| Регуляторы температуры (термостаты)
 В качестве термостатов (реле температуры) широко применяются биметаллические регуляторы. Принцип работы термостата основан на температурной деформации металлов. Две пластины, выполненные из металлов с различным коэффициентом теплового расширения, например из стали и меди, приобретают при нагревании разную длину. Будучи скрепленной по всей своей длине, такая биметаллическая полоска прогибается в сторону металла с меньшим коэффициентом теплового расширения (рис. 6 ). [4]
 
  
 Рис. 6 Поведение при нагреве полос из металлов с различным коэффициентом теплового расширения: биметаллическая полоска скреплена по всей длине
 
 Вид биметаллического термостата показан на рис. 7, а принципиальная схема его работы — на рис. 8. С помощью уплотняющей втулки термостат встраивается в бак стиральной машины. Изменение температуры стирального раствора приводит к изменению прогиба чувствительного элемента — биметаллической пластины 2. При нагревании воды в баке прогиб биметаллической пластины уменьшается, и при достижении температуры срабатывания реле плоская пружина мгновенно изменяет положение на  противоположное (рис. 8) и размыкает контакты 4. При охлаждении происходит обратный процесс замыкания контактов.
 
 Термостат может быть нормально разомкнутым (при нагреве происходит замыкание контактов электрической цепи) и нормально замкнутым (при нагреве цепь разрывается). Нормально замкнутый тип характерен для термостатов защитного или ограничительного назначения. [1]
 
 
  
 Рис. 7 Общий вид биметаллического термостата:
 
 1 — датчик; 2 — корпус
 
 
  
 Рис. 8 Принципиальная схема работы биметаллического термостата:
 
 1—датчик; 2—биметаллическая пластина; 3—корпус; 4 — система контактов
 
  Электромагнитный клапанЭлектромагнитный клапан предназначен для открытия подачи воды в стиральную машину при заполнении бака и прерывания подачи воды в бак в необходимый момент времени. [1] Внешний вид электромагнитного клапана показан на рис. 9, а его схема — на рис. 10. Нормальным положением электромагнитного клапана является закрытое (рис. 9, а). При включении клапана под действием магнитного поля катушки 1 электромагнита происходит втягивание в нее сердечника 3. В этот момент открывается проходное отверстие клапана, и начинается подача воды в стиральный бак. После залива требуемого количества воды происходит размыкание электрической цепи электромагнитного клапана, сердечник электромагнита под действием силы пружины опускается, перекрывая проходное отверстие.
 
 
  
 Рис. 9 Внешний вид электромагнитного клапана
 
  
 Рис. 10 Схема электромагнитного клапана:
 
 а) — клапан закрыт: б) — клапан открыт: 1 — электромагнит; 2 — спиральная пружина; 3 — сердечник электромагнита; 4 — мембрана клапана; 5 — проходное отверстие; 6 — уравнительное отверстие
 
 
 
 
 
 
  2 Конструкторская часть2.1 Расчет параметров рабочего барабана
 Загрузочная масса машины в воздушно-сухом состоянии:
  . 
 Объемный модуль барабана (объем, приходящийся на 1 кг загружаемых изделий), для получения наилучшей отстирываемости в разрабатываемой стиральной машине, принимаем:
  . 
 Определим полезную вместимость внутреннего барабана по формуле:
 
 
  
 Подставив значения массы и объемного модуля в формулу получим:
 
 
  
 Расчетная вместимость внутреннего барабана:
 
 
  , 
 где
  – коэффициент, учитывающий объем занимаемый гребнями и другими частями, выступающими внутрь барабана [6] 
 
  - диаметр барабана 
 
  - длина барабана 
 
  
 Если
  ,  , 
 тогда
 
 
  
 из формулы следует, что
 
 
  
 где
  для фронтальной загрузки белья; 
 
  
 
  
 Расстояние от оси вращения барабана до центра тяжести изделий определяют по формуле:
 
 
  , 
 где
  - площадь, занимаемая изделиями и жидкостью в плоскости поперечного сечения барабана, 
 
  – хорда сегмента белья 
 
  , 
 где
  – объем, занимаемый мокрыми изделиями и свободной жидкостью 
 
  , 
 где
  - масса одежды в воздушно-сухом состоянии, 
 
  - плотность одежды,  , 
 
  - плотность жидкости,  
 
  , (2.6) 
 
  
 Найдем хорду сегмента по формуле:
 
 
  , (2.4) 
 где
  - центральный угол, соответствующий сегменту, занятому бельем. 
 
  
 
  
 Подставив в формулу значения получим
 
 
  Общую массу изделий и жидкости, поднимаемых гребнями барабана найдем по формуле:
 
 
   
 
  
 Полезный момент сопротивления при вращении барабана определим по формуле:
 
 
  , 
 где
  - сила тяжести массы изделий и жидкости [6] 
 Момент, необходимый для перемещения белья в барабане, примем равным наибольшему моменту сопротивления, когда центр массы белья поднимается на угол
  . Значит: 
 
  
 Мощность барабана от полезного момента сопротивления при его вращении:
 
 
  , 
 где
  - угловая скорость вращения барабана 
 
  , 
 где
  - фактор разделения, принимаем равным  
 
  
 Подставим в формулу
 
 
  
 Мощность движущих сил на полуоси барабана
 
 
  , 
 где
  - мощность от силы трения в подшипниках 
 Этой мощностью можно пренебречь, т.к. она значительно меньше полезной мощности, тогда
 
 
  
 Определим потребляемую мощность с учетом потерь привода [6]
 
 
  , 
 где
  - коэффициент полезного действия привода,  
 
  . 
 В соответствии с требуемой мощностью выберем асинхронный короткозамкнутый двигатель типа 4АМ80А8У3, с номинальной частотой 675 об/мин и мощностью 0,37 кВт.
 Определим объем рабочей жидкости, заливаемой в рабочий бак
 
 
  , 
 где
  - жидкостный модуль,  
 
  Определим массу барабана
 
 Примем материал барабана сталь 12Х18Н9 с плотностью
  , возьмем толщину барабана  ,тогда 
 
  , 
 где
  - объем барабана 
 
  , 
 где
  - площадь задней стенки барабана, 
 
  - площадь боковой поверхности барабана 
 
  
 
  , 
 
  
 
  
 
  
 
  Расчет ременной передачи
 
 Примем передаточное отношение u = 4,
 
 Угловая скорость на ведущем шкиве
 
 1 = u = 49,8 =39,2 c-1,
 
 Определим диаметры ведущего и ведомого шкивов
 
 По стандартному ряду диаметров шкивов, принимаем D1 = 71 мм
 
 D2 = D1 u = 714 = 284 мм, округляем до стандартного D2 = 280 мм
 
 Уточним угловую скорость ведомого вала
 
  = D1  1  (1-)/D2 = 7139,2(1-0,01)/280 = 9,84
 
 где  = 0,01– коэффициент скольжения ремня
 
 Определим скорость ремня
 
 
  = 39,20,0710,5 = 1,4 м/с 
 Определим межосевое расстояние
 
 а  0,9(D1 + D2)= 0,9(71 + 280) = 315,9 мм
 
 Определим угол обхвата
 
 =180 - 60(D2 – D1)/a = 180 - 60(280 - 71)/315,9 = 140
 
 Определим длину ремня
 
 L=2a+1,57(D1+D2) + (D2–D1)2/(4a) = 2315,9+1,57(71+280)+(280-71)2/4315,9 = 1217,4 мм
 
 Значение округляем по стандартному ряду L = 1250 мм
 
 Определим силу предварительного натяжения ремня
 
 T01=780Nпотр/(ССр) + q2;
 
 где С = 1, Ср = 0,9, q = 0.06,
 
 Т01 = 7800,282/(1,410,9) + 0,061,42 = 174,7 Н
 
 Определим силу, действующую на вал
 
 Q= 2T01sin (/2) = 2174,7sin(1360.5) = 324 Н
 
 Максимальная сила действующая на вал будет равна
 
 Qмах = 1,25 Q = 1,25324 = 405 Н.
 Определим силы, действующие на подшипники
 
 Составим уравнение равновесия системы
 
 Сумма сил действующих на ось (Рис.11)
 
 m
  бg+mg – PA – PB + Qмах = 0, 
 Суммарный момент в т. С
 
 (mбg+mg)1С – PAАС – PBВС=0;
 
 где 1С=22 см
 
 АС=7 см
 
 ВС=3 см
 
 Решив полученную систему уравнений получи
 
 РА = 1278 Н
 
 РВ = 136 Н
 
 Подберем подшипники легкой серии 204 d=20 мм, D = 47 мм, В = 14 мм.
 
 
 |