波轮洗衣机减振系统数值模拟及试验研究

发布时间：2020-03-31 06:10

【摘要】：振动和噪声是评价波轮洗衣机品质的重要指标,振动是噪声的主要来源。波轮洗衣机运行过程中的振动噪声问题突出,亟待解决。液体平衡环和吊杆是波轮洗衣机的主要减振系统,本课题运用理论分析、数值模拟和实验室试验相结合的方法,深入研究了某型号波轮洗衣机的液体平衡环结构和吊杆参数对其振动特性的影响规律,并进行参数优化改善了其振动特性。首先通过建立液体平衡环的数学模型,得出环道数增加有助于提高其减振性能,为液体平衡环的设计提供了理论基础,而后建立了悬挂系统的振动模型,为模拟仿真奠定了基础。其次对FLUENT软件做了程序二次开发,使用FLUENT软件研究液体平衡环结构参数对减振性能的影响规律可知,增加凸筋数量会提高平衡环启动阶段的减振性能,但是稳定阶段反之;凸筋外孔有助于提高平衡环的减振性能和运行稳定性,内孔有利于提高其减振性能和使用寿命;双环道平衡环的最佳宽度比为50%;平衡环的最优容积比为55%。根据理论分析和模拟结果设计了一种改进型液体平衡环,模拟和试验结果显示,改进型液体平衡较传统型液体平衡环的减振性能好、使用寿命长。借助悬挂系统多体动力学测试平台对液体平衡环进行了参数试验研究,试验结果与模拟结果一致。然后,对ADAMS软件进行了程序二次开发,利用ADAMS软件研究悬挂系统关键参数对筒体振幅和箱体受力的影响规律可知,阻尼系数对优化目标的影响最大,配重块影响次之,弹簧刚度系数影响最小,经参数优化之后的悬挂系统振幅降低了 1 3%左右,振动特性得到了明显改善。同时进行了悬挂系统的参数试验研究。最后,对搭载改进减振系统的550型号波轮洗衣机进行了性能测试。550型号波轮洗衣机振幅比搭载原减振系统的波轮洗衣机振幅降低了 30%,减振降噪效果显著,推广应用后获得了用户好评。本课题优化了液体平衡环结构和悬挂系统的关键参数,提高了减振系统性能,降低了洗衣机运行过程中的振动和噪声,对波轮洗衣机的设计开发具有重要的理论和实践意义。
【图文】：

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２．１波轮洗衣机减振系统的组成逡逑波轮洗衣机的结构包括箱体、筒组件和减振系统。减振系统包括液体平衡逡逑环和吊杆（图２－１），筒组件包括盛水筒、脱水筒、离合器、排水泵、排水电机逡逑和管总成等，筒组件与箱体之间通过吊杆连接，筒组件与吊杆共同组成波轮洗逡逑衣机的悬挂系统。洗涤过程中，盛水筒盛放洗涤液，脱水筒盛放衣物且固定不逡逑动，洗涤液可通过脱水筒侧壁的小孔在盛水筒与脱水筒间自由流动，由于波轮逡逑的作用形成上下翻滚的流场从而洗涤衣物；脱水过程中，盛水筒内部液体被排逡逑空，波轮与脱水筒一起高速旋转，衣物掺杂的液体由于离心力的作用被甩出脱逡逑水筒，，进而经排水管道排出。逡逑（ａ）液体平衡环结构逦（ｂ）吊杆结构逡逑图２－１波轮洗衣机减振系统的结构图逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｄａｍｐｉｎｇ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｆｏｒ邋ｗａｓｈｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑液体平衡环是波轮洗衣机重要的减振部件，如图２－１邋（ａ）所示。波轮洗衣逡逑机内安装的液体平衡环均为中空的环状结构

示意图,平衡环,液体分布,示意图

２．２波轮洗衣机减振系统数学模型的构建逡逑２．２．１液体平衡环的数学模型逡逑液体平衡环在实际运行过程中的环内液体分布及受力如图２－２所示。逡逑图２－２平衡环内部液体分布示意图逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｌｉｑｕｉｄ邋ｉｎ邋ｂａｌａｎｃｅｒ逡逑图中：0—平衡环实际运动中心，—平衡环形心，ｃ一平衡环内部液体总逡逑质心，Ｕ一偏心质量。逡逑首先对图２－２所示的液体平衡环进行受力分析可得：逡逑Ｆｕ＋ＦＳ＝Ｆ］＋Ｆｈ逦（２－１）逡逑式中：—偏心质量＂产生的离心力＾一支撑结构恢复力，Ｆｉ一系统所逡逑受离心力，Ｆ／ｒ－平衡环内部液体产生的离心力。逡逑其中，上述四项的计算方式如下：逡逑Ｆｕ＝ｍｕ（Ｒｕ－ｅ）Ｑｌ逦（２＿２）逡逑Ｆｓ邋＝邋ｋｅ逦（２－３）逡逑Ｆ，邋＝邋ＭｅＱ２逦（２－４）逡逑６逡逑
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM925.33

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