化范猛
惠而浦（中國）股份有限公司

　　1　引言
　　軸承的主要功能是支撐機械旋轉(zhuǎn)體，降低其運動過程中的摩擦系數(shù)并保證其回轉(zhuǎn)精度。滾筒洗衣機所用的兩個軸承為兩面帶骨架式橡膠密封圈的深溝球軸承。軸承壓入設(shè)備通過壓頭將安裝載荷平行于軸承安裝孔軸線均勻的施加在軸承外圈上，再將軸承壓入到軸承座的孔中，在洗衣過程中，軸承承受徑向載荷。偏心載荷的質(zhì)量、內(nèi)桶的容積、脫水偏心控制規(guī)格、兩軸承的型號和之間的距離都是影響軸承壽命的因素。
　　2　內(nèi)桶及轉(zhuǎn)軸受力分析
　　滾筒洗衣機的內(nèi)桶構(gòu)成主要包括內(nèi)桶、內(nèi)桶三腳架等；內(nèi)桶三角架和內(nèi)桶通過螺紋連接固結(jié)于一體。另外，內(nèi)桶三腳架包括轉(zhuǎn)軸和三腳架，其中轉(zhuǎn)軸的一端通過鍵的形式與三腳架壓鑄在一起，轉(zhuǎn)軸的另一端與皮帶輪或直接與電機連接。當(dāng)電機工作時，電機將輸出力矩傳遞給轉(zhuǎn)動軸，進而帶動內(nèi)桶做旋轉(zhuǎn)運動。
　　滾筒洗衣機在脫水過程中，桶內(nèi)的負載是隨機分布的，為方便計算內(nèi)桶的受力情況，假設(shè)內(nèi)桶為剛體，同時將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受力進行簡化。通過力學(xué)分析，任何狀態(tài)分布的負載均可轉(zhuǎn)化為均勻負載m和偏心負載m₁的疊加^[1]，如圖1所示。內(nèi)桶在脫水過程中受到均勻負載產(chǎn)生的離心力F_m，偏心負載產(chǎn)生的離心力F_m1以及內(nèi)桶本身的重力G。由于內(nèi)桶本身的重力G遠小于離心力，因此內(nèi)桶本身的重力可忽略不計；而均勻負載產(chǎn)生的離心力F_m，均勻分布在內(nèi)桶壁周圈，假設(shè)內(nèi)桶為剛體，在不考慮內(nèi)桶變形的情況下，任意方向上離心力可抵消不計；故在計算和分析轉(zhuǎn)軸和軸承的受力情況時可只需考慮離心力F_m1。

圖1 桶內(nèi)實際負載與等效負載分布圖

　　公式（1）中：

　　F——偏心負載產(chǎn)生的離心力（單位：N）；

　　n——內(nèi)桶轉(zhuǎn)速（單位：r/min）；

　　m₁——偏心負載的重量（單位：kg）；

　　r₁——偏心負載的重心到內(nèi)桶中心的距離（單位：m）。

　　轉(zhuǎn)軸的受力如圖2所示，轉(zhuǎn)軸在2個軸承的限制下，受到了軸承反作用的軸承力F₁與F₂。同時，根據(jù)力的平移原理，轉(zhuǎn)軸受到離心力F的作用。按照力的平衡原理可列出公式（2）和公式（3^）[2]：

圖2 軸承受力分析

　　進一步可解出軸承對轉(zhuǎn)軸作用的力F₁和F₂。同時由公式（3），可知，兩軸承之間的跨距a以及內(nèi)桶的深度對F₁和F₂有影響。

　　參考文獻

　　[1]胡偉.一種高精度滾筒洗衣機串激電機重量感知算法[J].家電科技，2017:1：72.

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　　[4]于惠力，馮新敏.軸系零部件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查[M].北京:機械工業(yè)出版社，2010:67-70，82-83.

　　[5]GB/T4288-2018，家用和類似用途電動洗衣機[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018:10-12.

來源：《家電科技》2019年第三期