Міністерство освіти та науки україни
|
Національний університет |
ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА |
Вивчення конструктивних особливостей та будови автоматичних пральних машин
Методичні вказівки до лабораторної роботи № 7
з дисципліни:
"Проектування обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування"
для підготовки студентів за спеціальністю
07.090202 "Обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування"
Затверджено
на засіданні кафедри
“Автоматизація та комплексна
механізація машинобудівної промисловості”·
Протокол N від
ЛЬВІВ - 2008
Вивчення конструктивних особливостей та будови автоматичних пральних машин
Методичні вказівки до лабораторної роботи № 4
з дисципліни:
"Проектування обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування"
для підготовки студентів за спеціальністю
07.090202 "Обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування"
Упор. Боровець В.М.,
Шенбор В.С.
Львів: Вид-во Нац. ун-ту "Львівська політехніка"
Упорядники: В.М.Боровець, к.т.н., доцент;
В.С.Шенбор, ст.викладач.
Відповідальний за випуск
О.В.Гаврильченко, к.т.н.,доцент.
Рецензенти: доцент, к.т.н., П.С.Коруняк; доцент, к.т.н., О.Р.Серкіз.
Мета роботи
1. Вивчення конструктивних різновидностей автоматичних побутових пральних машин.
2.Ознайомлення з будовою вузлів і механізмів автоматичних пральних машин.
3. Експериментальне визначення основних технологічних характеристик автоматичної пральної машини.
Загальні відомості
Ручне прання білизни завжди було одним з найважчих видів робіт, що виконуються хатньою господаркою, яка всього декілька десятиліть тому не мала в своєму розпорядженні ніяких механічних підручних засобів. Перший етап механізації почався з винаходу замкнутого резервуару, що встановлювався на опорах і приводився в рух за допомогою рукоятки. У резервуар завантажувались білизна, гаряча або холодна вода і мило. Прання протікало більш менш успішно залежно від того, з якою частотою обертали рукоятку. Ручну працю вдалося усунути, приєднавши барабан до електродвигуна за допомогою відповідного редуктора. Першу в світі електричну пральну машину створив в 1906 р. американець Алва Фішер. Завдання господині полягало тільки в тому, щоб завантажити в горизонтальний металевий барабан білизну, миючий засіб і воду, а потім після прання і сушки вигладити білизну. Для цього вже застосовувалися всі елементи, необхідні для розвитку принципів механічного прання:
• прання в гарячій воді;
• використання розчиненого у воді миючого засобу;
• струшування і перемішування білизни в резервуарі, що приводиться в рух двигуном.
Автоматичні пральні машини
Приблизно у 1920-1925 рр. на ринку з'явилися перші побутові пральні машини, які, нагадуючи по своїй формі тумбу, розміщувалися в пральні або прямо в квартирі, в безпосередній близькості від крана з водою і каналізації. Основним елементом цих машин був циліндровий резервуар, розташований вертикально і закривався кришкою. Вода приводилася в рух однією або декількома лопатями, що обертаються поперемінно в протилежних напрямах від електродвигуна, і нагрівалася за допомогою електричної енергії. Такі пральні машини отримали назву активаторні. Якщо для приведення води в рух використовувався невеликий гвинт з безліччю лопатей, який направляв потік води по кругу, машини називали турбінними. Віджимання здійснювалося під час проходження білизни через пристрій, що спочатку складався з двох валиків, сполучених пружиною, що обертаються в протилежних напрямах. Цей пристрій приводився в рух вручну або за допомогою електродвигуна і називався лещатами. Подальша сушка білизни проводилася на відкритому повітрі. Далі для віджимання білизни почали використовувати відцентрову силу. Білизна завантажувалася в розташований вертикально барабан, що обертається з високою частотою і оснащений отворами в стінках. Крапельки вологи виштовхувалися з тканини і збиралися у вбудованому або зовнішньому резервуарі машини. Потім вода зливалася вручну. Програма прання була автоматизованою тільки частково. До цієї ж категорії відносяться і пральні машини з двома барабанами, один з яких призначений для прання, а другий – для віджимання. Заливання і злив води здійснювалися, як правило, автоматично. Число доступних програм було обмежене. Такі пральні машини називали напівавтоматичними. Перші машини з комбінованим барабаном для прання і центрифугою для віджимання випустила в 1924 р. Американська фірма Севедж Армс Компані. У автоматичних пральних машинах, що представляють сьогодні на ринку, всі операції по пранню виконуються автоматично відповідно до численних програм, передбаченими виробниками і вибираються користувачем на свій розсуд. Незалежно від конструкторського рішення, єдиними виконуваними вручну операціями залишаються наступні:
• завантаження білизни в барабан з дрібними отворами в стінках;
• завантаження миючого засобу і різних добавок у відповідний контейнер, звідки в певний момент циклу вони автоматично подаються в барабан;
• вивантаження білизни після віджимання за допомогою центрифуги і остаточне сушіння на повітрі.
Сучасні автоматичні пральні машини можна віднести до машин барабанного типу (Рис.1,2,3). Основною деталлю таких машин є барабан великої місткості, що обертається в нерухомому баку, в стінках якого є ребра і отвори. Прання здійснюється за рахунок обертання барабана по черзі в протилежних напрямах. Ребра барабана забезпечують краще «перелопачування» білизни. У деяких моделях машин вони мають отвори на згині. При проходженні нижньої частини бака і зануренні у воду ребра заповнюються водою, яка виливається з отворів в той час, коли ребра проходять верхню точку кола (так званий ефект подвійної дії). У цьому ж барабані при обертанні з більшою частотою відбувається і часткове віджимання (центрифугування). Залежно від розташування отвору для завантаження білизни в барабані машини діляться на два типи: з фронтальним (торцевим) і верхнім (боковим) завантаженням.
Рис. 1. Конструктивна схема автоматичної пральної машини: 1- корпус машини; 2- верхня кришка; 3- скоба; 4- пружини амортизаційні; 5- завіса; 6- фіксатор; 8- планка; 9- манжет; 10- задня панель; 11- фільтр електричний; 12- коробка; 13- реле тиску; 14, 16, 22- шланг; 15- хомут напрямний; 17- затяжки; 18, 20, 23, 24 – хомут; 19-насос злива; 21- компенсатор; 25- кільце; 26- фільтр; 27-корпус фільтра; 28- амортизатор; 29- пристрій блокування люка; 30 клапан подачі води; 31- замок блокування люка; 32-планка фільтра; 33- болт регулювання рівня; 34- кришка; 35- пружина; 36- вісь; 37- ободок; 38- скло люка; 39 – важіль; 40- затраска; 41- вісь; 42- пружина; 44- гвинт фільтра; 45- ніжка задня; 48- кільце; 53- захисне скло; 54- кронштейн; 59- вісь
Рис.2.Констуктивна схема привода барабана пральної машини:1-люк з манжетою; 2-кільце фіксатора; 3, 9 –противовага; 4,6,7,43-гвинт; 5- бак зовнішній; 8,11 шайба; 12-гайка; 13- кільце; 14- бак внутрішній; 15- вал; 16- підшипник; 18- опора; 19- шків; 20-пас; 21- гайка; 22- давач температури; 23- манжета; 24-кільце; 25- скоба; 26- ТЕН; 27 – барабан; 29- патрубок зливу; 30 – болти кріплення електродвигуна; 31, 33- кронштейни; 34- електродвигун; 44- шайба; 45- насос
Сушильні машини і пральні машини з сушкою
Промисловістю випускаються пральні машини, пристосовані проводити остаточне сушіння. Сушіння відбувається під дією гарячого повітря на віджату білизну при повільному обертанні барабана. Повітря, нагріте за допомогою спеціального елементу ТЕН 12, подається в барабан вентилятором 5, встановленим зовні барабана. Випускаються сушильні машини і пральні машини з сушкою. Як правило, для сушіння треба удвічі зменшити кількість білизни, необхідної для прання, тобто якщо було попрано 5 кг білизни, його слід розділити на дві порції по 2,5 кг і сушити кожну порцію окремо.
Відповідно до [1] по функціональних можливостях пральні машини підрозділяються:
СМ — пральна машина без віджимання;
СМР — пральна машина з ручним віджимним пристроєм;
СМП — пральна машина напівавтоматична, у якої управління окремими процесами обробки білизни і його перекладання виконуються оператором;
СМЦ — пральна машина з виконанням операцій прання і віджимання в одному баку шляхом поперемінної установки активатора або корзини центрифуги на вал приводу;
СМЦВ — пральна машина з вкладною автономною центрифугою, що входить в комплект машини;
СМА — пральна машина автоматична, у якої всі операції по обробці тканин, перехід від однієї операції до іншої і управління ними виконуються автоматично відповідно до заданої програми.
Рис.3. Констуктивна схема командоапарата: 1- ручка; 2- кришка; 3- лоток; 4, 5- вставки; 6- ручка таймера сушіння; 7 –панель; 11,12 – дозатор; 14,19- шланг заливки; 20 – патрубок; 21- зажим; 22- командоапарат; 23- ручка регулятора температури; 24- металевий стопор; 26 – кнопки; 27, 29, 30, 31- кнопкові вимикачі; 33- таймер сушіння; 36- трійник; 37, 38- електромагнітний клапан
Пральні машини відрізняються за якістю прання і віджимання білизни, по зайвому шуму, що виникає під час роботи, а також за іншими показниками.
Рис.4. Схема пральної машини з сушінням білизни
За основними показниками пральні машини розділяються на наступні: |
|
по номінальному завантаженню, кг: |
1,0; 1,3; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0;4,5; 5,0; |
по кількості баків: |
однобакові, двохбакові (Д); |
за способом завантаження: |
з верхньою (бокові), з фронтальною (торцеві) (Ф); |
за способом активації: |
з лопатевим диском (активатором), барабанні (Б); |
за способом управління: |
електромеханічні; електронні (Е) |
Якість прання білизни залежить від різних показників:
• жорсткості води;
• температури води водопроводу;
• температури води під час прання;
• типу вживаного миючого засобу;
• ступені забрудненості білизни.
Відповідно за даними стандарту [2] існує методика визначення ефективності відпирання білизни за допомогою штучної забрудненої тканини (ШЗТ). За даними країн Європейського Співтовариства для ШЗТ використовується бавовняна тканина у вигляді смужки, зшитої з п'яти квадратів, розміром 15х15 см кожен, в наступній послідовності: чистий; забруднений сажею з мінеральним маслом; забруднений кров'ю; забруднений какао з молоком; забруднений червоним вином. Згідно стандарту як ШЗТ використовується бавовняна тканина, забруднена пігментно-жировим складом (ця тканина випускається ШЗТ АТ Вніїхимпроєкт Україна, м. Київ, вул. М.Раськової,11).
Методика випробувань полягає у вимірюванні за допомогою фотоколориметра коефіцієнта віддзеркалення еталонного джерела світла від досліджуваного зразка тканини. Кількість відбитого світла обернено пропорційно до ступеня забруднення зразка.
Технічні характеристики прання під час випробуваннях наступні: |
|
Жорсткість води, ммоль/літр |
0,5...3 |
Температура споживаної води, оС: холодної гарячої (якщо інше не вказане виробником) |
15 ± 2 55 ± 2 |
Для проведення випробувань застосовують наступні прилади:
• вольтметр, розрахований на напругу до 300 В, клас точності 0,5;
• термометр з діленнями шкали від 0 до 100 оС з ціною ділення 0,5;
• манометр, розрахований на вимірювання тиску до 1 Мпа, класу точності 2;
• ваги, класу точності 1;
• фотоколориметр, призначений для трибарвних вимірювань, класу точності 2.
В процесі проведення випробувань використовуються наступні зразки білизни і засобу:
• чиста масоформуюча тканина (звичайно 5 кг);
• спеціально забруднена смужка тканини ШЗТ для визначення ефективності відпирання;
• випробувальний миючий засіб.
Підготовка до випробування масоформуюче завантаження заздалегідь витримується протягом 24 г при температурі навколишнього середовища (20 ± 2) оС і відносній вологості (65 ± 5) %.
Число циклів прання повинне бути від 20 до 60.
Проведення випробування
Відповідно до інструкції з експлуатації випробовуваної моделі машини 5 разів повторюють найтривалішу програму, що відноситься до прання білої бавовняної тканини.
Після кожного циклу прання масоформуюче завантаження білизни необхідно піддавати 4-кратному полосканню з подальшим віджиманням. Далі смужку випробувальних зразків тканини необхідно висушити протягом 4 г і вигладити способом, що виключає появу блиску (гладити через шар тканини).
Послідовність і температура гладження повинні бути такими, щоб не змінювалися колориметричні властивості зразка, при цьому температура підошви праски не повинна перевищувати 150 оС. Фільтр фотоколориметра, що поглинає ультрафіолетові промені, повинен знаходитися між джерелом світла і зразком вимірювання. Використовується тільки синій фільтр.
Допустимі відхилення частоти обертання центрифуги від номінального значення:
• під час прання: ±1 об/хв;
• під час віджимання: не більше 10% номінального значення (але не більше 100 об/хв).
Наприклад. Допустимі відхилення, об/хв, при частотах обертання: 600 об/хв ±60 1150 об/хв ±100
Коректований рівень звукової потужності — параметр, отриманий шляхом математичного перерахунку значень рівня звукового тиску. Чисельні свідчення рівня звукового тиску визначаються за допомогою шумоміра на середньогеометричних частотах октавних смуг, що генеруються електропобутовим приладом.
Випробовувані зразки приладів розташовуються так, щоб не виникали похибки вимірювання із-за вторинного випромінювання звуку через допоміжні пристосування, деталі кріплення тощо; вібрація не повинна передаватися на суміжні предмети.
Підлогові електропобутові прилади без заданої відстані від стін (пральні машини, центрифуги для віджимання білизни) встановлюються безпосередньо на підлозі або на звуковідбивній площині випробувального приміщення. Докладнішу інформацію по средньогеометричним частотам октавних смуг, умовах вимірювань, що проводяться в ревербераційній і заглушеній камерах, і про порядок математичного перерахунку можна знайти в [2–4].
Відповідно до даних [1] коректований рівень звукової потужності для пральних машин типів СМА-3Б, СМА-4Б, СМА-4ФБ,СМП-3Б, СМП-3, СМП-2, СМП-2Д, СМЦ-2, СМР-1,5, СМР-2, СМ-1, СМ-1,5 і СМ-2Б складає: при пранні — 74 дБА, при віджиманні — 85 дБА. Необхідно відзначити, що для пральних машин, розроблених пізніше 1.01.89, коректований рівень звукової потужності не повинен перевищувати: для машин СМ і СМР — 72 дБА, а для останніх — під час прання 70 дБА, та віджимання 80дБА.
Похибка коректованого рівня звукової потужності під час прання і віджимання складає ±2 дБА. Значення коректованого рівня звукової потужності для машин з сушкою беруться ті ж, що і для машин без сушки. Пральні машини, характеристики яких перевіряють на відповідність державним і галузевим стандартам, включаються в роботу при 50%-ної завантаженні сухої білизни, після чого їх заповнюють холодною водою до номінального рівня без подачі миючого засобу. У барабанних пральних машинах максимальні рівні шуму вимірюють при обертанні барабана в обох напрямах і обчислюють середнє арифметичне значення. У автоматичних і напівавтоматичних пральних машинах шум вимірюють для кожного режиму прання і при максимальному числі оборотів. При вимірюванні свідчень рівня шуму вода залишається холодною.
Вимоги до мережі електроживлення при проведенні випробувань
Машини повинні працювати від електричної мережі однофазного змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц.
Напруга живлення не повинна відрізнятися від номінального значення більш ніж на 2%. Якщо машина виготовлена для роботи в деякому номінальному діапазоні напруги, то випробування проводять при напрузі, рівній середньому значенню цього діапазону.
Значення частоти струму мережі не повинне відрізнятися від номінального більш ніж на 1%.
На закінчення відзначимо, що якщо вимірювання деяких параметрів (наприклад, шуму, температури, кількості оборотів в хвилину) можна виконати користуючись відносно простими приладами (шумоміром, універсальним мультиметром з термопарою, стробоскопом, тощо), то вимірювання параметрів відпирання повинне виконуватися спеціальним устаткуванням тільки в стаціонарних лабораторних умовах.