 ВВЕДЕНИЕ
Непрерывное повышение жизненного уровня человечества обуславливает огромный спрос на изделия личного пользования (одежду, обувь, трикотаж, галантерею и т.д.) и хозяйственного обихода (различную бытовую технику, машины, приборы и т.д.). Соответственно увеличивается производство этих изделий и потребность в услугах (ремонт, обновление, чистка и др.) по восстановлению в процессе их использования отдельных свойств, а также в изготовлении отдельных видов изделий по заказам населения. В целях наиболее полного удовлетворения населения в указанных товарах в нашей стране неуклонно увеличивается их производство, расширяется ассортимент и повышается их качество. Одновременно осуществляются меры дальнейшего развития бытового обслуживания населения по расширению указанных видов услуг.
Развитие бытового обслуживания населения базируется на основе технического прогресса механизации и автоматизации технологических процессов. Механизация и автоматизация технологических операций (с помощью машин и аппаратов) позволяет повысить производительность труда, облегчить и оздоровить труд людей как на производстве, так и в быту.
Для успешного решения задач по автоматизации и механизации технологических процессов бытового обслуживания требуется мобилизация и развитие творческой инициативы машиностроителей, ученых, конструкторов и изобретателей, работников бытового обслуживания, обобщение передового опыта новаторов, разработка теоретических положений в области проектирования, позволяющих создавать новые, более совершенные машины, аппараты и другую технику бытового назначения.
В связи с этим большое значение приобретает подготовка квалифицированных специалистов с высшим образованием, владеющих
современными методами расчета и конструирования машин и аппаратов и на основе этого эффективными методами их технической эксплуатации.
В процессе проектирования машин и аппаратов основной технологической задачей является обеспечение высококачественного, производительного, безопасного и экономического выполнения технологической операции.
Целесообразность создания новых конструкций оборудования прежде
•
всего тем, насколько вновь создаваемые машина или аппарат отвечают требованиям развития экономики в данной отрасли народного хозяйства.
Так, перед отраслью бытового обслуживания населения стоят экономические задачи увеличения объемов производства бытовых услуг, улучшения их качества, повышение производительности труда, облегчения условий труда, рационального использования сырья и материалов и их максимальной экономики.
Эти задачи решают проектированием принципиально нового оборудования для вновь создаваемого и существующего прогрессивного технологического процесса, модернизацией существующего оборудования с коренным изменением его конструкции, проектированием оборудования по имеющемуся образцу (прототипу) при некоторых изменениях его конструкции.
Совершенствование конструкций действующего оборудования производится в процессе его модернизации, которая позволяет без значительных затрат повысить технический уровень используемого оборудования и создает благоприятные условия для дальнейшего совершенствования технологии и организации производств. В процессе модернизации обычно решают задачи расширения технологических возможностей, сокращения вспомогательного и машинного времени, повышения качества обработки, эксплуатационных качеств, улучшения условий труда и повышение безопасности работы.
1.АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Анализ существующих приборов этого класса
Электробритвы изготовляются на следующие номинальные напряжения:
127 и 220 В переменного тока частотой 50 Гц и 110 и 220 В постоянного тока с переключением с одного напряжения на другое;
127 и 220 В переменного тока частотой 50 Гц с переключением с одного напряжения на другое;
до 12 В от любого источника питания (ряд номинальных напряжений до 12 В не регламентирован).
Электробритвы рассчитаны на кратковременный режим работы с длительностью рабочего периода 10 мин.
Общая техническая характеристика электробритв
Потребляемая мощность, Вт
с приводом от электродвигателя......................................не более 20
с приводом от вибратора.........................................…......не более 12
Номинальная толщина неподвижных ножей, мм:
с вращательным движением ножей и с
возвратно-поступательным движением ножей
гребенчатого типа...............................…….......................не более 0,11
с возвратно-поступательным движением ножей
других типов..........................................……................ ....не более 0,06
Масса (без соединительного шнура), кг...........................не более 0,3
•
Перегрев наружных частей электробритв после 10 мин. непрерывной работы при температуре окружающего воздуха 20 5 °С не должен превышать следующих значений, °С:
60- для вилки со встроенным гасящим сопротивлением;
27- для других типов вилок, корпуса электробритвы и ножевого блока.
Уровень шума, создаваемый работающей электробритвой при номинальном напряжении на расстоянии 1 м, должен быть не более дБ:
63- для бритв, относящихся к проборам класса 2;
60- для бритв класса 3.
Соединительный шнур электробритвы должен быть снабжен вилкой или разъемом, обеспечивающим нормальное соединение с розеткой или автономным источником питания. Длина соединительного шнура марки ШЭБ от штырей штепсельной вилки до места ввода в электробритву должна быть не менее 1,7 м.
Среднее время бритья при хорошем качестве должно быть не более 5 мин для бритв класса 2 и 7 мин для бритв класса 3.
Конструкция электробритв предотвращает попадание волос в места, где их скопление может привести к электрической или механической неисправности.
Ресурс электробритв не менее 150 часов.
Электробритвы подразделяются по виду ножей, способу электропитания и типу электродвигателя. 1. По виду ножей:
а) сетчатая головка с возвратно-поступательным движением ножей имеется в бритвах: «Москва-3», «Москва-ЗМ», «Москва Олимпийская», «Киев-3», «Эра-10», «Харьков-101», «Нева-201», «Микма» и др.
б) три круглых ножа, имеющих вращательное движение, установлены в электробритвах «Бердск-5», «Бердск-6», «Агидель-6» и др.;
в) гребенчатые ножи с возвратно-поступательным движением установлены в электробритвах: «Харьковчанка-2» Киев-4», «Киев-5», «Чайка-2», «Нева-302», «Нева-ЗМ», «и др.;
г) два круглых ножа, имеющих вращательное движение, установлены в электробритвах: «Харьков-22», «Старт», «Молодость М-1», «Таир», «Уфа», «Бердск-2», «Бердск-2м», «Бердск-4», «Бердск-авто», «Харьков-31», «Харьков-33», «Харьковом», «Харьков-6», «Харьков-15м», «Харьков-15 авто». 2. По способу питания:
а) электробритвы переменного и постоянного тока;
б) переменного тока;
в) батарейно-сетевые;
г) с автономным питанием от аккумуляторов автомашин и гальванических
элементов.
3. По типу электродвигателя:
а) электромагнитные вибраторы ( «Москва-3», «Москва-ЗМ», «Москва Олимпийская», «Киев-3», «Эра-10», «Харьковчанка-2» Киев-4», «Киев-5», «Чайка-2» и др.);
б) коллекторные электродвигатели («Харьков-22», «Старт», «Бердск-4», «Молодость М-1», «Таир», «Уфа», «Бердск-2», «Бердск-2м», «Бердск-авто», «Харьков-31», «Харьков-33», «Харьков-6», «Харьков-15м», «Харьков-15 авто» «Агидель-6» и др.)
в) импульсные двигатели с кулисным механизмом («Нева», «Нева-3», «Нева-302» и др.).
Корпуса электробритв сделаны из различных марок пластических масс:
фенопласта, аминопласта, пластика СНП-1, сополимера МСН-1, этрола, полистирола, пластика АВС-2 и др.
Сетчатые ножи бритв изготовляют из никеля. Они имеют более 2000 прорезей. Толщина сетки 0,06 мм.
Круглые неподвижные ножи изготовляют из стали 30 х 13, количество прорезей 60...310 ( в зависимости от модели бритвы). Толщина ножа 0,06-0,11 мм.
Круглые подвижные ножи изготовляют из стали У10А. Толщина ножей 0,1-0,2 мм. При работе бритвы ножи совершают 6000-10000 двойных ходов в минуту.
Соединительные шнуры применяют прямые и спиральные, съемные и несъемные. Шнуры армированы вилками, бритвы «Харьков-15м», «Харьков-15 авто» имеют специальный разъем и вилку-переходник для подключения к бортовой сети автомобиля.
Таким образом существующие модели отечественных электробритв по конструкции ножевого блока можно разделить на два основных типа:
с возвратно-поступательным движением ножей (с гребенчатыми, сетчатыми и комбинированными ножами);
бритвы с вращательным движением подвижного ножа (с круглыми и тарельчатыми ножами).
Установлено, что бритвы с возвратно-поступательным движением ножей могут обеспечить более высокое качество бритья поэтому в настоящее время наблюдается тенденция к конструированию именно таких электробритв.
1.2. Конструкция электробритвы «Агидель – 6» и ее основные характеристики
Электробритва «Агидель-6» состоит из разъемного корпуса, основания, редуктора, электродвигателя коллекторного типа и ножевого блока. Ножевой блок для бритья имеет три подвижных ножа, вращающихся внутри ножевого блока в непосредственном соприкосновении с неподвижными ножами, плавающего типа, выполненными в виде сетки с прорезями. Неподвижные ножи имеют форму дисков, толщина их не более 0,12 мм, а на кольцевом участке 0,07 мм. Подвижные ножи плотно соприкасаются с неподвижными ножами за счет поджатия вращающимися поводками шестерен и удерживаются от выпадания из ножевого блока тремя специальными ограничителями, шарнирно закрепленными в обойме блока. Неподвижные ножи установлены в ножевом блоке свободно и придерживаются от выпадания при съеме ножевого блока с бритвы теми же ограничителями, что и подвижные ножи.
Ножевой блок для стрижки имеет два плоских ножа, один подвижный и один неподвижный, которые фиксируются между собой осью, расклепанной в неподвижном ноже. Плоскость подвижного ножа поджимается к плоскости неподвижного ножа с помощью пружины, и в рабочем состоянии подвижный нож приводится с помощью ручки. Скрепляющей деталью блока ножей для стрижки является пружина ручки, с помощью которой производится включение блока в рабочее положение и его
выключение.
Устройство. В разъемном пластмассовом корпусе электробритвы установлен коллекторный электродвигатель, переключатель напряжения сети, который коммутирует обмотки статорных катушек, выключатель бритвы и переключатель выдвижных ножей для стрижки. В верхней части корпуса на основании установлена режущая головка с «плавающими» ножами , внутри которых вращаются подвижные ножи. Сверху головка закрыта колпачком . Режущая головка откидная. При нажатии на кнопку-фиксатор головка отбрасывается посредством пружины, смонтированной на петле режущей головки. Подвижные ножи приводятся в движение зубчатыми колесами, которые снабжены поводками и находятся в постоянном сцеплении с ведущей шестерней, закрепленной на валу якоря двигателя. Ножи для стрижки приводятся в движение через эксцентрик зубчатого колеса и кулису
Рис.1.1.Схема электрическая принципиальная
Внутри электробритвы вмонтировано помехоподавляющее устройство, состоящее из экранированного корпуса двигателя, 2-х дросселей и конденсатора, установленного на электродвигателе.
Электрическая схема показана на рис.1.1. Она содержит сетевой выключатель S1, понижающий трансформатор Т1, рассчитанный на входное напряжение 220В, напряжение вторичной обмотки – 65В. Электролитический конденсатор С1 типа К50-35 47мкФх100В. Керамический конденсатор С2 типа КТ-2а Н70-1000. Дроссели L3, L4 типа ДПМ-0,1-(100-160)±5%. Выпрямительные диоды VD1-VD4 КД105. Коллекторный электродвигатель М1.
Электробритва «Агидель-6» имеет максимальные размеры 55х75х130 мм. Потребляемая мощность от сети не более 15 Вт. Бритва имеет специальный съемный шнур, подключаемый с одной стороны к бритве с помощью специального штепсельного разъема, а с другой стороны армированный специальной вилкой.
Бритва работает от сети переменного тока 220 В. Изменение напряжения на ±15% на работу электробритвы существенного влияния не имеет.
Электродвигатель электробритвы коллекторный, состоит из корпуса с постоянным магнитом, якоря с катушками, коллектора, угольных щеток типа ЭГ-17, бронзографитовых подшипников и собранной колодки. Смазка подшипников производится специальным маслом марки МП-704, допускается смазывать маслом «велосит» или другим маслом, применяемым для смазки точных приборов. Давление пружин на угольные щетки 20-30 гр.
Пластины якоря изготовлены из трансформаторного железа и покрыты термооксидной пленкой. Скорость вращения двигателя не менее 1000 об/мин, а скорость вращения подвижных ножей не менее 2500 об/мин.
1.3. Основные типы электробритв
1.3.1. Электробритвы с магнитным вибратором
Основание для выбора электромагнитного вибратора послужили простота его конструкции и большая надежность в работе. Принцип действия электромагнитного вибратора основан на взаимодействии магнитного потока обмотки возбуждения и подвижного ротора, намагниченного этим потоком. При подключении обмотки возбуждения к сети переменного тока, по обмотке потечет ток I, который создает магнитный поток Фв. Магнитный поток замыкается по статору и ротору, намагничивая ротор. Силовые линии при этом выходят из полюса статора и входят в полюс ротора. Таким образом, сердечники статора и ротора оказываются обращенными друг к другу разноименными полюсами, благодаря чему ротор притягивается к полюсу сердечника статора. При включении обмотки в сеть переменного тока с частотой 50 Гц происходит изменение полярности тока и, следовательно, потока. С изменением потока, соответственно изменяется полярность, как сердечника статора, так и сердечника ротора, поэтому в любом случае статор и ротор оказываются обращенными друг к другу разноименными полюсами. Следовательно, силы притяжения не зависят от направления тока в обмотке катушки возбуждения, при протекании тока за один период будет притягиваться к статору положительной и отрицательной
 полуволнами патока, т.е. два раза за период, или 6000 раз в 1 минуту.
Электромагнитная сила, с которой полюс сердечника статора притягивает полюс сердечника ротора, (сила сцепления), может быть определена по формуле Максвелла:
г
де, Фв - поток возбуждения;
Вσ - индукция в воздушном зазоре между ротором и статором;
q - площадь полюса статора;
Ов- -коэффициент рассеивания магнитного потока (1,05-1,1).
Рассмотрим примеры бритв с магнитным вибратором. Электробритва «Киев-4» состоит из корпуса, вибратора, ножевого блока и съемного соединительного шнура. Электромагнитный вибратор состоит из ротора, катушки вибратора, магнитного сердечника. Зазор между ротором и статором составляет 0,1 мм. Ножевой блок имеет два неподвижных гребенчатых ножа. Ход поводка ротора в пределах 1,5-2,5 мм. Ход поводка регулируют симметрично относительно оси привода подрезкой буферов.
Ротор вибратора соединен с подвижными ножами, число двойных ходов которых составляет 3000 в минуту. Толщина ножей 0,11 мм.
Корпус бритвы предназначен для крепления основных сборочных узлов. В нем установлен электровибратор, стоящий из якоря, статора и катушки возбуждения. На корпусе имеются выключатель сети и переключатель напряжения. Электрическая схема бритвы позволяет включать бритву в сеть переменного тока 127В и 220 В. При включении на 127 В. катушки статора включаются параллельно, а при 220 В. последовательно.
Электробритва «Москва-Олимпийская» ИП 38 является усовершенствованной моделью бритвы «Москва -3 ». Бритва состоит из корпуса, электровибратора, ножевого блока, переключателя напряжения и соединительного шнура с вилкой. В отличие от бритвы «Москва -3 », в которой для включения стригущего блока надо переставлять головку, в бритве «Москва - Олимпийская» стригущий блок включается в работу специальным включателем, расположенным на корпусе бритвы.
В корпусе бритвы установлен электровибратор, состоящий из якоря и статора с катушкой. Якорь надет на каркаса. Подшипник якоря смазывают смазкой ВНИИ НП 2б0. Ход якоря регулируется специальным винтом. Зазор между якорем и статором должен быть 0,08 ....0,15 мм.
Ножевой блок состоит из подвижного и неподвижного ножей, закрепленных в обойме, и стригущей гребенки для подравнивания длинных волос. Неподвижный нож представляет собой сетку с отверстиями шестигранной формы, напоминающей пчелиные соты. При бритье подвижный нож срезает волосы, попадающие в отверстия неподвижного ножа - сетки, подвижный монолитный нож с 36 лезвиями получает движение от электровибратора через поводок якоря и делает не менее 100 тысяч срезов в секунду. Амплитуда колебаний ножа 2,8-3,5 мм. Свободный ход сетки и подвижного ножа вдоль оси якоря не менее 0,5 мм. Неподвижный нож - сетка, выполненная процессом электроформования. Корпус бритвы изготовлен из термостойкой пластмассы.
1.3.2. Электробритвы с двигателем коллекторного типа
Электробритвы с коллекторным двигателем («Харьков», «Уфа», «Агидель», «Бердск» и другие) имеют ножевой блок с двумя или тремя вращающимися ножами, а также имеется дополнительный стригущий нож Принцип работы и конструкция всех моделей одинакова. Отличаются бритвы только внешним оформлением.
Электробритвы состоят из следующих основных узлов: корпуса, ножевого блока, электропривода. Ножевой блок имеет подвижные и неподвижные ножи, установленные в корпусе ножевого блока и закрепленные в нем скобой крепления и фиксатором. Неподвижные ножи имеют форму дисков в виде сетки с прорезями. Неподвижный нож может быть жестко закрепленным и «плавающим». Подвижные ножи также имеют форму дисков и вращаются внутри неподвижно, придерживаются специальной планкой или пружиной.
Стригущий нож приводится в движение через эксцентрик шестерни подвижного бреющего ножа и кулису, которая сообщает стригущим ножам возвратно-поступательное движение. Шестерни привода подвижных ножей изготавливаются из пластмассы, а ведущая шестерня вала двигателя стольная Ведущая шестерня зацеплением передает вращательное движение пластмассовым шестерням, которые в свою очередь передают его подвижным ножам. Нижние оси подвижных зубчатых колес устанавливаются в подшипниках каркаса двигателя, а верхние входят в продольные пазы подвижных ножей, плотно прижимая их к неподвижным, и приводят в движение
1.3.3. Электробритвы с микродвигателем
Электробритвы с микродвигателем имеют общее устройство. Они рассчитаны на комбинированное питание от сети переменного тока через выпрямительное устройство и от гальванических элементов. Их положительным свойством является портативность, небольшая масса, возможность пользования в полевых условиях там, где нет электроэнергии.
Ножи устанавливаются в алюминиевый корпус ножевого блока. Подвижный нож - это держатель, на котором закрепляются лезвия из стали марки ХО,5Т. Неподвижный нож изготавливается из стали с прорезями марки У10АТ. Вращение подвижному блоку передается от коллекторного микродвигателя работающего от постоянного тока напряжением до 12 В. Коллекторный микродвигатель состоит из статора, в который входят постоянный магнит трех секционный якорь с коллектором, верхний и нижний подшипники и щетки. Через щетки коллектора по обмоткам якоря двигателя проходит ток и, за счет взаимодействия тока в обмотке якоря с магнитным потоком, образуется вращающий момент, который приводит в движение якорь двигателя до расчетной частоты вращения. Она составляет 2800 ....6900 об/мин. Для подавления радиопомех в электросхеме бритв имеется помехоподавляющие устройство, состоящее из конденсаторов и дросселей. Индуктивность дросселей 16.....225 мкГ. Типы конденсаторов: ЭМ-10 -Н емкостью 10 мкФ, БМ-2-200-4700 емкостью 4700 пФ.
Рассмотрим данный тип бритв на примере электробритвы «Молодость». Бритва состоит из пластмассового корпуса с крышкой, ножевой головки, коллекторного микродвигателя, соединительного шнура со штекером и выпрямительного устройства. Бритва, соединительный шнур и выпрямительное устройство укладываются в пластмассовый футляр, в котором имеется специальный отсек для сухих элементов и штепсельный разъем для включения штекера соединительного шнура при пользовании бритвой от батарей. Бритва работает от 2 батарей типа 373 «Марс». Для включения бритвы в сеть переменного тока напряжением 127 В или 220 В используется выпрямительное устройство, состоящее из понижающего трансформатора, 2-х германиевых диодов Д7Б и переключателя напряжения сети. Выпрямительное устройство смонтировано в пластмассовом корпусе, на котором установлены 2 штыря для включения в сеть, а на крышке установлен переключатель сети и штепсельный разъем для включения штекера соединительного шнура.
Электродвигатель коллекторный, он состоит их статора, якоря, щеток, верхнего подшипника и колодки нижнего подшипника. Двигатель рассчитан на номинальное напряжение 3,5 В. постоянного тока. Якорь имеет три секции, каждая секция содержит 200 витков провода ПЭВ-2, диаметр провода 0,2 мм. На колодке смонтировано помехоподавляющее устройство, состоящее из трех конденсаторов и двух индуктивностей, дросселей по 225 мкГ, намотаны они на тороидальный ферритовый сердечник. Мощность, потребляемая бритвой составляет не более 8 Вт, частота вращения ножей -3300 об/мин. Для обеспечения нормальной работы микро электродвигателя рекомендуется один раз в год смазывать сальники подшипников и оси зубчатых колес маслом МВП по две капли масла.
1.3.4. Электробритва с импульсным двигателем
Электробритва с импульсным двигателем «Нева -3». Бритва состоит из разъемного, пластмассового корпуса. Внутри его находится электропривод, на верхней части монтаж ножевого блока. На корпусе бритвы устанавливается пускатель бритвы. Подключается бритва в сеть съемным соединительным шнуром со специальной колодкой для переключения на напряжение питания 127 или 220 В. Ножевой блок состоит из 3 ножей гребенчатого вида. Они крепятся к корпусу бритвы пружинными держателями.
Возвратно-поступательное движение ножей осуществляется через кулисный механизм от двигателя с помощью эксцентрика на валу ротора.
Электропривод бритвы это импульсный двигатель, помехоподавляющее устройство и соединительный шнур. Электродвигатель состоит из статора, ротора, постоянного магнита, статорных катушек и работает от сети переменного и постоянного тока. При прохождении тока через обмотки статорной катушки образуются электромагнитные силы, воздействуя между собой, стремятся к уравновешиванию и ротор не сдвигается с места. Для обеспечения постоянно действующего импульса электромагнитных сил на ротор, служит прерыватель, а для сдвига ротора с мертвой точки в первоначальный момент - пускатель.
Подсоединяется двигатель бритвы к сети соединительным шнуром. Частота вращения двигателя 6000... 8000 об/мин. Для подавления радиопомех имеется помехоподавляющее устройство, которое состоит из двух конденсаторов: один типа КБГИ-400, емкостью 0,05 мкФ, установлен на двигателе; второй типа МБГП-1-400, емкостью 0,25 мкФ, в корпусе вилки соединительного шнура. Для уменьшения величины искрения прерывателя ставятся два сопротивления типа ВС по 22 кОм и проволочные сопротивления по 3,5 Ом.
Для обеспечения нормальной работы бритвы подшипники двигателя рекомендуется раз в три месяца смазывать двумя - тремя каплями чистого машинного масла и регулировать. Зазор между молоточками контактов прерывателя двигателя должен быть 0,3... 0,7 мм. Давление блока контактов на ось ротора -100-120 грамм.
|
