Бытовые машины для обработки белья
Параметры, определяющие гидромеханические процессы в активаторных стиральных машинах. Конструктивные факторы, влияющие на процесс стирки белья. Основные конструктивные и режимные параметры стиральных машин барабанного и воздушно-пузырькового типов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.03.2011 |
| Размер файла | 2,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
(75)
Таким образом, используя приведенные рекомендации по выбору исходных параметров, проводят расчет моментов инерции отжимаемого белья. Расчеты следует проводить для различных значений исходных параметров. По окончании расчетов делают анализ полученных результатов, на основании которых получают выводы по выбору рациональных параметров стирального барабана с минимальными значениями моментов инерции.
10. Определение динамических нагрузок, возникающих при отжиме
Возмущающие силы, возникающие при неравномерной раскладке обрабатываемых изделий по обечайке барабана при отжиме, являются гармоническими функциями с частотой (вращение барабана равномерное с частотой ). Вследствие линейности всех элементов системы (по предположению), динамические реакции в подшипниках R также будут гармоническими функциями с частотой .
Характер и величина возмущающих сил зависят от способа крепления стирального барабана.
Рассмотрим схему с двухопорным креплением барабана (рис.17).
Введем систему координат O1XYZ, начало которой O1 совместим с осью вращения, а координатные оси с осями симметрии стирального барабана. В режиме центробежного отжима, при вращении барабана с обрабатываемыми изделиями с угловой скоростью , возникает центробежная сила FЦ=mб2e, где mб - масса белья (отжимаемых изделий); - эксцентриситет центра масс отжимаемых изделий mб; lX, lY, lZ - координаты центра масс отжимаемых изделий в системе координат O1XYZ.
Рис.17. Схема двухопорного крепления стирального барабана
Представим силу как сумму двух сил:
(76)
где и - составляющие вектора центробежной силы , действующие соответственно в направлении осей Y и Z;
FЦY=FЦсost=m2eсost; (77)
FЦZ=FЦсost=m2eсost.
Определим динамические реакции R в опорах барабана A и В, возникающие в результате действия сил и .
Реакции опор в плоскости XY будут равны:
; (78)
, (79)
где LОП - расстояние между опорами, м.
Соответственно, в плоскости XZ:
; (80)
. (81)
Здесь значения mб определяются по известным методикам, а значения и t задаются. Значения lх могут быть приняты в пределах lх=0…0,25L, где L - длина барабана.
Динамические реакции в опорах барабана RA и RB формируют силовое динамическое воздействие на моечный узел (подвесную часть) стиральной машины в виде переменных нагрузок FA=-RA и FB=-RB.
Учитывая это, получим, что на подвесную часть стиральных машин с двухопорным креплением барабана действуют следующие силовые динамические факторы, Н:
;
;
;
; (82)
;
.
Рассмотрим схему консольного крепления барабана (рис.18).
В соответствии с рисунком 18, центробежные силы FЦY и FЦZ будут определяться так же, как и в случае с двухопорным креплением барабана, по формулам (77).
Определим динамические реакции R в опоре с подшипниками А и В, возникающие в результате действия сил FЦY и FЦZ:
;
;(83)
;
,
где LO1A - расстояние от центра масс подвесной части О1 до подшипника А по оси X; LОП - расстояние между подшипниками А и В.
Рис.18. Схема консольного крепления стирального барабана
Реакции опор RA и RB формируют силовое динамическое воздействие на подвесную часть машины в виде динамических усилий FA=-RA и FB=-RB. Исходя из этого, определим силовые факторы, действующие на подвесную часть:
;
;
;
; (84)
;
.
Таким образом, реакции опор для двухопорного барабана по характеру действия и величине отличаются от реакций, возникающих в опоре консольного барабана, однако на подвесную часть в обоих случаях действуют силовые динамические факторы, определяемые одинаковыми зависимостями (82) и (84).
Задаваясь различными значениями исходных конструктивных и режимных параметров, определяют реакции в опорах стирального барабана и силовые факторы, действующие на подвесную часть барабанных стиральных машин для случая двухопорного крепления барабана и консольного.
11. Расчет на прочность вала привода стирального барабана
Вал барабана лежит на опорах и изгибается под действием нагрузок от массы белья, жидкости и самого барабана, натяжения ремней привода, окружного усилия от суммарного крутящего момента Мкр, развиваемого приводом на преодоление сопротивлений вращения барабана.
Наиболее высокие значения динамических нагрузок наблюдаются в процессе центробежного отжима, когда частота вращения стирального барабана намного выше, чем при стирке или полоскании. В том случае, если произошла неблагоприятная раскладка белья по обечайке барабана в момент его разгона в процессе отжима, то могут наблюдаться весьма значительные динамические нагрузки на вал барабана и подшипниковую опору.
Таким образом, расчёт реакций в опорах вала барабана будем вести для условий режима отжима. Причем расчет реакций в опорах вала барабана будем проводить для наиболее опасного периода отжима, а именно, для периода окончания разгона барабана и выхода его в начало режима установившегося процесса отжима.
В соответствии с рисунком 19 на систему действуют следующие силы в режиме отжима: FБ - вес барабана; Fб - вес мокрого белья в конце разгона барабана; Q - сила давления на вал от натяжения ремней; Fш - вес шкива; Fц - переменная нагрузка от центробежной силы из-за неравномерной раскладки белья.
Рис. 19. Схема приложения сил к валу
Определим действующие силы FБ, Fб, Fш по известной формуле:
F=mg, (85)
где m - масса тела, кг; g =9,81 м/с2 - ускорение свободного падения.
Масса барабана mБ определяется по формуле, кг:
mБ= (V1+V2+V3+V4) =0,25 [ (D12-d12) 1+D222+dв2lв+4DБLБ], (86)
где - плотность стали (78008000 кг/м3); V1 - объем передней стенки барабана, м3; V2 - объем задней стенки барабана, м3; V3 - объем вала, м3; V4 - объем обечайки, м3; D1 - внешний диаметр передней стенки барабана, м; D2 - диаметр задней стенки барабана, м; d1 - внутренний диаметр передней стенки барабана, м; DБ - диаметр барабана, м; LБ - длина барабана, м; - толщина стенки, м; lв - длина вала барабана (принимаем по предположению), м; dв - диаметр вала барабана (принимаем по предположению), м. Аналогично определяют массу шкива mш. Сила давления Q от натяжения ремней на вал, Н:
(87)
где 0 - напряжение в ремне (0 =1,2106 Н/м2); F - площадь сечения ремня (для ремней типа А принимают F=8,110-5 м2); Z - число ремней (для бытовых стиральных машин обычно z=1); - угол обхвата шкива ремнем (для ведомых шкивов принимают =200…300).
Неуравновешенная центробежная сила Fц равна, Н,:
(88)
где mб - масса мокрого белья в конце разгона барабана, кг; р = 0,8 - угловая скорость в конце разгона барабана, рад/с; е - эксцентриситет центра масс изделий, м.
Определим крутящий момент Мкр (Нм), развиваемый приводом на преодоление сопротивлений вращению стирального барабана в момент наибольшей нагрузки - при разгоне барабана в режиме центробежного отжима - по формуле:
(89)
где N - мощность на валу барабана, Вт.
Определим изгибающие моменты МАизг и МВизг (Нм), возникающие в опорах барабана А и В:
в опоре В -
в опоре А -
Определим приведенные моменты от изгиба и кручения Mпр, (Нм), по формуле:
. (90)
Определим момент сопротивления W, м3, в наиболее опасном сечении, т.е. в опоре А:
, (91)
где =160 МПа - допускаемое напряжение для стали.
Тогда диаметр вала барабана DВ, м, будет равен:
. (92)
Диаметр вала необходимо откорректировать в соответствии со стандартными значениями.
12. Анализ тепловых факторов нагружения сушильной машины
Сушка преследует цель удаления из материала (изделия) излишней влаги. Влага может состоять из воды и различных органических растворителей. Удаление излишней влаги происходит путем ее испарения с отводом образующихся паров.
В зависимости от способа передачи тепла сушка может быть конвективной, контактной, токами высокой частоты, инфракрасными лучами (радиационная) и др.
В конвективных сушилках тепло передается непосредственно от теплоносителя (обычно воздуха) высушиваемому материалу или изделию. При этом удаляется влага, удерживающаяся в материале физико-механи-ческими силами.
Процесс сушки является, с одной стороны, диффузионным, массообменным процессом, а с другой - тепловым, так как удаление влаги из высушиваемого материала происходит при подводе тепла к этому материалу.
Схема работы сушилки приведена на рисунке 20.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 20. Схема работы сушилки: 1 - калорифер; 2 - рабочее пространство сушилки
Для определения параметров процесса сушки необходимо пользоваться i-d диаграммой для воздуха (рис.21).
Рис.21. i-d диаграмма воздуха
Состояние влажного воздуха или другой паровоздушной смеси характеризуется на диаграмме пересечением пяти линий: постоянного влагосодержания d=const, постоянных температур t=const, постоянного теплосодержания i=const, постоянной относительной влажности =const. Для определения состояния влажного воздуха достаточно знать два параметра, по которым легко определить все остальные.
К основным процессам изменения состояния воздуха относятся:
подогрев воздуха характеризуется постоянным влагосодержанием d, снижением влажности и ростом теплосодержания i;
при охлаждении влажного воздуха до точки росы ( = 100 %) его влагосодержание не изменяется, а относительная влажность растет, теплосодержание снижается. Дальнейшее охлаждение ведет к осушению воздуха в результате конденсации влаги при =const=100 % и некоторому повышению теплосодержания;
адиабатическое испарение воды (изменение теплосодержания) характеризуется i=const, так как при испарении воды тепло, затраченное на испарение и отнятое у сухого воздуха, предается на увеличение теплосодержания влажного воздуха;
при смешивании воздуха в зависимости от влагосодержания и теплосодержания смеси:
dСМ= (dB1 + KdB2) / (К + 1); iСМ = (i1 + Кi2) / (К + 1), (93)
где К - кратность смешения.
Процесс изменения состояния воздуха в сушилке без дополнитель-ных затрат тепла можно представить как последовательно связанные между собой процессы (рис.22а) подогрева в калорифере, характеризуемого dB = const, и испарения в сушильной камере, характеризуемого i = const. Оба эти процесса изображаются на диаграмме прямыми линиями, параллельными осям координат, пересекающимися в одной точке В, которая характеризует состояние воздуха, подогретого в калорифере (t1, 1). Исходной при построении изображения процесса является точка А (t0, 0), из которой проводится прямая dB = const.
Для нанесения второй прямой необходима одна из точек, характеризующих состояние воздуха в процессе испарения при заданных параметрах t2, По t2 и 2 находим точку С, из которой проводим прямую i = const до пересечения с вертикалью из точки А. Пересечение - точка В - определяет t1 и 1.
а) б)
Рис.2 Графическое изображение процесса сушки в сушилке:
а) без дополнительных затрат тепла; б) с дополнительными затратами белья
Процесс изменения состояния воздуха в сушилке с дополнительными затратами тепла в процессе сушки (рис.21б), равными:
q3 = (i2 - i0) / (dB2 - dB0), (94)
на диаграмме строится следующим образом. Для изображения процесса из точки А, характеризующей состояние воздуха перед калорифером, проводится вертикальная линия до пересечения с заданной изотермой t1 = const, из точки пересечения В, характеризующей состояние нагретого воздуха перед входом в сушильную камеру, проводится линия i1 = const произвольной длины. На этой линии выбирают любую точку "е" и откладывают от нее вверх или вниз в зависимости от q3 отрезок:
еЕ = еfq3 /М, (95)
где еf - расстояние по горизонтали от точки длины АВ, характеризующей влагосодержание:
dB0 = dB1 = const; (96)
М = my /mx - отношение масштабов диаграммы.
Конец отрезка еЕ (точка Е) лежит на линии процесса в действительной сушилке. Соединяя точки Е и В и продолжая отрезок ЕВ до пересечения с заданной изотермой t2 = const (или 2 = const), находят точки С1 и С2, выражающие состояние отработанного воздуха. Спуская из точки С1 или С2 перпендикуляр на вертикальную линию АВ, будем иметь соответственно отрезок С1D1 или С2D2, характеризующий изменение влагосодержания воздуха в сушильной камере в условиях процесса с дополнительными затратами тепла. Для теплового расчета конвективной сушки необходимо знать расход воздуха на сушку, который определяется из уравнения материального баланса влаги:
МВdВ2 = МВdВ0 + МВЛ, (97)
где МВ - расход воздуха на сушку (масса абсолютно сухого воздуха в единицу времени), кг/с; dВ0, dВ2 - влагосодержание воздуха на входе и на выходе из сушилки (определяется по диаграмме i-d воздуха (рис.4.1); при определении значения dВ2 можно принять, что относительная влажность воздуха на выходе оВ2100 %) г/кг; МВЛ - количество (масса) испаряемой влаги, которую необходимо удалить из белья, подвергаемого сушке, в единицу времени, г/с;
МВЛ = ВmБ/100, (98)
где В - остаточная влажность белья после отжима (для бытовых стиральных машин В = 60-100 %); mБ - масса белья (в сухом состоянии), загружаемого в сушильную машину, кг.
Удельный расход воздуха (на 1 кг испаренной влаги) составит:
mВ = МВ/МВЛ = 1/ (dВ2 - dВ0). (99)
Для установившегося периода конвективной сушки баланс тепла выражается в следующем виде:
МВI0 + QK + GMCMt1 + MВЛt1 + GTCTt3 + Q3 = (100),
= MBI2 + GMCMt2 + GTCTt4 + Q4,
где I0, I2 - теплосодержание свежего и отработанного воздуха в пересчете на сухой воздух, Дж/кг;
GM, GT - масса материала и тары, в которой транспортируется белье, кг;
t1, t2, t3, t4 - температура соответственно: материала перед сушкой и после сушки, тары перед поступлением в сушилку и после выхода из сушилки, оС;
CM, CT - теплоемкость соответственно материала и тары, Дж/кгК; Q1, Q2 - тепло соответственно на нагрев материала и тары, Дж; Q3 - тепло, сообщаемое нагревательными приборами в рабочем пространстве, Дж; Q4 - расход тепла, обусловленный теплопередачей через ограждения, Дж.
Тепло, затрачиваемое в калорифере, определяется по формуле, Дж:
QК = MB (I2 - I0) + Q1 + Q2 + Q3 + Q4 - MВЛt1. (101)
Удельный расход тепла в калорифере (Дж/кг) определяется по формуле:
qK = QK/MВЛ = mB (I2 - I0) + q3, (102)
где q3 - удельные дополнительные затраты тепла сушилки, Дж/кг.
Баланс тепла в калорифере в процессе нагрева воздуха и дополнительных затрат тепла равен:
mB (I1 - I0) = mB (I2 - I0) + q3, (103)
где I1 - теплосодержание воздуха после калорифера, Дж/кг.
Отсюда, Дж/кг:
q3 = (J2 - J1) / (dB2 - dB0). (104)
Наличие нагревательного элемента, патрубка с рассекателем и электровентилятора обеспечивает нагрев, сушку образцов и перемешивание воздуха по всему объему камеры. Температура в сушильной камере поддерживается на заданном уровне терморегулятором.
Библиографический список
1. Бабакин, Б.С. Бытовые холодильники и морозильники / Б.С. Бабакин, В.А. Выгодин. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Колос, 2009. - 656 с.
2. Богданов, С.Н. Холодильная техника: Свойства веществ: справочник / С.Н. Богданов, О.П. Иванов, А.В. Куприянова. - М.: Агропромиздат, 2008. - 208 с.
3. Бондарь, Е.С. Современные бытовые электроприборы и машины / Е.С. Бондарь, В.Я. Кравцевич. - М.: Машиностроение, 2009. - 224 с.
4. Бородин, В.А. Бытовые стиральные машины / В.А. Бородин, С.А. Лихачев. - СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 2008. - 224 с.
5. Вейнберг, Б.С. Бытовые компрессионные холодильники / Б.С. Вейнберг, Л.Н. Вайн. - М.: Пищевая промышленность, 2010. - 314 с.
6. Гельмерих, Р. Введение в автоматизированное проектирование / Р. Гельмерих, П. Швиндт. - М.: Машиностроение, 2010. - 173 с.
7. Гопин, С.Р. Воздушные конденсаторы малых холодильных машин / С.Р. Гопин, В.М. Шавра. - М.: Агропромиздат, 2007. - 151 с.
8. Зеликовский, И.К. Малые холодильные машины и установки: справочник / И.К. Зеликовский, Л.Г. Каплан. - М.: Агропромиздат, 2009. - 672 с.
9. Зюзин, А.И. Бытовые швейные машины: эксплуатация, ремонт и наладка / А.И. Зюзин // Азбука быта. - Смоленск: Русич, 2007. - 569 с.
10. Коляда, В. Современные стиральные машины. Кн.2/В. Коляда. - М.: Солон-Р, 2010. - 208 с.
11. Кондрашова, Н.Г. Холодильно-компрессионные машины и установки / Н.Г. Кондрашова, Н.Г. Лашутина. - М.: Высшая школа, 2009. - 335 с.
12. Курылев, Е.С. Холодильные установки: учебник для вузов / Е.С. Курылев, В.В. Оносовский, Ю.Д. Румянцев. - СПб.: Политехника, 2008. - 576 с.
13. Лебедев, В.С. Технологические процессы машин и аппаратов в производствах бытового обслуживания / В.С. Лебедев. - М.: Легпромбытиздат, 2010. - 335 с.
14. Лебедев, В.С. Расчет и конструирование бытовых машин и аппаратов бытового назначения / В.С. Лебедев. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 2009. - 328 с.
15. Лебедев, В.С. Основные процессы, машины и аппараты предприятий бытового обслуживания / В.С. Лебедев. - М.: Легкая индустрия, 2010. - 400 с.
16. Левкин, В.В. Тепловые расчеты сборочных единиц бытовых холодильников / В.В. Левкин; под ред.А.Г. Сапронова; ШТИБО. - Шахты: Полиграфист, 2008. - 230 с.
17. Ивович, И.А. Защита от вибрации в машиностроении / И.А. Ивович, В.Я. Онищенко. - М.: Машиностроение, 2009. - 272 с.
18. Николаенко, А.А. Бытовые швейные машины / А.А. Николаенко [и др.]. - М.: Легкая индустрия, 2009. - 143 с.
19. Петров, А.М. Бытовые машины и приборы / А.М. Петров, Б.Е. Фишман. - М.: Легкая индустрия, 2007. - 296 с.
20. Пластинин, П.И. Поршневые компрессоры. Т.1. Теория и расчет / П.И. Пластинин. - М.: Колос, 2010. - 456 с.
21. Скоробогатов, Н.А. Современные стиральные машины и моющие средства / Н.А. Скоробогатов. - СПб.: БХВ-Петербург: Арлит, 2010. - 240 с.
22. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин: учеб. пособие для студентов вузов / под общ. ред. И.А. Сакуна. - Л.: Машиностроение, 2007. - 432 с.
23. Теплообменные аппараты холодильных установок / Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П. Иванов, Н.М. Медникова. - М.: Машиностроение, 2008. - 328 с.
24. Холодильная техника и технология: учебник для вузов / С.А. Большаков, В.Ф. Лебедев, В.Ф. Локтев, А.В. Руцкой; под ред. А.В. Руцкого. - М.: Инфра-М, 2009. - 286 с.
25. Холодильные компрессоры / под ред. А.В. Быкова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 2008. - 279 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Классификация и устройство стиральных машин барабанного типа. Причины неисправностей стиральных машин, особенности их ремонта. Оборудование, применяемое при ремонте стиральных машин. Конструктивные и режимные параметры стиральных машин барабанного типа.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 23.01.2011Общие сведения о бытовых стиральных машинах. Основные сборочные единицы. Описание стиральных машин типа СМ, типа СМП, типа СМА, полуавтоматических стиральных машин барабанного типа. Разновидности марок машин. Ведущие фирмы-производители стиральных машин.
контрольная работа [36,3 K], добавлен 02.12.2009Технология процессов стирки, полоскания и отжима в современных стиральных машинах-автоматах. Механизм воздействия СМС и этапы моющего процесса. Стирка, принципы работы и конструкции стиральных машин. Классификация, конструкции посудомоечных машин.
контрольная работа [762,2 K], добавлен 31.01.2011История развития и классификация стиральных машин, технические требования к ним и сведения о производителях. Принцип действия и устройство автоматической стиральной машины, основные показатели ее качества. Сравнение ARDO FL 105 L и Samsung WF 8590 NFW.
курсовая работа [640,4 K], добавлен 19.02.2014Стиральные машины с верхней загрузкой, оценка преимуществ и недостатков, технические характеристика и долговечность. Номинальные характеристики основных комплектующих стиральных машин, принципы их обслуживания. Электрическая схема и циклограмма работы.
контрольная работа [35,2 K], добавлен 16.06.2014Конструктивные элементы и геометрические параметры хвостового зенкера для обработки цилиндрических отверстий. Схема определения формы стружечной канавки зенкера. Обеспечение соосности цилиндрического углубления путем снабжения направляющей цапфой.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 29.11.2014Характеристика роторно-пульсационных аппаратов (РПА). Технологические параметры РПА. Диаметр аппарата, его тепловые и конструктивные параметры, производительность. Ремонт и монтаж установки. Особенности применения РПА в фармацевтической промышленности.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.08.2013Пятна. Типы пятен. Общие правила при выведении пятен любого происхождения. Типы волокон. Состав порошков. ПАВ. Отбеливатели. Средства защиты от накипи. Подкрахмаливание. Пенообразование и pH. Эффективность отстирывания различных типов тканей.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 21.08.2007Сравнительная характеристика стиральной машины "Амгунь" с другими аналогичными машинами. Характеристика оборудования, необходимого для ремонта стиральных машин. Перечень быстроизнашивающихся деталей и узлов. Контроль качества ремонта и методы испытания.
дипломная работа [219,9 K], добавлен 10.06.2009Выбор электродвигателя и определение передаточного числа привода. Проектный расчет зубчатой передачи на контактную прочность и на изгиб. Основные параметры зубчатого зацепления и определение коэффициента перекрытия. Конструктивные параметры редуктора.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.11.2022
