洗衣机的分析与设计
一、前言：
洗衣机是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。按其额定洗涤容量分为家用和集体用两类。中国规定洗涤容量在6kg以下的属于家用洗衣机：家用洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶（有的洗涤和脱水桶分开）、传动和控制系统等组成，有的还装有加热装置。洗衣机一般专指使用水作为主要的清洗液体，有别于使用特制清洁溶液，及通常由专人负责的干洗。
二、洗衣机的历史发展：
1858年，美国人汉密尔顿·史密斯在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机，当捣衣杵上下运动时，装有弹簧的木钉便连续作用于衣服。19世纪末期的洗衣机已发展到一只用手柄转动的八角形洗衣缸，洗衣时缸内放入热肥皂水，衣服洗净后，由轧液装置把衣服挤干。1874年，美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在木筒里装上6块叶片，用手柄和齿轮传动，使衣服在筒内翻转，从而达到“净衣”的目的。1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。
如今市场上的洗衣机可分为波轮式洗衣机、滚筒式洗衣机和搅拌式洗衣机三大类。接下来我将对以上的波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机分别进行从工作原理、结构、材料、外观造型、市场等方面以洗衣机设计者的角度进行分析介绍。
三、波轮式洗衣机：
依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，波轮式洗衣机中产生机械作用的主要部件是波轮。它设置在洗涤捅底，在电机的驱功下重复作“正转一——停 反转——停——正转”运动。水甩向桶壁．使之沿捅壁上升，造成波轮中心区的负压。因压力差，四周的水迅速向下流动，以弥补波轮四周的水。使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。
以“波轮式双桶洗衣机”为例；波轮式双桶洗衣机主要由洗涤、脱水、进排水、底座和控制等几个部分组成。接通电流后，洗涤电动机在定时器的控制下做正转一停一反转的旋转运动，并通过皮带传动带动波轮作同样性质、低速的旋转运动，从而在洗涤桶中形成涡卷式新水流，正反水流与桶壁的相互翻滚碰撞，将浸泡在洗涤剂中洗涤物
上的污垢溶于水，从而达到洗涤的效果。脱水的基本工作原理是，脱水桶壁上设有许多小孔，当脱水电动机高速旋转时．脱水桶内的洗涤物产生了强大的离心力。由于离心力的作用，洗涤物上的水珠沿旋转线速度的切线方
向被甩出脱水桶，从脱水外桶顺着排水管排出。 （1） 洗涤部分：
洗涤桶是盛放洗涤物和洗涤液并完成洗涤和漂洗任务的容器，要求它对酸碱有良好的抗腐蚀能力，并具有一定的强度和使用寿命。
洗涤桶的几何形状直接影响洗涤物的洗净比和磨损率，洗涤桶的底部形状有斜底面和平底面两种。斜底面的洗涤桶是将桶底设计成与水平方向倾斜一定角度，波轮也以同样倾斜角度放置在底面上，波轮旋转时可形成多方位的水流，且多方位的水流上下翻滚幅度较大，衣物的洗净比较高，但衣物的缠绕和磨损率较大。平底面的洗涤桶桶底呈水平状，波轮也水平放置，波轮旋转时桶内的水流上下翻滚幅度较小，衣物的缠绕和磨损率也较小，衣物的洗净比稍低。洗涤桶形状目前大多采用四周带有圆角的长方形。圆角的大小通常设计为大于50mm，它的主要作用是在洗涤过程中产生小涡流。洗涤桶上有许多半圆形凸起的筋，它的主要作用是在洗涤过程中增加洗涤物与桶壁之间的摩擦，从而提高衣物的洗净比。洗涤桶的材料有铝合金、不锈钢、搪瓷和塑料等。目前，太多数洗衣机的洗涤桶都采用聚丙烯塑料注塑成型。这类洗涤桶一般是和脱水外桶注塑成一体，称为连体桶。这类连体桶的重量比较轻、强度高、绝缘性好、抗腐蚀性能强，且成本低， 使用寿命长。因此在双桶洗衣机的生产中被广泛使用。
渡轮及波轮组件，波轮是波轮式洗衣机实现洗涤和漂洗的主要部件。波轮直径的大小、筋的高低、形状及波轮的安装位置、转速等对洗涂物的洗净比和磨损率有着很大影响。一般来说，波轮的直径小．凸筋矮，转速慢，在桶内形成的水流偏小，衣物翻滚幅度小．因此洗净比低，磨损率小。反之则洗净比高，磨损率大。目前，国产洗衣机所用的波轮有五种，它们分别为小波轮、大波轮、凸波轮、凹波轮和高 波轮。后四种波轮在洗涤桶内与洗涤液接触面积大，洗涤过程中水流的变化也快，故称该水流为新水流，相应的洗衣机为新水流双桶洗衣机。波轮组件通常由波轮、波轮轴衬和轴衬嵌件三部分组成。其中轴衬嵌件通常是用来传递力矩的．它的材料一般是铜，强度较好。