Silnik wibracyjny – budowa, zasada działania i dobór

Osoba kontaktowa

Damian Rzyszczak

Kierownik Działu Mechatroniki

tel.: +48 58 762 72 06

kom.: +48 608 047 576

skontaktuj się

Czym jest silnik wibracyjny?

Silnik wibracyjny, zwany także elektrowibratorem lub napędem wibracyjnym, to rodzaj silnika celowo niewyważonego, generującego i przenoszącego wibracje poprzez wykorzystanie energii elektrycznej lub pneumatycznej.

Silniki wibracyjne znajdują zastosowanie we wszystkich maszynach przemysłowych, w których wymagana jest energia drgań do przenoszenia, przesiewania, spulchniania czy zagęszczania materiałów sypkich. Obsługują one wszystko, począwszy od drobnych cząstek, takich jak mąka, piasek i proszki, aż po grubsze materiały, takie jak wióry drzewne, żwir i węgiel, zapewniając wydajny i ciągły proces z niezakłóconym przepływem materiału.

Budowa i zasada działania

Silniki wibracyjne to silniki elektryczne posiadające przeciwwagi lub niewyważone masy umieszczone na każdym końcu osi obrotu w celu generowania i przenoszenia wibracji. Obrót tych niewyważonych mas generuje siłę odśrodkową działającą na wał silnika, która przenoszona jest w postaci ruchu wibracyjnego na określoną maszynę lub konstrukcję.

Rys. 1 – Budowa silnika wibracyjnego ¹

Siła odśrodkowa jest zmienna w zależności od położenia mas, które można łatwo regulować i dostosowywać w celu zmiany siły, a tym samym intensywności wibracji, w zależności od zastosowania, do którego przeznaczony jest silnik wibracyjny.

Impulsy wibracyjne i udarowe w silnikach wibracyjnych są wytwarzane przez wbudowane niewyważone przeciwwagi, generujące zmienne siły odśrodkowe poprzez ruch obrotowy lub liniowy.

Siła wzbudzająca generowana przez silnik wibracyjny charakteryzuje się długą żywotnością, wysoką wydajnością, niskim zużyciem energii i niskim poziomem hałasu. Te siły są absorbowane przez sprzężone komponenty, takie jak przenośniki, silosy czy przesiewacze, wprowadzając je w drgania lub wstrząsy.

Rys. 2 – Rodzaje wibracji uzyskiwanych poprzez silnik wibracyjny

Wibracje liniowe można uzyskać przy pomocy dwóch identycznych modeli silników wibracyjnych zamontowanych na tej samej płaszczyźnie i osi. Gdy pracują one w przeciwnych kierunkach, energia drgań uzyskiwana jest w kierunku przód-tył (obrotowym) pod kątem prostym do płyty wibracyjnej.

Aby uzyskać wibracje kołowe, silnik wibracyjny musi być dobrany zgodnie z wydajnością maszyny wibracyjnej i zamontowany w środku ciężkości systemu, zapewniając pełną energię drgań kołowych 360 stopni.

Natomiast w przypadku wibracji eliptycznych, silnik powinien być dobrany zgodnie z wydajnością maszyny, a punkt montażu powinien znajdować się poza środkiem ciężkości, osiągając w ten sposób eliptyczną energię drgań.

Odpowiedni rodzaj ruchu generowany przez silnik, czy to kołowy czy liniowy, zależy od rodzaju zastosowania, w którym mają być używane.

Jak dobrać silnik wibracyjny?

Przy wyborze elektrowibratora do konkretnej aplikacji, należy wziąć pod uwagę kilka aspektów:

1. Czas wibracji silnika i podwójnej amplitudy

Silnik wibracyjny: 2-, 4- i 6-polowy

Czasy wibracji: silnik 2-biegunowy – 3000 rpm, silnik 4-biegunowy – 1500 rpm, silnik 6-biegunowy – 980 rpm.

Amplituda drgań silnika wpływa na sztywność sprężyny amortyzującej, współczynnik tłumienia i rodzaj materiału. W wielu przypadkach amplituda nie jest określana ilościowo i można ją oszacować tylko na podstawie rzeczywistego środowiska aplikacji. Liczbę stopni silnika wibracyjnego trzeba dostosować do rodzaju maszyny:

6-biegunowy silnik wibracyjny stosowany jest do przesiewania, transportu na duże odległości i spiralnego podnoszenia materiałów.
4-biegunowy silnik wibracyjny służy do podawania, odwadniania i polerowania materiałów.
2-biegunowy silnik wibracyjny jest używany do wibrowania i aktywowania materiałów.

2. Ilość silników wibracyjnych

Określenie liczby silników wibracyjnych zgodnie z konstrukcją maszyny wibracyjnej:

Dwa silniki wibracyjne do liniowego przesiewacza wibracyjnego, przenośnika i wciągnika śrubowego.
Jeden silnik wibracyjny do okrągłego przesiewacza wibracyjnego i obrotowego przesiewacza wibracyjnego.
W przypadku platformy wibracyjnej i wibratora ściennego, ilość silników może być różna.

3. Siła wzbudzająca silnika wibracyjnego

Siłę wzbudzenia silnika wibracyjnego należy obliczyć na podstawie masy maszyny wibracyjnej. Im większa moc silnika wibracyjnego, tym większa siła wzbudzenia wyrażona w KN (kiloniutonach).

Zgodnie z konstrukcją maszyny wibracyjnej uzyskuje się parametr masy wibracyjnej G (KG) maszyny wibracyjnej.
Obliczyć wymaganą siłę wzbudzenia Fm (KN) zgodnie z masą drgań G, wymaganą amplitudą S i prędkością obrotową silnika.
Na podstawie liczby drgań, siły wzbudzenia i liczby silników wibracyjnych można określić model silnika wibracyjnego.
Siła wzbudzenia silnika wibracyjnego nie jest w pełni obciążona, gdy opuszcza on fabrykę i jest zwykle regulowana na 70% maksymalnej siły wzbudzenia. Może to przedłużyć żywotność łożyska silnika i uniknąć nagrzewania się cewki silnika, aby osiągnąć najlepszy efekt użytkowania.
Jeśli siła wzbudzenia wybranego silnika wibracyjnego jest zbyt duża, nie tylko zwiększy to koszt sprzętu, ale także spowoduje uszkodzenie maszyn wibracyjnych.

4. Warunki użytkowania

Siła wzbudzająca silnika powinna być zredukowana na dużych wysokościach, w przeciwnym razie zastosowanie falownika jest alternatywnym rozwiązaniem.

Dokładne dostosowanie silnika wibracyjnego do konkretnych potrzeb gwarantuje efektywne i bezproblemowe działanie maszyny wibracyjnej.

Nasza oferta

W swojej ofercie posiadamy silniki wibracyjne firmy AVIBRO – w wykonaniu standardowym, z różnymi rodzajami montażu oraz rozwiązania dedykowane dla konkretnych aplikacji.