Hệ treo, giảm chấn và đối trọng ảnh hưởng thế nào đến độ êm của máy giặt?

Khi quan sát máy giặt cửa ngang vắt ở tốc độ 1.400 vòng/phút, chúng ta có thể thấy những trạng thái vận hành rất khác nhau.

Có máy rung lắc khá rõ, trong khi chiếc khác lại vận hành tương đối ổn định, dù cùng tốc độ vắt.

Nhiều người cho rằng sự khác biệt này chủ yếu đến từ động cơ hoặc trọng lượng của máy. Nhưng bên trong máy giặt còn có một hệ thống cơ khí rất quan trọng: hệ treo, giảm chấn và đối trọng.

Đây là những bộ phận góp phần kiểm soát chuyển động của cụm thùng giặt khi xuất hiện lực mất cân bằng.

Tuy nhiên, không phải cứ lò xo lớn hơn, giảm chấn cứng hơn hoặc đối trọng nặng hơn thì máy sẽ chạy êm hơn.

Điều quan trọng là cách các bộ phận được thiết kế và phối hợp với nhau.

1. Vì sao cụm thùng giặt không được cố định cứng vào thân máy?

Ở máy giặt cửa ngang, lồng giặt quay bên trong một thùng chứa nước.

Khi vắt tốc độ cao, quần áo có thể phân bố không đều quanh trục quay, tạo ra lực mất cân bằng khiến cụm thùng giặt dao động.

Nếu cụm thùng được cố định cứng trực tiếp vào thân máy, những lực này có thể truyền mạnh lên toàn bộ kết cấu, gây rung động và tiếng ồn.

Vì vậy, ở phần lớn máy giặt cửa ngang gia dụng, cụm thùng được nâng đỡ bằng một hệ thống có khả năng chuyển động trong phạm vi thiết kế.

Hệ thống này thường bao gồm lò xo treo, giảm chấn và các kết cấu liên kết. Đối trọng được gắn vào cụm thùng để tạo ra đặc tính khối lượng phù hợp.

Có thể hình dung cụm thùng giặt giống như một vật nặng được treo bằng lò xo và kiểm soát dao động bằng giảm chấn.

Khi lực mất cân bằng xuất hiện, cụm thùng có thể dịch chuyển nhưng chuyển động đó cần được kiểm soát để không gây va chạm hoặc truyền rung động quá lớn lên thân máy.

Mục tiêu không phải là khiến cụm thùng hoàn toàn bất động, mà là kiểm soát chuyển động của nó và hạn chế những tác động bất lợi lên toàn bộ máy.

2. Lò xo treo có nhiệm vụ gì?

Lò xo treo thường được bố trí ở phía trên cụm thùng giặt, liên kết cụm thùng với kết cấu nâng đỡ của máy.

Nhiệm vụ đầu tiên của lò xo là nâng đỡ khối lượng của cụm thùng, bao gồm lồng giặt, thùng chứa nước, đối trọng và những bộ phận liên quan.

Đồng thời, lò xo cho phép cụm thùng dịch chuyển trong phạm vi nhất định khi chịu lực tác động.

Một đặc tính quan trọng của lò xo là độ cứng.

Lò xo có độ cứng lớn sẽ biến dạng ít hơn dưới cùng một lực tác động tĩnh. Ngược lại, lò xo mềm hơn sẽ biến dạng nhiều hơn.

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa lò xo càng cứng thì máy càng ít rung.

Độ cứng của lò xo ảnh hưởng đến tần số dao động riêng và khả năng cách ly rung của hệ thống.

Nếu lựa chọn độ cứng không phù hợp, rung động có thể truyền lên thân máy nhiều hơn trong một số điều kiện vận hành.

Ngược lại, lò xo quá mềm hoặc bố trí không phù hợp có thể khiến cụm thùng dịch chuyển quá lớn, làm tăng nguy cơ va chạm với các bộ phận xung quanh.

Vì vậy, nhà sản xuất phải tính toán độ cứng, chiều dài, vị trí và góc bố trí lò xo phù hợp với khối lượng cũng như đặc tính chuyển động của cụm thùng.

Lò xo tốt không đơn giản là lò xo to hay cứng, mà là lò xo có đặc tính phù hợp với thiết kế của máy.

3. Giảm chấn có vai trò gì trong quá trình vắt?

Nếu lò xo có nhiệm vụ nâng đỡ và cho phép cụm thùng chuyển động, thì giảm chấn có nhiệm vụ kiểm soát dao động bằng cách tiêu tán năng lượng.

Ở nhiều máy giặt cửa ngang, giảm chấn được lắp giữa phần dưới cụm thùng và kết cấu thân máy.

Khi cụm thùng dao động, giảm chấn tạo ra lực cản chuyển động, giúp hạn chế biên độ dao động trong những điều kiện nhất định.

Vai trò này đặc biệt quan trọng khi máy tăng tốc hoặc giảm tốc và đi qua những vùng tốc độ dễ phát sinh dao động lớn.

Tuy nhiên, giảm chấn cũng không phải càng cứng hoặc tạo lực cản càng lớn thì càng tốt.

Nếu lực giảm chấn quá nhỏ, hệ thống có thể khó kiểm soát những dao động mạnh.

Nhưng nếu lực giảm chấn quá lớn, chuyển động của cụm thùng có thể bị ràng buộc nhiều hơn, khiến lực dao động truyền đến thân máy tăng trong một số điều kiện.

Vì vậy, thiết kế tốt cần tìm được sự cân bằng giữa khả năng hạn chế chuyển động của cụm thùng và khả năng cách ly rung động khỏi thân máy.

Một số nghiên cứu về động lực học máy giặt đã khảo sát các phương án giảm chấn có đặc tính thay đổi theo điều kiện vận hành, nhằm cải thiện sự cân bằng này.

Chất lượng giảm chấn không thể đánh giá chỉ bằng kích thước, độ cứng khi dùng tay tác động hoặc vẻ ngoài của linh kiện.

4. Đối trọng giúp máy giặt ổn định như thế nào?

Đối trọng là những khối có khối lượng tương đối lớn, thường được gắn vào cụm thùng giặt.

Ở nhiều máy giặt cửa ngang, đối trọng có thể được làm từ bê tông hoặc vật liệu có khối lượng riêng phù hợp.

Đối trọng góp phần tạo ra khối lượng, quán tính và vị trí trọng tâm theo yêu cầu thiết kế.

Nhờ đó, cụm thùng có thể có phản ứng chuyển động phù hợp hơn trước lực mất cân bằng.

Tuy nhiên, cần hiểu rằng đối trọng không trực tiếp làm cho quần áo phân bố đều hơn trong lồng giặt.

Nó cũng không loại bỏ lực mất cân bằng do khối lượng quần áo phân bố lệch tâm gây ra.

Đối trọng ảnh hưởng đến cách cụm thùng phản ứng trước lực đó.

Một chiếc máy có đối trọng lớn hơn có thể có đặc tính dao động khác, nhưng không tự động vận hành êm hơn.

Khả năng kiểm soát rung còn phụ thuộc vào vị trí đối trọng, độ cứng lò xo, đặc tính giảm chấn, kết cấu thân máy và hệ thống điều khiển.

Đây là lý do hai chiếc máy cùng khối lượng giặt 10 kg nhưng có trọng lượng toàn máy chênh lệch đáng kể vẫn có thể đạt trạng thái vận hành rất khác nhau.

Đối trọng cần có khối lượng và vị trí phù hợp, không phải cứ nặng hơn là tốt hơn.

5. Vì sao phải thiết kế cả ba bộ phận như một hệ thống?

Lò xo, giảm chấn và đối trọng không làm việc độc lập.

Khối lượng của cụm thùng ảnh hưởng đến đặc tính dao động của hệ thống.

Độ cứng lò xo quyết định một phần phản ứng đàn hồi và tần số dao động riêng.

Giảm chấn có nhiệm vụ kiểm soát dao động và tiêu tán năng lượng.

Trong khi đó, vị trí bố trí các bộ phận ảnh hưởng đến cách cụm thùng chuyển động theo nhiều hướng khác nhau.

Khi máy tăng tốc vắt, tần số kích thích do mất cân bằng thay đổi theo tốc độ quay.

Ở một số vùng tốc độ, hệ thống có thể xuất hiện hiện tượng cộng hưởng, khiến biên độ chuyển động tăng lên.

Vì vậy, máy giặt cần được thiết kế để kiểm soát chuyển động khi đi qua những vùng tốc độ này, đồng thời duy trì khả năng cách ly rung phù hợp ở tốc độ vắt cao.

Điều đó đòi hỏi nhà sản xuất phải phối hợp nhiều thông số, không chỉ lựa chọn từng linh kiện riêng lẻ.

Chẳng hạn, nếu tăng khối lượng đối trọng nhưng không điều chỉnh các yếu tố khác khi cần thiết, đặc tính dao động của cả hệ thống có thể thay đổi.

Tương tự, thay giảm chấn bằng loại có lực cản lớn hơn chưa chắc cải thiện được độ êm.

Đây là lý do một hệ thống cơ khí được thiết kế đồng bộ có giá trị hơn việc chỉ trang bị những bộ phận lớn hoặc nặng.

6. Thuật toán điều khiển có liên quan gì đến hệ treo và giảm chấn?

Dù hệ treo, giảm chấn và đối trọng là các bộ phận cơ khí, khả năng kiểm soát rung còn phụ thuộc vào hệ thống điều khiển.

Trước khi tăng tốc vắt, máy giặt thường cần đánh giá tình trạng phân bố tải.

Nếu quần áo phân bố không đều, hệ thống có thể thực hiện những chuyển động nhằm phân bố lại tải trước khi tiếp tục tăng tốc.

Khi mức mất cân bằng vượt giới hạn cho phép, máy có thể hạn chế tốc độ vắt hoặc thực hiện lại quá trình cân bằng tải.

Điều này giúp giảm nguy cơ hệ thống cơ khí phải chịu những tác động quá lớn trong điều kiện bất lợi.

Như vậy, cùng một hệ treo và giảm chấn, trạng thái vận hành vẫn có thể thay đổi tùy theo cách động cơ và phần mềm điều khiển quá trình tăng tốc, giảm tốc và xử lý mất cân bằng.

Vì vậy, khi đánh giá chất lượng kỹ thuật máy giặt, không thể tách rời cơ khí khỏi điều khiển.

Máy giặt vận hành ổn định là kết quả của một hệ thống cơ điện được phối hợp phù hợp, không chỉ là chiếc máy có giảm chấn tốt.

7. Vì sao cụm thùng dao động mạnh nhưng thân máy vẫn có thể tương đối ổn định?

Đây là một hiện tượng rất đáng chú ý.

Khi quan sát cấu tạo bên trong máy giặt, chúng ta có thể thấy cụm thùng có khả năng chuyển động tương đối lớn trong phạm vi cho phép.

Tuy nhiên, người sử dụng bên ngoài có thể chỉ nhận thấy thân máy rung nhẹ.

Điều này có thể xảy ra khi hệ thống treo và giảm chấn kiểm soát tốt lực truyền từ cụm thùng sang thân máy trong điều kiện vận hành tương ứng.

Ngược lại, một hệ thống truyền lực rung mạnh lên thân máy có thể khiến người dùng cảm nhận rung lắc hoặc tiếng động rõ hơn, dù chuyển động bên trong chưa chắc lớn hơn.

Vì vậy, cần phân biệt:

Chuyển động của cụm thùng giặt và rung động của thân máy truyền xuống nền nhà.

Hai hiện tượng liên quan nhưng không phải cùng một đại lượng.

Một chiếc máy có cụm thùng dao động trong phạm vi thiết kế không đồng nghĩa với chất lượng kém.

Điều quan trọng là hệ thống có kiểm soát được chuyển động đó, hạn chế va chạm và lực truyền bất lợi hay không.

Đây cũng là lý do chỉ quan sát ly nước trên nóc máy chưa thể cho biết đầy đủ những gì đang diễn ra ở cụm thùng giặt bên trong.

8. Giảm chấn xuống cấp có thể khiến máy xuất hiện những dấu hiệu gì?

Sau thời gian sử dụng, giảm chấn có thể bị suy giảm đặc tính làm việc do hao mòn hoặc hư hỏng.

Khi khả năng kiểm soát dao động giảm, máy có thể xuất hiện một số biểu hiện như rung lắc mạnh hơn trong giai đoạn vắt, tiếng va đập bất thường hoặc cụm thùng chuyển động quá mức trong những điều kiện nhất định.

Tuy nhiên, những biểu hiện này không chỉ có một nguyên nhân.

Quần áo phân bố không đều, chân máy không ổn định, bu lông vận chuyển chưa được tháo hoặc một số bộ phận khác gặp sự cố cũng có thể gây rung lắc và tiếng động.

Vì vậy, không nên kết luận giảm chấn hỏng chỉ vì máy rung mạnh.

Người sử dụng nên kiểm tra những yếu tố cơ bản theo hướng dẫn của nhà sản xuất, chẳng hạn tải giặt và điều kiện lắp đặt.

Nếu máy thường xuyên rung bất thường, phát ra tiếng va đập hoặc có dấu hiệu di chuyển khi vắt, cần liên hệ bộ phận kỹ thuật để kiểm tra.

Không nên tự tháo vỏ máy hoặc vận hành máy khi đã tháo các bộ phận bảo vệ để quan sát hệ treo và giảm chấn.

9. Người mua có thể đánh giá chất lượng hệ treo và giảm chấn bằng cách nào?

Phần lớn người mua không thể trực tiếp đo độ cứng lò xo hoặc đặc tính giảm chấn bên trong máy giặt.

Ngay cả khi xem hình ảnh những bộ phận này, việc đánh giá chất lượng qua kích thước và hình thức cũng có nhiều giới hạn.

Vì vậy, nên kết hợp các loại thông tin khác nhau.

Thứ nhất, tìm hiểu thiết kế cơ khí. Hình ảnh cấu tạo có thể giúp nhận diện cách bố trí hệ treo, giảm chấn, đối trọng và kết cấu thân máy.

Thứ hai, quan sát khả năng vận hành thực tế. Những video máy giặt vắt có tải có thể minh họa trạng thái rung, nhưng không thay thế kết quả đo chuẩn hóa.

Thứ ba, xem xét dữ liệu kỹ thuật và bằng chứng thử nghiệm. Nếu có kết quả đánh giá rung động hoặc thử nghiệm độ bền với điều kiện rõ ràng, đây là những thông tin đáng tham khảo.

Thứ tư, quan tâm đến khả năng bảo trì và thay thế linh kiện. Giảm chấn là bộ phận có thể xuống cấp theo thời gian. Khả năng cung cấp linh kiện phù hợp và dịch vụ sửa chữa cũng có giá trị đối với việc sử dụng lâu dài.

Tại KSDM, chúng tôi đặc biệt quan tâm đến trạng thái vận hành khi máy vắt có tải.

Những video quay liên tục, quan sát chuyển động thân máy và rung động tại những vị trí nhất định có thể giúp người tiêu dùng hình dung rõ hơn về chất lượng vận hành.

Tuy nhiên, chúng tôi không dùng một lần quan sát để kết luận hệ treo của máy này tốt hơn máy khác hoặc dự đoán tuổi thọ của bộ giảm chấn.

Kết luận

Hệ treo, giảm chấn và đối trọng là những thành phần quan trọng giúp máy giặt cửa ngang kiểm soát chuyển động khi vắt.

Lò xo nâng đỡ và tạo đặc tính đàn hồi cho cụm thùng. Giảm chấn tiêu tán năng lượng dao động. Đối trọng góp phần tạo ra khối lượng và đặc tính quán tính phù hợp.

Tuy nhiên, không thể đánh giá chất lượng chỉ bằng kích thước lò xo, độ cứng giảm chấn hoặc khối lượng đối trọng.

Một chiếc máy giặt vận hành êm không nhất thiết có những bộ phận lớn nhất, mà cần một hệ thống cơ khí và điều khiển được thiết kế đồng bộ, phù hợp với tải trọng và điều kiện làm việc.

Hiểu được điều này, người tiêu dùng sẽ có cơ sở tốt hơn khi đánh giá kết cấu và khả năng vận hành của máy giặt, tránh những kết luận đơn giản dựa trên vẻ ngoài của linh kiện.

Đó cũng là cách KSDM hướng tới việc giúp khách hàng:

HIỂU RÕ → MUA ĐÚNG → YÊN TÂM SỬ DỤNG.

Tìm hiểu thêm

• Những bộ phận nào ảnh hưởng nhiều nhất đến độ bền máy giặt?

•  Máy giặt nặng hơn, kết cấu dày dặn hơn có thực sự bền hơn?

• Máy giặt truyền động trực tiếp hay dây curoa bền hơn, êm hơn?

• Độ ồn và độ rung khác nhau thế nào?

•  Life Cycle, endurance test, số giờ và số chu kỳ thử có ý nghĩa gì khi đánh giá độ bền?