Shaker eletromagnético: como funciona o ensaio de vibração

Resposta rápida: o shaker funciona como um alto-falante: uma bobina num campo magnético empurra a mesa onde a peça é fixada. O da Labmor tem 35 kN, 5 a 2.000 Hz e aceita peças de até 300 kg.

No centro de todo ensaio de vibração com shaker está esse equipamento, que transforma um sinal elétrico em movimento controlado. Entender como ele funciona ajuda a especificar o ensaio: a força disponível, a faixa de frequência e o dispositivo de fixação limitam o que pode ser feito.

O que é um shaker eletromagnético?

Um shaker eletromagnético é um equipamento projetado para gerar forças vibratórias controladas numa amostra. Ele converte energia elétrica em movimento mecânico e permite simular os ambientes de vibração que um produto encontra durante a vida útil: transporte, operação veicular, funcionamento de máquinas.

Princípio de funcionamento

O funcionamento é análogo ao de um alto-falante. Uma bobina móvel fica imersa num campo magnético gerado por um eletroímã ou por ímãs permanentes. Quando uma corrente alternada passa pela bobina, ela interage com o campo e produz uma força que move a bobina para a frente e para trás. Esse movimento é transmitido à mesa onde a amostra é montada, gerando a vibração nas frequências e amplitudes controladas.

O controle é feito em malha fechada: um acelerômetro na mesa (ou no dispositivo) mede a vibração real, e o controlador corrige o sinal para que o perfil aplicado siga o perfil especificado — seja uma vibração senoidal, uma vibração randômica ou um pulso de choque mecânico.

O que define a capacidade de um shaker

• Força (kN): a força necessária é a massa total em movimento (peça + dispositivo + parte móvel do shaker) multiplicada pela aceleração do perfil. Perfis de aceleração alta com conjunto pesado podem não caber.
• Faixa de frequência: define que perfis o equipamento consegue reproduzir.
• Massa da peça: o limite de carga que a mesa aceita.
• Câmara climática acoplável: permite vibrar o produto no calor e no frio.

Entre a mesa e o produto fica sempre um dispositivo de fixação, que respeita os pontos e a posição reais de instalação e precisa de rigidez para não amplificar nem atenuar a vibração da mesa.

Por que os ensaios de vibração importam

Os ensaios de vibração validam o projeto e qualificam o produto. Eles revelam falhas potenciais, pontos fracos e ressonâncias indesejadas que levariam a falhas prematuras em campo. Com essa informação, o projeto pode ser corrigido, os materiais podem ser escolhidos melhor e a durabilidade pode ser comprovada antes do lançamento.

Aplicações no setor automotivo

No setor automotivo, os shakers eletromagnéticos são amplamente usados. Ensaiam desde componentes individuais — eletrônicos embarcados, faróis e lanternas, chicotes, conectores, componentes de freio e de motor — até conjuntos e subsistemas. Simulam estradas irregulares, a vibração do motor e impactos, para garantir que a peça continue segura e funcional nas condições de rodagem. As normas mais pedidas estão em normas de ensaio de vibração.

Aplicações em outros setores

• Aeroespacial: componentes que precisam resistir a vibrações de voo, por normas como a RTCA DO-160;
• Eletroeletrônico: integridade de placas de circuito, conectores e dispositivos contra choques e vibrações;
• Médico: funcionalidade e segurança de equipamentos médicos no transporte e no uso;
• Ferroviário: equipamentos embarcados, pela IEC 61373;
• Embalagens: resistência da embalagem e do conteúdo durante o transporte.

Benefícios do ensaio em shaker

• Identificação precoce de falhas: corrigir o projeto antes do lançamento custa menos;
• Confiabilidade e durabilidade: comprovação de que o produto resiste às condições de uso;
• Conformidade com normas: atendimento às especificações nacionais, internacionais e de montadora;
• Redução de custos: menos recalls e garantias;
• Otimização do projeto: dados objetivos para melhorar o desempenho e a robustez.

O shaker da Labmor

A Labmor realiza seus ensaios de vibração em shaker eletromagnético próprio, produzido em 2025:

O ensaio é feito nos três eixos (X, Y e Z) de forma independente, e a Labmor pode projetar e fabricar o dispositivo de fixação. Conheça a área de vibração e o guia teste de vibração: o que é e como funciona.