СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БЕЛЬЯ
METHOD OF OPERATING MACHINE FOR LINEN TREATMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу управления машиной для обработки белья.
Предпосылки изобретения
Машина для обработки белья барабанного типа включает в себя барабан, расположенный в горизонтальном направлении, и барабан также расположен в горизонтальном направлении внутри бака. Белье расположено внутри барабана и стирается за счет переворачивания в соответствии с вращением барабана.
Бак используется для вмещения воды для стирки, и барабан используется для осуществления стирки белья.
Барабан установлен с возможностью вращения в баке.
Вращающийся вал соединен с задним участком барабана, и вращающая сила направлена от электродвигателя к вращающемуся валу. Вращающая сила направлена к барабану через вращающийся вал посредством вращения электродвигателя, в результате чего барабан вращается.
Барабан вращается во время циклов полоскания и быстрого вращения, а также цикла стирки. Барабан вибрирует при вращении.
Вращающийся вал выступает на наружную сторону бака при прохождении через заднюю стенку бака. В случае машины для обработки белья в соответствии с известным уровнем техники корпус подшипника может быть вставлен в заднюю стенку бака путем формования со вставкой. В качестве альтернативы корпус подшипника может быть закреплен на задней стенке бака.
Вращающийся вал поддерживается корпусом подшипника, и вибрация барабана передается корпусу подшипника и баку через вращающийся вал.
Таким образом, бак вибрирует вместе с барабаном. Для уменьшения такой вибрации демпфирующий опорный элемент соединен с баком.
Другими словами, в машине для обработки белья в соответствии с известным уровнем техники вибрация передается баку и поддерживается через демпфирующий опорный элемент, соединенный с баком.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу управления машиной для обработки белья.
Целью настоящего изобретения является создание способа управления машиной для обработки белья, с помощью которого может быть решена вышеупомянутая проблема.
Решение проблемы
Для устранения проблем целью настоящего изобретения является создание способа прохождения переходной области при уменьшении вибрации барабана, когда барабан вращается со скоростью, большей переходной области в машине для обработки белья.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа регулирования положений шариков противовеса с учетом характеристик режима вибрации в переходной области.
Благоприятные результаты изобретения
При вращении барабана со скоростью большей переходной области в машине для обработки белья его вибрация может быть уменьшена, и одновременно скорость вращения барабана может эффективно проходить через переходную область.
В частности, так как положения шариков противовеса регулируются с учетом характеристик режима вибрации в переходной области, дисбаланс компенсируется для соответствия с режимом вибрации, в результате чего вибрация барабана может быть эффективно уменьшена.
Кроме того, вибрация барабана может быть эффективно уменьшена даже в режиме вибрации, т.е. режиме поперечной вибрации, когда смещение на переднем участке барабана относительно вращающегося вала является противоположным смещению на заднем участке барабана.
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые включены для обеспечения дальнейшего понимания настоящего раскрытия и составляют часть данной заявки, иллюстрируют варианты осуществления настоящего раскрытия и вместе с описанием служат для объяснения принципа настоящего раскрытия.
На чертежах
фиг.1 - схематичный вид машины для обработки белья в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - частичный вид в разрезе машины для обработки белья на фиг.1;
фиг.3 - вид в разрезе переднего противовеса;
фиг.4 - схематичный вид зависимости между массой и собственной вибрацией;
фиг.5 - схематичный вид позиционной зависимости между шариками и дисбалансом на основании вращения барабана;
фиг.6 - схематичный вид способа быстрого вращения в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.7 - кривая зависимости массы от собственной частоты; и
фиг.8 - кривая виброхарактеристик машины для обработки белья на фиг.2.
Лучший вариант осуществления изобретения
Фиг.1 - частичный перспективный вид с пространственным разделением элементов машины для обработки белья в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
В зависимости от машины для обработки белья в соответствии с вариантом осуществления бак может неподвижно поддерживаться в кожухе, или он может поддерживаться в кожухе гибкой поддерживающей конструкцией, такой как узел подвески, который будет описан ниже. Кроме того, поддержание бака может осуществляться между поддержанием узла подвески и полностью неподвижным поддержанием.
То есть бак может гибко поддерживаться узлом подвески, который будет описан ниже, или он может поддерживаться полностью неподвижно для более жесткого перемещения. Хотя на чертежах не показано, кожух может быть выполнен отличным от вариантов осуществления, которые будут описаны ниже. Например, в случае встроенной машины для обработки белья заданное пространство, в которое будет установлена машина для обработки белья, может быть образовано стеновой конструкцией или ей подобной вместо кожуха. Другими словами, встроенная машина для обработки белья может не включать в себя кожух, выполненный с возможностью независимого образования ее внешнего вида.
Машина для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя бак, неподвижно поддерживаемый в кожухе. Бак включает в себя переднюю сторону 100 бака, выполненную с возможностью образования его передней части, и заднюю сторону 120 бака, выполненную с возможностью образования его задней части. Передняя сторона 100 бака и задняя сторона 120 бака собраны друг с другом при помощи винтов, и заданное пространство образовано в собранной конструкции для вмещения барабана. Задняя сторона 120 бака может включать в себя отверстие, образованное на его задней поверхности, и внутренняя периферия задней поверхности задней стороны 120 бака соединена с наружной периферией задней прокладки 250. Внутренняя периферия задней прокладки 250 соединена с задней пластиной 130 бака. Задняя пластина 130 бака включает в себя сквозное отверстие, образованное в ее центре, и вал проходит через сквозное отверстие. Задняя прокладка 250 может быть выполнена из гибкого материала, чтобы не передавать вибрацию задней пластины 130 бака задней стороне 120 бака.
Задняя сторона 120 бака включает в себя заднюю поверхность 128. Задняя поверхность 128 задней стороны 120 бака, задняя пластина 130 бака и задняя прокладка 250 образуют заднюю стенку бака. Задняя прокладка 250 соединена с возможностью уплотнения с задней пластиной 130 бака и задней стороной 120 бака, и она предотвращает утечку воды для стирки, содержащейся в баке. Задняя пластина 130 бака вибрирует вместе с барабаном во время вращения барабана. При этом задняя пластина 130 бака находится на достаточном расстоянии от задней стороны 120 бака, чтобы не сталкиваться с задней стороной 120 бака. Поскольку задняя прокладка 250 выполнена из гибкого материала, она обеспечивает относительное перемещение задней пластины 130 бака без столкновения с задней стороной 120 бака. Задняя прокладка 250 может включать в себя гофрированный участок 252, достаточно растягиваемый для обеспечения такого относительного перемещения задней пластины 130 бака.
Элемент 200 для предотвращения проникновения посторонних веществ соединен с передним участком передней стороны 100 бака для предотвращения прохождения посторонних веществ между баком и барабаном. Элемент 200 для предотвращения проникновения посторонних веществ выполнен из гибкого материала и неподвижно установлен на передней стороне 100 бака. Элемент 200 для предотвращения проникновения посторонних веществ может быть выполнен из того же материала, что и задняя прокладка 250, и он будет называться передней прокладкой для удобства.
Барабан включает в себя переднюю часть 300 барабана, центральную часть барабана и заднюю часть 340 барабана. Противовесы 310 и 330 установлены на переднем и заднем участках барабана, соответственно. Задняя часть 340 барабана соединена с крестообразным элементом 350, и крестообразный элемент 350 соединен с вращающимся валом 351. Барабан 32 вращается в баке под действием вращающей силы, передаваемой через вращающийся вал 351.
Вращающийся вал 351 непосредственно соединен с электродвигателем посредством прохождения через заднюю пластину 130 бака. Конкретно, вращающийся вал 351 непосредственно соединен с ротором электродвигателя. Корпус 400 подшипника соединен с задней поверхностью задней пластины 130 бака. Корпус 400 подшипника расположен между электродвигателем и задней пластиной 130 бака для поддержания с возможностью вращения вращающегося вала 351.
Статор неподвижно установлен на корпусе 400 подшипника, и ротор расположен вокруг статора. Как упомянуто выше, ротор непосредственно соединен с вращающимся валом 351. Электродвигатель является электродвигателем с наружным ротором и непосредственно соединен с вращающимся валом 351.
Корпус 400 подшипника поддерживается при помощи узла подвески относительно основания 600 кожуха. Узел подвески включает в себя три перпендикулярных поддерживающих подвески и две наклонных поддерживающих подвески, выполненные с возможностью поддержания корпуса подшипника под углом в направлении вперед и назад.
Узел подвески может включать в себя первую пружину 520 цилиндра, вторую пружину 510 цилиндра, третью пружину 500 цилиндра, первый демпфер 540 цилиндра и второй демпфер 530 цилиндра, причем первый демпфер цилиндра, хотя не показано, установлен симметрично напротив второго демпфера цилиндра.
Первая пружина 520 цилиндра соединена между первым кронштейном 450 подвески и основанием 600 кожуха, а вторая пружина 510 цилиндра соединена между вторым кронштейном 440 подвески и основанием 600 кожуха.
Третья пружина 500 цилиндра непосредственно соединена между корпусом 400 подшипника и основанием 600 кожуха.
Первый демпфер 540 цилиндра установлен под углом между первым кронштейном 450 подвески и задним участком основания кожуха. Второй демпфер 530 цилиндра установлен под углом между вторым кронштейном 440 подвески и задним участком основания 600 кожуха.
Пружины 520, 510 и 500 цилиндра узла подвески могут быть достаточно гибко соединены с основанием 600 кожуха для обеспечения перемещения барабана в направлении вперед и назад и направлении вправо и влево, не полностью закрепленным с основанием 600 кожуха. То есть пружины 520, 510 и 500 цилиндра упруго поддерживают барабан для обеспечения поворота барабана в вертикальном и горизонтальном направлениях относительно точки соединения с основанием кожуха.
Перпендикулярные подвески упруго гасят вибрацию барабана, а наклонные подвески уменьшают вибрацию. То есть вне системы вибрации, включающей в себя пружины и демпфирующее средство, перпендикулярно установленные подвески используются в качестве пружин, а наклонно установленные подвески используются в качестве демпфирующих средств.
Передняя сторона бака и задняя сторона бака неподвижно закреплены в кожухе, и вибрация барабана поддерживается с возможностью гашения узлом подвески. По существу, конструкция бака и барабана может быть отдельной. Даже когда барабан вибрирует, бак может не вибрировать.
Корпус подшипника и кронштейны подвесок соединены при помощи первого и второго грузиков 431 и 430.
Ниже будет более подробно описан противовес.
Прежде всего, если барабан вращается в состоянии, в котором белье размещено в барабане, может возникнуть дисбаланс, обусловленный бельем. Поскольку такой дисбаланс может вызывать сильную вибрацию барабана во время цикла быстрого вращения, предпочтительно необходимо уменьшить такой дисбаланс. В частности, при увеличении скорости вращения барабана, она достигает области собственной вибрации машины для обработки белья. В этом случае может возникнуть проблема в том, что вибрация становится большой, если дисбаланс является также большим.
Поскольку невозможно равномерно распределить белье внутри барабана, важно уменьшить дисбаланс, если возможно. Допустимая степень дисбаланса может быть необходима для машины для обработки белья, принимая во внимание характеристики машины для обработки белья. В связи с этим необходимо измерять дисбаланс и сравнивать измеренный дисбаланс с допустимым дисбалансом для управления вращением барабана.
Для уменьшения дисбаланса может быть рассмотрено несколько решений. Одним решением является распределение белья или равномерное распределение белья для изменения положения белья внутри барабана.
Кроме того, для уменьшения дисбаланса текучая среда может быть расположена в положении, противоположном неуравновешенному положению белья для компенсации дисбаланса белья. Другими словами, может быть использован противовес.
В данном варианте осуществления шаровой противовес используется в качестве противовеса. Шаровой противовес соответственно используется на переднем и заднем участках барабана.
В данном варианте осуществления, как показано на фиг.2, передний противовес 310 расположен на переднем участке барабана, и задний противовес 330 расположен на заднем участке барабана. Более подробно, передний противовес 310 установлен на передней поверхности передней части 300 барабана, и задний противовес 330 установлен на задней поверхности задней части 340 барабана. С этой целью передняя часть 300 барабана может иметь переднюю выемку, утопленную в направлении назад на передней поверхности, и задняя часть 340 барабана может иметь заднюю выемку, утопленную в направлении вперед.
В данном варианте осуществления, хотя необязательно, предпочтительно необходимо, чтобы передний противовес 310 имел такую же конструкцию, что и задний противовес 330.
Фиг.3 - вид в разрезе переднего противовеса 310.
Прежде всего передний противовес 310 включает в себя канавку 31 качения, шарик 32 и масло 33. Канавка 31 качения может иметь кольцеобразную полость 31a для шарика, в которой шарик 32 может перемещаться. Полость 31a для шарика может иметь приблизительно квадратную форму, как показано.
Множество шариков 32 размещено в полости 31a для шарика. Количество шариков, размещенных в полости 31a для шарика, и диаметр шарика определены с учетом степени дисбаланса вместе с виброхарактеристиками машины для обработки белья.
Кроме того, так как полость 31a для шарика заполнена маслом 33, количество и диаметр шариков, размещенных в полости 31a для шарика, предпочтительно определены с учетом количества и вязкости масла 33, которые влияют на перемещение шарика 32. Количество и вязкость масла 33 могут быть определены таким образом, что шарик 32 противовеса может иметь заданное перемещение. Кроме того, количество и вязкость масла 33 могут быть определены с учетом виброхарактеристик машины для обработки белья.
2
2
3
3
В данном варианте осуществления 14 шариков 32 размещены в полости 31a для шарика, и каждый из шариков имеет диаметр 18,55-19,55 мм, предпочтительно, 19,05 мм. Полость 31a для шарика канавки качения имеет площадь поперечного сечения в пределах 410-413 мм, предпочтительно, 412 мм. Средний диаметр площади поперечного сечения полости 31a для шарика находится в пределах 500-510 мм, предпочтительно, 505 мм. Масло на основе кремний, такое как полидиметилсилоксан, используется в качестве масла 33. Предпочтительно, масло 33 имеет вязкость 300 Ст при комнатной температуре и имеет уровень заполнения 340-360 см, предпочтительно, 350 см. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается вышеупомянутыми собственными значениями противовеса.
Ниже будет описан способ использования перемещения шарика внутри противовеса при вращении барабана в случае дисбаланса. Так как противовес установлен на барабане и вращается вместе с барабаном, перемещение шарика внутри противовеса может регулироваться, в конечном счете, за счет управления вращением барабана.
В частности, если скорость вращения барабана близка к собственной вибрации машины для обработки белья, может возникать сильная вибрация барабана. В этом случае важно, как управлять шариком.
В машине для обработки белья в соответствии с известным уровнем техники режим собственной вибрации возникает в диапазоне 200-270 об/мин. Такой интервал, в котором возникает режим собственной вибрации, может называться переходной областью. В этой переходной области может возникать множество режимов собственной вибрации. Если барабан должен вращаться со скоростью вращения большей переходной области, важно управлять шариком таким образом, чтобы вибрация барабана стала меньше.
Фиг.7 изображает кривую, показывающую зависимость массы от собственной частоты. Предположим, что в системах вибрации из двух машин для обработки белья две машины для обработки белья имеют массу m0 и m1, соответственно, и максимальные количества содержащегося белья составляют ∆m, соответственно. Тогда переходные области двух машин для обработки белья могут быть определены с учетом ∆nf0 и ∆nf1, соответственно. В этом случае количества воды, содержащейся в белье, не будут учитываться на некоторое время.
Между тем, ссылаясь на фиг.7, машина для обработки белья с меньшей массой m1 имеет диапазон переходной области больший, чем машина для обработки белья с большей массой m0. То есть диапазон переходной области, имеющей вибрацию учтенного количества белья, становится тем больше, тем меньше становится масса системы вибрации.
Диапазоны переходных областей будут рассмотрены относительно машины для обработки белья известного уровня техники и машины для обработки белья данного варианта осуществления.
Машина для обработки белья известного уровня техники имеет конструкцию, в которой вибрация фактически передается от барабана баку, заставляя бак вибрировать. Следовательно, принимая во внимание вибрацию машины для обработки белья известного уровня техники, бак необходим. Однако обычно бак имеет не только свой собственный вес, но также большие грузики спереди, сзади или на периферийной поверхности для уравновешивания. Следовательно, машина для обработки белья известного уровня техники имеет большую массу системы вибрации.
В противоположность этому, в машине для обработки белья данного варианта осуществления, так как бак не только не имеет грузик, но также отделен от барабана ввиду поддерживающей конструкции, бак может не учитываться при рассмотрении вибрации барабана. Следовательно, машина для обработки белья данного варианта осуществления может иметь относительно небольшую массу системы вибрации.
Затем, ссылаясь на фиг.7, машина для обработки белья известного уровня техники имеет массу m0, и машина для обработки белья данного варианта осуществления имеет массу m1, приводя к тому, что машина для обработки белья данного варианта осуществления имеет большую переходную область в конце.
Кроме того, если количества воды, содержащейся в белье, просто принимаются во внимание, ∆m на фиг.7 будет становиться больше, делая разность диапазонов переходных областей даже больше. Так как в машине для обработки белья известного уровня техники вода стекает в бак из барабана, даже если вода удаляется из белья при вращении барабана, уменьшение массы воды, которое происходит в результате быстрого вращения, является небольшим. Так как машина для обработки белья данного варианта осуществления содержит бак и барабан, отделенные друг от друга с учетом вибрации, вода, вышедшая из барабана, сразу влияет на вибрацию барабана. То есть влияние изменения массы воды в белье больше в машине для обработки белья данного варианта осуществления, чем в машине для обработки белья известного уровня техники.
В соответствии с вышеупомянутой причиной, хотя машина для обработки белья известного уровня техники имеет переходную область около 200~270 об/мин, начальные обороты в минуту переходной области машины для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления могут быть подобны начальным оборотам в минуту переходной области известной машины для обработки белья. Конечные обороты в минуту переходной области машины для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления могут увеличиваться больше, чем обороты в минуту, рассчитанные путем прибавления значения приблизительно 30% от начальных оборотов в минуту к начальным оборотам в минуту. Например, переходная область заканчивается при оборотах в минуту, рассчитанных путем прибавления значения приблизительно 80% от начальных оборотов в минуту к начальным оборотам в минуту. В соответствии с данным вариантом осуществления переходная область может включать в себя диапазон оборотов в минуту приблизительно 200-350 об/мин.
Между тем за счет уменьшения интенсивности вибрации барабана дисбаланс может быть уменьшен. Для этого осуществляется равномерное распределение белья для распределения белья в барабане, насколько возможно, перед вхождением скорости вращения барабана в переходную область.
В случае, если используется противовес, может быть рассмотрен способ, в котором скорость вращения барабана проходит через переходную область, в то время как подвижные тела, находящиеся в противовесе, расположены на стороне, противоположной дисбалансу белья. В этом случае предпочтительно, чтобы подвижные тела были расположены точно напротив дисбаланса в середине переходной области.
Однако, как описано выше, переходная область машины для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления является относительно широкой по сравнению с переходной областью известной машины для обработки белья. Вследствие этого, даже если осуществляется этап равномерного распределения белья или уравновешивания шариков в диапазоне оборотов в минуту, меньшем переходной области, белье может находиться в беспорядке, или уравновешивание может быть не выполнено при скорости барабана, проходящей через переходную область.
В результате, уравновешивание может осуществляться, по меньшей мере, один раз в машине для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления до и при прохождении скорости барабана через переходную область. В данном документе уравновешивание может быть определено как вращение барабана с постоянной скоростью в течение заданного периода времени. Такое уравновешивание позволяет подвижному телу противовеса относительно противоположных положений белья только уменьшать степень дисбаланса. За счет расширения обеспечен результат равномерного распределения белья. В конечном счете, уравновешивание осуществляется при прохождении скорости барабана через переходную область, и шум и вибрация - за счет расширения переходной области могут быть предотвращены.
В данном документе при осуществлении уравновешивания до прохождения скорости барабана через переходную область уравновешивание может осуществляться в диапазоне оборотов в минуту, отличном от оборотов в минуту известной машины для обработки белья. Например, если переходная область начинается при 200 об/мин, уравновешивание осуществляется в диапазоне оборотов в минуту, приблизительно меньшем 150 об/мин. Поскольку известная машина для обработки белья имеет относительно менее широкую переходную область, не так трудно, чтобы скорость барабана прошла через переходную область даже при уравновешивании, осуществленном при оборотах в минуту приблизительно меньших 150 об/мин. Однако машина для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления имеет относительно широкую переходную область, как описано выше. Если уравновешивание осуществлено при таких низких оборотах в минуту, как в известной машине для обработки белья, положения подвижных тел могут быть случайными вследствие уравновешивания, осуществленного при скорости барабана, проходящей через переходную область. Вследствие этого машина для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления может увеличивать уравновешивающие обороты в минуту по сравнению с обычными уравновешивающими оборотами в минуту, когда уравновешивание осуществляется до вхождения скорости барабана в переходную область. То есть, если определены начальные обороты в минуту переходной области, уравновешивание осуществлено в диапазоне оборотов в минуту, больших оборотов в минуту, рассчитанных посредством вычитания значения приблизительно 25% от начальных оборотов в минуту из начальных оборотов в минуту. Например, начальные обороты в минуту переходной области составляют приблизительно 200 об/мин, уравновешивание может быть осуществлено в диапазоне оборотов в минуту больших 150 об/мин, которые меньше 200 об/мин.
Кроме того, степень дисбаланса может быть измерена во время уравновешивания. То есть способ управления может дополнительно включать в себя этап для измерения степени дисбаланса во время уравновешивания и для сравнения измеренной степени дисбаланса с допустимой степенью дисбаланса, обеспечивающей увеличение скорости барабана. Если измеренная степень дисбаланса меньше допустимой степени дисбаланса, скорость барабана увеличивается после уравновешивания, чтобы находиться вне переходной области. Напротив, если измеренная степень дисбаланса является допустимой степенью дисбаланса или более, этап равномерного распределения белья может быть повторно осуществлен. В этом случае допустимая степень дисбаланса может отличаться от допустимой степени дисбаланса, обеспечивающей начальное ускорение.
Обычно переходная область может быть определена в качестве диапазона скорости вращения барабана. Как описано выше, переходная область может быть определена в качестве области, которая включает в себя собственную вибрацию. В системе вибрации собственная вибрация определяется массой и жесткостью (например, постоянной пружины). Так как масса может изменяться в зависимости от количества белья в машине для обработки белья, переходная область предпочтительно регулируется с учетом массы.
Для уменьшения вибрации барабана в переходной области степень дисбаланса может быть уменьшена. В этом случае равномерное распределение белья для равномерного распределения белья внутри барабана осуществляется до входа скорости вращения барабана в переходную область.
Если используется противовес, скорость вращения барабана может быстро проходить через переходную область, в то время как шарики размещаются в положении, противоположном неуравновешенному положению белья. При этом, в середине переходной области шарики предпочтительно расположены в положении, противоположном неуравновешенному положению. В этом случае зависимость между положением шариков и неуравновешенным положением может быть определена за счет угла (в дальнейшем, называемый «угол ближайшего шарика») шарика, расположенного ближе всего к дисбалансу относительно центра центробежной силы дисбаланса.
Фиг.4 показывает позиционную зависимость между дисбалансом и шариками. На фиг.4 позиционная зависимость между шариками и дисбалансом показывает, что угол ближайшего шарика равен θ1, и угол центра центробежной силы равен θ2. Для удобства угол между шариком и дисбалансом будет иметь значение θ1 или θ2.
Стальной шарик может использоваться в качестве шарика. Если размеры шариков являются одинаковыми, и шарики расположены параллельно для прилегания друг к другу, центром центробежной силы является P1 на фиг.4.
Шарик вращается за счет силы трения, создаваемой при вращении барабана. При вращении барабана шарик не удерживается в барабане и вращается со скоростью, отличной от скорости барабана. В данном документе дисбаланс означает, что белье находится в непосредственном контакте с внутренней стенкой барабана, и оно может вращаться с почти той же скоростью, что и скорость барабана, вследствие достаточной силы трения и выступа внутренней стенки. В результате, скорость вращения дисбаланса отличается от скорости вращения шарика. Так как шарики вращаются вследствие вращения барабана, скорость вращения дисбаланса больше скорости вращения шариков. Именно, угловая скорость дисбаланса больше угловой скорости шариков.
Если скорость вращения барабана становится больше, шарики будут находиться в непосредственном контакте с наружной периферийной поверхностью полости для шарика канавки качения под действием центробежной силы. Если сила трения между периферийной поверхностью и шариками является заданной величиной или более, шарики будут вращаться с той же скоростью вращения, что и скорость вращения барабана. В этом случае шарики расположены в заданном положении относительно барабана так же, как и дисбаланс. В данном описании случай шариков, вращающихся в заданном положении относительно барабана, будет называться «положением уравновешивания» или «уравновешиванием» для удобства.
Для уравновешенной скорости вращения шарика минимальная скорость вращения может изменяться в зависимости от противовеса. Кроме того, минимальная скорость вращения может изменяться в зависимости от того, установлен ли противовес перпендикулярно или горизонтально. Если противовес установлен перпендикулярно, положения шариков, находящихся в контакте с наружной периферийной поверхностью полости для шарика, могут изменяться под действием силы тяжести. Шарики, удерживаемые при постоянной скорости вращения уравновешенной скорости вращения шарика, могут быть расположены в положении, противоположном неуравновешенному положению. Ссылаясь на фиг.4, шарики могут быть расположены в P2.
Между тем уравновешивание может не осуществляться при скорости вращения, меньшей переходной области, вследствие малой центробежной силы. Следовательно, когда скорость вращения барабана проходит через переходную область вместо осуществления уравновешивания, проверяется положение шариков, в то время как барабан вращается с постоянной скоростью, в результате чего шарики могут располагаться в положении, противоположном неуравновешенному положению, когда скорость вращения барабана проходит через переходную область. Другими словами, даже если уравновешивание не осуществляется, оно может регулироваться таким образом, что скорость вращения барабана проходит через переходную область, в то время как шарики расположены в положении, противоположном неуравновешенному положению. Например, ссылаясь на фиг.4, можно регулировать таким образом, что скорость вращения барабана проходит через переходную область, когда угол θ1 или θ2 между шариком и дисбалансом больше 90°. При этом в середине переходной области может быть предпочтительным, чтобы угол был равен 180°.
Когда барабан вращается с постоянной скоростью, большей переходной зоны, как упомянуто выше, может возникнуть такая вибрация, что смещение на переднем участке барабана идентично смещению на заднем участке барабана. Следовательно, как показано на фиг.5, угол θ3 между передними шариками 32f и задними шариками 32e может находиться в пределах 90°. Фиг.5 - схематичный вид позиционной зависимости между передними шариками 32f и задними шариками 32e, если смотреть через барабан в прямом направлении.
В переходной области может возникнуть режим вибрации, в котором переднее смещение вибрации барабана отличается от ее заднего смещения. Например, может возникнуть режим вибрации, в котором переднее смещение вибрации барабана противоположно ее заднему смещению. Для удобства этот режим вибрации будет называться режимом поперечной вибрации. Между тем переходная область машины для обработки белья данного варианта осуществления может расширяться по сравнению с известной машиной для обработки белья. Следовательно, режим вибрации барабана может изменяться вследствие расширенной переходной области, например, может возникнуть режим поперечной вибрации. В режиме поперечной вибрации, если передние шарики 32f и задние шарики 32e удерживаются под углом в пределах диапазона 90°, как описано выше, дисбаланс в режиме поперечной вибрации обычно может не компенсироваться, в результате чего вибрация барабана может стать сильной.
Вышеупомянутый режим поперечной вибрации может начать возникать, когда вибрация барабана приближается к собственной вибрации в режиме собственной вибрации, соответствующего режиму поперечной вибрации.
Следовательно, для уменьшения вибрации барабана положения передних шариков 32f и задних шариков 32e должны быть скорректированы до того, как вибрация барабана достигнет собственной вибрации в режиме поперечной вибрации.
С этой целью до того, как вибрация барабана достигнет собственной вибрации, барабан предпочтительно подвергается вращению с постоянной скоростью в течение заданного времени при скорости вращения, при которой возникает режим поперечной вибрации, в результате чего положения передних шариков 32f и задних шариков 32e корректируются для компенсации дисбаланса.
В частности, вышеупомянутая машина для обработки белья данного варианта осуществления имеет конструкцию, отличную от конструкции машины для обработки белья известного уровня техники. Так как режим собственной вибрации, соответствующий режиму поперечной вибрации, может возникнуть в переходной области, предпочтительно необходимо корректировать положения шариков, как описано выше.
Ниже будет описан способ управления для перехода через переходную область для осуществления цикла быстрого вращения в вышеупомянутой машине для обработки белья с использованием кривой скорости вращения барабана на основании течения времени со ссылкой на фиг.6. На фиг.6 период 'a' обозначает этап вращения при первой постоянной скорости, период 'b' - этап вращения при второй постоянной скорости, период 'c1' - первый этап переходной области, период 'c2' - этап вращения при третьей постоянной скорости, период 'c3' - второй этап переходной области и период 'd' - этап вращения при четвертой постоянной скорости.
Прежде всего в течение периода 'a' осуществляется распределение белья или распутывание белья и измеряется первое значение дисбаланса, в то время как барабан вращается с постоянной скоростью первой скорости вращения, и, затем, измеренное первое значение дисбаланса сравнивается с первым допустимым значением дисбаланса.
При этом, если измеренное первое значение дисбаланса меньше первого допустимого значения дисбаланса, барабан ускоряется для достижения второй скорости вращения и, затем, вращается с постоянной скоростью (период 'b'). В течение периода 'b' измеряется второе значение дисбаланса, и, затем, измеренное второе значение дисбаланса сравнивается со вторым допустимым значением дисбаланса. Если измеренное второе значение дисбаланса меньше второго допустимого значения дисбаланса, барабан подвергается нагреву для прохождения через период 'c' переходной области.
В этом случае, как показано на фиг.6, в течение первого периода 'c1' переходной области возникает режим собственной вибрации, в котором смещение вибрации на переднем участке барабана идентично смещению вибрации на заднем участке барабана. Как показано в B на фиг.6, в течение второго периода 'c3' переходной области возникает режим собственной вибрации, соответствующий режиму поперечной вибрации, в котором смещение вибрации на переднем участке барабана является противоположным смещению вибрации на заднем участке барабана.
Прежде всего для прохождения через период 'c1' барабан вращается с постоянной скоростью в течение периода 'b' для проверки положения шарика, в результате чего определяется время t1 ускорения. В течение периода 'c1' определяются t1 и его угол наклона ускорения таким образом, что угол между дисбалансом и шариком находится в пределах 90º или более. При этом в середине периода 'c1' могут быть определены t1 и его угол наклона ускорения таким образом, что угол между дисбалансом и шариком находится в пределах 180º. В течение периода 'c1' центр центробежной силы передних шариков 32f и центр центробежной силы задних шариков 32e могут образовать угол в пределах диапазона 90° на основании центра вращения барабана, если смотреть в прямом направлении. Предпочтительно, передние шарики 32f и задние шарики 32e расположены в пределах диапазона 90° для уменьшения вибрации в режиме вибрации, в котором смещение на переднем участке барабана и смещение на заднем участке барабана идентичны друг другу в перпендикулярном направлении относительно вращающегося вала.
Если скорость вращения барабана достигает третьей скорости вращения через период 'c1', барабан вращается с постоянной скоростью в течение заданного времени (период 'c2'). Период 'c2' может называться периодом разогрева для прохождения через режим собственной вибрации, соответствующий режиму поперечной вибрации, который может возникнуть в течение периода 'c3'. В течение периода 'c2' барабан может вибрировать в режиме поперечной вибрации, когда он вращается со скоростью вращения близкой к собственной вибрации в режиме собственной вибрации, соответствующей поперечной вибрации. При этом, так как барабан вращается с постоянной скоростью в течение заданного времени, положение шариков переднего противовеса и заднего противовеса изменяется в зависимости от соответствующего режима вибрации.
После прохождения через период 'c2' скорость вращения барабана проходит через переходную область в течение периода 'c3' в состоянии, в котором угол между передними шариками 32f и передним дисбалансом и угол между задними шариками 32e и задним дисбалансом равны 90° или более, соответственно. При этом, если смотреть от барабана в прямом направлении, угол между передними шариками 32f и задними шариками 32e может составлять 90° или более. Для уменьшения вибрации в режиме поперечной вибрации, предпочтительно, чтобы угол между передними шариками 32f и задними шариками 32e был равен 90° или более.
Третья скорость вращения и заданное время могут быть определены с учетом того, что передний противовес и задний противовес подвергаются уравновешиванию. Другими словами, когда барабан вращается с третьей скоростью вращения в течение заданного времени, третья скорость вращения и заданное время могут быть определены таким образом, что передние шарики 32f и задние шарики 32e перемещаются в положение для компенсации переднего дисбаланса и положение для компенсации заднего дисбаланса, соответственно, под углами 180°, соответственно, и затем удерживаются в своих положениях, соответственно.
В данном варианте осуществления третья скорость вращения предпочтительно установлена в пределах 250-290 об/мин. Если скорость вращения барабана является слишком низкой, уровень вибрации в режиме поперечной вибрации становится слабым, в результате чего период 'c2' становится длиннее, или уравновешивание предпочтительно может не осуществляться. Кроме того, если скорость вращения барабана является слишком высокой, возникает сильная вибрация, и перемещение шариков становится не стабильным, в результате чего положения шариков обычно не могут изменяться. Предпочтительно, третья скорость вращения барабана установлена в пределах 270 об/мин. Период 'c2' предпочтительно поддерживается в течение приблизительно 30 секунд.
Скорость вращения барабана отклоняется от переходной области, в то время как она проходит через период 'c3', в котором возникает режим собственной вибрации, соответствующий режиму поперечной вибрации. После этого скорость вращения барабана входит в период для вращения барабана с высокой скоростью для осуществления цикла быстрого вращения. При этом необходимо изменять положения шариков до того, как скорость вращения барабана выйдет на основной этап быстрого вращения.
В течение периода 'c2', так как передние шарики и задние шарики расположены, чтобы быть пригодными для компенсации дисбаланса вместе с поперечной вибрацией, они могут быть не пригодными для основного этапа быстрого вращения, имеющего режим вибрации, отличный от режима поперечной вибрации.
Соответственно, будет необходим период 'd' для выравнивания заново положений шариков, в то время как скорость вращения барабана поддерживается при вращении с постоянной скоростью четвертой скорости вращения после прохождения через переходную область. Другими словами, предпочтительно необходимо заново выровнять шарики, чтобы они были пригодными для компенсации дисбаланса в режиме вибрации основного этапа быстрого вращения.
Так как шарики перемещаются на основном этапе быстрого вращения, может возникнуть значительный дисбаланс. Соответственно, уравновешивание предпочтительно осуществляется в течение периода 'd'. Другими словами, скорость вращения барабана предпочтительно поддерживается при четвертой скорости вращения, пригодной для соответствующего режима вибрации, так что шарики расположены для компенсации дисбаланса.
Четвертая скорость вращения предпочтительно определяется при скорости вращения, которая не допускает режима поперечной вибрации, если возможно. Например, четвертая скорость вращения предпочтительно определяется при скорости вращения, отличной от собственной вибрации в режиме поперечной вибрации вплоть до заданной степени, в результате чего на четвертую скорость вращения не влияет режим поперечной вибрации.
В течение периода 'd' скорость вращения барабана может поддерживаться в диапазоне 370-390 об/мин в течение 50-70 секунд, предпочтительно 60 секунд.
Между тем, предпочтительно, чтобы угол наклона ускорения в течение периода 'c1' был меньше угла наклона ускорения в течение периода 'c3'. Если уравновешивание осуществляется при третьей скорости вращения, поскольку шарики могут немного перемещаться, скорость вращения барабана может быстро пройти через период 'c3'. Однако шарики продолжают перемещаться без уравновешивания в течение периода 'c1', и учитывая такое перемещение шариков, определяется скорость вращения для прохождения через период 'c1'.
В конечном счете, после прохождения через период 'd' основной этап быстрого вращения осуществляется при 1000 об/мин или более для быстрого вращения белья.
Хотя цикл быстрого вращения осуществляется, например, в данном варианте осуществления, данный вариант осуществления может применяться к любому другому случаю, когда барабан вращается со скоростью, большей переходной области.
Сначала будут описаны виброхарактеристики машины для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.8.
При увеличении скорости вращения барабана создается область (в дальнейшем называемая «областью переходной вибрации»), в которой возникает нерегулярная переходная вибрация с высокой амплитудой. Область переходной вибрации нерегулярно возникает с высокой амплитудой до перехода вибрации в область устойчивой вибрации (в дальнейшем называемая «устойчивой областью») и имеет заданные виброхарактеристики, если разработана система вибрации (машина для обработки белья). Хотя область переходной вибрации отличается в зависимости от типа машины для обработки белья, переходная область возникает приблизительно в диапазоне 200-270 об/мин. Считается, что переходная область вызвана резонансом. Следовательно, необходимо создать противовес, принимая во внимание эффективное уравновешивание в области переходной вибрации.
Между тем, как описано выше, в машине для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения источник вибрации, т.е. электродвигатель и барабан, соединенный с электродвигателем, соединены с баком 12 через заднюю прокладку 250. Таким образом, вибрация, возникающая в барабане, немного передается баку, и барабан поддерживается демпфирующим средством и узлом 180 подвески при помощи корпуса 400 подшипника. В результате, бак 12 может непосредственно быть закреплен в кожухе 110 без использования демпфирующего средства.
В результате исследований изобретателя настоящего изобретения виброхарактеристики, обычно не наблюдаемые, были установлены в машине для обработки белья в соответствии с настоящим изобретением. В соответствии с известной машиной для обработки белья вибрация (смещение) становится постоянной после прохождения через область переходной вибрации. Однако в машине для обработки белья в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения может быть создана область (в дальнейшем называемая «регулярной вибрацией»), в которой вибрация становится постоянной после прохождения через область переходной вибрации и снова становится большой. Например, если возникает максимальное смещение барабана или более, возникшее в диапазоне оборотов в минуту, меньшем переходной области, или максимальное смещение барабана или более устойчивого этапа в диапазоне оборотов в минуту, большем переходной области, определяется, что создана нерегулярная вибрация. В качестве альтернативы, если возникают среднее смещение барабана в переходной области, +20 - -20% от среднего смещения барабана в переходной области или 1/3 или более максимального смещения барабана при собственной частоте переходной области, может быть определено, что возникла нерегулярная вибрация.
Однако в результате исследований нерегулярная вибрация возникла в диапазоне оборотов в минуту, большем переходной области, например, возникла в области (в дальнейшем называемая «областью нерегулярной вибрации») в диапазоне приблизительно 350-1000 об/мин. Нерегулярная вибрация может возникать в результате использования противовеса, демпфирующей системы и задней прокладки. Следовательно, в машине для обработки белья необходимо разработать противовес с учетом области нерегулярной вибрации, а также области переходной вибрации.
2
3
Например, противовес включает в себя шаровой противовес, предпочтительно, чтобы конструкция противовеса, т.е. размер шарика, количество шариков, форма канавки качения, вязкость нерегулярной вибрации, а также области переходной вибрации. При рассмотрении области переходной вибрации и/или области нерегулярной вибрации, особенно при рассмотрении области нерегулярной вибрации, шаровой противовес имеет больший диаметр 255,8 мм и меньший диаметр 249,2 мм. Полость канавки качения, в которой содержится шарик, имеет площадь поперечного сечения 411,93 мм. Количество шариков равно 14 спереди и сзади, соответственно, и шарик имеет размер 19,05 мм. Масло на основе кремния, такое как полидиметилсилоксан, используется в качестве масла. Предпочтительно, масло имеет вязкость 300 Ст при комнатной температуре и имеет уровень заполнения 350 см.
В дополнение к конструкции противовеса, принимая во внимание управление, предпочтительно рассматривать область нерегулярной вибрации, а также область переходной вибрации. Например, для предотвращения нерегулярной вибрации, если определена область нерегулярной вибрации, уравновешивание может быть осуществлено, по меньшей мере, один раз до, во время и после того, как скорость барабана пройдет через область нерегулярной вибрации. В данном документе, если скорость вращения барабана является относительно высокой, уравновешивание противовеса может не осуществляться должным образом, и уравновешивание может осуществляться при уменьшении скорости вращения барабана. Однако, если скорость вращения барабана уменьшена, чтобы быть меньше переходной области для осуществления уравновешивания, она должна снова пройти через переходную область. При уменьшении скорости вращения барабана для осуществления уравновешивания уменьшенная скорость вращения может быть больше переходной области.
Специалистам в данной области техники следует понимать, что возможны различные модификации и изменения в настоящем изобретении без отхода от сущности или объема настоящего изобретения. Таким образом, подразумевается, что настоящее изобретение включает в себя модификации и изменения настоящего изобретения при условии, что они входят в объем прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.