Elegir el motor adecuado para una plataforma de vibración

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La siguiente foto muestra un banco de pruebas de vibración que utiliza un motor, resortes y algo de madera. El propósito de este esfuerzo es hacer que un banco de pruebas haga vibrar el recolector de energía cinética adjunto a la frecuencia de movimiento controlada por el motor.

El plano de vibración está conectado a una superficie estable por medio de dos resortes. En el lugar vibrante hay un motor que tiene un peso adherido. Este peso se fija hacia un lado del motor. Esto es similar al enfoque utilizado en los vibradores de teléfonos móviles, excepto en este caso, quiero que el motor tenga un peso mayor.

A medida que el motor impulsa el peso (gire el peso), la superficie de vibración comenzará a moverse hacia arriba y hacia abajo a una frecuencia específica. Esto es lo que quiero. A fin de limitar otras direcciones de movimiento, me aseguraré de que la plataforma móvil tenga 1 grado de libertad. es decir, solo puede moverse hacia arriba y hacia abajo.

Al hacer esto, el recolector cinético adjunto también se moverá hacia arriba y hacia abajo a la misma frecuencia de la superficie móvil. Este es todo el propósito de esta configuración; un banco de pruebas para mi investigación.

Quiero tener una frecuencia de aproximadamente 0.5Hz a 4Hz. Mi masa puede variar desde 100 g hasta unos 600 g.

En ese caso, ¿puede alguien proponerme un tipo de motor que pueda utilizar para este propósito? Creo que debería ser un motor sin escobillas DC. Pero no estoy seguro. ¿Podría alguien ser tan amable de decirme qué tipo de propiedades debe tener mi motor? Cualquier información adicional será de gran utilidad. Gracias por tu tiempo.

    
pregunta Dina

1 respuesta

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La cantidad de peso que quieres rotar es en sí misma irrelevante. Lo que necesitas saber es dos cosas:

  • ¿Qué es la masa vibrante, la frecuencia de vibración y qué tan rápido necesita cambiarla?
  • qué amplitud de vibraciones necesitas
  • cuánta energía espera que absorba su "cosechador"

La amplitud de vibración le dará una estimación del torque. Por ejemplo, un plano de vibración de 100 kg que vibra a una amplitud de ± 1 cm producirá una fuerza \ $ F = mr (\ frac {2 \ pi} T) ^ 2≈40N \ $. Esa fuerza tiene que ser contrarrestada por su peso giratorio, por ej. 1 kg de peso unido a un brazo de 1 m. Ese peso tendría el momento de inercia \ $ I = mr ^ 2 \ $, y necesitará un torque \ $ \ tau = \ frac {2 \ pi I} {T * T_x} ≈6.28 N * m \ $ para haga que gire a \ $ \ frac1T \ $ frecuencia en \ $ T_x \ $ tiempo (asumiendo que \ $ T = T_x = 1 \ espacio s \ $).

La potencia de su motor deberá permitir que se aplique ese par de torsión hasta 1 RPM más la cobertura de la potencia que espera que cosechó para absorber: \ $ P = \ frac {\ tau * RPM } {9.5488} + P_ {harv} \ espacio (kW) \ $, que es 0.66kW + \ $ P_ {harv} \ $ en mi ejemplo.

Espero que ayude de alguna manera.

    
respondido por el Dmitry Grigoryev

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