【论文】1kg 偏心负载对滚筒洗衣机振动作用的研究(上)2022-07-28 08:48浏览数:30次
1) 洗衣机偏心振动情况下,洗衣机内桶会撞击外箱体,从而造成安全隐患; 2) 噪声由振动产生,振动较大的洗衣机会产生较高的噪声; 3) 偏心振动产生不平衡造成洗衣机反复进水进行平衡调整, 造成电资源和水资源浪费。 本文通过对洗衣机 1kg 偏心振动负载的理论计算及分析,及相关的试验数据对比,来描述 1kg 偏心振动研究的重要意义。 图 2 洗衣机振动传递过程 位移 displacement:(振动与冲击)表征物体上一点相对于某参考系的位置变化的时间变量。 速度 velocity:(振动与冲击)位移的变化率。 加速度 acceleration:(振动与冲击)速度的变化率。 振动 vibration:围绕某一平衡点的机械振荡,此振荡可以是周期性的或随机的。 3.2 1kg 偏心负载相关计算 ![]() ![]() 3) 在各转速条件下,计算向心力:F 计算公式:
计算公式: ![]() 在不同转速条件下, 1kg 偏心负载产心的向心力, 相当于有 179 kg、 280 kg、 403 kg、548 kg、 716 kg 的水作用于洗衣机内筒筒壁。而洗衣机自重大约在 60kg~80kg,向心力远远超过洗衣机自身重量,在 1600 转条件下, 1kg 偏心负载产生的向心力为洗衣机自身重量的 10 倍。 4) 在各转速条件下,计算 1kg 偏心负载的动能:焦耳(J)
在理想条件下, 根据能量守恒定律, 1kg 偏负载的动能传递给外筒,外筒的动能与重力势能和弹性势能相互转换, 数学模型如下所述: 图 3 能量转换模型 说明: E1: 1kg 负载的动能;m:1kg 负载的质量(kg);v1:1kg 负载的速度(m/s); E2:悬挂筒的动能(焦耳 J) ;M:悬挂筒的总质量(kg);v1:悬挂筒的速度(m/s); E2:外筒的重力势能(焦耳 J);m:外筒质量(kg);g(9.8N/kg);h:外筒振动的高度(m); E3:弹簧的弹性势能(焦耳 J);k:弹性系数(N/m);x:弹簧形变量(m)。 依据上述公式, 洗衣机筒增加配重的目的是增加内筒的总质量 M,减少洗衣机悬挂筒的振动大小。洗衣机实际脱水过程中,会存在各个方向的力及动能势能转换。洗衣机跳起来的直接原因多是由于内筒振动过大造成,并且内筒振动过大的情况下,极易出现悬挂筒碰撞外箱体的情况,也是一部分振动产生的原因。由于该振动是受迫振动,符合受迫振动理论,下面进行相关分析。 5)受迫振动理论 ![]() (未完待续) 本文作者 中国家用电器研究院 许振刚 鲁建国 霍雨佳 林思建 参考文献 [1] GB/T 4288-2008.家用和类似用途电动洗衣机 . [2] QB/T 4680-2014.复式高滚筒洗衣机技术规范 . 来源:中国家用电器技术大会
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