موتور ویبره چیست و چه کاربردهایی دارد؟

برق و اتوماسیون صنعتی -> انواع موتور و درایور صنعتی 369 Sepideh GHalandari

همانطور که می‌دانید در دنیای امروزی بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی دارای ابزاری در درونشان هستند که باعث ایجاد لرزش و اصطلاحا ویبره در آن‌ها می‌شود. از جمله ملموس‌ترین این دستگاه‌ها به گوشی‌های تلفن همراه می‌توان اشاره کرد که گوشی‌ها برای هشدار به دارندگان آن‌ها لرزش ایجاد می‌کنند؛ هر چند که در گذشته دلیل استفاده از دستگاه‌های ویبره ساز یا موتور ویبره متفاوت بوده و از آن در صنعت مواد غذایی بهره می‌بردند.

اکنون به یکی از سوالات متداول برخورد می‌کنیم که موتور ویبره دقیقا چیست؟ چگونه کار می‌کند؟ و دامنه کاربردهای آن تا چه اندازه توسعه پیدا کرده است؟

حال با پیش زمینه‌ی ذهنی که برایتان ایجاد شد به پاسخ سوالات شما می‌پردازیم.

موتور ویبره چیست؟

موتور ویبره یا ویبراتور وسیله‌ای الکترومکانیکی است که به کمک موتوری که انرژی را از منبع تغذیه DC گرفته است، درون آن وجود دارد و طراحی بسیار ساده‌ی داخلی، نیروی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل کرده و در دستگاه ارتعاش ایجاد می‌کند. به طور کلی شکل ظاهری دستگاه از دو یا سه محافظ عایق، یک موتور برای ایجاد نیروی محرکه مکانیکی، یک یا چند شفت نیم دایره و میله و پیچ و مهره تشکیل شده است.عایقی که سطح خارجی موتور ویبره را در بر گرفته است، برای محافظت از موتور و شفت‌ها در برابر رطوبت و گرد و غبار و اشیاء خارجی است. از دیگر مواردی که بسیار اهمیت دارد در ویبراتورها، میزان تحمل دما است، که به دلیل اصطکاک ایجاد شده در دستگاه و اتلاف انرژی به صورت گرمایی حاصل می‌شود. اگر درون دستگاه ویبراتور میزان تحمل گرمایی پایینی داشته باشد، در اثر کار کردن مداوم ویبراتور در مدت زمان طولانی، می‌تواند مشکل‌ساز باشد.

موتور ویبره- انواع

انواع موتور ویبره

موتورهای ویبره انواع مختلفی دارد که با توجه به نوع کاربری و اینکه اتصال از خارج باشند یا در داخل و نوع وسیله‌ای که باید روی آن نصب صورت گیرد، میتواند سایزها و انواع متفاوتی داشته باشند. که هم موتور ویبره‌های صنعتی و هم غیرصنعتی در سایزهای کوچک و بزرگ، با شیوه‌های اتصال متفاوت، اتصال به بدنه یا اتصال داخلی، وجود دارد. استفاده از دو گروه ویبراتور معرفی شده به نوع قطعه و تجهیز و نیروی وارده به آن بستگی دارد. یک ویبراتور داخلی مستقیما به داخل ماده، مانند بتن یا حفره‌ها وارد می‌شود. ویبراتور خارجی به منظور ایجاد ارتعاش بر روی سطوح خارجی یا بدنه اجسام استفاده می‌شود.

ویبره‌های اتصال به بدنه دو نوع برقی و بادی دارند. ویبره بدنه‌ی برقی بسیار قدرتمندتر از بادی است و استفاده‌ی بسیار بیشتری دارد. همچنین موتور ویبره بدنه پایه‌دار و موتور ویبره بدنه فلنجی وجود دارند. که موتور ویبره پایه‌دار در میز ویبره و سرند یا الک صنعتی و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این دستگاه ضربه به صفحات یا ماشین‌ها وارد می‌شود. موتور ویبره فلنجی همینطور که از نامش مشخص است، دارای فلنج است و فقط از یک سمت به دستگاه مورد نظر متصل می‌شود؛ ظاهر کلی شبیه به موتور ویبره پایه‌دار دارد.

موتور ویبره‌های برقی یا همان الکتریکی، ارتعاشی در دورهای 750، 1000، 1500و 3000 با قدرت ضربه 10 الی 10000 کیلوگرم در انواع تکفاز و سه فاز موجود است.

ویبره بدنه بادی تجهیزات پنوماتیک از مهم‌ترین اجزای تشکیل دهنده این ویبراتور هستند. کاربرد این ویبراتورها برای ایجاد ارتعاش در دستگاه‌های مختلف یا حذف رطوبت و هوای اضافی تجهیزات است، که کیفیت ساخت قطعه را به دنبال دارد.

نحوه‌ی عملکرد موتورهای ویبره

یکی از ساده‌ترین و کاربردی‌ترین نوع موتورهای ویبره موتور ERM است. کلمه‌ی ERM به معنای یک آشفتگی دورانی نامتمرکز است، که یک موتور استاندارد DC که از مرکز ثقل خارج می‌شود تا ارتعاش و آشفتگی را ایجاد کند، باید دارای بلبرینگ‌های مقاوم باشد، زیرا ضربه‌های متوالی که معمولا بین هزار تا 3 هزار ضربه در دقیقه می‌باشد، نیازمند بدنه‌ای مقاوم می‌باشد. هنگامی که موتور خارج از مرکز ثقل شروع به حرکت دورانی می‌کند، نیرویی ایجاد می‌کند که شفت‌ها شروع به چرخش می‌کنند و به دلیل خارج از مرکز بودن موتور، در مجموعه تکان‌های شدیدی ایجاد می‌شود.

حال اگر همین موتور ویبره را به یک میز یا صفحه وصل کنیم( اصطلاحا تکیه بزنیم) در اثر این تکان‌های شدید موتور، در صفحه‌ی وصل شده لرزش و ارتعاش‌هایی ایجاد می‌کند، که بسته به سرعت چرخش موتور و تنظیم نوع قرارگیری شفت‌های در حال چرخش میزان لرزش و ارتعاش حاصله را به آسانی می‌توان تنظیم و زیاد و کم کرد.

در اینجا به موارد اثر‌گذار روی لرزش‌هایی که مورد نیاز است، اشاره می‌کنیم. که یکی فرکانس و دیگری دامنه‌ی مربوط به موتورهای ویبره است، که بررسی بسیار آسانی دارند. کلمه‌ی RPM که فرکانس در هر دقیقه چه میزان است و براساس میزان چرخش در هر ثانیه ایجاد می‌شود. فرکانس ویبره برحسب هرتز و از روش تقسیم کردن RPM بر 60 ثانیه‌ای که موتور کار می‌کند، محاسبه می‌شود.

ویبره براساس دامنه کمی پیچیده‌تر است که برای محاسبه دو روش دارد، یکی نیروی مرکزی را براساس میزان جرم در زاویه خروج از مرکز و سرعت انحراف در هر ثانیه محاسبه می‌کند و روش دوم نیروی مرکزی را برحسب جرم و مساحت سطح محاسبه می‌کنند، که باید توجه داشت که میزان گرانش زمین در محاسبات نقش ایفا می‌کند. فاصله‌ی شعاعی شفت‌های نیم دایره‌ای شکل نیز بسیار اثر گذار است در تکان‌های ایجاد شده برحسب زمان، همچنین به سایز و جرم موتوری که به صورت خارج از مرکز به آن وصل است، و همینطور به ضخامت و بزرگی صفحه‌ای که این دستگاه موتور ویبره به آن وصل شده است، بستگی دارد. هرچه این صفحه بزرگتر و ضخیمتر باشد، طبیعی است که میزان لرزش‌ها و حرکت‌های صفحه بسیار کمتر خواهد شد.

موتور ویبره به این صورت عمل می‌کند که وزنه‌ای با نسبت چگالی بالا بر روی شافت روتور آن نصب گردیده است، این وزنه حدود 25 تا 50 درجه از 360 درجه را پر می‌کند؛( البته این درجه‌ها کاملا به نوع موتور ویبره بدنه بستگی دارد.)

درواقع نحوه کارکرد ویبراتور یا همان موتور ویبره به این صورت است که حاصل انحراف از مرکز ثقل وزنه درون سیلندر یا هر باکسی که در آن نیاز به ایجاد لرزش است، به وجود می‌آید.

قطعات تشکیل دهنده موتور ویبره

کاربردهای موتور ویبره چیست؟

اولین موتور ویبره در سال 1960 توسعه پیدا کرده بود که برای ماساژ یا لرزش خفیف محصولات تولیدی استفاده می‌شد. اما بعدها در سال 1990 در کاربرد آن تغییراتی حاصل شد که این تغییرات برای استفاده از این موتورهای ویبره در صنعت جدید گوشی‌های تلفن همراه بود؛ که تا امروز نیز همچنان وجود دارد. امروزه میزان استفاده از موتور ویبره‌های کوچک بسیار بیشتر شده است که دلیل آن نیز توسعه‌ی روز افزون تکنولوژی و افزایش کاربرانی که از گوشی‌ها و دیگر تکنولوژی‌ها استفاده می‌کنند. در دهه‌های اخیر از موتورهای لرزشی مینیاتوری به غیر از گوشی‌های تلفن همراه در طیف گسترده ای از محصولات مانند: ابزار، اسکنر، ابزار پزشکی، ردیاب GPS ، ساعت‌های الکترونیکی، تبلت‌ها و آیپدها و میله کنترل و ... استفاده می شود.

موتور ویبره در تلفن همراه

در خصوص کاربرد ویبراتور داخلی می‌توان به مشخص کردن مقاومت بتن اشاره کرد. ویبراتور بدنه از پرکاربردترین محصولات موتور ویبره‌ها است، که می‌توان مواردی همچون ایجاد ضربه به قالب تونل مترو، تونل‌های شهری، قالب‌های پل‌های هوایی، دیواره رمپ، قالب بدنه بتون سد، نوار نقاله‌ها، فیدرها، ماشین‌های ارتعاشی، ماشین‌های اندازه‌گیری، ایجاد لرزش در قالب ستونهای بتنی، کانوایرها، فیلترها، قیف‌ها، سیلوها، سرندها، دستگاه‌های سنگ خردکن، میزهای ویبره، خطوط انتقال، میزهای فشرده سازی، دستگاه‌هایی برای صیقل دادن و پاکسازی، غربال‌ها و غیره را نام برد.

از موتور ویبره‌های بادی در صنایع کشاورزی نیز به کار می‌روند. از این ویبراتورها می‌توان برای تخلیه سیلوها یا غربالگری پودرهای دارویی گوناگون نیز استفاده کرد.

موتور ویبره‌های 1000 دور برای مواردی که نیاز به قدرت لرزش بالا باشد، به کار می‌رود. به طور مثال: برای هدایت زغال سنگ و پودر زغال سنگ. موتور ویبره‌های 1500 دور تولید کننده لرزش‌های درشت است، که در زمینه‌هایی مثل شن شویی و ماسه شویی به کار می‌رود؛ و موتور ویبره‌های 3000 دور تولید کننده لرزش‌های ریز است و نیز در زمینه‌های صنعتی و عمومی کاربرد دارد.

ویبراتور در صنایع غذایی