تبیان، دستیار زندگی
هدف این پروژه ساخت دستگاهی برای ایجاد حرکت در دو جهت می باشد. با ترکیب این دو حرکت قادر خواهیم بود حرکت دایره ای ایجاد نماییم. این دستگاه که در دانشگاهها هم کار برد دارد، برای هم زدن مایعاتی که باید به مدت طولانی به هم زده شوند و یا مایعاتی که باید در ...
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

پروژه صفحه لرزان (shaker)

نام پروژه: پروژه صفحه لرزان (shaker)

سطح پروژه: متوسط

نوع پروژه: فنی

هدف پروژه: هدف این پروژه ساخت دستگاهی برای ایجاد حرکت در دو جهت می باشد. با ترکیب این دو حرکت قادر خواهیم بود حرکت دایره ای ایجاد نماییم. این دستگاه که در دانشگاه ها هم کار برد دارد، برای هم زدن مایعاتی که باید به مدت طولانی به هم زده شوند و یا مایعاتی که باید در زمان مشخصی و برای مدت نسبتاً طولانی به هم زده شوند به کار می رود.

خلاصه پروژه:

در این پروژه با طرح و کار برد های آن آشنایی پیدا خواهید نمود سپس با چند مکانیزم حرکتی مهم آشنا شده و کار ساخت مکانیزم حرکتی را آغاز خواهید نمود. پس از ساخت مکانیزم حرکتی آنرا به صفحه اصلی وصل خواهیم نمود و سپس پس از ساخت بدنه، کار ساخت دستگاه را به اتمام خواهید رساند.

وسائل مورد نیاز: صفحه- موتور- مواد بدنه- میله رابط- فنر

1- مقدمه:

در آزمایشگاه ها، خصوصاً آزمایشگاه های شیمی، خیلی وقتها لازم است که یک ماده را در مایع حل کنیم و یا اینکه یک محلول را برای مدتی بهم بزنیم. کسانی که در آزمایشگاه ها کار کرده باشند می دانند که این کار برای مدت طولانی بسیار خسته کننده است. برای حل این مشکل در ابتدا وسایلی ساخته شد ند به نام همزن هلی برقی که بطور مداوم محلول را به هم می زنند. اما یک نوع پیشرفته تر از این وسایل لرزاننده (shaker) نام دارند. لرزاننده شامل یک صفحه است که می تواند به جلو، عقب، چپ و راست حرکت نماید و لذا قادر خواهد بود تا به صورت دایره ای حرکت نماید. اگر روی این صفحه یک یا چند ارلن محتوی محلول مورد نظر قرار دهیم به دلیل حرکت دایره ای صفحه، مایع داخل ارلن ها نیز به صورت دایره ای به حرکت در می آیند و محلول به هم می خورد. می توانیم با استفاده از یک تایمر زمان این حرکت را تنظیم و با تغییر ولتاژ ورودی به این دستگاه می توانیم سرعت حرکتی را نیز تنظیم نماییم برای به حرکت در آوردن صفحه در راستای چپ، راست و جلو، عقب باید مکانیزمی طراحی کنیم تا حرکت چرخشی یک آرمیچر را به حرکت رفت و بر گشتی تبدیل نماید و در عین حال قابلیت حرکت در جهت عمودی بر حرکت اصلی را نیز داشته باشد.

2- توضیح مکانیزم حرکتی دستگاه:

(لطفاً این مطالب را تا انتها بخوانید و بعد شروع به ساختن کنید مسلماً بدون این کار دچار مشکل می شوید. چون برخی از مطالب به ناچار به صورت ناقص گفته شده که در ادامه تکمیل می شوند و شما بدون اشراف به کل مسأله برای ساخت این وسیله دچار مشکل می شوید.)

همان طور که قبلاً در مورد این دستگاه گفته شده شامل یک صفحه می باشد که در دو جهت عمود بر هم بالا و پایین و چپ و راست می تواند حرکت کند که از ترکیب این دو حرکت می توانیم یک حرکت دایره ای ایجاد کنیم. می توانیم با یک سیستم ساده یک حرکت دایره ای (حرکت موتور) را به حرکت رفت و بر گشتی تبدیل کنیم. به این ترتیب که یک صفحه دایره ای شکل به میله موتور وصل می کنیم به طور یکه با حرکت موتور شروع به چرخیدن کند. بعد بر روی این صفحه (بجز مرکز آن) یک میله متصل می کنیم به این ترتیب با چرخش موتور می توانیم یک حرکت رفت و بر گشتی ایجاد کنیم (مانند شکل) که با اتصال سر دیگر این میله به صفحه مورد نظر می توانیم آن را در یک جهت حرکت دهیم. با قرار دادن سیستمی مشابه همین سیستم در جهت عمود بر حالت قبل می توانیم حرکت در یک جهت دیگر را تامین کنیم.

پروژه صفحه لرزان

اما این سیستم مشکل دارد!

مشکل اینجاست زمانی که ما می خواهیم این دو حرکت را با هم ترکیب کنیم به علت اتصال میله ها با موتور و صفحه میله ها فقط می توانند در یک راستا حرکت کنند و اگر عمود بر آن جهت به آن ها نیرو وارد شود امکان آسیب رسیدن به میله یا موتور وجود دارد. اما یک راه حل برای مشکل مطرح شده این است که (خیلی خوب است که شما هم دنبال راه حل های دیگر بگرد ید و برای ما بفرستید) محل اتصال میله به صفحه مانند شکل باشد تا در صورتی که صفحه می خواست در جهت عمود بر حرکت میله حرکت کند به راحتی بتواند حرکت کند و باعث آسیب رسیدن به میله یا موتور نشود.

پروژه صفحه لرزان

3- ساخت سیستم انتقال نیرو

سیستم انتقال نیرو

یک صفحه چوبی، فلزی یا پلاستیکی (پلاستیک فشرده) را به شکل دایره می بریم اندازه قطر این دایره بین 6 تا 10 سانتیمتر می تواند باشد. صفحه دایره ای را به موتور وصل می کنیم به طوری که شفت موتور دقیقاً در مرکز دایره قرار داشته باشد. لازم به ذکر است که این صفحه نباید خیلی نازک و شکننده باشد که در حین انجام کار بشکند.

پروژه صفحه لرزان

بعد میله ای با اندازه ای متناسب با اندازه صفحه روی کار به صفحه دایره ای وصل کنید به طور یکه حداقل از مرکز دایره 2 سانتیمتر فاصله داشته باشد. در ضمن اتصال میله به صفحه دایره ای باید به گونه ای باشد که در محل اتصال میله قابلیت چرخیدن داشته باشد.

پروژه صفحه لرزان

همین کار را برای موتور دوم انجام دهید.

4- اتصال سیستم انتقال نیرو به صفحه:

سر دیگر میله را مانند شکل به بدنه وصل کنید به این ترتیب که دو صفحه هم اندازه به صورت نیم دایره یا مستطیل یا مانند شکل ببرید و یک سوراخ در آن ها ایجاد کنید که کاملاً قرینه باشند. برای این کار می توانید به دقت آن ها را روی هم قرار دهید و عملیات سوراخکاری را انجام دهید یا می توانید ابتدا یک قطعه ساخته شده با ضخامت زیاد را سوراخ کنید و بعد از وسط آن ها را نصف کنید.

پروژه صفحه لرزان

این دو قطعه را با دقت در کنار لبه های صفحه رویی مانند شکل بچسبانید که بتوانیم به عنوان پایه از آن ها استفاده کنیم. در مورد جای چسباندن این صفحه ها دقت کنید که متناسب با اندازه میله ها باشد.

پروژه صفحه لرزان

دقت کنید که اندازه صفحه شما می تواند مربعی به ضلع 20 تا 40 سانتی متر باشد و جنس آن نیز باید بگونه ای باشد که تا حد امکان هم سبک باشد و هم مقاوم (مانند چوب یا صفحه فلزی با ضخامت کم)

سر دیگر میله را باید مانند شکل سوراخ کنیم البته برای اینکه در کار دچار مشکل نشویم بهتر است که اندازه سوراخ ایجاد شده بر روی میله بزرگتر از سوراخ های روی پایه ها باشد. بعد یک شفت (میله) از داخل سوراخ های میله. پایه ها تا صفحه رویی به سیستم انتقال نیرو متصل شود. به این ترتیب هم می توانیم نیرو را منتقل کنیم و هم می توانیم در دو جهت عمود بر هم حرکت داشته باشیم.

پروژه صفحه لرزانپروژه صفحه لرزان

در ضلع کناری صفحه رویی (که عمود بر سیستم قبلی می شود) سیستم دوم را نصب می کنیم. در این مرحله دقت کنید که فاصله دو موتور به گونه ای باشد که با هم بر خورد نکنند.

پروژه صفحه لرزان

5- ساخت بدنه:

بدنه در حقیقت برای زیبایی کار است که می تواند جزو مراحل اصلی نباشد. برای ساخت بدنه باید یک جعبه ای درست شود که کل دستگاه داخل آن قرار گیرد و اندازه آن بسته به اندازه صفحه رویی شما دارد. همچنین می توانید برای کار تان کلید روشن و خاموش و نیز کنترل دور دستگاه قرار دهید. برای کنترل دور فقط کافی است که یک وسیله برای تغییر ولتاژ ورودی دو سر موتور ها قرار دهید که با کم و زیاد کردن ولتاژ دور موتور تغییر می کند. (اسم این وسیله چیه؟) حتی اگر بخواهید می توانید هر کدام از موتور ها را جدا گانه کنترل کنید و میزان دور هر موتور را جدا گانه تغییر دهید.

شکل چند shaker در زیر آمده است که بتوانید بهتر ایده بگیرید.

پروژه صفحه لرزانپروژه صفحه لرزان

پروژه صفحه لرزانپروژه صفحه لرزان

پروژه صفحه لرزانپروژه صفحه لرزان

6- مونتاژ دستگاه:

در انتها باید صفحه و سیستم انتقال نیرو که به هم متصل شده اند به بدنه وصل شوند. برای این کار بهتر است قبل از اتصال صفحه رویی به سیستم انتقال نیرو و موتور ها به کف پایین بدنه متصل شوند. بهتر است که این کار با دو بسط فلزی انجام شود که موتور کاملاً بدون حرکت به بدنه وصل شود. بعد از وصل موتور ها میله های مربوطه وصل می شوند. در صورتی که روی بدنه شما ولوم کنترل سرعت وجود دارد دقت کنید که قبل از وصل صفحه اتصالات مربوطه بر قرار باشد. برای وصل صفحه باید ابتدا یک پایه برای صفحه قرار دهیم که وزن صفحه و ظروف روی آن توسط این پایه به کف بدنه منتقل شود. (مانند شکل زیر):

پروژه صفحه لرزان

اما برای اینکه این پایه با کف اصطکاک نداشته باشد به انتهای پایه یک بلبرینگ "کف گرد" وصل می کنیم. در نهایت میله ها را به صفحه وصل می کنیم.

پروژه صفحه لرزان

در این مرحله کار ساخت دستگاه به پایان می رسد.

تکلیف: به عنوان تکلیف از طرز کار دستگاه ساخته شده فیلم کوتاهی بگیر ید و برای ما ارسال نمایید.

محل بازدید/ اردو/ خرید: آزمایشگاه خون

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تنظیم: اعظم اژدری

مطالب مرتبط:

پروژه صفحه لرزان (shaker)