طراحی و ساخت میز ویبره

میز ویبره دستگاه مهمی در تهیه قالب های بتنی است. قالب های بتنی محصولاتی هستند که با سنگدانه تولید و در ساخت و سازها استفاده می شود. این مواد بتنی و مواد کامپوزیتی (ترکیبی) بسته به مواد سازنده و روش های تولید، با ساختارهای متفاوتی طراحی و تولید می شوند. یکی از مهم ترین نکات در حین ساخت مواد کامپوزیتی با استفاده از روش ریخته گری قالب، این است که حباب های هوای تشکیل شده در ساختار مواد باید با ارتعاش حذف شوند و ساختار باید همگن و عاری از فضای خالی باشد. این امر مهم با با میز ویبره ممکن میشود.

ابعاد میز ویبره یا میز ارتعاشی

اندازه میزهای ارتعاشی با کوچکترین و بزرگترین ابعاد به ترتیب عرض، عمق و ارتفاع 400x380x450 میلی متر و 1260x1270x1200میلی متر است. پارامتر دیگر قدرت موتور الکتریکی است که میز با آن لرزانده می شود. کوچکترین و بزرگترین مقادیر به ترتیب 170 وات و 746 وات هستند. اکثر این الکتروموتور ها با ولتاژ تکفاز 220 ولت راه اندازی می شود و به طور کلی تعداد دور موتور 3000 دور در دقیقه به پایین است.

طراحی و ساخت میز ویبره

در یک بررسی، طراحی و ساخت میز ویبره مکانیکی با نوسان ثابت و تناوب های مختلف انجام شد. میز توسط یک گیربکس صنعتی دور متغیر (واریاتور) ویبره شد و یک حرکت سینوسی ایجاد شد. بتن تازه باید در عمل تا بالاترین چگالی ممکن فشرده شود تا حفره های هوایی در آن وجود نداشته باشد.

در این بررسی، ارتعاشات بر روی نمونه های تهیه شده برای بتن تازه توسط یک ویبراتور رومیزی برای مدت زمان های مختلف اعمال شد. نمونه‌های ارتعاشی مقاومت فشاری و وزن واحد بالاتری نسبت به نمونه‌های بدون ارتعاش داشتند. تمامی پارامترهای موثر بر دوام در کربناته شدن بتن نیز موثر هستند. تست کربناتاسیون را می توان در محیط معمولی و در آزمایشگاه با شتاب انجام داد.

همانطور که گفته شد، میزهای ویبره با نیروهای محرکه و ابعاد مختلف برای اهداف مختلف طراحی و تولید می شوند. بر اساس تجزیه و تحلیل بازار ما، میزهای ویبره تجاری به طور کلی برای این کاربردها تولید و فروخته می شود. در این مقاله یک دستگاه میز ویبره برای مصارف کارگاهی که می تواند در تولید کامپوزیت عمومی و کار با نمونه های غیر بزرگ و فرکانس های قابل تعویض طراحی، آنالیز و ساخته شود، طراحی و ساخته می شود.

آموزش ساخت میز ویبره دست ساز با سنگ مصنوعی

در این ویدیو به صورت کلی به آموزش ساخت ویبره پرداخته شده است.

نکات مهم در ساخت میز ویبره

برای جلوگیری از ایجاد فضای خالی در ملات (ماتریس + آرماتور) مواد تهیه شده در ریخته گری نمونه های کامپوزیت و داشتن توزیع همگن تر، لازم است قبل از شروع دلمه شدن، ارتعاش اعمال شود و از آن جلوگیری گردد. مشخصات فنی میزهای ویبره صنعتی مورد بررسی قرار گرفت، سیستم کاری ما مورد توجه قرار گرفت و طرح اصلی ما بر این اساس شکل گرفت.

در طراحی ما، جرم با وزنه های قابل تغییر که باعث عدم تعادل می شود را می توان با مقدار متفاوتی روی یک دیسک چرخان ثابت کرد. موتور الکتریکی می تواند با سرعت ثابت بچرخد و همچنین می توان با اضافه کردن کنترل دور (اینورتر) به سیستم، دورها را در مقادیر مختلف اعمال کرد.

برنامه مورد استفاده در طراحی میز ویبره

برای فرآیند طراحی از برنامه Solidworks استفاده شد. طرح اولیه یک دستگاه ویبراتور از نوع میز است که برابر با ابعاد خارجی سیستم قالب ریخته گری است و در شکل 1 با جزئیات ظاهر کلی مورد انتظار آورده شده است.

شکل 1. طرح کلی میز ویبره

اجزای اصلی میز ویبره

20 عنصر اصلی در طرح مشخص شد (شکل 2). در مجموع 178 عنصر با دو یا چند عنصر اصلی و با اجزای اضافی مورد نیاز به دست آمد. مطابق با این طرح، مونتاژ در Solidworks با در نظر گرفتن اعداد دنباله عنصر اصلی ارائه شده در شکل 2 و با اجزای اضافی مورد نیاز تکمیل شد. "میز ویبره مدل جامد طراحی شده" آماده برای ریخته گری پس از مونتاژ در شکل 3 ارائه شده است.

شکل 2. ترسیم قطعات طرح در Solidworks

شکل 3. مونتاژ میز ویبره با Solidworks

مشخصات فنی و ساخت میز ویبره

طراحی و آنالیز قطعات به پایان رسید و قطعات با ابعاد نهایی ساخته شدند. قاب و قسمت میز از موادی به شکل 60x40 میلی متر با استفاده از جوش TIG تولید شد. ابعاد کلی میز 560x320 میلی متر و ارتفاع 400 میلی متر بود. صفحه زیری قالب به ضخامت 15 میلی متر با ابعاد 580x340 میلی متر با هشت سوراخ عمودی به قطر 16 میلی متر طراحی شده بود که در هنگام قرار دادن صفحه روی میز و ساخت در فرز CNC قابل نصب بود.

به منظور اطمینان از تداوم ارتعاش بین شاسی و میز، چهار فنر فشاری با ارتفاع 67 میلی متر و قطر 47 میلی متر، با ضریب الاستیسیته 31.396 نیوتن بر میلی متر و متشکل از هفت مارپیچ با قطر سیم 5 میلی متر در شکاف های آماده شده روی میز و سینی میز در چهار طرف ثابت شدند. به عنوان منبع ارتعاش، یک موتور ویبره سه فاز 1.5 کیلو وات، 3000 دور در دقیقه ثابت شد تا باعث لرزش شده و سپس موتور در زیر میز ثابت می کنیم. بدین صورت میز ویبره با مونتاژ عناصر ساخته شده تکمیل شد (شکل 4).

شکل 4. میز ویبره آماده برای ریخته گری

نتیجه گیری

میز ویبره در برنامه Solidworks طراحی و توسط ماژول شبیه سازی تجزیه و تحلیل شد. از آنجایی که نتایج از نظر استحکام و عملکرد کافی مشاهده شد، میز ویبره ساخته شد. جابجایی توسط یک ارتعاش سنج از نقاط اندازه گیری مشخص شده در میز ویبره ارتعاش تولید شده اندازه گیری شد.

داده های به دست آمده از ارتعاش سنج با داده های به دست آمده از تجزیه و تحلیل Solidworks مقایسه شد و مشخص شد که تفاوت بین نتایج پنج درصد یا کمتر است. می توان نتیجه گرفت که میز ویبره برای کار مورد نظر مناسب است و بنابراین هدف طراحی آن را برآورده می کند. در تجزیه و تحلیل انجام شده با توجه به نیروی وارد شده به سینی در میز ویبره، تنش های حاصل از ایمنی فوق العاده میز نشان می دهد. دلیل وزن زیاد سینی این بود که اطمینان حاصل شود که سینی با وجود بار اعمال شده می تواند عملکرد خود را به عنوان یک سازه صلب بدون هیچ گونه جابجایی هنگام قرار دادن روی فنرها در یک صفحه افقی انجام دهد.

هنگامی که فنرهای مورد استفاده در میز ویبره مورد بررسی قرار می گیرند، مشاهده می شود که فنرهای مورد استفاده می توانند در شرایط کاری فعلی در صورت فروریختگی خاصی در شرایط بار، در صورت بسته نشدن کامل، به دلیل نیرو گریز از مرکز، به طور ایمن ارتعاش کنند. ما می توانیم این را از نتایج جابجایی ببینیم. دلیل ضریب الاستیسیته بالای فنرهای فشاری مورد استفاده در میز ویبره، اطمینان از مقاومت آنها در برابر بارهای زیادی است که بر روی آنها اعمال می شود.