洗碗机的结构设计

[导读] 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。

梅应雄

身份证号码：440681************

摘要：家用洗碗机的应用越来越广泛，为此，有必要对家用洗碗机的结构设计进行分

析与研究。本文首先对家用洗碗机的工作原理进行简要的分析，再介绍一种新型的水流式

洗碗机的结构设计方案，以期为类似设计提供参考价值。

关键词：家用洗碗机；结构；设计

前言

随着经济社会的进步与人们生活水平的提高，洗碗机得到了较为广泛的应用与推广。

洗碗机是一种家庭自动化设备，它可以使人们从繁杂的家务劳动中解放出来，能够实现自

动控制进水、自动加洗涤剂、冷洗、自动加温洗、清洗、排水、杀菌消毒，连同定时和故

障报警等功能。从被控制量角度出发，一个洗碗机通常需要满足一些具体需要，其中涉及

的开关量信号有两种，一种是传感器的高、低电平信号检测，如机门开关、水位高低、温

度调节保护器和行程开关等；另一种开关信号经由固态继电器控制强弱电压信号的断开和

加载，如进水电磁阀门的开合、恒温加热器的开合、瞬间加热器的开合、清洁剂控制盒和

消毒剂控制盒的工作等。

1.家用洗碗机工作原理

一个洗涤循环中，清洁餐具分几个不同阶段：预洗、主洗、漂洗等。在这些过程中都

可能包括进水、洗涤、加热、排水等二到三个或全部步骤。随着溶有洗涤剂的热水逐渐将

餐具浸泡变湿，餐具、食物残渣的温度逐渐升高为与热水的温度一样高，食物油污吸水变饱和，膨胀，最终变松，在喷臂上喷出的高压水很容易将这些变松的食物油污残渣冲洗干净。

驱动电机经过减速之后（减速器需与驱动电机配套）通过联轴器驱动波轮轴转动，波轮轴一旦转动后，就会带动波轮转动，从而完成工作。工作时，打开控制开关，电机首先开始工作。然后电机再带动波轮轴进行高速旋转，从而波轮也开始运动。其间可以通过单片机来实现多级调速。在正常使用时，将一定量的水和洗涤剂倒入其中，洗碗机依靠旋转波轮产生的洗涤液涡流，并在洗涤剂的物理和化学作用下及水流的机械作用下，使污垢不断脱离被洗物，最后达到洗净效果。

2.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。

2.1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。箱体是由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。

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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。

2.2内部结构优化

洗碗机的内部机构主要有烘干设备、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2000 W。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。

（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。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。

结论

本文对水流式洗碗机的原理进行了介绍，并且对结构设计中应注意的问题进行了深入