در ماشین لباسشویی، یکی از مهمترین چالشهای مهندسی کنترل نیروهای دینامیکی ناشی از چرخش دیگ است. در مرحله خشککن، سرعت چرخش دیگ به چند صد یا حتی بیش از هزار دور در دقیقه میرسد. در چنین شرایطی، نیروهای گریز از مرکز بزرگی ایجاد میشود که میتواند باعث لرزش شدید دستگاه شود. برای کاهش این مشکل از قطعهای به نام وزنه لباسشویی استفاده میشود.
نیروی گریز از مرکز در یک سیستم چرخشی با رابطه زیر تعریف میشود:
F = m r ω²
در این رابطه m جرم جسم در حال چرخش، r فاصله آن از محور چرخش و ω سرعت زاویهای است.
در ماشین لباسشویی، لباسها همیشه به طور یکنواخت در داخل دیگ توزیع نمیشوند. وقتی لباسها در یک سمت دیگ جمع شوند، مرکز جرم سیستم از محور چرخش فاصله میگیرد. این موضوع باعث ایجاد عدم تعادل میشود.
عدم تعادل باعث ایجاد نیروهای متناوبی میشود که به محور و بلبرینگها منتقل میشوند. این نیروها میتوانند باعث ارتعاش شدید در بدنه ماشین لباسشویی شوند.
در چنین شرایطی، وزنه لباسشویی با افزایش جرم کل سیستم به کاهش دامنه ارتعاشات کمک میکند.
از دیدگاه دینامیکی، افزایش جرم باعث کاهش پاسخ ارتعاشی سیستم میشود. در یک سیستم جرم–فنر، دامنه ارتعاش به صورت زیر وابسته به جرم است:
X = F / k
که در آن X دامنه جابجایی و k سختی سیستم است.
با افزایش جرم توسط وزنه لباسشویی، سیستم در برابر نیروهای تحریک مقاومت بیشتری نشان میدهد.
علاوه بر جرم، محل قرارگیری وزنه نیز بسیار مهم است. معمولاً وزنهها در نقاطی نصب میشوند که بتوانند بیشترین اثر را در کنترل حرکت مخزن داشته باشند.
در بسیاری از ماشینهای لباسشویی دو وزنه اصلی وجود دارد. یکی در قسمت بالایی مخزن و دیگری در قسمت جلویی یا پایینی قرار میگیرد. این ترکیب باعث توزیع مناسب جرم در اطراف دیگ میشود.
مواد مورد استفاده در ساخت وزنه لباسشویی نیز اهمیت زیادی دارد. بتن فشرده یکی از رایجترین مواد در ساخت این قطعات است. این ماده علاوه بر وزن بالا، مقاومت مناسبی در برابر رطوبت دارد.
در برخی مدلهای پیشرفته نیز از وزنههای چدنی استفاده میشود. چدن دارای چگالی بالاتری نسبت به بتن است و میتواند با حجم کمتر جرم بیشتری ایجاد کند.
در نهایت، طراحی مناسب وزنه لباسشویی باعث میشود نیروهای گریز از مرکز بهتر کنترل شوند و عملکرد ماشین لباسشویی پایدارتر شود. برای وزنه لباسشویی اینجا کلیک کنید.
نحوه تشخیص خرابی شفت ماشین لباسشویی