RU2188886C2

RU2188886C2 - Apparatus for absorbing vibrations of housing and internal part of domestic washing machine with vertical-axial rotation of squeezing reservoir

Info

Publication number: RU2188886C2
Application number: RU2000129693A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Скворцов; А.Г. Иванов
Original assignee: Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я.Яковлева
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-09-10

Abstract

FIELD: domestic washing equipment. SUBSTANCE: washing machine has apparatus for absorbing housing vibrations and balancing ring. Sleeve with spring and piston is positioned between upper and lower points of internal part and housing joint. Two stems are mounted for independent sliding inside sleeve. Rubber piston is fixed on first stem pivotally joined to housing. Lower end of second stem is pivotally joined to internal movable part. Stems are arranged in spaced relation one with respect to another. Stems axes are extending in parallel one with respect to another. All the points of internal movable part effect progressive motions, when movable part deflects from state of equilibrium. Lower end of poles- couplers is connected to upper end of internal movable part. Poles-couplers length and housing width ratio is 1: 6. Height of internal part, which is determined for the case of maximal compression of springs for poles-couplers, is calculated as difference between housing height and distance from pole-coupler and housing connection point to pole- coupler and internal movable part connection point. Balancing ring is filled with 30%-solution of ZnCl ₂. Reduced number of poles-couplers allows washing machine housing vibration to be absorbed at the stage of steady-state rotation due to reduced number of connections between housing and internal part of washing machine. EFFECT: simplified and compact construction by reduced sizes of hanger members, improved operating characteristics and increased efficiency. 7 dwg

Description

Изобретение относится к бытовым стиральным машинам с вертикально-осевым вращением отжимного резервуара, а именно к стиральным машинам, содержащим устройство гашения колебаний корпуса и балансировочное кольцо. The invention relates to household washing machines with a vertical-axial rotation of the squeezing tank, and in particular to washing machines comprising a housing vibration damping device and a balancing ring.

Известно устройство гашения колебаний корпуса стиральной машины с центробежным отжимом и вращением отжимного резервуара относительно вертикальной оси, содержащее четыре опоры-растяжки с демпфирующими элементами, шарнирно соединенные верхним концом с корпусом и нижним концом - с внутренней подвижной частью стиральной машины, ориентированные в пространстве вертикально (US 4625529 A, 02.12.1986). Демпфирующие элементы выполнены в виде пружины с поршнем в стакане под шарнирным сочленением подвесного элемента и внутренней подвижной части, установленных на металлическом стержне-штоке. Данное устройство гашения колебаний содержит балансировочное кольцо, входящее в состав внутренней подвижной части и создающее стабилизирующий момент инерции при быстром вращении, которое установлено в верхней части отжимного резервуара. A device is known for damping oscillations of a washing machine body with a centrifugal extraction and rotation of an extraction tank relative to the vertical axis, containing four stretching supports with damping elements, articulated by the upper end to the housing and the lower end to the inner movable part of the washing machine, oriented vertically in space (US 4625529 A, 12/02/1986). The damping elements are made in the form of a spring with a piston in a glass under the articulated joint of the suspension element and the inner movable part mounted on a metal rod-rod. This vibration damping device contains a balancing ring, which is part of the inner movable part and creates a stabilizing moment of inertia during fast rotation, which is installed in the upper part of the squeeze tank.

Недостатком устройства гашения колебаний является крепление опор к нижней области внутренней подвижной части и ориентирование шарнирных опор-растяжек под углом к вертикали, что ухудшает возможность внутренней подвижной части противостоять колебаниям, возбуждаемым вращением дебаланса при неравномерной загрузке белья во время операции отжим белья. На этапе разгона отжимного резервуара внутренняя подвижная часть задевает о стенку корпуса, срабатывает датчик вибраций и выключает двигатель стиральной машины, в дальнейшем требуется вручную разложить белье равномерно внутри отжимного резервуара и снова включить стиральную машину в режим отжима белья. На этапе установившегося вращения наблюдается повышенная вибрация корпуса стиральной машины. Это ограничивает повышение скорости центрифугирования для снижения остаточной влажности и обеспечения качественного отжима белья. Кроме того, в основных узлах стиральной машины действуют большие динамические нагрузки, снижающие их прочность, надежность и долговечность. The disadvantage of the damping device is the fastening of the supports to the lower region of the inner movable part and the orientation of the hinged stretch supports at an angle to the vertical, which impairs the ability of the inner movable part to withstand the vibrations caused by the rotation of the unbalance during uneven loading of the laundry during the laundry spin operation. At the stage of accelerating the squeezing tank, the inner movable part touches the wall of the casing, the vibration sensor is triggered and the engine of the washing machine is turned off, in the future it is necessary to manually spread the laundry evenly inside the squeeze tank and turn the washing machine back on in the spin cycle. At the stage of steady rotation, increased vibration of the washing machine body is observed. This limits the increase in centrifugation speed to reduce residual moisture and ensure a high-quality spin of linen. In addition, the main components of the washing machine have large dynamic loads that reduce their strength, reliability and durability.

Известно также автобалансирующее устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы-жидкости внутри корпуса-кольца, имеющее внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости - 35%-ного раствора К₂СО₃ в полости кольца (RU 2123075 C1, 10.12.1998).It is also known auto-balancing device with a vertical axis of rotation and the movement of the correcting mass of liquid inside the ring body, having internal radial partitions that do not limit the free movement of liquid - 35% solution of K ₂ CO ₃ in the cavity of the ring (RU 2123075 C1, 10.12.1998 )

Однако данное устройство не обеспечивает эффективной автобалансировки на этапе разгона отжимного резервуара из-за невысокой плотности раствора - корректирующей массы. However, this device does not provide effective auto-balancing at the stage of acceleration of the squeezing tank due to the low density of the solution - the corrective mass.

Прототипом изобретения является стиральная машина с устройством гашения колебаний, содержащим две вертикальные опоры-растяжки, верхние концы которых шарнирно связаны с корпусом, а нижние - с внутренней подвижной частью стиральной машины, в которой находится отжимной резервуар, причем шарниры подвески на этой подвижной части выполнены выше ее центра тяжести (US 3021956 A, 20.02.1962). The prototype of the invention is a washing machine with a damping device containing two vertical supports-extensions, the upper ends of which are pivotally connected to the casing, and the lower ends - to the inner movable part of the washing machine, in which the squeezing reservoir is located, and the hinges of the suspension on this movable part are made higher its center of gravity (US 3,021,956 A, 02.20.1962).

Недостатком устройства является то, что оно содержит дополнительные элементы, которые не позволяют увеличить рабочий объем отжимного резервуара до самого низа корпуса и уменьшить объем корпуса для повышения производительности стирки и отжима белья, а также для улучшения демпфирующих свойств устройства. Во время колебательных движений внутренней части не все точки последней движутся поступательно, а если попытаться сделать подвесные стержни короткими, то дополнительные элементы будут создавать шум, задевая отжимной резервуар. The disadvantage of this device is that it contains additional elements that do not allow to increase the working volume of the squeezing tank to the very bottom of the casing and to reduce the casing volume to increase the washing and spinning performance of the laundry, as well as to improve the damping properties of the device. During oscillatory movements of the inner part, not all points of the latter move progressively, and if you try to make the suspension rods short, additional elements will create noise by touching the squeezing tank.

Данное изобретение решает задачу снижения вибраций корпуса стиральной машины в режиме установившегося вращения отжимного резервуара и повышения способности подвижной части противостоять действию дебалансной силы на этапе разгона барабана. This invention solves the problem of reducing the vibration of the washing machine casing in the mode of steady rotation of the squeezing tank and increasing the ability of the moving part to withstand the action of unbalanced force at the stage of acceleration of the drum.

Достигаемый в данном изобретении технический результат заключается в улучшении демпфирующих свойств устройства гашения колебаний и уменьшении габаритных размеров подвесных элементов. The technical result achieved in this invention is to improve the damping properties of the vibration damping device and to reduce the overall dimensions of the suspension elements.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве гашения колебаний корпуса и внутренней части бытовой стиральной машины с вертикально-осевым вращением, содержащим балансировочное кольцо, две вертикальные опоры-растяжки с демпфирующими элементами, шарнирно соединенные с корпусом и внутренней подвижной частью выше ее центра тяжести, отжимной резервуар, согласно изобретению стакан с пружиной и резиновым поршнем каждой опоры-растяжки размещен между верхней и нижней точками сочленения внутренней части с корпусом стиральной машины, внутри стакана перемещаются независимо два штока, на первом штоке, сочлененном шарнирно с корпусом, закреплен резиновый поршень, нижний конец второго штока сочленен шарнирно с верхним концом внутренней подвижной части, оба штока установлены на небольшом расстоянии друг от друга, а их оси параллельны, при этом длина опор-растяжек Н относится к высоте корпуса как 1: 6, высота внутренней части, определяемая для случая предельного сжатия пружин опор-растяжек, рассчитывается как разность высоты корпуса и расстояния от точки соединения опоры-растяжки с корпусом до точки соединения опоры-растяжки с внутренней подвижной частью, а балансировочное кольцо заполнено 30%-ным раствором ZnCl₂.The specified technical result is achieved by the fact that in the damping device of the housing and the inner part of the household washing machine with a vertical-axial rotation containing a balancing ring, two vertical stretching supports with damping elements, articulated to the housing and the inner movable part above its center of gravity, squeezing tank, according to the invention, a cup with a spring and a rubber piston of each stretching support is placed between the upper and lower points of the junction of the inner part with the housing of the machine, two rods move independently inside the cup, a rubber piston is fixed on the first rod articulated with the body, the lower end of the second rod is articulated with the upper end of the inner movable part, both rods are installed at a small distance from each other, and their axes are parallel while the length of the supports-extensions H refers to the height of the housing as 1: 6, the height of the inner part, determined for the case of maximum compression of the springs of the supports-extensions, is calculated as the difference between the height of the housing and the distance from the connection point Ia-stretch support with the casing to stretch-point connections with the inner support mobile part, and the balancing ring is filled with 30% solution of ZnCl _2.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства гашения колебаний корпуса стиральной машины; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - подвесной элемент в виде опоры-растяжки; на фиг. 4 показано статическое положение внутренней подвижной части стиральной машины; на фиг. 5 - положение подвижной части в результате действия дебалансной силы; на фиг. 6, 7 - кинематика внутренней подвижной части стиральной машины. In FIG. 1 shows a general view of a vibration damping device of a washing machine body; in FIG. 2 - the same, top view; in FIG. 3 - suspension element in the form of a support-extensions; in FIG. 4 shows the static position of the inner movable part of the washing machine; in FIG. 5 - the position of the movable part as a result of the action of an unbalanced force; in FIG. 6, 7 - kinematics of the inner movable part of the washing machine.

Устройство гашения колебаний содержит балансировочное кольцо 1 со свободным перемещением жидкости, две вертикальные опоры-растяжки 2 с демпфирующими элементами, шарнирно соединенные с корпусом 3 стиральной машины и ее внутренней подвижной частью 4 с отжимным резервуаром 5. Каждая опора-растяжка содержит стакан 6 с пружиной 7 и резиновым поршнем 8. Стакан 6 смонтирован между верхней и нижней точками сочленения внутренней части 4 с корпусом 3. Внутри стакана 6 размещены два параллельных штока 9, на одном из них закреплен поршень 8, а второй шток сочленен шарнирно с верхним концом подвижной части 4 при помощи шарнира 10 со шплинтом 11; подобные элементы служат для соединения другого штока с корпусом машины. Поршень 8 смонтирован на втулке 12, а штоки 9 удерживаются в стакане при помощи шайб 13, 14. The vibration damping device comprises a balancing ring 1 with free movement of liquid, two vertical stretching supports 2 with damping elements, pivotally connected to the casing 3 of the washing machine and its inner movable part 4 with squeezing reservoir 5. Each stretching support contains a cup 6 with a spring 7 and a rubber piston 8. A glass 6 is mounted between the upper and lower points of articulation of the inner part 4 with the housing 3. Two parallel rods 9 are placed inside the glass 6, a piston 8 is fixed on one of them, and a second rod with member pivotally movable with the upper end portion 4 by a hinge 10 with pin 11; similar elements are used to connect another rod to the machine body. The piston 8 is mounted on the sleeve 12, and the rods 9 are held in the glass using washers 13, 14.

Устойчивость внутренней подвижной части 4 возрастает благодаря действию силы тяжести
F = mg, (1)
а при отклонении от положения равновесия подвижная часть запасает потенциальную энергию
П = mgh, (2)
где m - масса внутренней подвижной части с вращающимся отжимным резервуаром;
g - ускорение свободного падения;
h - высота, на которую поднимается подвижная часть с отжимным резервуаром при отклонении от положения равновесия на величину А (фиг. 5).The stability of the inner movable part 4 increases due to the action of gravity
F = mg, (1)
and when deviating from the equilibrium position, the mobile part stores potential energy
P = mgh, (2)
where m is the mass of the inner movable part with a rotating squeezing tank;
g is the acceleration of gravity;
h is the height to which the moving part with the squeezing tank rises when deviating from the equilibrium position by a value of A (Fig. 5).

При соединении нижнего конца опор-растяжек 2 с внутренней подвижной частью 4 выше ее центра тяжести (на фиг. 4 обозначен ц.т.) и применении стакана 6 с пружиной 7 и поршнем 8, размещенного между верхней и нижней точками сочленения внутренней части с корпусом 3 стиральной машины (внутри стакана перемещаются два штока 9 относительно друг друга), автоматически укорачивается длина опор-растяжек, это способствует запасанию значительного количества потенциальной энергии, что благоприятно сказывается на этапе разгона отжимного резервуара. When connecting the lower end of the support-extensions 2 with the inner movable part 4 above its center of gravity (in Fig. 4, the center mark is indicated) and using the nozzle 6 with the spring 7 and the piston 8, located between the upper and lower points of articulation of the inner part with the housing 3 of the washing machine (two rods 9 are moved inside the cup relative to each other), the length of the support-extensions is shortened automatically, this contributes to the storage of a significant amount of potential energy, which favorably affects the stage of dispersal of the squeezing tank.

В данном устройстве гашения колебаний происходит согласование поступательного движения внутренней подвижной части стиральной машины 4 и стабилизирующего действия балансировочного кольца 1 на внутреннюю подвижную часть стиральной машины. In this vibration damping device, the translational movement of the inner movable part of the washing machine 4 and the stabilizing action of the balancing ring 1 on the inner movable part of the washing machine are coordinated.

Устройство гашения колебаний работает следующим образом. При включении двигателя на этапе разгона отжимного резервуара 5 под действием дебалансной силы F_деб (фиг. 5), возникающей из-за неравномерной загрузки белья в отжимном резервуаре, происходит поступательное движение внутренней части от положения равновесия на величину А. Так как шарнирные опоры-растяжки 2 расположены вертикально, то внутренняя подвижная часть совершает поступательное движение S без наклонов. По способности противостоять действию дебалансной силы ресурс внутренней подвижной части определяется расстоянием L между верхним краем внутренней подвижной части и стенкой корпуса (фиг. 2). С точки зрения исчерпания ресурса внутренней подвижной части по способности противостоять действию дебалансной силы (когда произойдет касание внутренней подвижной части стенки корпуса) такое устройство является наиболее выгодным. Вероятность касания внутренней подвижной части стенки корпуса на этапе разгона отжимного резервуара в режиме отжима белья уменьшается. Внутренняя подвижная часть запасает потенциальную энергию согласно (2). В дальнейшем внутренняя подвижная часть всей своей массой стремится вернуться в положение равновесия, противодействуя дебалансной силе. Кинетическая энергия наклонного движения, сообщаемая внутренней подвижной части в результате действия дебалансной силы, уменьшается. При быстром вращении отжимного резервуара стабилизирующий момент инерции балансировочного кольца 1 уменьшает колебания внутренней подвижной части за счет гироскопического эффекта. Происходит согласование поступательного движения внутренней подвижной части стиральной машины и стабилизирующего действия балансировочного кольца на внутреннюю подвижную часть стиральной машины.A vibration damping device operates as follows. When you turn on the engine at the stage of acceleration of the squeezing tank 5 under the action of an unbalanced force F _deb (Fig. 5), arising due to the uneven loading of linen in the squeezing tank, there is a translational movement of the inner part from the equilibrium position by an amount A. Since the hinged supports are stretching 2 are arranged vertically, the inner movable part performs a translational motion S without inclination. By the ability to withstand the action of an unbalanced force, the resource of the inner movable part is determined by the distance L between the upper edge of the inner movable part and the wall of the housing (Fig. 2). From the point of view of exhausting the resource of the internal moving part in its ability to withstand the action of unbalanced force (when the internal moving part of the wall of the housing touches), such a device is the most advantageous. The probability of touching the inner movable part of the casing wall at the stage of accelerating the squeezing tank in the spin cycle is reduced. The internal moving part stores the potential energy according to (2). Subsequently, the inner mobile part, with its entire mass, tends to return to the equilibrium position, counteracting the unbalanced force. The kinetic energy of the oblique movement imparted to the inner moving part as a result of the action of the unbalanced force decreases. With the rapid rotation of the squeezing tank, the stabilizing moment of inertia of the balancing ring 1 reduces the oscillations of the inner movable part due to the gyroscopic effect. There is a coordination of the translational movement of the inner movable part of the washing machine and the stabilizing effect of the balancing ring on the inner movable part of the washing machine.

Данное устройство гашения колебаний корпуса стиральной машины проще и дешевле в изготовлении, в котором все точки внутренней подвижной части совершают поступательное движение при действии дебалансной силы, так как при таком движении отсутствуют горизонтальные составляющие сил реакций корпуса. Балансировочное кольцо, установленное в верхней части отжимного резервуара, сконструировано так, что при быстром вращении отжимного резервуара и возникновении дебаланса создаются гироскопические силы, стремящиеся вернуть вертикальную ось вращения отжимного резервуара в положение стабильного вращения. This device for damping the oscillations of the washing machine casing is simpler and cheaper to manufacture, in which all points of the internal movable part perform translational motion under the action of an unbalanced force, since with this movement there are no horizontal components of the reaction forces of the casing. The balancing ring installed in the upper part of the squeezing tank is designed so that with the fast rotation of the squeezing tank and the occurrence of unbalance, gyroscopic forces are created which tend to return the vertical axis of rotation of the squeezing tank to a stable rotation position.

Конструкция устройства проста и рабочий объем отжимного резервуара не ограничивается дополнительными элементами, мешающими оптимальному размещению отжимного резервуара в корпусе. За счет максимально возможного объема отжимного резервуара производительность стирки повышается. Во время колебательных движений не создается шума от соприкосновений с дополнительно сочленяемыми элементами. The design of the device is simple and the working volume of the squeezing tank is not limited to additional elements that interfere with the optimal placement of the squeezing tank in the housing. Due to the maximum possible volume of the squeezing tank, the washing performance is increased. During vibrational movements no noise is generated from contacts with additionally articulated elements.

Опоры-растяжки имеют минимально допустимую длину с целью уменьшения времени затухания колебаний внутренней подвижной части, вызванных действием дебалансной силы. При одинаковом трении в шарнирных опорах успокоение на коротких опорах-растяжках произойдет быстрее, короткая подвеска будет колебать внутреннюю подвижную часть с большой частотой из-за большого значения накопленной потенциальной энергии в крайних точках колебаний, т.е. успокоение произойдет быстрее для более короткой подвески. Supports-extensions have a minimum permissible length in order to reduce the decay time of the oscillations of the internal moving part caused by the action of unbalanced force. With the same friction in the articulated supports, calming down on short stretching supports will happen faster, a short suspension will oscillate the internal moving part with a high frequency due to the large value of the accumulated potential energy at the extreme points of the oscillations, i.e. sedation will happen faster for a shorter suspension.

Claims

An oscillation damping device for the housing and the inside of a vertical-axis rotational household washing machine, comprising a balancing ring, two vertical braces with damping elements, pivotally connected to the housing and the inner movable part above its center of gravity, squeezing tank, characterized in that the glass with a spring and a rubber piston of each stretching support is placed between the upper and lower points of articulation of the inner part with the washing machine body, two are independently moved inside the glass rod, a rubber piston is fixed on the first rod articulated with the housing, the lower end of the second rod is articulated with the upper end of the inner movable part, both rods are mounted at a small distance from each other, and their axes are parallel, while the length of the support-extensions to the height of the body as 1: 6, the height of the inner part, determined for the case of maximum compression of the springs of the support-extensions, is calculated as the difference between the height of the body and the distance from the connection point of the support-extension with the case to the connection point of the support-p Ties with the inner moving part and the balancing ring is filled with freely moving liquid - 30% solution of ZnCl _2.