления, м;]

F_c - принимается максимально равной двукратному весу номинальной нагрузки стиральной машины сухим бельем, т.е. F_c = 40H, R = R_c

Определяем мощность преодоления пиковой нагрузки.

где R_c - радиус вращения центра тяжести объема V [, м;]

n [- частота вращения активатора, мин^-1. ]

4. Рассчитываем максимальную потребляемую мощность на валу активатора.

где N_в – мощность перемешивания;

N_п – мощность преодоления пиковой нагрузки.

5. Определяем номинальную расчетную мощность на валу активатора.

К реальным условиям работы следует отнести: кратковременность пи­ковых нагрузок; вязкость связи (активатор – раствор – белье); распре­деление массы белья в растворе дискретными порциями, а не сосредото­ченным комом (жгутом) и т.п.

Коэффициент К определяется как произведение коэффициента К₁, учитывающего понижение максимальной расчетной мощности в реальных ус­ловиях нагружения активатора, на коэффициент К₂, учитывающий связь (взаимодействие): активатор – раствор – белье.

где t_max [– суммарная продолжительность пиковых нагрузок в течении полного цикла стирки (определяется экспериментально), с;]

t_цик [– длительность полного цикла стирки (определяется исходя из требований ГОСТ 8051-83), с. ]

Отношение t_max / t_цик обратно пропорционально отношению мощности пико­вых перегрузок к мощности перемешивания раствора, т.е.:

,

где N_b [- мощность перемешивания раствора, Вт;]

N_n [- мощность преодоления пиковых перегрузок, Вт. ]

.

В виду того, что случай максимального нагружения активатора носит пиковый характер по отношению к полному циклу стирки, можно записать максимальное нагружение активатора:

где – коэффициент понижения максимальной мощности нагружения, учи­тывающий реальные условия работы активатора;

– максимальная мощность нагружения активатора.

 

2. Методы оптимизации и формирования обобщенного критерия качества проектирования.

Для технологического процесса ремонта схема оптимизации имеет вид, показанный на рис. 6.2.

На вход схемы подаются исходные данные . В блоке "Расчет признаков готовой продукции" производится расчет уравнений регрессии. Получаются значения по математической модели (для всех показателей качества). На данном этапе можно говорить о прогнозировании качества, но не управлении им.

В блоке "Формирование обобщенного показателя качества " идет формирование обобщенного показателя в аддитивной форме.

Рис. 6.2. Схема проведения оптимизации параметров ТП ремонта

В блоке " ?" происходит сравнение обобщенного показателя качества с оптимальным значением. Если , то переходим к формированию экономических показателей. Обычно это отношение должно быть близко к 1, но, как и в случае к.п.д., единицы не достигает. Поэтому в алгоритме заложено правило останова: процесс поиска оптимальных параметров прекращается, если он не приводит к улучшению обобщенного критерия качества. Если условие не выполняется, то производится поиск оптимального соотношения параметров: варьируют значения параметров в рамках технологических допусков.

Условием состоятельности обобщенного показателя является соответствие его целям управления качеством продукции. Поэтому расчет такого показателя должен проводиться в соответствии с картой технического уровня с учетом перспективных показателей качества.

 

3. Функциональная модель для поиска наиболее характерной неисправности объекта

Неисправность 1: Стиральная машина не отжимает бельё.

1) Переключатель экономного режима стирки

2) Микро электродвигатель командоаппарата

3) Командоаппарат

4) Реле электротепловое (РК-1-3)

5) Пусковой конденсатор электродвигателя

6) электродвигатель ДАСМ-4

7) Шкиф электродвигателя

8) Приводной ремень

9) Шкиф барабана стиральной машины

10) Барабан стиральной машины

11) Микропереключатель

12) Крышка люка

13) Выключатель стиральной машины

14) Помехоподавляющий фильтр

15) Шнур питания стиральной машины

 

4. Особенности ремонта и технического обслуживания

Основным элементом электрической схемы, ее "мозговым центром", является командоаппарат. Этот прибор состоит из электропривода, контактных групп и барабана, на котором нанесена программа. При включении электродвигателя привода командоаппарата начинается вращение его барабана, замыкая (размыкая) в определенные промежутки времени ту или иную группу контактов, которая в свою очередь включает (отключает) агрегат машины, необходимый в данный момент для соблюдения технологии стирки. Очередность замыкания контактов командоаппарата, которую необходимо иметь при определении причины, вызвавшей неисправность первой и по сути всей программы, описана выше.

Для обнаружения причины отказа машины необходимо провести анализ ее работы. Первое, что нужно выяснить, это при каком цикле и что конкретно не срабатывает. Далее, опираясь на описание принципиальной схемы, необходимо определить, какая цепь (контакт) включает в данный момент напряжение питания неработающего агрегата. Затем начинают поэлементную проверку этой цепи. Начать удобнее всего с испытания самого агрегата, постепенно сужая круг поиска до определения неисправного контакта или участка схемы.

Отыскать неисправность схемы гораздо сложнее, нежели ее устранить. Для этого необходимо либо произвести замену вышедших из строя элементов, либо, если такой возможности нет, отремонтировать их. Поэтому здесь не описаны способы замены или ремонта неисправных элементов. Ниже приведены внешние признаки возможных неисправностей и указаны цепи, подлежащие проверке с соблюдением ее последовательности. При этом, определяя исправность контакта или агрегата пробником, необходимо на момент проверки отсоединить от одной из его клемм все провода, идущие в схему. Это вызвано тем, что цепь проверяемого контакта может оказаться замкнутой через другие узлы схемы, что приведет к серьезным просчетам при выявлении несправного элемента.

Вид неисправности	Способ устранения
После набора программы и включения машина не работает.	В этом случае нужно проверить плотность закрытия люка и исправность контакта микровыключателя 1Р.
При включении машины лампочка индикатора светится - бак не заполняется водой.	Перегиб наливного шланга - засорилась сетка соответствующего клапана, неисправна катушка клапана, нет цепи в контактах 1-3 реле уровня Р или 12-В командоаппарата.
Происходит переполнение бака водой. Электродвигатель барабана не запускается.	Неисправно реле уровня Р.
После заполнения бака водой электродвигатель барабана не вращается, командоаппарат работает.	Необходимо проверить цепь контактов 4-Т, 1-В и цепь 9-Т, конденсатор С1, 3-Т.
Барабан не работает в интенсивном или мягком ритмах.	Проверить контакты 4-В, Т.
Нет реверсирования барабана.	Необходимо проверить контакты 1-В, Т.
Не производится дополнительная заливка бака водой, выключатель 1Е включен.	Питание клапана осуществляется по цепи 2-В, 1Е, 5-Т, 12-В, которую необходимо проверить.
После 2,5 мин. работы машина останавливается и дальнейший процесс стирки не возобновляется.	Неисправен электронагреватель R, нет цепи контакта 7-В. Неисправен датчик-реле температуры ТН1.
Электродвигатель барабана гудит, барабан не вращается.	В этом случае неисправность ищут последовательно цепи питания обмотки, обеспечивающей работу электродвигателя в режиме отжима (контакт 1-3 реле Р, 5-В, 9-В, 3-В, контакты 1,2,3 реле К), и в цепях питания обмотки, обеспечивающей работу электродвигателя в режиме стирки (контакты 1-2 реле Р, контакты ТН1, контакты 2-Т, 4-Т, 1-В, 1-Т, 9-Т, 3-Т командоаппарата).
Слабый отжим белья. После отжима белье очень сырое, с него течет вода.	Перегиб сливного шланга, засорился фильтр насоса, ослабло натяжение приводного ремня.
Повышенная вибрация в режиме отжима.	Не произведен демонтаж деталей, крепящих бак при транспортировке. Не отрегулировано устойчивое положение машины.

Если в процессе эксплуатации вышел из строя двигатель (сгорел), после его замены необходимо проверить контакты командоаппарата, так как в результате перегрузки, при работе с неисправным двигателем, возможно их подгорание.

Технические требования

1 Отремонтированные машины должны функционировать во всех режимах, предусмотренных в нормативной документацией;

2 Отремонтированные стиральные машины должны соответствовать следующим техническим требованиям:

2.1 Крепежные детали должны быть затянуты равномерно и без перекосов;

2.2 Соединение деталей и сборочных единиц должно быть водонепроницаемым;

2.3 Электромагнитные клапаны должны обеспечивать наполнение водой бака;

2.4 Датчики должны автоматически отключать подачу воды при достижении заданного уровня;

.2.5 Регулятор температуры нагрева должен автоматически отключать нагревательный элемент при достижении заданной температуры и т.д.

.2.6 Уровень шума работающей стиральной машины, измеренный на расстоянии 1 метра от наружного контура работающей машины не должен превышать: