水流式洗碗机结构设计

浅谈水流式洗碗机的结构设计摘要：洗碗机是家用电器的一种，但在中国还没有广泛普及，这其中很重要的一个原因就是洗碗机的清洗效果不佳及清洗过程比较繁琐。本文针对上述问题介绍了一种新型的水流式洗碗机的结构设计方案，对其特点进行了分析。关键词：水流式洗碗机；结构设计；方案引言：洗碗机是一种普通的家用电器，在西方家庭中已经得到广泛的普及，但在我国仍然很少使用。造成这种现象的原因是多方面的，既有西方的洗碗机不适合我国的实际情况的原因，也有洗碗机的清洁效果满足不了人们的要求、同时清洗过程比较复杂、售价偏高的原因。在上世纪90年代，海尔和小天鹅等家电生产企业率先开始了洗碗机的生产，为了打开市场在营销上也采取了一些优惠手段，但洗碗机这种家用电器仍然没有像洗衣机、电冰箱等被人们广泛认可和接受。随着现代社会生活节奏的不断加快和人们对生活质量的要求不断提高，洗碗机在我国的发展又面临着难得的机遇，因此设计出高效快捷、节能减排、价格低廉、清洗效果好的洗碗机是机械设计工作者面临的一项迫切任务。一、当前洗碗机设计中面临的问题洗碗机在我国的推广遇到困难，主要原因是洗碗机的设计中存在着很多问题，总结起来主要集中在以下几个方面：（1）清洗效果不好。洗碗机最早由西方发明出来，其主要适合用来清洗西方的餐具。而我国日常所用的餐具凹度普遍较大，如碗、罐等；同时中餐的油腻程度比较大。因此，在采用洗碗机进行餐具清洗时，油腻很难被清洗干净，同时还存在一些清洗不到的死角，这样就使洗碗机达不到洗碗的目的。（2）价格偏高。目前洗碗机的市场还比较小，进行洗碗机研发及生产的成本也高，同时从事洗碗机生产的厂家也比较少、生产量有限，这导致洗碗机的售价长期偏高，影响了洗碗机在我国的推广。（3）使用不方便。普通的洗碗机的清洗时间过长，通常为几十分钟，甚至上百分钟，大大超过了手工洗碗的时间；同时在洗涤的过程中需要使用专门的洗涤剂，这种专用洗涤剂比较难购买，并且价格也偏高；此外，洗碗和消毒过程没有合为一体，洗碗以后需要专门进行消毒。这都大大增加了洗碗的复杂程度，没有从根本上节约人们的劳动和时间。二、水流式洗碗机的工作原理图1水流式洗碗机工作原理示意图1-波轮，2-电机水流式洗碗机亦称波轮式洗碗机。其工作原理如图1所示，主要是靠电帆带动波轮工作的。餐具全部装在专用的碗篮里，并浸满了洗涤液。当洗碗机工作时，由装在底部的电机带动波轮旋转，使水在洗碗机箱内作高速旋转搅动。这样，水流就不断冲击碗碟的内外表面，进行清洗，从而达到洗净餐具的目的。由于该种洗碗机保持了洗衣机的基本特征，其洗涤工作原理与洗衣机洗涤方式基本相似，所以不洗碗时，还可用来洗衣服，做到一机两用。但是若机子的框架和机体接触不良，便会产生较大的震动，并发出较大的噪音。三、水流式洗碗机的结构设计优化传统的水流式洗碗机存在工作噪声较大、运转不稳定及震动等一些缺点，为了对这些缺点进行改进，需要在结构设计方面进行优化。1.外部结构优化外部结构的优化包括箱体、控制面板、调节机脚及电源开关及电源线的优化等。（1）箱体优化。箱体由是洗碗机的外壳和内胆组成，外壳是在箱体箱体外面，可以根据需求做不同外观，内胆可以对洗碗机的内部结构起到支撑和保护的作用。洗碗机的外壳材料应选用全塑材料、冷板喷涂、不锈钢板材，这样可以制作各种不同质感的外观。内胆材料应选用全塑材料或不锈钢板材，这样可以防止内胆生锈。在箱体的底座上应设置两个普通机脚和两个平衡调节机脚，设置平衡调节机脚的目的是为了方便地对洗碗机箱体的高度进行调整，以保证洗碗机的平稳放置。（2）设置调节机脚。调调节机脚的设置是十分必要的，一般设置在洗碗机的前端左右处，其目的就是为了调平和支撑机器。当发现洗碗机的放置不平稳时，就可以将洗碗机的前部稍微抬起，然后左右旋转调整脚直至洗碗机调到平稳。经过调整，洗碗机在工作时的噪音会大大降低，同时振动也大幅度减小。（3）控制面板优化。在进行控制面板的设计时应能保证操作的方便性，可以让用户很容易地对洗碗机进行操作。在控制面板上应设置洗涤、干燥、消毒及启动暂停、童锁等各种功能；同时，为了方便地对工作时间以及工作进程进行观察，还需要在控制面板上设置数码显示管、显示屏及指示灯等，这样可以将正在工作的状态在面板上面一目了然的显示出来。（4）电源开关及电源线的优化。为保证水流式洗碗机的工作安全，必须对电源开关及电源线的设计进行优化。在设计电源开关时，应能保证电源开关可以切断总电源，同时只有在电源开关按下的情况下水流式洗碗机上的其它程序才能开始工作。另外，在洗碗机的内部应设置有报警开关，这样在洗碗机的工作过程中如果有紧急情况发生时应该能够自动跳闸，以切断电源。电源线必须设置有接地线，并且要插在三孔插座上面。2.内部结构优化图2洗碗机内部结构示意图洗碗机的内部机构如图2所示，主要有烘干设备、减速器和电机等，另外还有一些结构没有显示出来。（1）烘干系统的选择和消毒功能设置。烘干系统的工作原理类似于普通的电吹风，空气由烘干器尾部的进风口吸入，然后形成离心气流由烘干器的前嘴喷出，以对清洗后的餐具进行加热烘干。根据水流式洗碗机的特点，烘干器的功率应选择为2000w。常用烘干器电动机的类型有交流罩集式、交流串激式和直流永磁式。交流罩集式电动机的特点是噪音小、寿命长、对电信设备无干扰，但重量比较大、转速低且启动性能不好；交流串级式电动机的特点是转速高、功率大，但工作噪音大且对电信设备有一定的干扰；直流永磁式电动机的特点是转速高、重量轻、造价低且制造工艺比较简单。因此，通过对以上三种电动机的比较，在流水式自动洗碗机上应选择直流永磁式电动机，这样有利于节省费用，同时可以大大减轻洗碗机的总重量。在烘干结束时，如果需要对餐具进行消毒，相应的臭氧装置的机构将打开，释放臭氧进行有效消毒。（2）波轮的优化。波轮是为餐具的清洗提供冲击力的装置，波轮的结构对洗碗机的洗涤效果有重要的影响，波轮的类型有魔力s型波轮和雷达式波轮。s型波轮的优点是洗涤分布比较均匀，但冲洗的力度不够；雷达式波轮的形状为内凹型，在波轮的底部密布着数百个喷水孔，在波轮高速旋转时喷水孔同时向上喷射水流，虽清洗力度较大，但洗涤分布不是太均匀。为了在水流式洗碗机中对波轮结构进行优化，新设计的波轮结合了s型波轮和雷达式波轮的优点，设计出来结构比较新颖的内凹s型波轮，即将轮面做成内凹状的，而波轮的凸起筋设计成s型，这样使得洗涤分布更均匀且清洗力度更大。图3减振系统示意图（3）减振系统和降噪材料的优化。减振系统的优化为了降低水流式洗碗机工作过程的振动和噪音，必须对洗碗机减振系统的设计进行优化。减振系统主要包括吊杆、吊杆座、减振弹簧、胶碗支撑簧等，如图3所示。这些部件共同组成了一个柔性悬挂系统，即内箱体通过四根减振吊杆组件被吊在箱体的四个角上，这样在工作时可以有效地对噪声和振动进行吸收，保证了洗碗机工作的平稳。降噪材料的优化，为了减少箱体震动和保温隔音，在内胆壁粘贴沥青阻尼材料，并且再在外面覆盖毛毡类隔音保温棉，由于此类降噪材料降噪效果明显、成本低廉，便于批量推广和应用。四、结语本文对水流式洗碗机的原理进行了介绍，并对且结构设计中应注意的问题进行了深入探讨，希望能为洗碗机的结构设计人员提供一些有益的参考，以促进洗碗机事业在我国的发展。参考文献：[1]叶利超.水流式洗碗机的结构设计及系统优化[m].武汉理工大学，2012，04。[2]中岛康雅等.抽屉式洗碗机的开发动向[j].家电科技，2005，01：65-67作者简介：王国菊（1975～），女，毕业于南昌航空工业学院塑性成形工艺与设备专业，现在任职于佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司，从事洗碗机的结构开发和项目管理工作。