Результат интеллектуальной деятельности: Стиральная машина с автоматической балансировкой барабана и универсальной самоцентрирующейся системой

Изобретение относится к конструктивным элементам стиральных машин.

Известен способ балансировки тела вращения с универсальной самоцентрирующейся системой с подпружиненными роликами или звездочками (RU 2013156804). В этом способе используется универсальная самоцентрирующаяся система, на внешнее основание которой подается вращающий момент через полую втулку 15, закрепленную на внешнем основании. В полой трубке 15 расположена вторая полая втулка 11, имеющая возможность смещения параллельно оси полой втулки 15. Втулка 11 соединена на внутреннем основании 2 универсальной самоцентрирующейся системы. В полой втулке 11 расположена ось 12 тела вращения, вращение которого нужно балансировать. Ось 12 имеет возможность вращения и фиксации относительно втулки 11. При нарушении балансировки тела вращения относительно оси А1 вращения втулки 15, втулка 11 вместе с осью 12 смещается параллельно оси втулки 15, и будет иметь ось вращения А2. Это означает смещение центра масс баласируемого тела вращения относительно оси вращения втулки А1. Центр масс балансируемого тела вращения будет расположен на окружности Т3, проходящей через ось А1. Для балансировки поворачивают ось 12 , на которой закреплено тело вращения относительно оси вращения А2 до тех пор, пока центр масс не совпадет с осью А1.

Недостатком этого способа является необходимость включения и отключения механизма фиксации оси 12 относительно втулки 11. В этом способе используются статические свойства универсальной самоцентрирующейся системы.

Известна стиральная машина с универсальной самоцентрирующейся системой и автоматической балансировкой барабана, использующая способ в изобретении (RU 2013156804), содержащая внешнюю втулку, закрепленную на внешнем основании универсальной самоцентрирующейся системы, среднюю втулку, закрепленную на внутреннем основании универсальной самоцентрирующейся системы, внутреннюю втулку с закрепленным на ней барабаном, причем внутренняя втулка имеет возможность фиксации со средней втулкой при сбалансированном барабане и вращения относительно средней втулки при нарушении балансировки, а универсальная самоцентрирующаяся система содержит внешнее и внутреннее основания, на которых закреплены внешние и внутренние ролики или звездочки вращения, причем число роликов или звездочек на каждом из оснований не менее трех, ролики или звездочки внешнего и внутреннего основания последовательно соединены между собой замкнутым гибким тросом, цепью или ремнем, при смещении троса, цепи или ремня вдоль своего периметра все ролики или звездочки имеют одинаковую составляющую линейной скорости, а направление вращения роликов или звездочек внешнего основания противоположно направлению вращения роликов или звездочек внутреннего основания, если ролики или звездочки внутреннего основания находятся в объеме V, то ролики или звездочки внешнего основания должны находиться за пределами этого объема, отличающаяся тем, что один ролик заменяют на пару роликов, находящихся на том же основании, а участок троса, цепи или ремня, соединяющий ролики замены, используют для натяжения троса, цепи или ремня (RU 2013157051).

Недостатком в этой стиральной машине является необходимость включения и отключения механизма фиксации оси относительно втулки . В этом изобретении используются статические свойства универсальной самоцентрирующейся системы.

Целью изобретения является устранение необходимости использования механизма фиксации оси относительно втулки за счет использования динамических свойств универсальной самоцентрирующейся системы.

Поставленная цель достигается тем, что в стиральной машине используется универсальная самоцентрирующаяся система, у которой на шкивах, роликах или звездочках одного из оснований закреплены шестерни, передающие вращающий момент на шестерню, закрепленную на выходном вале, на котором закреплен барабан стиральной машины. В универсальной самоцентрирующейся системе могут быть равнозначно применены шкивы, звездочки или ролики, соединенные замкнутым ремнем, цепью или тросом. В дальнейшем описании будет использоваться только шкивы и трос.

В примере конкретного исполнения стиральная машина с автоматической балансировкой барабана и универсальной самоцентрирующейся системой содержит корпус 29, на котором крепится втулка 21 с помощью подшипника 32. Втулка 32 закреплена на внешнем основании 2. Барабан 28 закреплен на валу 14. Вал 14 размещен во втулке 22, закрепленной на внутреннем основании 1. Шкив 33 закреплен на втулке 21 и связан со шкивом 34 с помощью ремня 31. Шкив 34 закреплен на валу электродвигателя 30. В стиральной машине использована универсальная самоцентрирующаяся система, содержащая внешнее основание 2 и внутреннее основание 1. На внутреннем основании 1 в подшипниках 19 закреплены шкивы 3, 4, 5 с возможностью вращения. На внешнем основании 2 закреплены шкивы 6, 7, 8, 9, 10, 11 с возможностью вращения. Шкивы 12 предназначены для натяжения троса 15, соединены с пружиной 13 и имеют возможность перемещения вдоль радиуса основания 2. На одной оси со шкивами 3, 4, 5 закреплены шестерни 16, 17, 18, передающие вращающий момент на вал 14 через шестерню 20. Вал 14 является осью вращения балансируемого барабана, на котором он крепится. Полая втулка 21 закреплена на внешнем основании 2 и выполняет функцию входного вала. Полая втулка 22 соединена с внутренним основанием 1. Внутри втулки 22 размещен вал 14 с возможность поворота вместе с шестерней 20 при вращении шестерней 16, 17, 18. Ось 23 на фигуре 8 является осью вращения внешнего основания 2 или втулки 21. С осью 23 совпадает и ось вала 14, если барабан сбалансирован. Если барабан не сбалансирован, то его ось вращения смещается вместе с внутренним основанием 1 относительно оси 23 и занимает положение оси 24. Центр масс барабана будет лежать на окружности 27, проходящей через ось 23. Из рисунка видно, что для возвращения центра масс на ось 23 необходимо повернуть барабан вместе с валом 14 вокруг оси 24. Окружности 25 и 26 служат для обозначения траекторий двух точек на теле вращения. Если тело вращения (барабан) сбалансировано, как показано на фигурах 5 и 7, то оси 23 и 24 совпадают. Внутреннее основание 1 находится в центре внешнего основания 2. Все шкивы универсальной самоцентрирующейся системы не вращаются, и трос 15 не перемещается вдоль своего периметра. Если тело вращения (барабан) не сбалансировано, то внутреннее основание 1 смещается относительно центра внешнего основания, как показано на фигуре 3. Все шкивы универсальной самоцентрирующейся системы начинают вращаться относительно своих осей, и трос 15 перемещается вдоль своего периметра. Ориентировочную оценку величины смещения троса 15 можно получить из данных, представленных на фигуре 3. При повороте оснований 2 и 1 на 120 градусов шкивы 3 и 7 займут положение шкивов 5 и 11. Отрезок троса 70,43 удлинится до величины 109,98. За полный оборот трос 15 переместится на величину (109,98-70,43)* 3 =116,65. При диаметре шкивов 50 он повернется на 118,43/3,14*50=0,76 оборота. Если отношение диаметров шестерней 16, 17 и 18 к шестерне 20 определяется отношением 40/34=1,18, то шестерня 20 вместе с валом 14 повернется на 1,18*0,76=0,89 оборота. Это означает, что центр масс за один оборот оснований 1 и 2 может переместиться на ось 23. При этом внутреннее основание переместится в центр внешнего основания и вращение всех шкивов и перемещение троса 15 прекратится. Тело вращения (барабан) будет сбалансировано. В стиральной машине произведена автоматическая балансировка барабана. При этом не используются переключающие устройства соединения и разъединения деталей.

На фигуре 1 представлена универсальная самоцентрирующаяся система, вид со стороны шестерней.

На фигуре 2 представлена универсальная самоцентрирующаяся система, вид со стороны входного вала.

На фигуре 3 представлены данные для ориентировочной оценки величины перемещения троса при несбалансированном теле вращения.

На фигуре 4 представлен разрез универсальной самоцентрирующейся системы вдоль оси вращения внешнего основания.

На фигуре 5 представлена универсальная самоцентрирующаяся система при совпадении осей оснований.

На фигуре 6 представлена обратная сторона универсальной самоцентрирующейся системы при совпадении осей оснований.

На фигуре 7 представлено универсальная самоцентрирующаяся система при совпадении осей оснований без шестерней.

На фигуре 8 представлен график смещения осей вращения при несбалансированном теле вращения.

На фигуре 9 представлена стиральная машина.

На фигуре 10 представлено сечение стиральной машины.