多功能厨房用清洗机的总体方案设计

多功能厨房用清洗机的总体方案设计 摘 要 随着人们生活质量的提高，越来越多的电气设备走进了人们的生活，尤其是家电类产品。洗衣机 ，洗菜机，洗碗机等解放劳动力的机械产品已经逐渐得到人们的青睐。 本文所设计的就是一种功能较为全面的厨房用清洗机。有洗餐具和部分蔬菜的功能。目前市场上的洗碗机主要采用喷嘴旋转式，喷淋压力的增大会导致喷臂旋转速度加快，导致喷淋压力不足，不能保证餐具的快速清洗效果。本设计改进了以往产品压力不足的缺点，采用碗架旋转方式，喷头压力可以在泵的允许方位内任意加大，从而增大喷淋压力，更快的完成洗涤过程。另外本设计很好的处理了轴做低速旋转时的密封问题。洗菜主要采用淹没冲洗式，主要清洗包括土豆、西红柿、茄子等成型蔬菜。控制系统采用继电器自动控制原理，操作简单。功能方面还加入臭氧消毒，从而更好的满足现代生活要求。 关键词 厨用清洗机，碗架自旋转，旋转喷淋 I多功能厨房用清洗机的总体方案设计 ABSTRACT As the quality of people live is improved, more and more electrical equipment come into the family. Washing machines, rice cooker, dishwashers and other machines which liberate the labor for housewife are popular in the daytime. This paper is designed for a multi-function washer for the kitchen. It can be used to wash dishes and some vegetables like tomatoes potatoes and so on. Generally, dishwashers on the market today are mainly depended on the rotary nozzle, if the pressure in the spray-arm is increased, the result is that spray-arm spins faster, but the pressure on the dish is still low. In other words, it is imposable to decrease the time for washing by increasing the pressure. To improve the previous design for lacking of pressure, we design a rotary-bowl shelf. The power is the press water from the spray-arm. The pressure can be increased any if the pump is allowed. Thereby the faster completion of the washing process is came true. Furthermore, we did a good job in seal. Relays are used to control the automatic system. It is easy to operate. Ozone disinfection is joined, in order to satisfy the modern life. Key word: washer, dishwasher II多功能厨房用清洗机的总体方案设计 目 录 第 一 章 引言 .1 1.1 选题背景 . 1 1.2 研究意义 . 1 1.3 厨房清洗机（洗碗机）发展浅史 . 2 1.4 研究思路和方法 . 5 1.5 主要拟解决的问题 . 5 第 二 章 总体方案的设计 .7 2.1 总体方案规划 . 7 2.2 设计方案参考 . 7 2.3 总体方案确定 . 7 2.3.1 碗架运动方案拟定 .7 2.3.2 运动系统阻力计算 .9 2.4 部分细节方案确定 . 10 2.4.1 旋转轴及其支撑方案 .10 2.4.2 上端盖密封方案 .12 第 三 章 液路系统设计 .14 3.1 喷嘴布置方案及其选型 . 14 3.2 水泵选型 . 15 3.3 臭氧发生器选型 . 16 3.4 液位开关选型 . 20 3.5 电磁阀选型 . 20 3.6 加热器选型 . 21 3.7 配套控制系统及其外设选型 . 21 3.8 系统液路设计 . 22 第 四 章 控制系统设计 .23 4.1 控制要求 . 23 4.2 控制电路图 . 24 第 五 章 设计总结 .29 第 六 章 致谢 .30 第 七 章 参考文献 .31 第 八 章 声 明 .32 III多功能厨房用清洗机的总体方案设计 第 一 章 引言 1.1 选题背景 随着科学技术的进步、工业技术的发展，人们的消费理念也发生了很大的变化。人们对生活的需求已不只局限于衣食住行这些基本的元素，而开始追求生活质量的提高。在中国传统习俗中男主外，女主内，全职妇女在家主管家务的时代也在悄然发生改变，越来越多的妇女已经走出家庭，走向社会。怎样在更短的时间内花更少的精力来解决家务已经成为现代人急待解决的一个现实问题，为此产生了各种各样的解放家庭劳动力的家用电器。比如洗衣机、电饭锅、洗碗机等。在中国，洗衣机，电饭锅已经是家庭的必备品，但洗碗机一直没能走进普通的大众家庭。首先，洗碗机的价格成了它的最大累赘。其次，人们对于它的认识也有所欠缺。针对目前洗碗机发展的现状，以及环保，节能的理念。我们提出了此项课题多功能厨房清洗机。它是建立在洗碗机和洗菜机的基础上，综合环保、节能、安全的理念与一身。实现厨房餐具、食品、清洗一条龙。 1.2 研究意义 目前，我国绝大多数城市居民家庭还没有洗碗机，其拥有率只有 0.9左右，全国城市居民家庭保有量约在 40 万台左右。洗碗机拥有率最大的城市是汕头市，也仅达到了 7，这表明洗碗机产品在中国尚处于市场初始阶段，潜在的市场空间巨大。而且，随着我国城市居民家庭经济收入不断提高和消费者对洗碗机产品知识的了解，城市居民家庭对洗碗机的需求量也日益增加，调查结果显示，月收入在 7000 元以上的家庭，洗碗机拥有率明显上升。有 21.5的居民家庭表示在未来一年里肯定购买或有可能购买洗碗机，预计未来一年我国城市洗碗机市场的预期需求量约为 370 万台左右，这还不包括机关、宾馆、饭店等商业需求数量。此外，调查还表明，洗碗机家庭拥有率与居民家庭收入呈正相关性，与洗碗机家庭拥有率成正相关性因素的还有消费者的厨房面积、文化程度等。洗碗机拥有率与消费者年龄成负相关性，家庭成员年龄结构越大，其家庭拥有率越低。 专家认为，从行业发展角度看，我国洗碗机行业成长历史并不短，但是为什么这种产品没能得到快速普及呢？其主要原因：一是价格较高；二是由于我国居民饮食习惯较为油腻，洗碗机洗涤效果不太理想；三是我国城市居民家庭厨房普1多功能厨房用清洗机的总体方案设计 遍较小；四是绝大多数消费者对产品的认知度还较低。在这次调查中有较多城市居民表示在搬入新居或家庭装修时，可能会购买整体厨房，那时将会配备洗碗机。这对洗碗机生产企业来说，将产品纳入整体厨房之中，有助于市场的拓展。在产品价格因素方面，现阶段洗碗机的主要特征是市场规模小，产品销售价格高。这就需要生产企业：一要不断加大产品宣传力度，引导消费者进一步了解和提高对产品的认知，确切选择好自己的目标市场，不断完善自己的产品性能，使之适应目标消费者的需求；二是希望生产企业不断降低产品价格，促使市场快速成熟，在日益增长的消费需求以及国外品牌基本没有进入的有利条件下，尽快把品牌做大、做强。 从消费者的角度看，虽然洗碗机上市也有几年了，但是，能真正认识到洗碗机好处的人却不多，很多人认为几下就洗完的饭碗，没必要再买台机器来“帮忙”，还得花电钱。其实洗碗机洗碗不仅仅是为了省事。洗碗机要用专用洗涤剂，这让人感到很不方便。实际上这种专用洗涤剂，不只是一种简单的低泡洗涤剂，它不但能高效溶解各种食用油脂，还很容易冲洗，且对人体无害，洗碗机正是先用洗涤剂溶解了餐具中的脏物，再用水流反复冲洗使餐具达到洁净的，同时避免了传统手洗餐具时，洗涤物对餐具的反复摩擦。所以洗碗机洗餐具能很好地保持餐具的光洁度，特别是对高光洁度的瓷器和不锈钢餐具最明显。这在崇尚“绿色消费”的今天无疑将成为人们的首选。 1.3 厨房清洗机（洗碗机）发展浅史 洗碗机又称洗碟机或餐具清洗机，是一种代替人工洗涤碗、碟、杯、盘、勺等餐具的家用电器。其工作原理是将溶解了洗涤剂的热水高速射向待清洗的厨具，洗涤后排水，然后换清水清洗，洗净后利用自身余热或加热元件加热的空气把餐具吹干，所以有的国家又称其为碗碟干燥机。 洗碗机诞生于欧美，1929 年德国的米勒（Miele ）公司制造出了欧洲第一台电动家用洗碗机，不过他的外形还是较单纯的“机器”，没有和家庭整体环境密切联系。 1954 年美国 GE 公司生产了第一台电动台式洗碗机，不仅洗涤性能有所提高，而且整机体积外形也有所改善。 1978 年米勒公司又制造出了世界上第一台微电脑控制型洗碗机，使人机关系更为密切，洗碗机的家用性得到了更好的体现。于是越来越多的洗碗机进入西方家庭。在亚洲，最早从事洗碗机的研究的是日本，2多功能厨房用清洗机的总体方案设计 到了九十年代中后期，日本已发展了微电脑全自动台式洗碗机。所代表的企业有松下，三洋，三菱，东芝等。与此同时，欧美则已经把家用洗碗机发展成具有统一形象的厨房家电。欧美所代 表的企业有米勒（ Miele） ，西门子（ SIEMENS），惠而浦（ Whirlpool）等公司。 洗碗机的普及应用受到家庭厨房使用面积、水电价格、专用洗涤剂的使用、生活消费观念与习惯等方方面面因素的影响。我国是以碗为主要餐具的国家，碗具类型、规格、式样五花八门，且凹度大，而洗碗机大多采用通用的喷淋式，水流不强，冲刷点不能遍布碗壁各处，不如手洗干净。加上目前洗碗机价格偏高，又费电费水，一般工薪阶层宁愿用手洗碗。目前我国洗碗机尚处于被消费者了解认识的阶段，在国内尚属超前消费产品。但是随着家务劳动日趋电器化的发展，随着城市家庭居住面积的逐步提高，我国洗碗机市场具有较大发展潜力。据调查，我国城镇居民家庭已达 1.6 亿户，即使每年只有 1%有家庭购买洗碗机，其年市场需求也在百万台以上。另据有关方面对北京、上海、广州、深圳、南京、杭州等十大城市的调查，全国洗碗机市场容量在 700 万台左右。中国轻工信息中心的研究分析显示，洗碗机有可能成为近几年我国家用电器中增长最快的一种产品。据此有关专家认为，家用洗碗机有望成为继彩电、洗衣机、冰箱之后的中国家电消费热点。 洗碗机起源于欧洲，早在 1927 年，德国就制造出世界上第一台简易的洗碗机。根据 1996 年统计，欧洲的洗碗机普及率、产量和销售量见下表： 表 1.1 各发达国家洗碗机销量 瑞士 瑞典 奥地利 德国 法国 荷兰 英国 西班牙 土耳其 普及率（%） 51 49 43 42 38 24 20 19 13 产量(万台） 12 02 305 292 245 329 12 销售量(万台) 11 155 1715 76 24 515 34 31 国际洗碗机技术及其分布的现状： 3多功能厨房用清洗机的总体方案设计 欧洲的主要洗碗机生产厂商包括德国的 Bosch、 Blomberg 和 Simens 等、意大利的 Zanussi、法国的 Thomson 以及瑞典的 Electrolux 等。 美国是目前洗碗机普及率最高的国家，1996 年已达 54。9% ；同时，美国也是洗碗机生产大国，其产量占世界首位，近年来一直保持在 300 万台以上。主要生产公司有 GE、 Whirlpool、Design&Manufackuring 、 WCI 和 Maytag 等。 日本洗碗机的开发比其他家电产品迟缓， 1960 年松下电器公司开发出日本第一台洗碗机，比欧洲晚 33 年。在其后的年代里，一直处于停滞不前状态，直到1986 年洗碗机行业才出现了转机，但产量不大，普及率远比欧美各国低。 洗碗机在日本市场上未能普及流行，除了存在传统观念上的原因以外，还有以下几个客观因素：日本家庭的厨房空间的狭窄，放不下过多的机器设备；洗碗机本身的技术尚未成熟，美式的洗碗机在技术上无法洗净日本家庭使用的各种深浅凹凸不同的多样化餐具；米食为主的日本餐具附着的残渣和油污，用洗碗机不容易洗净。近年上述几个主客观问题有了突破，日本的洗碗机市场逐渐成形，市面上还出现了洗碗机专用的洗净剂。目前松下、三菱。日立、三洋、夏普和 Toto等家电公司均生产洗碗机。日本厂商的竞争方向是小型、高性能。缩短洗净时间和降低运转噪声等。 国内洗碗机的技术及产品种类简介： “小天鹅”洗碗机无锡小天鹅股份有限公司制造。 采用欧洲技术，专为中国家庭设计，拥有三种温度、七种程序，消毒、洗涤、软水烘干。 “普爱牌”洗碗机青岛澳柯玛集团生产。 全塑结构，永不生锈，配上专用的“洗碗净”，可杀灭各种病菌，在颜色上有选择性，整个清洗过程，包括进水、清洗、加热、消毒。排水和重新换水、烘干，断电等全部自动完成。 旋转支承架洗碗机中国专利（CN2280492Y ）产品。 放置待洗餐具的支承架通过轴承悬挂在洗碗槽的顶部，因而支承架在冲洗水的冲力下旋转，使待洗餐具与热水喷嘴的相对位置不断变化，从而获得良好的洗净效果。由于设置有电热水器和水泵，故又能供应热水。 4多功能厨房用清洗机的总体方案设计 具备消毒功能的洗碗机中国专利（CN2279885Y ）产品。 由带有密封上盖的箱体、洗涤桶、电器控制装置和旋转喷嘴等组成。在箱体的底壁装有一只臭氧气流泵，连接有导气管，导气管穿过洗涤桶的侧壁进入其内腔，管的出口靠近洗涤桶的底部。 “通用”洗碗机美国通用电器公司开发。 是一种多功能、大容量洗碗机，具有六种清洗程序和三种加湿设定，可自动分配清洁剂，装有隔音装置和内附式软水器。内腔和门衬均采用不锈钢制作。 节能型洗碗机 美国的洗碗机厂商为了生产出符合美国能源部于 1994 年提出的节能指标，纷纷将可滤除小食物颗粒的多台过滤器组合使用，以改进过滤的水进入洗碗机作重新循环的方式，并缩小置放马达的洗浴池的尺寸，降低洗浴池的需水量。有的公司采用双泵系统供水。在供欧洲市场的洗碗机中，一个泵用于供水、循环，另一个泵用于排水。由于洗碗机能耗的 80%用于加热水上，故节水即节能。 1.4 研究思路和方法 根据前期的调研结果，目前市场上的洗碗机很少与洗菜机结合。家用洗碗机价格比较高，而且功能单一，只能清洗餐具，部分产品加有烘干和干燥功能。我们将把洗碗机和洗菜机结合在一起，开发出一个“全洗机”。在此次市场调查中我们发现之所以在中国洗碗机没有市场，究其根本原因，是成本过高，完全超过普通家庭的经济承受水平。此类产品除了基本硬件外，有一大部分是基于水流喷射原理的各种喷嘴和喷臂、喷架等喷水系统。为了能使餐具清洗干净，就要合理设计喷嘴和喷臂、喷架的形状、方向、运动等。这在很大程度上增加了成本。我们的产品计划一改以往喷水系统运动的传统设计，改为以碗架运动代替的新思路，从而最大程度降低成本。此外，我们的产品将加入众多人性化设计，比如自动控制，快速清洗，烘干，消毒，方便用户使用，符合新时代以人为本的理念。满足当代快节奏的生活需要。 1.5 主要拟解决的问题 本课题中的厨房清洗机采用上盖式设计。支撑架在机体内旋转。四壁布喷头。5多功能厨房用清洗机的总体方案设计 并且加入臭氧消毒。 主