фото: imag.one

Стиральная машина — установка для стирки текстильных изделий (одежды, нижнего и постельного белья, сумок и других вещей).

История
Примитивные стиральные машины представляли собой деревянный ящик с подвижной рамой. Первая стиральная машина, запущенная в серийное производство, была создана в 1907 году Уильямом Блекстоуном, у неё был ручной привод (есть также мнение, что первую сделал Натаниэл Бриггс (Nathaniel Briggs)). В Европе первые стиральные машины начали производить в Германии в 1900 г. Современные машины с электрическим приводом появились в 1908 году. Механизация труда практически привела к исчезновению профессии прачки. В 1949 году в США появилась первая автоматическая стиральная машина.

28 марта 1797 года в США запатентована первая стиральная машина: деревянный ящик с подвижной рамой. Прототип современной техники с вращающимся барабаном был запатентован лишь в 1851 году.

Классификация
- По типу рабочего органа: активаторные, барабанные, ультразвуковые.
- Барабанные стиральные машины получили большее распространение в связи с простотой автоматизации, более бережной стиркой, экономией воды и моющего средства по сравнению с активаторными; однако они отличаются большей сложностью и меньшей надёжностью. Автоматические стиральные машины в основном барабанного типа.
- Активаторные машины, в свою очередь, делятся на машины с боковым активатором («Малютка») и машины с нижним активатором («Мини-Вятка», «Фея-2», «Фея-2М», «Ока-50», «Ока-51», «Малютка-425М», «Лебедь», «Заря»).
- Ультразвуковые стиральные машины имеют пока меньшее распространение. Они характеризуются гораздо большей компактностью по сравнению с другими типами, в сущности, представляя собой небольшую коробочку, помещаемую в таз с бельем. Их принцип действия основан на генерации ультразвуковых колебаний, которые «выбивают» частицы грязи из нитей ткани («Ретона»).
- По степени автоматизации: автоматические и полуавтоматические. Полуавтоматические стиральные машины имеют только таймер для установки времени стирки, автоматические — имеют программное управление. У автоматических стиральных машин может быть различная степень автоматизации: начиная от просто выполнения стирки по заданной программе и заканчивая автоматической оценкой количества воды, моющего средства, температуры, скорости отжима.
- По способу загрузки: вертикальные и фронтальные. Активаторные машины обычно имеют вертикальную загрузку. Барабанные бывают как с вертикальной, так и с фронтальной загрузкой. У машины с фронтальной загрузкой обычно имеется прозрачный люк для контроля стирки.
- По весу загружаемого сухого белья.
- По применению: бытовые и промышленные (для прачечных).
- По методу установки: настенные, напольные, помещаемые непосредственно в емкость с бельем.

Активаторная стиральная машина
Машиной активаторного типа называется стиральная машина c наличием активатора — вращающегося вала с лопастями или диска, обеспечивающего перемешивание при стирке.

Особенностью стиральных машин такого типа является низкое пенообразование, поэтому порошки для ручной стирки также подходят для использования в машинах активаторного типа.

Основа конструкции стиральной машины активаторного типа — ёмкость из нержавеющей стали или пластмассы. Верхняя часть (для загрузки белья) — съёмная или откидная крышка. На дне или в нижней части одной из стенок находится активатор — пластмассовый плоский круг или вал с выступами — лопастями. Ось активатора выходит из бака, приводится в движение электродвигателем.

Активаторные машины советского периода, как правило, имели вертикальный бак из алюминия или нержавеющей стали ёмкостью до 30 литров размерами примерно до 400 х 400 х 600 (высота) мм, с дном в форме полуокружности. На одной из плоских стенок по оси полуокружности дна располагался активатор (чаще всего выполненный из бакелита) диаметром около 200 мм, приводимый через ремённую передачу конденсаторным электродвигателем, расположенным под баком. Управление включало в себя механическое реле времени на 15 минут (с задаваемой точностью до 1 минуты), автоматически включающее электродвигатель попеременно в разных направлениях через паузы. Также (на более поздних моделях) отдельно могла регулироваться мощность двигателя (2 или 3 «режима» стирки).

Верхняя часть (с задней стороны), как правило, оснащалась устройством ручного отжима (два прорезиненных валика, нижний из которых вращался ручкой аналогично мясорубке, а прижим верхнего валика к нижнему регулировался винтом, расположенным сверху). После стирки (или полоскания) бельё вручную подавалось из бака в зазор между валиков отжима, при вращении ручки вода стекала обратно в бак, а отжатое бельё выходило из валиков в задней части машины. Слив воды из бака, как правило, был ручным (конец шланга слива закреплялся снаружи в верхней части бака, чтобы не применять клапан).

В 80-х годах большее распространение получили машины в пластмассовом корпусе в форме куба стороной около 500 мм, выпускаемые под марками «Фея», «Золушка» и т. д., с активатором большого диаметра, расположенным на дне бака. Электродвигатель и элементы управления (реле времени) располагались на скосе одного из углов бака. Верхняя крышка (также пластмассовая) была съёмной, устройства отжима не имелось. Преимуществом машин с нижним активатором была возможность меньшей загрузки воды (от 10 л), а её малые размеры и масса позволяли убирать её после завершения процесса стирки.

В настоящее время на рынке появились модели активаторных машин малой ёмкости — на 5-7 литров воды, размером чуть больше ведра, по конструкции аналогичные описанной «Фее», с названием «Принцесса».

В связи с применением активаторных машин получили распространение также центрифуги — отдельные устройства для отжима белья (продаются до сих пор). В некоторых моделях активаторных машин центрифуга была встроена (второй отсек в корпусе).

Преимущества активаторных машин: универсальный выбор моющих средств, быстрая стирка, экономия электроэнергии (отсутствует термический электронагреватель (ТЭН) и используется горячее водоснабжение), большое количество загружаемого белья (10-14 кг), надежная конструкция, отсутствие сильных вибраций при отжиме, работа в особо сложных бытовых условиях. К недостаткам следует отнести большой расход воды и моющих средств, в машинах с боковым активатором из-за необходимости жидкой среды для работы бокового активатора, сложность автоматизации стирки, отсутствие отжима и подогрева воды в баке. Недостатком большинства моделей советского периода являлась низкая электробезопасность.

Предпочтения потребителей в выборе типов конструкций машин имеют экономические и исторические причины и географическую неоднородность.

Автоматическая стиральная машина (СМА)
Автоматическая машина характеризуется минимальным участием человека в её работе. Обычно она имеет постоянное подключение к электросети, водопроводу и канализации, поэтому для стирки необходимо только загрузить вещи, засыпать моющее средство и выбрать программу стирки.

Устройство
Большую часть объёма машины занимает бак, который наполняется водой и моющим средством в процессе работы машины. Вода подаётся в него через наливное отверстие и откачивается при помощи насоса. Бак с помощью пружин и амортизаторов закреплён в корпусе машины. Внутри него на подшипниках вращается барабан.

Стирка обеспечивается вращением барабана и взаимным соударением загруженных вещей. Отжим делается, также при вращении, увеличением скорости и сбросом воды центробежной силой. Ось барабана, чаще всего, горизонтальна. Поскольку барабан обычно загружен неравномерно, при вращении его с большой скоростью возникает иногда сильная вибрация. Поэтому бак с барабаном закрепляются внутри машины не жёстко, а с помощью пружинной подвески. На той же подвеске закрепляется и электродвигатель. Двигатель вращает барабан либо непосредственно, либо через ремённую передачу. Боковая поверхность барабана содержит большое число отверстий для свободного поступления и вытекания воды и рёбра для увеличения интенсивности стирки.

В машинах с вертикальной загрузкой без доводчика створок барабана до люка приходится доводить барабан до люка, вращая его руками, при этом из-за острых краёв отверстий на барабане у некоторых производителей барабан царапает подушки пальцев человека, как тёрка.

Для загрузки и выгрузки вещей в барабане имеется отверстие диаметром около 30 см. У машин с вертикальной загрузкой отверстие находится на цилиндрической поверхности барабана и закрывается крышкой с запирающим устройством. У машин с фронтальной загрузкой отверстие находится в основании цилиндра, а напротив него находится сложной формы резиновая манжета, не позволяющая воде вытекать из бака. У машин обоих типов присутствует дверца, которая закрывает доступ в бак во время работы машины. В целях безопасности эта дверца блокируется специальным блокировочным устройством или термозамком.

На корпусе машины имеется специальный лоток (кювета) для моющего средства. Из кюветы моющее средство смывается внутрь машины специально подаваемой для этого водой. Иногда также моющее средство кладут непосредственно в барабан.

Для автоматической работы машины она также содержит ТЭН, датчик температуры (основной и аварийные), датчик уровня воды, насос слива воды, клапан подачи воды.

Классы стирки, отжима и энергопотребления стиральной машины
Самыми лучшими по энергоэффективности считаются машины класса «A++» и «A+++» и выше, они максимально экономят электроэнергию, но это не влияет на качество стирки. Европейским сообществом принята шкала степени эффективности стирки от «A» до «G», где «F» и «G» — самый низкий уровень, «C», «D» и «E» — средний, буквы «A» и «B» говорят о бережном отношении к тканям.

Этими же буквами обозначаются классы отжима. Если же опираться на количество оборотов при отжиме, то здесь есть такие варианты: от практически сухого белья при 1600 оборотов/минуту до влажного при отжиме на 400-х оборотах. Большинство стиральных машин имеет переключатель числа оборотов отжима, поэтому здесь стоит учесть, что отжим на высоких оборотах эффективен для махровых тканей (полотенец, халатов), в то время как для нежных тканей лучше всего выбрать минимальное количество оборотов. Класс энергопотребления показывает степень экономичности модели — от низкого «A» до высокого «G». Класс «A» подразумевает при стирке хлопкового белья при полной загрузке, температуре входящей воды 15 (±2 градуса) и температуре стирки 60 градусов по Цельсию потребление стиральной машиной электроэнергии меньше 200 Вт·час на 1 кг белья.

Основные операции, выполняемые СМА

Стирка
После начала стирки в бак подаётся вода, которая сначала проходит через «кювету» с моющим средством и смывает его в бак. Вскоре после начала работы моющее средство полностью растворяется, в результате образуется моющий раствор. С помощью датчиков подбирается такой уровень раствора в баке, чтобы часть барабана была в него погружена. Поскольку сухие вещи способны впитывать большой объём жидкости, при необходимости машина сама производит долив воды в бак.

Внутренняя поверхность барабана имеет несколько продольных рёбер (обычно 3-4), расположенных симметрично относительно оси барабана. Профиль рёбер имеет обычно вид треугольника. При вращении барабана вещи до некоторого момента удерживаются от падения ближайшим ребром, а затем переваливаются через него и падают в область за ребром; далее этот процесс повторяется, пока барабан не остановится. При этом вода, зачерпнутая при вращении, выливается на бельё, обеспечивая его лучшее смачивание. Благодаря тому, что барабан снизу погружён в моющий раствор, при этом процессе одновременно обеспечивается механическое воздействие и омывание вещей моющим раствором.

Барабан вращается поочерёдно в разные стороны для того, чтобы обеспечить перемешивание вещей и более равномерное воздействие на них. Сначала барабан вращается в одном направлении, затем делается пауза, и барабан вращается в противоположном направлении.

Машина может обеспечивать различные механические режимы стирки. Интенсивность стирки определяется следующими факторами:

- Уровень воды (моющего раствора) в баке. Чем меньше воды набирается в бак, тем меньше вода смягчает падение вещей и тем больше механическое воздействие.
- Скорость вращения барабана. Чем выше угловая скорость, тем больше механическое воздействие. Обычная скорость при стирке хлопчатобумажных и синтетических тканей составляет 55 об/мин, шерсти — 45 об/мин.
- Соотношение времени вращения и времени пауз. Чем меньше это соотношение, тем больше механическое воздействие.

Машина может обеспечивать различные температурные режимы стирки благодаря наличию датчиков температуры воды и включению электронагревателя на требуемое время.

Длительность стирки может зависеть от массы загруженных вещей. Взвешивание вещей производится специальным устройством, размещённым в амортизаторе бака или (что чаще) косвенно — посредством определения количества воды, впитываемого бельём. Однако, взвешивание очень условно, так как одно и то же количество белья в сыром (например, в сырую погоду или после застирывания) и в сухом виде даст разный результат.

Слив
Слив моющего раствора обеспечивается откачиванием при помощи насоса. Насос откачивает раствор в сливной трубопровод. Многие модели машин при этом вращают барабан, чтобы обеспечить слив воды, которая могла задержаться в складках вещей.

Отжим
Отжим обеспечивается вращением барабана с высокой скоростью (обычно от 400 до 1400 об/мин, в зависимости от режима) с одновременным откачиванием раствора. Для равномерного распределения вещей по поверхности барабана скорость вращения нарастает постепенно. При полной раскрутке вещи достаточно сильно прижимаются центробежной силой к боковой поверхности и удерживаются на месте до момента существенного снижения скорости вращения барабана. Время отжима зависит от режима и составляет как правило от 1 до 5 минут, оно необходимо для просачивания воды через толщу ткани от внутренних слоёв к наружным. Большинство машин снабжено устройством контроля дисбаланса, отключающим или уменьшающим скорость отжима при неравномерной раскладке белья. Подробнее см. статью центрифуга.

Полоскание
Полоскание выполняется так же, как и стирка, но при этом подогрев не производится, а объём воды, подаваемой в бак, соответствует малоинтенсивному механическому воздействию. Как операция программы, полоскание завершается сливом и отжимом.

Возможно многократное полоскание (несколько раз подряд, для обычной стирки, как правило, используется 2 полоскания). Существуют системы, определяющие необходимость дополнительных полосканий по оптической прозрачности раствора после полоскания.

Сушка
Сушка происходит за счёт обдува вещей нагретым воздухом одновременно с вращением барабана для более равномерного обдува. Влажный воздух затем направляется либо в вентиляцию (такие машины распространены в основном в США), либо на поверхность специальной внутренней ёмкости с водой, где происходит конденсация воды. Многие машины не имеют возможности сушки. Важно помнить, что процесс сушки очень энергоёмок. Кроме того, стиральные машины с сушкой имеют наибольшее количество отказов из всей крупной бытовой техники.

Лёгкая глажка
Некоторые стиральные машины обладают функцией «лёгкая глажка», которая фактически выполняет функцию утюга, но не полностью, а лишь частично (избавляет от складок и упрощает процесс дальнейшей глажки). Главным недостатком стиральных машин с функцией лёгкая глажка является большое потребление электроэнергии.

Программы стирки
Совокупность параметров стирки называется программой и задаётся пользователем машины перед началом стирки. Программа может состоять из одной операции (например, только полоскание или только отжим). Окончание программы может сигнализироваться звуком (мелодией).

Большинство программ включает в себя стирку, последовательность из нескольких отжимов и полосканий или сливов, полосканий и завершающий отжим, за которым может следовать сушка. Отличие программ в величине нагрева воды, длительности и интенсивности стирки, количестве полосканий, степени отжима. На многих моделях доступна коррекция программы для текущей стирки (изменение нагрева воды, скорости отжима).

Существует функция «отложенной стирки» (таймера), когда начало стирки происходит с задержкой до нескольких часов, например, для стирки в ночные часы по более выгодному тарифу электроэнергии, или чтобы стирка была завершена к определённому времени.