波轮洗衣机平衡环的基本设计原理及优
化设计
【摘要】平衡环组件是洗衣机脱水桶组件的重要组成部分，平
衡环组件设计会直接影响到洗衣机的振动性能的好坏和噪音的高低。论文除了讲述在设计平衡环应该考虑或者注意的内容外，还结合作
者在生产和市场反馈碰到的设计难题采取对策，并对设计技巧进行
说明。
【abstract】the balance ring component is an important part of the tumble dryer assembly of the washing machine. the design of the balance ring component will directly affect the vibration performance of the washing machine and the noise level. in addition to the contents that should be considered or paid attention to in the design of the balance ring， the author also adopts the countermeasures in combination with the design difficulties encountered in the production and market feedback， and explains the design techniques.
【关键词】平衡环；盛水桶振动形态；流体移动分析；优化设
计
【keywords】balance ring； vibration form of the bucket；fluid movement analysis； optimization design
【中图分类号】tm925 【文献标志码】a 【文章编号】1673-1069（2017）05-0193-04
1 引言
随着人们生活水平的逐步提高及生活节奏的加快，洗衣机产品
已经成为现代家庭生活中一个必不可少的必需品，现在基本上每户
家庭都已经拥有了一台全自动洗衣机了，洗衣机产品的振动噪音及
长期使用性也随之更加受到人们的关注，而平衡环组件是影响洗衣
机振动和噪音的一个极其重要的零件，一个好的平衡环组件的设计
不仅可以减少洗衣机的振动性能，有效改善噪音水平，从而确保洗
衣机长期运行的可靠性，而且可以通过优化设计，提高产品的维修
便利性。整体而言，洗衣机的平衡环的设计既可以提升产品的基本
性能，又可以提升维修的便利性。因此洗衣机平衡环的优化设计是
非常有必要的，本文将采用平衡环实现平衡性矫正的原理分析，平
衡环设计的基本思路及针对近几年市场投诉应对的优化设计，进行
一些观点的阐述，并结合实际的案例进行验证，希望给技术人员进
行平衡环的设计，少走一些弯路，或者针对设计人员在应对市场上
碰到类似问题点时，希望可以受到一点提示启发。
2 原理分析
2.1 不同脱水转速盛水桶的振动形态
图1不同脱水转速下盛水桶的振动形态表示了由于脱水桶的不
同转速情况下盛水桶的振动形态。洗涤物在偏置一边的状态开始脱水，洗涤物产生不平衡的作用力，盛水桶产生较大的横向振幅。我
们把这个叫做1次共振点。该状态在现在的全自动洗衣机构造上，
大约在60r/min。接下去到了约190r/min，发生2 次共振点。此时
盛水桶会产生较大的纵向晃动。发生2次共振点的转速，由于吊杆
和缓冲弹簧的系数等不同会有些偏差。当脱水转速进一步提高时，
就形成由纵向振动和横向振动合成的正常脱水振动。
2.2 脱水桶转速而产生的流体的移动分析
如图2脱水转速而产生的流体移动中可以看出1次共振点前，
平衡环内的流体是向不平衡侧移动的。过了1次共振点，在平衡环
内筋的作用下，流体是往不平衡侧的相反方向移动的。过了2次共
振点后，产生了矫正离心力，开始补正不平衡量，到正常脱水状态时，流体完全向不平衡侧的相反方向移动。
3 平衡环的设计步骤
3.1 基本设计思路
3.1.1 平衡环分割重数的检讨
对于不平衡发生的离心力为尽可能使重心作用力矩为0，并尽可
能设计多重平衡环。
这里以na-f70**为例进行说明。平衡环的各尺寸如图3-b所示，
1重构造平衡环尺寸a为30mm，流体装入50%，则b尺寸为
15mm，笔者设计了1、2和3重平衡环，并进行样品的试作和实验，所得平衡环与矫正离心力的关系曲线如图3-a。对于1重平衡环，在
盛水桶的单向振幅达到15mm时，装入流体达到最大矫正力，在平
衡环内的形状如图3-b-1所示，但超过15mm时，矫正离心力反而
有所下降。若采用2重、3重构造，随着盛水桶振幅增大，矫正离心
力也会增大，但是，在平衡环整体尺寸一定的情况下，在2重、3重
构造下，a、b也会变小，盛水桶振幅与矫正离心力的调整比例范围
也随之变小。在脱水桶上部放置0.4kg不平衡块产生力的线（模拟
脱水过程中的不平衡状态），根据3-a图，利用与矫正离心力的交点，可得出：①重构造的平衡环盛水桶上部横向振幅为12mm；②重構
造的平衡环振幅为6mm；③重构造的平衡环则为3mm。，这数据也充分说明了在条件允许的情况下，尽可能设计成多重平衡环。
3.1.2 平衡环内部分隔检讨
