Como funcionam as máquinas de lavar roupa

Ela provavelmente já lavou suas roupas centenas de vezes, mas você já se perguntou o que há por dentro de uma máquina de lavar roupa?

 

Como ela torce as roupas tão rápido sem vazar água? Por que é tão pesada? Como o agitador muda de direção? Nessa edição, nos aventuraremos no interior de uma máquina de lavar roupa para responder a todas essas perguntas e muito mais.

Começaremos explicando como uma máquina lava as roupas e, então, veremos como a máquina é montada, sua tubulação, o mecanismo de acionamento e os controles.

 

 

Lavar roupas

A operação de uma máquina de lavar roupa é bastante simples:

  • existem algumas coisas a serem decididas antes de começar a enchê-la com roupas, como sua capacidade (pequena, média, grande, extra grande), a temperatura da água para a lavagem e os ciclos de enxágüe (frio/frio, morno/frio, morno/morno, quente/frio), como a máquina deve agitar a roupa (delicada, tricô, pressão permanente, pesada) e a duração dos ciclos (quantidade de minutos, com base na sujeira das roupas).

     

  • Após colocar as roupas, a máquina enche o tambor com água e agita as roupas em círculo com a utilização de um agitador.

     

  • Após algum tempo, a máquina escoa a água e centrifuga as roupas para eliminar a maior parte da água. Em seguida, ela enche novamente e agita as roupas por mais um tempo para enxaguá-las. Depois, escoa a água e centrifuga novamente.

 

 

Dentro de uma máquina de lavar roupa

Se você olhar embaixo da máquina de lavar, verá o que a deixa tão pesada.

 


Motor e contrapeso

 

Isso mesmo, há na verdade um bloco de concreto na figura acima. O concreto existe para contrabalançar omotor elétrico igualmente pesado, que aciona uma caixa de câmbio bastante pesada, ligada ao tambor interno de aço. Existem muitos componentes pesados em uma máquina de lavar roupa.

A máquina de lavar roupa possui dois tambores de aço. O tambor interno é o que contém as roupas. Ele possui um agitador no meio, e as laterais são cheias de furos, de modo que a água possa sair durante a centrifugação.

tambor externo, que contém toda a água, é parafusado ao corpo da máquina. Já que o tambor interno vibra durante o ciclo de lavagem, ele deve ser montado de modo que possa se mover para os lados sem bater nas outras peças da máquina.

O tambor interno é preso à caixa de câmbio, que é fixada à estrutura de metal preta que você vê na figura acima. Essa estrutura segura o motor, a caixa de câmbio e o peso de concreto.

 


Sistema de suporte de cabo e polia

 

A figura acima mostra apenas a estrutura de metal preta, sem o tambor ou a caixa de câmbio. O cabo que você vê no lado esquerdo da figura é a outra extremidade do mesmo cabo que você vê no lado direito. Há um total de três polias, de modo que, se um lado da estrutura se mover para cima, o outro se moverá para baixo. O sistema suporta os componentes pesados, permitindo que se mova de maneira que não sacuda a máquina inteira.

Mas, se todas essas peças estão suspensas apenas por cabos, por que elas não giram o tempo todo?

Uma máquina de lavar possui um sistema de amortecimento que utiliza um freio para absorver a força das vibrações.

 


Sistema de amortecimento de vibração

 

Nos quatro cantos da máquina, existe um mecanismo que funciona como um freio a disco. A peça ligada à estrutura da máquina é uma mola. Ela pressiona dois blocos de borracha contra a chapa metálica que é presa à estrutura preta. Você pode ver onde os blocos amorteceram a chapa de movimentos durante a vibração.

 

 

Tubulação

encanamento na máquina de lavar roupa tem várias funções:

  • ela enche a máquina com a temperatura de água correta
  • ela recircula a água da parte inferior do tambor para a parte superior (durante o ciclo de lavagem)
  • ela bombeia a água para fora do cano (durante o ciclo de centrifugação)

A máquina de lavar possui conexões para duas linhas de água na parte traseira, uma para água quente e outra para água fria. Essas linhas são presas ao corpo de uma válvula solenóide.

 


Válvulas de controle de água

 

A imagem acima mostra as partes traseira e dianteira da válvula solenóide. Você pode ver que existem duas válvulas, mas elas saem em uma única mangueira. Então, dependendo da temperatura selecionada, a válvula quente ou a fria serão abertas.

Antes de a mangueira soltar a água no tambor, ela passa através de um dispositivo anti-sifão.

 


Dispositivo anti-sifão

 

O dispositivo evita que a água da lavagem seja aspirada de volta para as linhas de abastecimento de água, possivelmente contaminando a água de sua casa ou mesmo de seu bairro. Você pode ver que o dispositivo plástico branco possui uma grande abertura que permite a entrada de ar. A água da mangueira entra no dispositivo e vai para baixo, saindo através do cano na outra extremidade. Mas enquanto ela está dentro do dispositivo, está aberta à atmosfera. Isso significa que, se houvesse sucção na linha de abastecimento de água, possivelmente não sugaria a água da máquina de lavar roupa, mas somente ar.

 


Entrada de água e ladrão

 

A figura acima mostra por onde a água entra na máquina de lavar roupa. O bocal à direita é um ladrão, conectado a um cano que retira a água da parte inferior da máquina de lavar (para o chão), em vez de deixá-la transbordar.

 

 

Bomba

O resto do sistema da tubulação, na seção onde se recircula a água e a parte que a drena, envolve a bomba.

 


Bomba e encanamento

 

Na figura acima, você pode ver como a bomba é presa. A bomba é, na verdade, duas bombas separadas em uma: a metade inferior é presa à linha de drenagem, enquanto a metade superior recircula a água da lavagem. Então, como a bomba sabe se é para bombear a água para fora da linha de drenagem ou de volta para o tambor?

É aqui que entra um dos truques da máquina de lavar roupa: o motor que aciona a bomba pode inverter a direção. Ele gira para um lado quando a máquina está no ciclo de lavagem e recirculando a água; e gira para o outro lado quando a máquina está no ciclo de centrifugação e esgotando a água.

Vamos ver de perto a bomba:

 


Bomba

 

Se observar com cuidado, verá as pás da camada inferior da bomba. Quando a água penetra pela entradada bomba, essas pás (ou barbatanas) a empurram e a forçam para fora dela pela saída. Esse tipo de bomba pode funcionar em ambas as direções - qual porta é a de entrada e qual é a de saída depende da direção de rotação da bomba.

Observe novamente a bomba. Se a bomba gira em sentido horário, a bomba inferior suga a água da parte de baixo do tambor de lavagem e a força para fora da mangueira de drenagem, e a bomba superior tenta sugar o ar da parte de cima do tambor de lavagem, forçando-o de volta através da parte inferior, de modo que não ocorra a recirculação da água.

Se a bomba gira em sentido anti-horário, a bomba superior suga a água da parte de baixo do tambor e a bombeia para cima, e a bomba inferior tenta bombear a água da mangueira de drenagem de volta para a parte inferior do tambor. Há um pouco de água na mangueira de drenagem, mas a bomba não tem força para mandá-la de volta para o tambor.

Olhe novamente a mangueira de drenagem na figura acima - observe como ela vai para a parte superior da máquina antes de voltar para drenagem. Como uma extremidade da mangueira está presa à parte inferior do tambor, e a outra extremidade está aberta à atmosfera, o nível de água dentro da mangueira de drenagem será o mesmo que o nível dentro do tambor. Se a mangueira de drenagem não foi toda até a parte de cima da máquina, o tambor jamais conseguirá encher totalmente. Logo que a água atinge a curva da mangueira, ela sai pelo tubo.

Há vezes em que a bomba não gira de jeito nenhum. A máquina de lavar apenas agita a água que está no tambor sem recirculá-la. Nessa circunstância, a bomba é presa ao motor por uma embreagem.

 


Embreagem e acoplamento flexível

 

Na figura, você vê o acoplamento flexível que prende a embreagem à bomba. O acoplamento é necessário, pois o motor e a embreagem são montados na estrutura, que pode se mover livremente com o tambor interno, enquanto a bomba é montada no tambor externo fixo.

Na parte inferior da embreagem, há um conjunto de quatro dentes. Quando o eletromagneto se encaixa, ele levanta uma alavanca nesses dentes, que os faz parar de girar. Uma vez que o movimento dos dentes é interrompido, a embreagem começa a engrenar. Após algumas rotações, ela se prende ao eixo do motor, e a bomba começa a girar com ele.

 

 

Mecanismo de acionamento

mecanismo de acionamento em uma máquina de lavar roupa tem duas funções:

  • agitar as roupas, movendo-as para frente e para trás dentro do tambor.
  • girar o tambor inteiro, forçando a água para fora.

Sem dúvida existe uma caixa de câmbio bem interessante que controla essas duas funções, e ela utiliza o mesmo truque que a bomba. Se o motor gira em uma direção, a caixa de câmbio agita; se ele gira na direção contrária, a caixa de câmbio entra no ciclo de centrifugação.

Primeiro, vamos ver como tudo é ligado:

 


Caixa de câmbio, bomba, tambores e a vedação de borracha

 

Nessa figura, a estrutura foi removida. Você pode ver a bomba montada no tambor externo, e a caixa de câmbio, que segura o tambor interno. Uma peça de borracha veda o tambor externo à caixa de câmbio. O tambor interno é montado na caixa de câmbio, no outro lado da vedação.

 


Tambor interno

 

Na figura acima, o tambor interno foi retirado do tambor externo. Ele está apoiado sobre a caixa de câmbio, e oagitador plástico está visível no centro do tambor.

 


Caixa de câmbio

 

Aqui, você pode ver a parte superior da caixa de câmbio, com o lacre rompido e o tambor interno removido. O tambor interno é parafusado aos três furos na flange da caixa de câmbio. Você pode ver, pela sujeira na tampa da caixa de câmbio, que ela ficou exposta à água durante muitos anos. Um tubo côncavo estende-se do centro da caixa de câmbio. Dentro desse tubo há um eixo com chaveta - a chaveta na parte de cima do eixo fica presa ao agitador plástico.

 

 

Dentro da caixa de câmbio

caixa de câmbio é uma das peças mais interessantes da máquina de lavar roupa. Se você virar a polia na caixa de câmbio para uma direção, o eixo interno girará lentamente para trás e para frente, invertendo a direção a cada meio ciclo. Se virar a polia para a outra direção, a flange girará em alta velocidade, girando também todo o tambor.

 


Mecanismo de agitação da caixa de câmbio

 

Aqui, você pode ver uma engrenagem com um elo preso à ela. Esse elo é semelhante ao elo fixado a uma roda de trem a vapor antigo - à medida que a engrenagem (junto com o elo) gira, ela empurra outra peça em formato triangular da engrenagem para trás e para frente. Essa engrenagem em formato triangular se engata a uma engrenagem pequena no eixo interno, que leva à chaveta. Além de girar o eixo interno em direções alternadas, existem outras engrenagens dentro do sistema que proporcionam uma redução da engrenagem para diminuir a rotação. Já que o motor gira somente a uma velocidade, a velocidade do ciclo de centrifugação, é necessária uma redução da engrenagem para facilitar o ciclo de lavagem mais lento.

 


Redução da engrenagem

 

Quando a máquina de lavar entra no ciclo de centrifugação, todo o mecanismo trava, fazendo com que tudo gire na mesma velocidade que a entrada, que é presa ao motor. O fato interessante é que quando o motor gira a caixa de câmbio em uma direção, o agitador se move, e quando ele a gira para a outra direção, toda a máquina trava. Como isso acontece?

Na figura acima, observe a engrenagem com os dentes em ângulo. Existe também uma engrenagem menor com dentes em ângulo atrás da engrenagem maior no primeiro plano. Essas são as duas únicas engrenagens com dentes em ângulo. Dependendo da direção em que as engrenagens estão girando, o ângulo dos dentes tenderá forçar a engrenagem interna a deslizar tanto para a esquerda quanto para a direita dentro da caixa de câmbio. Se deslizar para a esquerda, ela se prenderá a um mecanismo que trava a caixa de câmbio.

 


Mecanismo de travamento da caixa de câmbio

 

Você pode ver um pequeno entalhe no eixo externo. Esse entalhe é profundo e está ligado ao eixo com a pequena engrenagem helicoidal. Quando a engrenagem pequena se move, ela move também esse eixo externo, e o pequeno entalhe se encaixa a um único dente, que é fixado ao mecanismo de travamento. Quando a caixa de câmbio trava, tanto o eixo interno, que aciona o agitador, quando o eixo externo, que aciona o tambor, giram na mesma velocidade que a polia de entrada.

 

 

Controles

Os controles para essa máquina foram projetados antes de os microcontroladores serem utilizados nos mecanismos. Na verdade, não existe um único resistor ou um capacitor na máquina inteira. Primeiro, vamos observar a chave de ciclo.

 


Chave de ciclo

 

A chave de ciclo tem a função de determinar a duração das diferentes etapas do ciclo.

 


Interior da chave de ciclo

 

Dentro da chave há um pequeno motor equipado com uma redução de engrenagem bastante grande, que faz o indicador de controle girar bem lentamente. Na metade superior da chave, há um conjunto de seis contatos. Eles são acionados pelas pequenas peças de metal na alavanca plástica do indicador. À medida que o indicador gira, as saliências no indicador sobem e descem as seis peças metálicas, que fecham e abrem os contatos na metade superior da chave.

 


Interior da chave de ciclo

 

Se observar o formato das saliências, saberá porque o indicador na máquina de lavar gira somente para uma direção: a parte frontal das saliências possui uma inclinação que levanta as peças metálicas gradualmente, mas a parte traseira não; então, se você tentar girar o botão para trás, as peças metálicas ficarão presas nas saliências.

Esse disco plástico cheio de buracos é, sem dúvida, o software que faz sua máquina de lavar roupas funcionar. O comprimento das saliências determina a duração de cada etapa do ciclo, e o comprimento do espaço entre as saliências determina a duração da pausa da máquina antes de prosseguir para a tarefa seguinte.

As chaves de controle de velocidade e temperatura são muito mais simples que a chave de controle de ciclo.

 


Chaves de controle de velocidade e temperatura

 

Essas chaves controlam a velocidade do motor e determinam que solenóide de fornecimento de água quente/fria abrirá durante a lavagem e os ciclos de enxágüe. Se for escolhida água quente, somente a válvula solenóide de água quente abrirá quando a máquina encher; se for selecionada água morna, as duas válvulas abrirão; e se for escolhida água fria, somente a válvula solenóide de água fria será aberta.

 


Dentro do controle de velocidade/temperatura

 

O controle de velocidade/temperatura é bastante simples. Cada mecanismo oscilatório plástico prendedois conjuntos de contatos, que abrem e fecham o circuito conectado a esses contatos. Para cada chave, existe sempre um conjunto de contatos aberto e fechado.

sensor de nível utiliza uma chave de pressão para detectar o nível de água no tambor.

 


Chave de controle do nível de água

 

A chave controla o nível de água no tambor.

 


Tubulação da chave de controle do nível de água

 

A extremidade maior da mangueira conecta-se à parte inferior do tambor, enquanto a extremidade menor é ligada à chave. À medida que o nível de água no tambor aumenta, a água também sobe na mangueira; mas o ar fica preso nela, então, enquanto a água sobe, o ar fica comprimido.

 


Dentro da chave de controle do nível de água

 

Dentro da carcaça dessa chave há um pistão pequeno. A pressão na mangueira empurra este pistão para cima. Quando está levantado o suficiente, ele se eleva rapidamente e fecha um contato elétrico. Este ponto de ajuste, onde se perde o contato, é regulável, e na figura você pode ver o mecanismo do disco excêntrico, que é conectado ao botão de ajuste no painel de controle da máquina de lavar roupa. À medida que o disco excêntrico gira, ele pressiona a mola contra o cilindro, dificultando seu aparecimento. Isso significa que o nível de água terá que subir um pouco mais antes que a pressão na mangueira seja alta o bastante para acionar a chave.

fonte:Karim Nice.  "HowStuffWorks - Como funcionam as máquinas de lavar roupa".  Publicado em 31 de outubro de 2000  (atualizado em 08 de julho de 2008) http://casa.hsw.uol.com.br/lava-roupa.htm  (19 de dezembro de 2010)

publicado por adm às 20:18 | comentar | favorito