Αυτοσχέδιο μοτέρ δόνησης DC: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Ένας μικρός κινητήρας συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία κραδασμών ως αιτία της μετατόπισης του λόγω της περιστροφής του άξονα που συνδέεται με μια μη συμμετρική μάζα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλαπλές εφαρμογές ως αποτέλεσμα των προσαρμόσιμων και ευρηματικών χρήσεών του, συμπεριλαμβανομένου ενός μασάζ σώματος, ως χαράκτη σε διάφορα υλικά, για την αναδημιουργία διαφόρων αντικειμένων που χρησιμοποιούν περιστροφική ταλάντωση όπως ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες και τέλος από εκπαιδευτική άποψη για την εκμάθηση πώς λειτουργούν οι κινητήρες δόνησης και πώς δημιουργούνται δονήσεις.

Βήμα 1: Κατανόηση της Αρχής

Αυτός ο κινητήρας δόνησης είναι ένας κινητήρας DC με μετατοπισμένη (μη συμμετρική) μάζα προσαρτημένη στον άξονα.

Καθώς ο άξονας περιστρέφεται, η κεντρομόλος δύναμη της μετατοπισμένης μάζας είναι ασύμμετρη, με αποτέλεσμα μια καθαρή φυγοκεντρική δύναμη και αυτό προκαλεί μετατόπιση του κινητήρα. Με μεγάλο αριθμό στροφών ανά λεπτό, ο κινητήρας μετατοπίζεται και κινείται συνεχώς από αυτές τις ασύμμετρες δυνάμεις. Αυτή η επαναλαμβανόμενη μετατόπιση γίνεται αντιληπτή ως δόνηση.

Υπάρχουν δύο πτυχές της δόνησης που αναφέρονται συνήθως, το πλάτος δόνησης και η συχνότητα δόνησης - συχνότητα δόνησης - η συχνότητα των δονήσεων είναι αρκετά εύκολο να κατανοηθεί. Οι ταχύτητες του κινητήρα αναφέρονται σε περιστροφές ανά λεπτό ή RPM. Η συχνότητα δόνησης αναφέρεται σε Hertz (Hz), που είναι ένας κύκλος ανά δευτερόλεπτο Δεδομένου ότι υπάρχουν 60 δευτερόλεπτα σε ένα λεπτό, μπορούμε να διαιρέσουμε το RPM με 60 για να λάβουμε τη συχνότητα δόνησης σε Hz.

Συχνότητα δόνησης (Hz) = RPM/60

Πλάτος δόνησης - Ουσιαστικά, η δύναμη εξαρτάται από το μέγεθος της μάζας, την απόσταση μεταξύ του κέντρου βάρους μάζας και του άξονα του κινητήρα και την ταχύτητα του κινητήρα. Το συνολικό πλάτος δόνησης εξαρτάται επίσης από το μέγεθος του αντικειμένου του κινητήρα συνημμένο. Για παράδειγμα, ο μικρός κινητήρας κραδασμών σε ένα τηλέφωνο δεν θα προκαλούσε μεγάλη μετατόπιση αν συνδεθεί με ένα βαρύ αντικείμενο όπως ένα γραφείο.

Η δύναμη της δύναμης που παράγεται από τον κινητήρα περιγράφεται στην ακόλουθη εξίσωση:

F (κεντρομόλος δύναμη σε Newtons) = m (η μάζα της μετατοπισμένης ή της εκκεντρικής μάζας σε χιλιόγραμμα) * r (η εκκεντρικότητα σε μέτρα ή η ακτίνα της μάζας από το κέντρο της) * ω (η γωνιακή ταχύτητα σε rad/s)^ 2… (1)

Εάν γνωρίζουμε τη δύναμη από τον κινητήρα δόνησης και το μέγεθος της μάζας στόχου, μπορούμε να υπολογίσουμε την επιτάχυνση του συστήματος χρησιμοποιώντας τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα. Το πλάτος δόνησης είναι στην πραγματικότητα μια μέτρηση της επιτάχυνσης, που δίνεται από το α.

F = μάζα * επιτάχυνση = m (η μάζα της μετατόπισης ή της εκκεντρικής μάζας σε χιλιόγραμμα) * r (είναι η εκκεντρικότητα σε μέτρα ή η ακτίνα της μάζας από το κέντρο της) * ω (η γωνιακή ταχύτητα σε rad/s)^2 …………….. Από (1)

Βήμα 2: Υλικά

Απαιτούνται κοινές οικιακές προμήθειες και ορισμένες βασικές ηλεκτρικές εισόδους για αυτήν την επίδειξη:

1) Κινητήρας DC

2) Μια μετατοπισμένη μάζα για τη στερέωσή της στον άξονα του μοτέρ dc. Χρησιμοποίησα λίγη εποξική κόλλα (mseal) για να το πλάσω και να σχηματίσω το σωστό σχήμα

3) μια μπαταρία ή οποιαδήποτε άλλη μορφή συνεχούς ρεύματος.

4) καλώδια σύνδεσης

5) διακόπτης

6)* προαιρετικό* κάλυμμα για ολόκληρο το σύστημα

Βήμα 3: Συναρμολόγηση

• Συνδέστε τη μάζα μετατόπισης στον άξονα του κινητήρα.
• Συνδέστε τους ακροδέκτες του κινητήρα στην παροχή ρεύματος χρησιμοποιώντας τα καλώδια και χρησιμοποιήστε έναν διακόπτη κάπου στο ενδιάμεσο.
• Κλείστε τη συσκευή

Βήμα 4: Εφαρμογές

• Μασάζ σώματος
• Ως χαράκτης σε διάφορα υλικά προσαρτώντας το σε αιχμηρό αντικείμενο
• Για αναδημιουργία διαφόρων αντικειμένων που χρησιμοποιούν περιστροφή-ταλάντωση όπως ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες
• Τέλος, από εκπαιδευτική άποψη για την εκμάθηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν οι κινητήρες δόνησης και πώς δημιουργούνται δονήσεις.

Βήμα 5: Αυτή είναι η υποβολή μου για τα βραβεία RYSI

Σε όποιον μπορεί να αφορά, επισυνάπτεται αυτή η υποβολή μαζί με τη φόρμα του διαγωνισμού μου.