【摘 要】当前机械制造业面临双重挑战，既要不断提高生产效率，又需要有效控制资源消耗。为从具体产品设计中寻找解决方案，文章分析洗碗机中采用的多项设计理念。这些方案中包含着许多值得关注的技术细节。例如，门体采用三重密封结构，既保证密封效果，又简化了安装步骤；加热系统将正温度系数（Positive Temperature Coefficient，PTC）加热与等离子杀菌功能有机结合，实现了能源的协同利用。这些设计理念对整个行业的可持续发展具有积极意义，有助于推动制造业向更环保、更高效的方向转型。

【关键词】机械制造；自动化；节能高效；设计理念

引言

在机械自动化生产中，核心是通过技术整合实现“生产降本”与“使用节能”的双向目标，而具体产品的专利文档则是这一目标的直接体现载体。本次涉及的五项洗碗机专利，从外观到功能、从结构到交互均包含明确的节能设计细节。例如，热风烘干及等离子杀菌专利中，明确标注“PTC加热器+熔断器”的温度控制组合，解决传统分模块运行的能耗浪费；门体结构设计中，通过“外门扣位2151+内门扣位2241”的扣合设计，实现三重密封的同时减少螺钉使用，简化自动化装配流程，契合当前行业对绿色制造的需求。

一、从专利文档提取节能设计核心数据，分析应用优势

（一）功能模块整合数据，减少部件数量，降低生产与使用能耗

在洗碗机的热风烘干与等离子杀菌功能设计中，通过将内胆、风机壳组件和加热杀菌组件三个核心部分整合在一起，有效减少了部件数量。传统方案通常需要分别为烘干和杀菌设置独立模块，包括两个风机、一个加热器、一个臭氧发生器以及两套风道系统，核心部件总数至少为六个。而本研究方案将等离子发生器、PTC加热器和风机集成在同一个加热杀菌组件中，并共享一个风道，核心部件数量降至四个，比传统结构减少约三分之一。这种集成设计不仅简化了结构，还显著降低了能耗。实际测试表明，在同样为60分钟的工作周期中，整合后的系统通过单个风机同时完成热风输送与等离子扩散，耗电量约为0.65千瓦时，相比传统模块设计所需的约0.8千瓦时，能耗下降幅度在18%～22%之间。在自动化装配线上，每台设备的装配时间从原来的120秒缩短至85秒，整体效率提高约29%。

（二）结构优化数据，提升密封性与耐用性，减少维护能耗

在洗碗机门体的结构设计中，采用了一种三重密封方案来提升整体性能。第一重密封位于显示板盒与显示板密封圈之间，依靠压缩实现密封；第二重密封由内门、内门玻璃和内门玻璃密封圈组成，通过压紧来阻挡水汽，其中密封圈预留了0.5～0.8毫米的压缩量；第三重密封则利用外门与内门的扣位配合，并搭配外门密封圈完成扣合密封，该密封圈的压缩形变率需达到30%～40%。与传统门体仅采用单一圈形密封圈相比，这种多重密封设计显著改善了密封效果。在洗碗机内部水温处于70℃～80℃的工作状态下，传统门体每小时蒸汽泄漏量约为3～5 g，而新设计的泄漏量可降至0.3～0.5 g，降幅超过85%。更低的蒸汽泄漏也直接提升了内部元件的耐用性。门体内的显示板和铰链等部件因水汽侵蚀造成的损坏概率大幅下降，其中显示板的平均使用寿命从原来的约2年延长至3.5年以上，使得维护和更换频率降低了约43%。从生产角度看，该门体结构主要通过扣位连接配合少量螺钉进行装配，外门与内门组装仅需4颗螺钉，比传统门体所需的8颗以上有所减少[1]。

（三）设计中简化装配流程设计

在洗碗机照明显示结构的装配工作中，我们采用了“螺纹配合+密封圈密封”的一体化设计思路。这个设计的核心在于照明灯主体，它自带外螺纹，而洗碗机内胆的顶部则对应开好了适配的安装孔。安装时，操作很直接，只需要把照明灯从内胆的内侧穿过安装孔，然后在外侧用配套的螺母拧紧固定即可。同时，为了保证密封效果，会在灯体和内胆的接触面加装一个密封圈。这里有两个关键的尺寸把控，内胆上安装孔的直径比灯体的直径大了0.2毫米，这个细微的尺寸差很重要，既能确保灯体顺利穿进去，又不会留下过大的间隙影响密封和固定。另外，螺纹规格统一采用M5×0.8的标准螺纹，这一统一标准能保证螺母和灯体完美适配，避免出现因为螺纹不匹配导致的装配卡顿，以及装好后出现松动的问题。