موتور ویبره چیست؟ طرز عملکرد و کاربرد ویبره بدنه چیست؟

موتور ویبره که با نام ویبره بدنه نیز در صنعت شناخته می شود، دستگاهی است که برای ایجاد ارتعاش در ماشین آلات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. این ارتعاش توسط یک الکتروموتور در ویبره بدنه و با چرخش شفت مرکزی ایجاد می شود. سپس نیروی حاصل از چرخش شفت مرکزی توسط انگشتی های روی شفت به صورت دوارانی به بدنه دستگاهی که ویبراتور به آن متصل شده منتقل می شود.

در واقع موتور ویبره دستگاهی الکترومکانیکی است که با تلفیق دانش مهندسی برق و مکانیک، نیروی الکتریکی را به ارتعاشی قدرتمند تبدیل می‌کند. این دستگاه ارزشمند، در قلب صنایع مختلف می‌تپد و طیف وسیعی از کاربردها را به خود اختصاص داده است.

اجزای تشکیل دهنده موتور ویبره

موتور ویبره از اجزایی همچون محافظ‌های عایق، موتور الکتریکی، شفت‌های نیم‌دایره و اتصالات تشکیل شده است. موتور الکتریکی به عنوان قلب تپنده‌ی این دستگاه، انرژی دریافتی از منبع تغذیه DC را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کند. این نیروی مکانیکی، لرزشی قدرتمند را به وجود می‌آورد که از طریق شفت‌ها به بدنه‌ی دستگاه منتقل می‌شود.

درون پوسته ی عایق موتور ویبره، اجزایی نهفته اند که با هماهنگی یکدیگر، لرزش را ایجاد میکنند:

• روتور: بخش متحرک موتور ویبره است که سیم‌پیچی‌ها و میدان مغناطیسی موتور را در خود جای داده است. چرخش روتور حول محور خود، گشتاوری را به وجود می‌آورد که نیروی محرکه نهایی موتور خواهد بود. در برخی از طرح‌ها، روتور می‌تواند به عنوان آرمیچر نیز عمل کند و ولتاژ ورودی را تامین نماید.
• استاتور: بخش ثابت موتور ویبره است که به مثابه میدان آهنربای موتور عمل می‌کند. استاتور علاوه بر نقش میدان مغناطیسی، می‌تواند به عنوان آرمیچر نیز عمل کند و تحت تاثیر میدان متحرک روتور، نیروی لازم را دریافت نماید.
• کموتاتور: در برخی از ویبره بدنه ها، کموتاتور نقشی کلیدی ایفا می‌کند. این کلید الکتریکی، جهت جریان را به صورت دوره‌ای بین روتور و مدار خارجی معکوس می‌کند. در یک موتور الکتریکی، کموتاتور جریان برق را به بهترین نقطه روتور هدایت می‌کند و در ژنراتور، عمل عکس را انجام می‌دهد. عمر طولانی کموتاتور، آن را به عنصری قابل اتکا در موتور ویبره تبدیل کرده است.
• آرمیچر: قلب تپنده موتور ویبراتور، مبدلی ماهر است. این بخش از مجموعه صفحات فلزی نازک تشکیل شده که در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند و سیم مسی نازکی به دور هر یک از سه قطب آن پیچیده شده است. وظیفه اصلی آرمیچر، تبدیل انرژی مغناطیسی حاصل از میدان الکتریکی به انرژی جنبشی چرخشی است.
• کلاف‌ها: میدان مغناطیسی قدرتمند موتور ویبره، توسط کلاف‌ها به وجود می‌آید. این سیم‌پیچی‌ها که در استاتور و روتور تعبیه شده‌اند، با عبور جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی لازم برای عملکرد موتور را ایجاد می‌کنند.
• لنگ: لرزش، عنصر اصلی هویت ویبره است. این ارتعاش توسط وزنه‌های متعادلی به نام لنگ ایجاد می‌شود. لنگ‌ها با چرخش سریع خود بر روی شفت موتور، لرزش‌های مورد نظر را به وجود می‌آورند.
• شفت: میله ای فلزی که وظیفه انتقال لرزش موتور به بدنه ویبراتور را بر عهده دارد. شفت ها در انواع مختلف با قطر و جنس های گوناگون موجود هستند که هر کدام برای کاربردی خاص طراحی شده اند.
• عایق: محافظی که از موتور و شفت ها در برابر عوامل خارجی مانند رطوبت، گرد و غبار و اشیاء خارجی محافظت می کند. عایق ها از جنس های مختلفی مانند پلاستیک، فلز و یا ترکیبی از آنها ساخته می شوند.

موتورهای لرزاننده معمولا به یک پایه یا فلنج متصل می‌شوند و به این ترتیب می‌توان آنها را برای کاربرد و هدف نهایی به ماشین‌ها و سیستم‌های لرزشی وصل کرد.

پالس‌های لرزش و ضربه در موتور ویبره ها توسط وزنه یا جرم‌های نامتعادل داخلی ایجاد می‌شوند که نیروی گریز از مرکز متناوبی را از طریق چرخش یا حرکت خطی تولید می‌کنند. این نیروها توسط اجزای متصل شده مانند تسمه‌نقاله‌ها، سیلوها یا الک‌های لرزاننده و غیره جذب شده و باعث لرزش یا تکان خوردن آنها می‌شوند.

انواع موتور ویبره

موتورهای ویبره در انواع مختلفی با ظرفیت های متفاوت تولید و عرضه می شوند. انتخاب نوع مناسب موتور ویبره به نیاز و کاربرد مورد نظر بستگی دارد. از جمله رایج ترین انواع موتور ویبره می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• موتور ویبره الکترومغناطیسی: این نوع موتور ویبره از نیروی الکترومغناطیس برای ایجاد لرزش استفاده می کند. موتورهای ویبره الکترومغناطیسی معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به لرزش با فرکانس بالا دارند، مناسب هستند.
• موتور ویبره پنوماتیکی: در این نوع ویبره بدنه، از هوای فشرده برای ایجاد لرزش استفاده می شود. موتورهای پنوماتیکی به دلیل قدرت و دقت بالا، در صنایع مختلفی از جمله صنعت غذایی و دارویی کاربرد دارند.
• موتور ویبره هیدرولیکی: موتورهای ویبره هیدرولیکی از نیروی هیدرولیک برای ایجاد لرزش استفاده می کنند. این نوع موتور ویبراتور به دلیل قدرت و گشتاور بالا، برای کاربردهای سنگین در صنایع مختلف از جمله صنعت فولاد و معدن مورد استفاده قرار می گیرند.

بازرگانی لرزان صنعت مدلهای مختلف این موتورها را با توان و قدرت متنوع ارائه میکند. قیمت این دستگاه ها با توجه به ابعاد و توان آن و برند سازنده میتواند متغیر باشد. بهتر است برای اطلاعات بیشتر به صفحه قیمت موتور ویبره مراجعه کنید.

از لحاظ نحوه نصب نیز ویبراتورهای صنعتی را به سه نوع زیر تقسیم بندی کرد:

موتورهای ویبره پایه دار

این نوع موتور ویبره، رایج‌ترین نوع بوده و به وسیله پیچ و مهره به بدنه دستگاه متصل می‌شود. مدلهای پایه دار ساده‌ترین نوع موتورهای ویبره هستند. این موتورها دارای یک پایه هستند که به دستگاه مورد نظر متصل می‌شود. پایه معمولاً از جنس فولاد یا آلومینیوم ساخته می‌شود.

موتورهای ویبراتور پایه دار دارای مزایایی مانند قیمت مناسب، تعمیر و نگهداری آسان، و کارایی قابل اعتماد هستند. با این حال، این موتورها همچنین دارای معایبی مانند ایجاد سر و صدا و لرزش هستند.

موتورهای ویبره فلنجی

این نوع موتور ویبره، به وسیله فلنج به بدنه دستگاه متصل می‌شود و برای ایجاد حرکت دایره‌ای مناسب‌تر است. موتورهای ویبره فلنجی دارای یک فلنج هستند که به دستگاه مورد نظر متصل می‌شود. فلنج معمولاً از جنس فولاد یا آلومینیوم ساخته می‌شود.

موتورهای ویبراتور فلنجی دارای مزایایی مانند قابلیت اتصال به انواع مختلف دستگاه‌ها، و قابلیت استفاده در محیط‌های با دمای بالا یا پایین هستند. با این حال، این موتورها همچنین دارای معایبی مانند قیمت بالاتر نسبت به موتورهای پایه دار، و نیاز به مراقبت بیشتر هستند.

در نظر داشته باشید از نظر میزان برق مورد نیاز در کاربردهای صنعتی ویبره های صنعتی را میتوان به موتور ویبره سه فاز و موتور ویبره تک فاز تقسیم بندی کرد. همچنین برای کاربردهای سبک تر میتوانید از انواع موتور ویبره کوچک استفاده کنید.

کاربردهای موتور ویبره

موتورهای ارتعاشی اجزای جدایی ناپذیر در تعداد بی شماری از کاربردهای صنعتی هستند که در آن انرژی ارتعاشی ضروری است. این موتورها کاربرد گسترده ای در بخش های مختلف پیدا می کنند و ارتعاش لازم را برای بهبود فرآیندها، بهبود کارایی و تضمین نتایج با کیفیت فراهم می کنند. در این بخش، کاربردهای متنوع موتور ویبره بدنه را در صنایعی مانند فرآوری مواد غذایی، ساخت‌وساز، معدن و غیره بررسی می‌کنیم و اهمیت و عملکرد آنها را برجسته می‌کنیم.

1. موتورهای ویبره در صنایع غذایی:
   • افزایش راندمان تولید: موتورهای ارتعاشی در کارخانجات فرآوری مواد غذایی بسیار مهم هستند، جایی که به جابجایی کارآمد و دسته بندی محصولات کمک می کنند. آنها حمل و نقل مواد و محصولات نهایی را در سیستم های نوار نقاله تسهیل می کنند و جریان صاف و یکنواخت را تضمین می کنند.
   • کنترل کیفیت و مرتب سازی: در آسیاب های آرد و کارخانه های تولید خوراک برای اطمینان از اندازه ذرات یکنواخت و حذف ناخالصی ها از موتورهای ارتعاشی در الک ها و جداکننده ها استفاده می شود. این دقت کیفیت و ایمنی محصولات غذایی، مطابق با استانداردهای صنعت و انتظارات مصرف کننده را تضمین می کند.
   • بوجاری و جداسازی سبوس از دانه، جداسازی شن از حبوبات و غلات، انتقال حبوبات، خطوط پاک‌کنندگی حبوبات، اصلاح بذر.
2. کاربرد ویبره بدنه در ساخت و ساز:
   • بتن و عناصر پیش ساخته: موتورهای ویبره به طور گسترده در تولید عناصر پیش ساخته بتنی استفاده می شود. آنها توزیع یکنواخت بتن را در قالب ها تضمین می کنند، حفره های هوا را کاهش می دهند و یکپارچگی سازه را افزایش می دهند. این باعث می شود که اجزای بتنی قوی تر و بادوام تر، که برای ساخت سازه های مقاوم ضروری هستند، ایجاد شود.
   • تونل های آب اجباری: در ساخت مترو، بزرگراه ها و نیروگاه های برق آبی، موتورهای ارتعاشی نقش محوری در تونل های آب اجباری دارند.
   • صنعت سنگ: خرد کردن سنگ، پودر کردن سنگ، لرزاندن قالب‌های سنگ مصنوعی
   • تولید بلوک‌های پیش‌ساخته، لرزاندن قالب‌های بتنی، میزهای ویبره
3. موتورهای ارتعاشی در معدن:
   • جابجایی مواد: ویبره بدنه ها در عملیات معدنکاری حیاتی هستند و به جابجایی و حمل و نقل موثر مواد معدنی کمک می کنند. آنها صفحه های ارتعاشی و فیدرها را تغذیه می کنند که مواد را بر اساس اندازه و وزن جدا و درجه بندی می کنند و فرآیند مرتب سازی را ساده می کنند.
   • افزایش فرآیندهای استخراج: در معدن، موتورهای ارتعاشی در تجهیزات طراحی شده برای افزایش استخراج مواد معدنی با ارزش استفاده می شود.
   • حذف زباله های ناخواسته را تسهیل می کنند و اطمینان می دهند که مواد استخراج شده از بالاترین کیفیت برخوردار هستند.
4. موتورهای ارتعاشی در ماشین های صنعتی:
   • موتورهای ارتعاشی در ماشین‌های صنعتی مختلفی که انرژی ارتعاشی مورد نیاز است، مانند بسته‌بندی، تولید دارویی و آزمایش مواد، استفاده می‌شوند. سازگاری آنها آنها را در مراحل مختلف تولید و فرآوری ضروری می کند.
   • بهبود کارایی و بهره وری: با ترکیب موتورهای ویبره، ماشین‌های صنعتی می‌توانند کارآمدتر عمل کنند و زمان خرابی را کاهش داده و توان عملیاتی را افزایش دهند. این کارایی به معنای صرفه جویی در هزینه و بهره وری بالاتر است که به نفع عملیات کلی صنعتی است.
5. کاربردهای دیگر اضافی:
   • قالب های بتن فولادی و چوبی: در ساخت قالب های بتنی اعم از فولادی یا چوبی، ویبره بدنه قالب پخش و تراکم یکنواخت بتن را تضمین می کنند.
   • بخش های محیط زیست و آب و برق: موتورهای ارتعاشی در نیروگاه های برق آبی نیز مورد استفاده قرار می گیرند و به عملکرد کارآمد توربین ها و سایر تجهیزات کمک می کنند. در بخش آب و برق، آنها به حفظ زیرساخت ها و بهبود کارایی عملیاتی کمک می کنند.
   • دستگاه‌های بچینگ پلانت، خشک‌کن بتن، تست دانه‌های روغنی، تولید موزائیک، پرس اتوماتیک موزائیک، قالب‌های تولید دیوارهای بتنی، سورترها، فیدرها، تنش‌زدایی ارتعاشی اتصالات جوشی و…
   • صنعت پلیمر و پلاستیک: در دستگاه های مختلفی از جمله ویبره باند نقاله، ویبره مخلوط کن و ویبره قالب تزریق پلاستیک بکار می روند.
   • صنعت کشاورزی: در دستگاه های مختلفی از جمله ویبره بذرپاش، ویبره سمپاش و ویبره خرمن کوب استفاده می شود.

موتور ویبره بدنه چگونه کار میکند؟

موتور ویبره بدنه از طریق یک وزنه نامتعادل با چگالی بالا که بر روی محور آن نصب شده است، لرزش ایجاد می کند. این وزنه که 25 تا 50 درجه از محور را (بسته به نوع موتور) پوشش می دهد، با حرکت موتور سبب جابجایی مرکز ثقل و ایجاد لرزش در کل دستگاه می گردد. دامنه و فرکانس لرزش توسط عوامل مختلفی از جمله سرعت و وزن وزنه، نوع موتور و … قابل تنظیم می باشد.

موتور های ارتعاشی از ترکیب منبع نیرو و منبع لرزش برای ایجاد نیروی برانگیختگی استفاده می‌کند. این موتورها با نصب یک مجموعه وزنه قابل تنظیم غیرعادی در دو سر محور چرخان، از نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش پر سرعت محور و وزنه برای ایجاد لرزش بهره می‌گیرد.

موتور ویبره صنعتی از یک الکتروموتور تشکیل شده کـه دو سر شافت است. بـر روی هـر سمت شافت وزنه هـایی نصـب شده تـا محور بالانس نباشد. بدین ترتیب بـا چرخش شافت و جابجایی سریع نقطه ثقل ، لرزش در دستگاه ایجاد می شود. وزنه های روی شافت در برخی از ویبراتور ها قابل تنظیم است که هر چه وزنه ها به سمت بالانس بودن پیش بروند، لرزش های دستگاه نیز کاهش پیدا میکند.

هر چقدر دور موتور ویبره کمتر باشد، ویبراتور ضربه های سنگین تری را ایجاد میکند. بالعکس هر چه دور افزایش پیدا کند ضربات ریزتر و تعداد آن بیشتر خواهد شد.

اساس عملکرد این ویبره ها در تمام مدل های آن مشابه است، اما از نظر شکل ظاهری ممکن است تفاوتهایی با یکدیگر داشته باشند. برای مثال برخی از مدل های ویبراتور الکتریکی مجهز به پایه می باشد. این موتور ها بر روی یک پایه قرار می گیرند و در محل مورد نظر به صورت ثابت نصب می شوند.

میتوان گفت اصول عملکرد موتورهای لرزشی به صورت زیر است:

• الکترومغناطیس: موتور لرزشی شامل یک الکترومغناطیس و جرمی قابل حرکت، مانند وزنه یا هسته (آرمیچر)، است.
• جریان الکتریکی: اعمال جریان الکتریکی به سیم‌پیچ الکترومغناطیس، سبب ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود.
• جذب و دفع: میدان مغناطیسی، جرم قابل حرکت را جذب و دفع می‌کند و منجر به نوسان رفت و برگشتی آن می‌گردد.
• تولید لرزش: نوسانات جرم متحرک، به لرزش‌های مکانیکی تبدیل شده و قابل حس یا اندازه‌گیری است.

موتور ویبره صنعتی یکی از انواع ویبراتورهای خارجی محسوب میشود. ویبراتور خارجی همان‌طور که از نامش مشخص است دستگاهی است که به منظور ایجاد ارتعاش بر روی سطوح خارجی یا بدنه دستگاه ها استفاده می‌شود. در مقابل که یک ویبراتور داخلی مستقیما به داخل ماده مانند بتن یا حفره‌ها وارد می‌شود.

موارد متعددی وجود دارد که در آن بکارگیری ویبراتور خارجی نسبت به ویبراتور داخلی ترجیح داده میشود. مثلاً فشرده سازی لایه‌های بسیار ضخیم و نازک از بتن تازه ریخته شده بخصوص آن‌هایی که برای پروفیل‌ها و فرم‌های خاص استفاده می‌شوند.

انواع سیستمهایی که از ویبره بدنه استفاده میکنند

سیستم هایی که از تکنیک لرزاندن و مرتعش سازی استفاده می کنند و استفاده از موتور ویبره در آن ها الزامی است به دسته های زیر تقسیم بندی میشوند:

1- سیستم های نوسان آزاد

سیستم های نوسان آزاد را به دو دسته میتوان تقسیم بندی کرد.

• سیستم های چرخشی: نیروی ارتعاشی در این سیستم ها از طریق 360 درجه چرخش به صورت ساعت گرد یا پاد ساعت گرد عمل می کند. در این سیستم ها از یک موتور ویبراتور بدنه استفاده شده است.

  

• سیستم های یک طرفه: نیروی ارتعاشی در یک جهت به صورت متقابل عمل می کند. در سیستم یک طرفه از دو موتور ویبره با مشخصات و قدرت یکسان استفاده شده است که جهت چرخش آن ها عکس یکدیگر است.

  

2- سیستم های نوسانی که به سیستم تشدید وصل می شوند

این سیستم ها نیازمند تشخیص صحیح و فنی جهت انتخاب ویبراتور بدنه مورد نظر و استفاده از کارشناس متخصص می باشند. در شکل زیر محل کاربرد هر کدام از سیستم های چرخشی و یک طرفه را مشاهده می کنید.

چه تعداد موتور ویبره بدنه نیاز دارید؟

برای اینکه بدانید چه تعداد ویبراتور برای یک سیستم یا دستگاه صنعتی نیاز دارید باید فاکتورهای مختلفی را در نظر بگیرید. در ادامه سعی شده است به مهمترین این عوامل اشاره شود.

1. نوع حرکت مورد نیاز:
   برای حرکت رفت و برگشتی از دو ویبراتور استفاده می شود و برای حرکت ۳۶۰ درجه از یک موتور ویبره استفاده می گردد.
   در زمانی که دو ویبراتور با مشخصات فنی کاملا یکسان در کنار هم نصب می شوند، نیروهایی که در راستای افق وارد می شوند توسط دستگاه مجاور خنثی و فقط نیروهای هم جهت باقی می مانند. این مورد باعث ایجاد ضربه های رفت و برگشتی می شود.
   نکته ای که باید به آن توجه کرد این است این موتورها باید مشخصات فنی یکسانی داشته باشند و جهت دورهای آنها یکی ساعتگرد و دیگری پادساعتگرد باشد.
2. نوع دستگاه:
   معمولا برای سرندها و یا هاپرهای سنگین از ۲ موتور ویبره و برای میزهای ویبره از ۱ موتور ویبره بدنه استفاده میشود. برای نصب مستقیم روی قالب بتن بیشتر از چند ویبره قالب بتن استفاده می شود.

موارد ذکر شده در بالا به صورت ثابت نیستند و همواره ممکن است تحت شرایط و نیازهای مختلف تعداد موتورها تغییر کند.