悬浮式洗脱机的设计与使用维护

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洗脱机使用维护分为设备使用和洗涤工艺两大类别,虽然它们在工作过程必须进行有机 的结合,但实际上它们分属不同的学科。此处将着重介绍洗脱机的安装和使用维护要点。
4.2 洗脱机安装调试
4.2.1 一般安装环境要求 (1)场地:设备安装处应预留足够的空间和距离确保日常的操作和维护,安装地面应符合 各型设备的地面载荷要求,尤其在非标准地面或楼层上安装时应特别注意。 (2)水源和蒸汽源:应根据洗衣房设备的实际需求预设冷、热水源和蒸汽源管道。为了安 全和节省地面面积,最好将管路在空中架设并牵引至机器的后上部。应在管路末端加装手动 截止阀和过滤器便于日常检修和控制,蒸汽和热水管路应加装保温层以利于安全和节能。 (3)电源: 每台设备旁应根据设备供电要求设立独立的配电箱并加装适当规格的断路器(空 气开关)或保险,电缆应用管套保护并通过空中或地下牵引至相应机位的电气箱侧。 (5)空气源:设备需要压缩空气时也应通过空中管线牵引至机器侧并视洗衣房设备的总耗 气需求量确定压缩机的具体规格。 (6)排水沟:每个机位的后部或下部应预制排水沟或排水管,其高度应低于设备出水管, 截面积应能保证所有水洗机同时排放顺畅。 4.2.2 安装调试步骤
碗型门玻璃,使织物接触面更光滑。
(2) 充气密封
充气密封是通过压缩空气提供的动力进行涨紧的密封设计。它不需要人力进行压缩操
作,也有两种基本形式:一是对空心的密封圈本身进行充气密封自密封;另一种是通过安装
在门横梁上的充气气囊对整个门体进行压缩密封。充气密封的压缩力大且均匀,工作更为可
靠,但相对成本较高,一般用在较大型的洗脱机上。
(3) 侧面唇口密封
唇口密封是利用门体设计的斜度与唇型密封圈在侧面变型贴合的密封设计形式,洗涤腔
的水压力可以帮助提高其密封性,它同样不需要太大的力量进行预压缩,对门的相对安装位
置要求不高,操作使用较方便。
3.3.2 轴端密封
(1) 骨架油封型
骨架油封是机械传动结构中最常用的一种方式,它主要依靠在密封唇口处形成的油膜面
2,工业洗脱机的工作原理
2.1 洗涤原理
工业洗脱机就是充分利用洗涤过程影响因素的作用,达到最优化洗净并脱干织物的机电
设备。洗脱机在一定的时间里通过洗涤剂、机械力、温度的作用去除织物上的污垢,大致包
括预洗、主洗、漂洗、整理和脱干五个主要阶段。其原理和过程可以用以下简单的公式表示:
机械力 温度
洗涤剂+(织物·污垢)
其三,洗脱机的洗涤工况最恶劣。由于洗脱机脱干因子普遍都达到了 300G 以上,高速 冲击载荷大,对设备的损伤也会较大,需要进行及时有效的监控和维护。此外,洗脱机也是 直接接触酸碱类腐蚀性皂剂的设备,其防腐蚀和防泄漏要求也较高。
其四,洗脱机是洗衣房的能耗大户。洗衣机要利用水介质进行反复洗涤,对水资源的消 耗较大。洗衣过程往往需要较高的温度,热能消耗也较多。
图 2 两种典型的洗衣机减震结构
3.1.2 力学模型
洗脱机均布存在的偏心质量矩将引起系统的简谐受迫振动,为了减小系统在高速旋转时
所产生的振动,在悬浮体与机座之间增加了弹簧和阻尼器,由质量、弹簧和阻尼组成了隔振
系统(见图 3 所示),其振动动力学模型为:
图 3 洗脱机的振动模型示意图
系统的稳态振幅为:
洗脱机内胆转动形成的机械力可使污垢迅速地脱离织物并分散到洗涤液当中,是提高织 物的洗净率重要影响因素。洗脱机机械力主要有以下表现形式(见图 1 所示):
● 织物被翻动筋举升并落下的冲击力 ● 织物之间不同步运动产生的摩擦力 ● 织物与内胆壁之间产生的摩擦力 ● 织物与洗涤液之间所产生的扩散运动
图 1 洗涤运动示意图
机械力的大小由内胆的设计形式和大小以及转速和液位的高低所决定,通常工业洗脱机 按载荷容积比 1:10【洗涤干织物质量(公斤)与洗涤内胆的容积(升)之比】进行设计即 可达到经济合理的洗涤效果。
3,悬浮式洗脱机设计要点
洗脱机的设计必须满足许多性能要求,如洗净度,漂洗比,脱干率,水电汽的消耗指标, 电气安全指标等等,由于具有高速脱干运行的特殊要求,其关键的设计难点是在于如何满足 设备长久运行的可靠性上。本文将概略性的介绍悬浮式洗脱机的主要结构设计要点(省略其 它通用性设计介绍)。
工业洗脱机根据具体的用途和难易程度有着许多不同的结构形式:按安装和减震方式分 为固定型和悬浮型;按市场使用对象分为普通商用型和投币自助型;按装卸载位置分为立式 正面装卸型和卧式侧面装卸型;按装卸自动化要求分为人工装卸型和倾斜自动装卸型;按卫 生要求分为普通同位装卸型和隔离分位装卸型等等。目前国内市场的主流机型是立式全悬浮 式洗脱机。
3.1.4 平衡设计
洗脱机减震结构设计的难点在于保证激振源(内胆)的激振力中心与悬浮体(外缸)的
重心一致性。即便是国外的许多洗脱机也没有很好地避免这个矛盾,但 F 系列洗脱机通过
特殊的优化设计结构较好地解决了这一难题,这也是该系列产品最值得称道的核心设计,主
要为:通过前端配重使得悬浮体重心前移,与激震源重心靠近;通过前后变刚度设计,使得
值得一提的是国内航星的 F 系列洗脱机是被国际洗涤业同行公认的一种创新型经典设 计(发明专利号 ZL200610092619.9),尤其在所达到的减震性能指标上表现突出,甚至高于国 外同类产品(减震率达 98%以上,抗偏载量可达 40%)。
A 悬挂式
B 支撑式
1,悬浮体 2,减震系统 3,支撑系统
进行密封。碱性洗涤液对密封油膜面具有一定的侵蚀作用,因此必须保持经常为其补充加入
润滑油,一旦缺油出现干摩擦就会很快导致磨损泄漏。此外,骨架油封的密封唇口接触应力
较高,在设计和加工时还必须保证内胆轴与轴封座安装孔的同轴度要求,否则将在密封面出
现偏磨,也会导致轴封快速损坏。
(2)端面密封型 由于骨架密封存在上述缺陷,一些产品开始采用不需要加油润滑的 V 型端面唇口密封
织物的类别繁多,其结构和特性影响了污垢的附着,也直接影响着洗涤质量。织物的纤 维紧密,污垢难于浸入也难于去除,反之,纤维疏松污垢容易浸入也容易去除。水洗织物大 多是棉纤维或混纺纤维,吸湿性强,耐温,对酸碱较稳定,单方性强,比之化纤织物更难洗 涤,必须综合利用洗脱机提供的各种手段进行去污处理。 (5)温度
织物+(洗涤剂·污垢)
2.2 水洗主要影响因素
(1)水质 水质是指水中含有的钙、镁离子浓度,即硬度值(用 PPM 表示)。水的硬度越高,洗
涤时将与洗涤剂混合生成胶状物质,附着在织物上,对洗涤质量极为不利。因此对硬度在 85PPM 以上的洗涤用水应该进行软化处理。一般通过在洗脱机中投入软化剂或设置专门的 软化水处理装置进行预处理两种方式来解决。 (2)洗涤剂
3.1 减震系统设计
3.1.1 减震形式 悬浮式洗脱机的减震系统是其最关键的设计,主要分为悬挂式减震和支撑式减震两种基
本形式(见图 2 所示)。典型的悬挂式悬浮结构代表品牌有 UniMac,Electrolux,IPSO,Gibau, 成飞,得力等;典型的支撑式悬浮结构代表品牌有 Milnor,Primus,Image,东洗,航星等。 虽然基本减震原理相同,但各具有不同的特点。
悬浮式洗脱机的设计与使用维护(中外洗衣用稿)
廖明
1.工业洗脱机的发展
自 1907 年世界上第一台由美国人阿尔华.费诗设计的电动洗衣机问世以来,洗衣设备不 断地改变着设计形式,已经取得了巨大的进步。国内的工业洗衣机也是主要跟踪国外技术的 发展,大致经历了从五、六十年代的卧式双支撑滚筒单洗机,到七、八十年代的单悬臂三腔 注水平衡固定式洗脱机,再到九十年代初且至今的悬臂单腔悬浮式洗脱机的三个主要发展过 程。
3.4 端口设计
洗脱机的内胆和外缸的前端口形式也是确保正常洗涤的一个关键设计,不论是采用冲压 拉深结构的,还是采用焊接配车削形式,都是既要保证两者的圆度(径向跳动),又要严格 控制端面跳动,使得两者之间的间隙均匀一致,切记不能出现间隙不均匀现象,否则容易夹 扯布草。同时,门体应有一定的推入深度且门体与内外胆之间的同轴度必须严格控制,如果 间隙不均匀也将出现夹扯布草的现象。此外,内、外胆端口尽量设计为对接形式,由于脱干 时内胆将产生一定的饶度变形,采用反抄口结构时容易出现内外胆之间的擦碰。
不仅会导致前端变形擦撞门体和外缸,更会导致系统激振力被放大,影响设备的稳定运行。 3.2.2 轴承座刚性
洗脱机的轴承座主要有三种基本形式:座式安装型,剪式安装型和座、剪结合安装型(如 图 4 所示)。座式安装的维护性好,但对轴、轴承座和底座的固定刚性要求较高,必须有专 门的防松限位措施;剪式安装的维护性略差并对外缸后板的刚性要求较高,但此结构可以通 过紧密配合的刚性台阶承受垂直方向的主要振动力,受力状态较好。
B = moro ⋅
Baidu Nhomakorabea
λ2
( ) M
1 − λ2 2 + (2λξ )2
3.1.3 参数配置
通过数学模型的建立,可以计算出系统振动的各个参数变量,确定最佳的参数配置,从
而方便地进行系统设计。F 系列通过座式压缩弹簧的变刚度,小刚度,小阻尼,前重载的合
理参数匹配,既保证了足够的侧向刚度,又避开了系统的共振,从而实现了高减震率。
洗脱机的密封面有数十处之多,最重要的是前门密封和后轴头密封,分述如下:
3.3.1 门密封
(1) 压缩密封
压缩密封设计是依靠门手柄上的杠杆或门锁舌座的斜面产生的压缩行程来对密封圈进
行压紧密封,有实心或中空两种形式。实心密封要求门座的刚性相对较强且密封工作面尽量
窄;空心密封对外缸的强度要求较小,密封工作面较宽,部分小型设备还通过密封圈来镶嵌
4,悬浮式洗脱机使用维护要点
4.1 洗脱机使用维护的重要性
其一,洗脱机是洗衣房的主要设备。洗涤是织物处理流程中最重要的第一道工序,也是 所有水洗织物的必经工序,只在其后才能进行烘干或烫平的分类处理;
其二,洗脱机的洗涤工艺要求较高。由于绝大部分织物去污处理质量取决于洗涤过程的 控制和操作,任何洗涤机构都需要权威的洗涤工艺师对洗涤过程进行专业化的操作和指导, 使得不同类别的布草和污渍得到有效的处理。
A 座式安装型
B 剪式安装型
C 座、剪结合型
图 4 洗脱机轴承座安装形式
3.2.3 外缸强度
外缸强度往往与轴承座的设计形式相关,剪式安装轴承座的外缸要求后板强度应足够
大,座式安装轴承座的外缸要求底座的强度更高。由于振动能量通过外缸的框架来传递,因
此对其刚性和强度要求较高,应该特别注意。
3.3 密封设计
减震恢复力矩中心与激震源激振力中心靠近,减小内部力偶。
3.2 强度设计
洗脱机的脱干离心冲击力大,其振动能量的传递路线为:内胆-轴承座-外缸体-减震
系统-机架-地面,因此结构强度设计至关重要。
3.2.1 内胆强度
由于织物脱干时的偏心激振力是在内胆中形成,所以它的强度设计对整个系统都影响较
大,尤其是轴向刚度的设计必须进行重点考虑,刚性不足时将会在脱干时产生过大的饶度,
洗涤用合成洗涤剂主要由表面活性剂和辅助成分组成,依靠表面活性剂降低水的表面张 力,生成亲油基和亲水基两部分,对污垢进行湿润、乳化、分散、吸附来达到洗净织物的目 的。洗涤剂必须根据织物的类别、污垢特性和水质条件进行合理的选择,否则欲速则不达。 (3)污垢
污垢主要分为水溶性污垢、溶剂可溶性污垢和不溶性污垢三种类别,它们与织物的结合 主要有分之间的吸引力或静电引力、机械附着、化学结合三种方式。洗涤时去除污垢的工艺 方法的选择必须考虑污垢的类别形式加以区别对待,必要时应进行预处理。 (4)织物
理论上讲,洗涤温度越高洗涤效果越好。温度越高,分子运动加快,洗涤剂更容易溶解, 表面活性剂的吸附加快,渗透力加大,固体脂肪被溶解为液体脂肪,易于清洗,同时消毒功 能也得到发挥。但温度的升高也必须受到限制,必须考虑织物的耐热性,有色织物的色素耐 热性和洗涤设备的耐热条件等因素。 (6)洗涤时间
洗涤时间并不是越长越好,过长洗涤洗净度不仅不会上升,而且还会增加织物的磨损, 一般控制在 15 分钟以内为宜。漂洗也是如此,在最初的 3 分钟之内,织物上的活性剂脱落 速度很快,到 10 分钟后几乎不再脱落,宜采取短时间多次漂洗的方法。 (7)机械力
设计形式。但是,应该注意这种结构必须在设计和制造中准确的控制唇口压缩量,同时,由 于唇口与密封面基本处于干摩擦状态,也要尽量地提高密封面的平整光滑程度,并最好选用 耐温和耐酸碱材质优良的密封圈。
特别值得注意的是,无论采用那种结构的轴密封都应设计足够通畅的溢流通路,否则, 一旦轴封出现泄漏就会很快地损坏轴承。部分洗脱机将轴密封与轴承座分离设计也是为了防 止轴封泄漏对轴承产生影响。
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