GIỚ I THI Ệ U CÔNG NGH Ệ MÁY GI Ặ T
L ị ch s ử phát tri ể n máy gi ặ t
Chiếc máy giặt chạy điện đầu tiên ra đời tại Mỹ vào năm 1911, đánh dấu sự khởi đầu của ngành công nghiệp máy giặt Từ năm 1922, máy giặt kiểu trộn xuất hiện và máy giặt kiểu phun dòng ra đời tại Anh Năm 1937, máy giặt kiểu ống nhào quay lần đầu tiên xuất hiện ở Châu Âu, tiếp theo là các mẫu máy giặt mới vào năm 1947 và 1953 tại Nhật Bản Đến năm 1960, máy giặt kiểu mâm giặt với tác động vát nước ly tâm được giới thiệu Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu máy giặt từ năm 1957 nhưng đến năm 1978 mới phát triển sản xuất hàng loạt, nhanh chóng đạt sản lượng 10.460.000 chiếc vào năm 1988 Đến năm 1999, sản lượng máy giặt của Trung Quốc đạt 13.421.700 chiếc nhờ vào chính sách cải cách mở cửa Giai đoạn từ 1983, Trung Quốc thu hút công nghệ từ hơn 40 hãng tiên tiến, nâng cao tự động hóa và sản xuất máy giặt, rút ngắn khoảng cách với các nước phát triển và cho ra đời nhiều mẫu máy giặt mới, dung lượng lớn.
3 đến nay, sản phẩm đã có chứng chỉ ISO 9001, do quốc tế chứng nhận hoặc do UL của
Mỹ đã công nhận rằng Trung Quốc không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn xuất khẩu sang Bắc Mỹ, Châu Âu, các quốc gia Đông Nam Á và khu vực khác.
Ngày nay, máy giặt đã trở thành vật dụng thiết yếu trong nhiều gia đình Việt Nam, không chỉ trong các hộ gia đình hiện đại Thị trường máy giặt ngày càng phong phú và cạnh tranh hơn, đặc biệt từ khi Việt Nam gia nhập WTO Sự đa dạng về công nghệ và kiểu dáng mẫu mã giúp người tiêu dùng dễ dàng lựa chọn từ 5 đến 10 loại máy khác nhau có mặt trên thị trường.
Một số hãng máy giặt có mặt trên thị trường Việt Nam: TOSHIBA, SAMSUNG, PANASONIC, LG, SANYO, ELECTROLUX, DAEWOO, HITACHI, GENERAL ELECTRIC, ARISTON.
C ấ u t ạ o và nguyên lý làm vi ệ c c ủ a máy gi ặ t
Trong phần này chỉ giới thiệu các kiểu máy giặt hay dùng nhất hiện nay là loại kết cấu máy giặt kiểu mâm và kiểu thùng quay ngang.
1.2.1 Kết cấu máy giặt hai thùng kiểu mâm giặt có cánh
Máy giặt hai thùng kiểu mâm giặt bao gồm hai hệ thống chính: hệ thống giặt và hệ thống vắt nước Hệ thống giặt bao gồm thùng giặt, động cơ điện, van hoặc bơm xả nước, bộ khống chế thời gian giặt, mâm quay, ống vào và thoát nước, cùng với công tắc chính Trong khi đó, hệ thống vắt gồm thùng vắt khô, thùng hứng nước, động cơ điện, bộ khống chế thời gian vắt và ống thoát nước Ngoài ra, máy còn có vỏ máy giặt, dây nguồn điện, dây nối đất và bộ phận lọc.
Hình 1.1: Hệ thống truyền động máy giặt hai thùng
Bộ phận cơ khí và điện của máy giặt hai thùng bao gồm hai động cơ điện và hai bộ khống chế thời gian độc lập, cho phép thực hiện đồng thời quá trình giặt và vắt Cấu trúc bộ phận giặt của máy một thùng cũng tương tự như máy hai thùng.
Thùng giặt là bộ phận chính trong quá trình giặt, nơi chứa dung dịch giặt và các đồ vật cần giặt Ở đáy thùng, một mâm giặt có cánh được đặt lệch về một phía, cùng với lỗ thoát nước, giúp quá trình giặt diễn ra hiệu quả Phía trên thùng có lỗ vào nước, đảm bảo cung cấp đủ nước cho việc giặt giũ.
Thùng giặt thường được làm từ nhựa ABS, có đặc điểm nhẹ, bề mặt nhẵn bóng giúp ít làm mòn đồ vật trong quá trình giặt Chúng có khả năng chống ăn mòn, năng suất chế tạo cao và giá thành rẻ Tuy nhiên, thùng giặt nhựa chịu nhiệt kém, dễ bị giòn ở nhiệt độ thấp và có thể bị lão hóa dưới ánh nắng mặt trời Nếu được bảo quản tránh ánh nắng và không để nhiệt độ vượt quá 60 độ C, tuổi thọ của thùng giặt có thể lên tới hơn 8 năm.
Mâm giặt là bộ phận quan trọng trong máy giặt, thường được làm bằng nhựa và có cánh Đường kính, hình dáng mâm giặt, độ cao và số lượng cánh đều ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả giặt Nếu mâm giặt có đường kính lớn, khả năng giặt sạch đồ vật sẽ được cải thiện rõ rệt.
Khi đồ vật giặt chỉ quay trong thùng mà không nổi lên, chúng dễ bị xoắn và ma sát, dẫn đến mài mòn nghiêm trọng Đường kính mâm giặt nhỏ sẽ tạo ra tốc độ dòng nước xoáy thấp, khiến đồ vật giặt không được sạch Nếu cánh trên mâm cao, dòng nước sẽ khuấy nhiều và tạo ra xung lực lớn, nhưng cũng làm đồ vật bị mài mòn nhiều hơn Ngược lại, cánh thấp ít khuấy động dòng nước, giúp đồ vật ít bị đảo lộn nhưng vẫn không sạch Do đó, hình dạng và kích thước mâm giặt là yếu tố quan trọng mà các nhà máy cần nghiên cứu.
1.2.1.3 Tổ hợp trục mâm giặt
Mâm giặt là bộ phận quan trọng trong máy giặt, có chức năng giữ mâm giặt và truyền lực Có hai loại mâm giặt phổ biến: loại sử dụng ổ bi và loại sử dụng bạc đỡ Loại ổ bi bao gồm các thành phần như mâm giặt, ống trục, vòng đệm kín, và các vòng bi trên, dưới cùng nắp đậy Loại này có tuổi thọ cao, không cần bôi trơn trong suốt thời gian sử dụng nếu không hỏng hóc, nhưng phát ra tiếng ồn lớn và có giá thành cao Ngược lại, loại bạc đỡ gồm trục đỡ mâm giặt và các vòng đệm kín, có ưu điểm là ít tiếng ồn và giá rẻ hơn, nhưng tuổi thọ lại thấp hơn.
Trục mâm giặt cần có độ cứng vững cao và khả năng chống mài mòn, ăn mòn, vì vậy thép không gỉ là vật liệu lý tưởng Nếu sử dụng thép thường, cần phải thực hiện xử lý chống gỉ để đảm bảo độ bền cho sản phẩm.
Vòng đệm kín đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn sự rò rỉ của dung dịch giặt và nước trong thùng máy giặt Được làm từ cao su chất lượng, vòng đệm này phải chịu được mài mòn, dầu và không bị ăn mòn Có hai loại vòng đệm kín: một mặt và hai mặt, với thiết kế đặc biệt có vòng lò xo giúp ôm chặt trục mâm giặt, tăng cường khả năng kín Để bảo vệ vòng lò xo khỏi tiếp xúc với dung dịch giặt, miệng hở của vòng đệm phải quay xuống dưới và được bôi trơn bằng mỡ Vòng đệm kín hỗn hợp một và hai mặt sẽ có ba mặt kín, nâng cao hiệu quả chống rò rỉ.
Động cơ máy giặt thường sử dụng loại động cơ điện không đồng bộ bốn cực, với tốc độ quay khoảng 1400 vòng/phút Trong khi đó, mâm giặt quay ở tốc độ từ 400 đến 700 vòng/phút, do đó cần sử dụng dây đai để giảm tốc độ Trên trục động cơ có lắp một bánh đai nhỏ, trong khi mâm giặt được trang bị bánh đai lớn có đường kính gấp 2 đến 3 lần bánh đai nhỏ Vì công suất truyền động không lớn, nên dây đai hình thang loại nhỏ được sử dụng.
Thùng vắt là thiết bị dùng để chứa đồ giặt sau khi đã giặt và giũ, với thiết kế có nhiều lỗ nhỏ ở bên thành Khi động cơ vắt quay với tốc độ từ 1000–1400 vòng/phút, nước trong đồ giặt sẽ được văng ra ngoài nhờ lực ly tâm, giúp làm kiệt nước hiệu quả Thùng vắt thường được làm từ nhựa và thường xuất hiện trong các loại máy giặt hai thùng, đi kèm với hệ thống phun nước Đồ giặt có thể được cho vào thùng vắt để thực hiện quá trình giũ và vắt, mang lại hiệu quả cao trong việc làm khô đồ.
- Loại phun nước kiểu hoa sen:
Hệ thống phun nước hoa sen được lắp đặt ở phía trên bên trong thùng vắt, giúp nước phun đều lên đồ vật giặt qua đĩa lỗ phun Hệ thống này có khả năng thực hiện hai chức năng giũ và vắt tự động, được điều khiển bởi bộ điều khiển chương trình Khi quay núm vặn của bộ điều khiển theo chiều kim đồng hồ, thùng vắt sẽ quay trong 1 phút để thực hiện quá trình vắt, sau đó động cơ sẽ tiếp tục quay thùng vắt thêm 1 phút nữa.
… Qua 5 lần phun vắt như vậy cuối cùng vắt trong thời gian quãng 2-3 phút và hoàn thành chức năng giũ, vắt
Trong hệ thống giặt, ống phun được đặt giữa thùng vắt, nơi mà đồ vật giặt xong được xếp xung quanh Khi động cơ quay thùng vắt, nước sẽ liên tục chảy vào ống phun, giúp làm sạch hiệu quả hơn.
Ống phun với nhiều lỗ nhỏ giúp nước trong ống được phun lên đồ vật giặt nhờ trọng lực và lực ly tâm, sau đó nước sẽ được bắn ra ngoài qua các lỗ nhỏ trên thùng vắt Phương pháp giũ này hoạt động dựa trên bộ khống chế thời gian, trong đó động cơ sẽ quay để thực hiện quá trình giũ hiệu quả.
Quá trình vắt diễn ra trong 7 thùng với chu kỳ 1 phút quay và 1 phút dừng, lặp lại 5 lần Dù động cơ hoạt động hay ngừng, nước vẫn liên tục chảy vào ống phun Khi động cơ quay, đó là thời gian vắt, còn khi dừng, nước được ngâm Sau 5 lần xả, hãy đóng vòi nước và thực hiện vắt lần cuối trong 2-3 phút.
Tác dụng là hứng nước vắt ra Ở dưới đáy thùng có ống xả nước để thải nước trong thùng ra ngoài
1.2.1.7 Tổ hợp trục vắt nước
Ứ NG D Ụ NG LOGIC M Ờ TRONG ĐIỀ U KHI Ể N MÁY GI Ặ T
T ổ ng quan v ề logic m ờ
2.1.1 Khái ni ệm về tập mờ
Tập mờ là một khái niệm được xây dựng trên cơ sở logic, được G Cantor định nghĩa là sự tổ chức chung của các đối tượng có cùng một đặc điểm, gọi là các phần tử của tập hợp.
Cho một tập hợp A, phần tử x thuộc A được ký hiệu là x ∈ A, trong khi nếu x không thuộc A thì ký hiệu là x ∉ A Tập hợp không chứa phần tử nào được gọi là tập rỗng, ký hiệu là ∅.
Cho một tập hợp A Ánh xạ à A : A→ ℜ định nghĩa như sau:
Hàm thuộc A ( )x là hàm chỉ nhận giá trị 1 (đúng) hoặc 0 (sai) Mọi tập hợp X nào có A ( )x = 1 cho mọi x đều được gọi là tập vũ trụ hay tập nền.
Một tập hợp A có dạng: A = { x ∈ X x | thỏa mãn một tính chất nào đó}thì được nói là A có tập nền X, hay tập A được định nghĩa trên tập nền X
Như vậy hàm liờn thuộc à A ( )x của tập hợp A sẽđược biểu diễn bằng ỏnh xạ:
Tập mờ F xác định trên tập nền X là một tập mà các phần tử của nó là một cặp giá trị
( x , à F ( ) x ), trong đú x ∈ X và à F ( )x là ỏnh xạ
F X à → (2.3) Ánh xạ à F được gọi là hàm liờn thuộc (hoặc hàm phụ thuộc) của tập mờ F Như vậy có thể biểu diễn được tập mờ F như sau:
Các tham sốliên quan đến tập mờ Độ cao tập mờ: Độ cao tập mờ F được định nghĩa trên tập nền X là giá trị: sup F ( ) x X h à x
∈ chỉ tất cả cỏc giỏ trị nhỏ nhất trong cỏc giỏ trị chặn trờn của hàm à F ( )x
Một tập mờ được gọi là chính tắc nếu có ít nhất một phần tử có độ phụ thuộc bằng 1, tức là tập mờ này có độ cao h = 1 Ngược lại, nếu không đáp ứng điều kiện này, tập mờ sẽ được xem là không chính tắc.
Miền xác định của tập mờ:
Miền tin cậy của tập mờ F được định nghĩa trên tập nền X được ký hiệu là T, là tập con của tập nền X thỏa mãn :
Hình 2.1: Miền tin cậy và miền xác định của tập mờ
Biểu diễn hàm liên thuộc
Có hai cách biểu diễn hàm liên thuộc cho tập mờ: dưới dạng số học và dưới dạng hàm số(đồ thị hàm số)
Biểu diễn dưới dạng số học cho thấy độ lớn của hàm liên thuộc của một tập hợp, được thể hiện như một vector các số Các giá trị trong vector này được xác định dựa trên mức độ rời rạc của tập hợp.
Cách biểu diễn hàm số xác định hàm liên thuộc của tập mờ trong biểu thức giải tích cho phép tính toán giá trị độ phụ thuộc của từng phần tử trong tập nền Các tiêu chuẩn và hình dạng của hàm liên thuộc thường được áp dụng cho các tập mờ dựa trên tập nền của các số thực.
Một số hàm liên thuộc thường được sử dụng trong thực tếnhư:
Hàm liên thuộc tam giác được định nghĩa như sau:
Hình 2.2: Hàm liên thuộc hình tam giác
Hàm liên thuộc hình thang được định nghĩa như sau:
Hình 2.3: Hàm liên thuộc dạng hình thang
Hàm liên thuộc dạng Gauss được định nghĩa như sau:
Hình 2.4: Hàm liên thuộc Gauss
2.1.2 Các phép toán trên t ập mờ
Tập mờ, giống như tập kinh điển, bao gồm các phép toán cơ bản như phép hợp, phép giao và phép bù Những phép toán này được định nghĩa thông qua hàm liên thuộc, tương tự như các hàm thuộc trong tập kinh điển.
34 việc xây dựng các phép toán trên tập mờ là không được mâu thuẫn với các phép toán đã có trong lý thuyết tập mờcơ bản
Phép hợp hai tập mờ:
Hợp của hai tập hợp A và B có cùng một tập nền X là một tập mờ A ∪ B cũng xác định trờn nền X và cú hàm liờn thuộc à A B ∪ ( )x thỏa món
1 à A B ∪ ( )x chỉ phụ thuộc vào à A ( )x và à B ( )x
3 à A B ∪ ( )x =à B ∪ A ( )x , tức là cú tớnh giao hoỏn
4 à ( A B ∪ ∪ ) C =à A ∪ ∪ ( B C ) , tức là cú tớnh chất kết hợp
5 Nếu A 1 ⊆A 2 thỡ A 1 ∪ ⊆B A 2 ∪B hay à A B ∪ cú tớnh khụng giảm
Cú nhiều cụng thức khỏc nhau để tớnh à A B ∪ như:
2 à A B ∪ ( ) x = min 1, { à A ( ) x +à B ( ) x } (Luật Sum hay phộp hợp Lukasiewicz)
Trong đó hai công thức thường được dùng nhất là luật Max và luật Sum
Khi làm việc với tập mờ A được định nghĩa trên tập nền M và tập mờ B được định nghĩa trên tập nền N, hợp của hai tập mờ này được xác định theo luật.
Max và luật Sum là các tập mờđược định nghĩa trên tập nền M × N với hàm thuộc:
A B x y A x y B x y à ∪ = à +à (Luật Sum hay phộp hợp Lukasiewicz)
Phép giao hai tập mờ:
Giao của hai tập A, B có cùng một tập nền X là một tập mờ A ∩ B cũng xác định trờn tập nền X và cú hàm liờn thuộc à A B ∩ ( )x thỏa món cỏc tớnh chất:
1 à A B ∩ ( )x chỉ phụ thuộc vào à A ( )x và à B ( )x
3 à A B ∩ ( )x =à B ∩ A ( )x , tức là cú tớnh giao hoỏn
4 à ( A B ∩ ∩ ) C ( )x =à A ∩ ∩ ( B C ) ( )x , tức là cú tớnh kết hợp
5 Nếu A 1 ⊆A 2 thỡ A 1 ∩ ⊆B A 2 ∩B hay à A B ∪ cú tớnh khụng giảm
Cú nhiều cụng thức khỏc nhau để tớnh à A B ∩ ( )x như:
Trong đó hai công thức thường dùng nhất là luật Min và tích đại số
Khi nghiên cứu tập mờ A với hàm liên thuộc A(x) trên tập nền M và tập mờ B với hàm liên thuộc B(y) trên tập nền N, giao của hai tập mờ này theo luật Min và tích đại số sẽ tạo ra các tập mờ được định nghĩa trên tập nền M × N với hàm thuộc.
Phép bù của tập mờ:
Tương tự như phép bù trong tập hợp cổ điển, với một tập mờ A xác định trên tập nền X, ta có thể xác định tập bù A c cũng là một tập mờ trên cùng tập nền X Hàm liên thuộc của tập bù này, ký hiệu là A c (x), chỉ phụ thuộc vào hàm A (x), cho phép ta xem A c (x) như một hàm của A (x) với A (x) nằm trong khoảng [0,1] Cụ thể, A c (x) được biểu diễn dưới dạng A c (x) = 1 - A (x) với x thuộc [0,1].
Hàm này có các tính chất cơ bản là:
2 à A ≤à B ⇒à à( ) A ≤à à( ) B , tức là hàm khụng tăng
Nếu hàm một biến à à( ) A cũn thỏa món điều kiện liờn tục và
A B A B à
