冰箱大抽屉推拉结构的优化设计

杨明芳魏华锋

（1.海信容声(广东)冰箱有限公司 广东佛山 528303；2.伊莱克斯（杭州）家用电器有限公司 浙江杭州 310018）

冰箱大抽屉推拉结构的优化设计

杨明芳1魏华锋2

（1.海信容声(广东)冰箱有限公司 广东佛山 528303；2.伊莱克斯（杭州）家用电器有限公司 浙江杭州 310018）

本文主要介绍对冰箱大抽屉推拉结构进行优化设计，通本对抽屉的两侧、底部和箱胆底部增加塑料滚轮以及在箱胆两侧和底部增加塑料导轨，实现将滑动运动转化为滚动运动、将受力集中在抽屉底部，两侧翻边受力为辅，从而减小摩擦，增大承重能力，达到抽屉推拉自如、避免抽屉局部受力过大而开裂、避免箱胆磨损以及降低了产品成本，提高了产品竞争力。

冰箱；抽屉；优化设计；推拉结构；导轨

目前，随着人们生活水平的提高，对大容积的双开门或多开门冰箱的需求越来越大。在宽度、深度尺寸较大的冰箱中，也常常使用大抽屉作为储藏食物的容器。但是随着抽屉体积增大，其结构刚性也会变差，推拉时会产生一些问题，给消费者带来不便。为解决大抽屉的推拉问题，文章对现有相关大抽屉采用金属导轨辅助推拉的技术进行分析，发现其虽能解决抽屉推拉难的问题，但装配相对复杂，全靠两侧的翻边支撑抽屉，在重物作用下，抽屉容易变形，且成本高，削弱了产品竞争力。

1 现有设计方案

目前大部分冰箱采用金属导轨来解决大抽屉的推拉问题，其中金属导轨组件包括，抽屉本体、滚珠导轨（金属件）、导轨加强铁（金属件），导轨加强铁通过螺钉固定在箱胆上，如图1所示。滚珠导轨又包括固定导板和能活动套设于固定导板上的滑动主体，滑动主体的前端一侧壁上设有固定抽屉用的凸起卡扣，与凸起卡扣同一侧壁的滑动主体的后端设有固定抽屉用的卡槽，固定导板装设于冰箱上。该结构虽能解决抽屉推拉难的问题，但成本高、装配相对复杂，全靠两侧的翻边支撑抽屉，在重物作用下，抽屉容易变形。

图1 金属导轨的抽屉导轨组件

图2 冰箱滚轮式抽屉专利示意图

图3 优化方案示意图

图4 抽屉部件的正视图和剖视图

图2是在冰箱箱体侧壁装有滚轮导轨及支撑滚轮，抽屉的两侧装有抽屉导轨，抽屉导轨上设有抽屉滚轮及导轨限位。使用时，依靠抽屉滚轮在箱体上的滚轮导轨上滚动及支撑滚轮作用，开闭抽屉。全部依靠抽屉两侧滚轮和装在箱体两侧的滚轮来运动，滚轮安装结构为悬臂式结构，承重力小，在重物作用下抽屉易变形，运动时左右易晃动，在把抽屉拉到最外面时（见图2(b)），抽屉上的滚轮1将受到极大的作用力，只适合小尺寸、小容积抽屉使用，无法满足大抽屉的推拉要求。

2 优化设计方案

2.1 设计思路

通过对现有推拉结构分析，发现影响推拉效果的因素主要有两条，一是抽屉在推拉时依靠滑动实现运动，摩擦力大且可承重力小。二是抽屉在推拉运动时产生晃动，可靠性较差。针对上述问题，对现有推拉结构进行优化设计：一是抽屉两侧增加4个滚轮，箱胆两侧增加导轨；二是在抽屉底部增加4个滚轮，箱胆底部增加导轨并在其上增加2个滚轮，将滑动摩擦变成滚动摩擦，减少摩擦力并提高承重力，导轨既起着防箱胆被磨损的作用，同时也对滚轮进行限位，防止左右晃动。同时所有导轨材质采用塑料件，降低材料成本。如图3所示，优化设计方案主要包含4个部分：抽屉部件、固定于箱胆两侧的导轨、固定于箱胆底部的导轨，固定于底部导轨上的滚轮。

2.2 设计方案

抽屉部件包括：抽屉 (如图4、图7、图8所示)、固定在抽屉两侧翻边上部的滚轮12（如图5所示)、固定在抽屉两侧翻边下部的滚轮13(如图5所示)、固定在抽屉底部前方的滚轮14(如图6(a)所示)、固定在抽屉底部后方的滚轮15(如图6(b)所示)。在滚轮对抽屉的挤压作用下，抽屉局部发生形变后滚轮轴顺势卡进去，需要借助外部工具才能取下滚轮。滚轮12和13为相同件、滚轮14和15以及固定于箱胆底部导轨上的滚轮4为相同件。抽屉底部左右两侧各做2条高12mm、宽3mm的加强筋a(如图4和图8所示)，加强筋与滚轮4接触，不仅增加了抽屉底部的强度，减少了与滚轮4的接触面积和摩擦力。而且增加了抽屉底部与箱胆之间的空间，有利于改善换热效果，同时提高了冰箱内部的风循环。

固定在箱胆右侧导轨如图9所示，(左侧导轨与其对称)，将其装配在箱胆侧U型凹槽内后进行发泡(如图3所示)，不需要打螺钉和密封，同时导轨受到力的作用可直接传递到发泡料支撑的箱胆上，提高了抽屉的承重力，减少了变形。

具体设计如下：（一）增加导轨上的凸台结构设计b(如图9所示)，当抽屉拉到最外面时与滚轮12接触时，起到了限位；（二）由于平面结构c和e(见图10)是导轨的工作面，分别与滚轮12、13接触(见图13，避免磨损箱胆，平面e的角度大于90°，目的是为了防止与滚轮13面接触，保证抽屉推拉运行平稳、轻便；（三）斜翻边结构d，其高度设计尺寸H2＜H1(如图5所示)，在抽屉推拉运动时，限制滚轮13脱离导轨和防止抽屉左右晃动，斜面结构f(如图9所示)，使得抽屉在推拉快到位时，依靠重力自动往前运行，起自锁作用。

图5 抽屉两侧翻边滚轮局部剖视图

图6 抽屉底部滚轮局部剖视图

图7 抽屉部件的俯视图

图8 抽屉部件的仰视图

固定在箱胆底部的导轨及固定在导轨上的滚轮如图11所示，将导轨装配在箱胆的凹槽内后发泡(如图3所示)，无需打螺钉和密封，导轨受到的作用力可直接传递到具有发泡料支撑的箱胆上。当抽屉里放重物后，抽屉发生轻微变形，固定于抽屉底部的滚轮14、15与导轨接触(如图9所示)、避免磨损箱胆。

具体设计如下：斜面结构设计g(如图12(a)所示)和h(如图12(b)所示)，使得抽屉在推拉快到位时，依靠重力自动往前运行，起自锁作用。在滚轮4(如图12(c)所示)的轴的挤压作用下，导轨卡扣结构i(如图12(c)所示)发生形变，滚轮4的轴顺势卡进去。滚轮4与抽屉底部的2条大筋(如图8结构a所示)接触(如图3所示)，在抽屉静止和运行过程中，起主要支撑和滚动运动作用。

2.3 方案实施

抽屉推到位后的原始状态，滚轮14（如图6(a)所示）与底部导轨3（如图3所示）接触、滚轮4（如图3所示）与抽屉底部大筋结构a（如图8所示）接触，底部滚轮起主要支撑作用，将以往抽屉两侧受力转移到底部受力，提高了抽屉的承重能力和防止在重物作用下变形。

抽屉开始运动但重心在滚轮4的左侧时的状态，滚轮13（如图5所示）与两侧导轨2（如图3所示）的平面结构e（如图11所示）接触、滚轮4与抽屉底部大筋结构a（如图8所示）接触，底部滚轮起主要支撑和滚动运动作用；在重物以及抽屉本身的重力作用下，抽屉会产生变形，此时滚轮14与底部导轨3接触，减少滚轮13和滚轮4的受力，起辅助支撑作用。

抽屉重心在滚轮4的右侧时的状态，滚轮12（如图5所示）与两侧导轨2（如图1所示）的平面结构c（如图10所示）接触、滚轮4与抽屉底部大筋结构a（如图8所示）接触，底部滚轮起主要支撑和滚动运动作用。

抽屉拉到最外时的状态，滚轮12（如图5所示）与两侧导轨2（如图3所示）的凸台结构b（如图9所示）接触、滚轮4与抽屉底部大筋结构a（如图8所示）接触，起主要支撑作用并限制抽屉继续往外运动。在重物以及抽屉本身的重力作用下，抽屉会产生变形，此时滚轮15（如图6(b)所示）与箱胆接触，减少滚轮12和滚轮4的受力，起辅助支撑作用。

3 结论

本文对冰箱大抽屉推拉结构的进行优化设计，针对现有推拉结构缺点进行分析，优化结构设计，进行材料的更换，实现了成本的降低和可靠性的提高。

图9 固定于箱胆两侧导轨的正视图和剖视图

图10 箱胆两侧导轨上部（左）和下部（右）剖视图

图11 固定于箱胆底部的导轨的正视图和剖视图

图12 箱胆底部导轨和滚轮的局部放大剖视图

优化方案设计采用塑料导轨和滚轮辅助推拉来解决大抽屉推拉难的问题，考虑在抽屉的两侧、底部和箱胆底部增加滚轮以及在箱胆两侧和底部增加导轨这种方式，将滑动运动全部转化为滚动运动、将以往受力全部在抽屉两侧的翻边上改为抽屉底部受力为主，两侧翻边受力为辅，增强了冰箱的承重能力，避免抽屉局部受力过大而开裂，避免箱胆磨损以及降低了成本，且抽屉推拉自如，满足消费者使用方便的要求。

[1] 乔洪涛，卢智利,丁国良，张春路. CFD在冰箱结构优化中的应用现状[J]. 低温工程，2003(04)：43-48

[2] 杨德华，陈立新. 冰箱零件结构的设计方法[J]. 家电科技，2013(02):66-69

[3] 徐颖，周华. 现代结构优化设计理论浅析[J]. 矿山机械，2013(11):68-70

[4] 甘信峰. 结构优化设计与机械产品设计的创新[J].装备制造. 2009(11):56-57

[5] GB/T 3960-1983塑料滑动摩擦磨损试验方法[S]

Optimization design of push-pull structure on the big drawer of refrigerator

YANG Mingfang1WEI Huafeng2
（1.Hisense Rongsheng Refrigerator (Guangdong) Co., Ltd. Foshan 528303;2.Electrolux（Hangzhou）Domestic Appliance Co., Ltd. Hangzhou 310018）

This paper mainly introduces optimization design of the refrigerator drawer push-pull structure, Add the plastic roller on the both sides of the drawer, the bottom of the box and the bottom of the refrigerator box, and and add plastic guide rail on both sides and bottom of refrigerator box. It implementation slide movement into a rolling motion, the stress concentration at the bottom drawer, on both sides of the flanging force is complementary, reducing friction, increase the bearing capacity, push-pull drawer freely and avoid drawer local wear too much stress and crack, avoid box bravery and reduces the product cost, improve product competitiveness.

Refrigerator; Drawer; Optimization design; Push-pull structure; Guide rail