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        一種洗碗機門體鉸鏈機構(gòu)的設(shè)計

        2013-07-09 10:55:08
        家電科技 2013年4期

        徐 明

        (青島海爾洗碗機有限公司 山東青島 266108)

        0 引言

        洗碗機門體鉸鏈機構(gòu)是洗碗機的重要部件,它實現(xiàn)門體的開合及洗碗機內(nèi)膽的密封,對于洗碗機的性能至關(guān)重要。洗碗機門體鉸鏈機構(gòu)一般采用連桿機構(gòu),由于包含多個部件,結(jié)構(gòu)復(fù)雜且裝配麻煩,可靠性降低。針對現(xiàn)狀設(shè)計出一種新的門體鉸鏈機構(gòu),采用彈簧和尼龍繩組合的方式,通過鉸鏈機構(gòu)實現(xiàn)門體力與彈簧力相平衡。同時利用鉸鏈板自身結(jié)構(gòu)限定門體的最大開門角度,而不是利用連桿機構(gòu)。該機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安裝省事的特點。

        1 工作原理及機構(gòu)

        1.1 工作原理

        洗碗機門體鉸鏈機構(gòu)如圖1所示。

        鉸鏈板結(jié)構(gòu)呈L型,一端與洗碗機門體裝配在一起成為一個整體,另一端掛住尼龍繩;尼龍繩繞過滑輪,另一端掛在彈簧掛鉤上;彈簧另一端掛在立柱掛鉤上。鉸鏈板通過中間轉(zhuǎn)動孔繞著鉸鏈固定板的鉸鏈軸轉(zhuǎn)動,形成一個鉸鏈機構(gòu)。

        鉸鏈板受力圖如圖2所示。

        鉸鏈板一端連接門體,承受門體重力G,另一端連接彈簧,承受彈簧拉力F。門體打開30~90度時,門體可以停留在任意角度,門體重力G和彈簧力F對鉸鏈板鉸鏈軸的力矩相等。門體打開小于30度時,門體能夠自動關(guān)閉,即彈簧力F對鉸鏈軸的力矩大于門體重力G對鉸鏈軸的力矩。

        根據(jù)門體重力G 與彈簧拉力F對鉸鏈軸板的力矩,需要滿足如下關(guān)系:

        為簡化計算,門體重力和彈簧力對鉸鏈軸力矩的力臂按照圖中l(wèi)1,l2計算。

        1.2 總體設(shè)計

        洗碗機門體鉸鏈機構(gòu)實現(xiàn)門體的開合及洗碗機內(nèi)膽的密封。主要部件包括立柱1,彈簧2,門體3,鉸鏈固定板4,鉸鏈板5,鉸鏈軸6,尼龍繩7及滑輪8。門體鉸鏈機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        2 關(guān)鍵部件設(shè)計

        2.1 鉸鏈板

        鉸鏈板是門體鉸鏈機構(gòu)的核心部件。主要包括鉸鏈板止擋,掛鉤,鉸鏈軸和螺釘孔等結(jié)構(gòu)。鉸鏈板以轉(zhuǎn)軸4為中心呈L型,連接門體和彈簧。鉸鏈板通過螺釘孔3與門襯裝配在一起,通過掛鉤2掛住尼龍繩,尼龍繩傳遞力到彈簧。洗碗機門體打開角度不能大于90度,否則容易導(dǎo)致洗碗機傾翻或餐具滑落。可以通過鉸鏈板止擋來限制門體打開角度不能超過90度。當(dāng)門體打開到90度時,鉸鏈板止擋1與鉸鏈固定板的止擋面接觸,限制門體繼續(xù)轉(zhuǎn)動,門體最大只能打開到90度。鉸鏈板結(jié)構(gòu)如圖4所示。

        2.2 鉸鏈固定板

        鉸鏈固定板與立柱連接在一起,支撐洗碗機內(nèi)膽。鉸鏈固定板除了支撐作用外,還是鉸鏈門體工作區(qū)域,因此需要較厚的厚度才可以滿足需要??梢栽O(shè)計其厚度為3mm。鉸鏈固定板的主要結(jié)構(gòu)包括止擋,鉸鏈軸和滑輪。鉸鏈固定板結(jié)構(gòu)如圖5所示。鉸鏈固定板止擋1的作用是限制門體的轉(zhuǎn)動角度,門體打開的最大角度只能到90度。鉸鏈固定板轉(zhuǎn)軸是門體鉸鏈機構(gòu)的中心,除了用于轉(zhuǎn)動外,鉸鏈軸還要防止鉸鏈門體沿其軸向向外滑出。滑輪的作用是繞尼龍繩,傳遞門體與彈簧的力。

        2.3 彈簧

        彈簧在門體鉸鏈機構(gòu)中起重要作用,彈簧力與門體力平衡實現(xiàn)鉸鏈門體機構(gòu)的功能。彈簧一般采用螺旋圓柱拉伸結(jié)構(gòu)。

        彈簧力:F=K·△L

        其中,K為彈簧的剛度,△L為彈簧的伸長量。

        當(dāng)門體打開角度小于30度時應(yīng)能自動關(guān)門,即彈簧力對鉸鏈軸點的力矩大于門體對鉸鏈軸點的力矩,因此彈簧應(yīng)設(shè)定預(yù)應(yīng)力。彈簧預(yù)應(yīng)力及伸鎖量可以根據(jù)門體的重量設(shè)計。

        2.4 立柱

        立柱是洗碗機內(nèi)膽的支撐機構(gòu),同時也是門體鉸鏈機構(gòu)的支持。彈簧拉力F與門體的重量對鉸鏈軸產(chǎn)生的力矩應(yīng)平衡,當(dāng)彈簧參數(shù)一定的情況下,不同重量的門體,需要立柱能有不同的掛鉤位置來使彈簧拉力F與門體重力G對鉸鏈軸的力矩平衡。立柱上設(shè)有多個掛鉤,用于平衡不同重量的門體。

        3 結(jié)論

        本門體鉸鏈機構(gòu)采用彈簧和尼龍繩組合的方式,使門體力與彈簧力相平衡。在30~90度內(nèi)任一位置停留。在0~30度內(nèi)自動關(guān)門。同時具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安裝簡便的特點。

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