Centrifuga siromaha i lijena Suzan: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Uvod + Matematika i dizajn

Centrifuge

Centrifuge se koriste za odvajanje materijala po gustoći. Što je veća razlika u gustoći među materijalima, lakše se odvajaju. Tako u emulzijama poput mlijeka centrifuga može odvojiti nešto masnije kreme do vrha, dok obrano mlijeko ide do dna. Sigma aldrich ima dobar članak koji raspravlja o fizici razdvajanja centrifuge, kao io tome što je moguće odvojiti pri različitim brzinama centrifugiranja.

Centrifuga koju sam napravio trebala bi biti unutar kategorije malih brzina koju oni navode (2 000 - 6 000 o / min). Pri tim brzinama, ako ste imali suspenziju Eukariotskih stanica u otopini, mogli biste ih zrncati (kao u, odvojiti ih od otopine). Suspenzije stvari poput brašna ili čestica prljavštine također bi se mogle odvojiti tim brzinama.

Lijena Suzan

Motorni lijeni suzan je polako rotirajuća platforma koja se obično koristi za videografiju. Na njega možete postaviti nešto poput kipa ili namirnice i dobiti gladak video sa svih strana predmeta. Brzina okretanja idealno je <1 okretaj u sekundi.

Brzina motora, sila i o / min

U opisu proizvoda elektromotora obično ćete vidjeti dvije stvari: napon i broj okretaja u minuti. Vjerojatno možete sigurno koristiti napone pri + ili - 50% navedenog napona. U teoriji, veći naponi znače veću silu iza motora, a veći broj okretaja u minuti. Ali recimo da imate motor koji ima standardni broj okretaja u minuti od 1000 okretaja u minuti. Kako možete postići da se nešto vrti brže ili sporije od 1000 o / min s ovim motorom? S zupčanicima.

Promjena brzine na biciklu djeluje na sličan način kao što morate učiniti ovdje. Ako imate zupčanik s 20 zubaca pričvršćen na motor od 1000 o / min. Tada će se zupčanik s 5 zubaca u dodiru s zupčanikom s 20 zuba okretati pri 4000 o / min. Odnos je sljedeći: Ciljni broj okretaja u minuti = (Broj okretaja motora)*(Zubi na motornom zupčaniku)/(Zubi na okretnom zupčaniku). FYI, broj zubaca na zupčaniku trebao bi biti izravno proporcionalan polumjeru zupčanika, pa se radijus može koristiti umjesto njega. Dakle, u ovom primjeru, zupčanik s 5 zuba je okretni zupčanik i na njega bi bila pričvršćena platforma centrifuge i cijevi.

No to je u teoriji, u stvarnosti će se rotirajući zupčanik vrtjeti nižom brzinom od očekivane. To je zato što će doći do veće količine trenja, osobito ako dodate težinu zupčaniku s 5 zuba.

Umjesto zupčanika, možete koristiti gumice, što ja koristim za svoju lijenu suzan. I matematika funkcionira slično, u smislu opsega ili radijusa umjesto zuba.

Korak 1: Materijali

Opći popis:

1. Prazne posude poput posuda od ovaltina i zobenih pahuljica koje sam koristio. Konzerve za juhu također bi mogle raditi.
2. Motori. Nazivno 12V ili više za centrifugu. Oko 3-6V za lijenu suzan.
3. Pištolj za vruće ljepilo
4. Ljepljiva traka - opcionalno
5. Super ljepilo - opcionalno - nosite rukavice ako ga koristite
6. Žice, zupčanici, gumica, rotirajuća platforma, baterije itd. - Detaljnije ću govoriti u sljedećim koracima

Motori koje sam koristio su obični, dvovodni, električni motori, a ne koračni. Dobio sam jedan (12V i 1200 RPM) od Canonovog pisača koji je prestao raditi, a drugi (moguće 3V, <300 RPM vjerojatno) od DVD playera koji je prestao raditi. Ako nemate pri ruci nikakve motore, na eBayu i drugim web stranicama ima tona za <10 dolara koje bi trebale funkcionirati.

Zupčanici i osovine koje imam su iz "RC Snap Rover kompleta" koji sam rastavio. U stvarnosti, sve što vam je potrebno je kotač koji se može slobodno rotirati na osovini i način da se on okreće brže ili sporije od motora, ovisno o tome što želite da bude vaš konačni proizvod.

Korak 2: Centrifuga

Ovalinske posude imaju metalno dno. Da biste stvorili rupu za prolazak vrha motora, preporučujem da upotrijebite čekić i čavao te obiđete krug, polako izbijajući materijal. Koristila bi se i bušilica ili dremel. Pazite da glava motora stane i bude okomita na dno limenke, a zatim nanesite vruće ljepilo na područje oko glave motora i postavite je na mjesto. Koristio sam traku za podupiranje motora dok se ljepilo stvrdnulo. Preporučujem pričvršćivanje dugih žica na motor prije lijepljenja na spremnik. Ogoljene krajeve žice jednostavno sam omotao oko žica motora.

Nakon što se ljepilo stvrdne, možete izvaditi dvije rupe sa strane spremnika i provući žice. Imam bateriju izvan spremnika pa mogu ručno dodirnuti vodove do baterije kako bih uključio centrifugu. Idealno bi bilo koristiti prekidač, ali ja ga nemam.

Zatim sam super zalijepio veliki zupčanik na glavu motora. Upotrijebio sam brusni papir za grubljenje površine zupčanika prije nanošenja ljepila, što bi u teoriji trebalo povećati čvrstoću spoja. Označio sam područje na ovaltnoj podlozi gdje bi trebao ići sljedeći zupčanik (kao na primjer, mjesto gdje će se zubi za dva zupčanika međusobno blokirati) i čavlom probušio rupu na tom mjestu. Zatim sam osovinu malo postavio kroz ovu rupu i vruće je zalijepio na mjesto. To je najvidljivije na slici 2 za ovaj korak.

Okretni zupčanik ima debeo papirnati disk koji je super zalijepljen na njega. Izrezao sam disk sa stražnje strane bilježnice. Disk, budući da je papir, trebao bi se povezati bolje od plastike, ali je dovoljno jak da izdrži brzinu motora. U sredinu papirnatog diska treba postaviti rupu, u skladu s rupom u zupčaniku. Na ovaj način, kada se okretni zupčanik postavi na osovinu, osovina će završiti na točki iznad papirnate platforme. Zatim sam stavio zrnce vrućeg ljepila, vidljivo na slici zaglavlja na prvoj stranici, na vrh osovine. Koji će se stvrdnuti iznad platforme i osigurati da neće poletjeti s osovine.

Datoteka mp4 videozapis je moje centrifuge koja se vrti. Možda ćete ga morati preuzeti za pregled, datoteka nije tako velika. Cijevi koje koristim su plastične i imaju mlijeko u sebi. Zatvorio sam ih plastičnom folijom. Ne bih preporučio korištenje staklenih cijevi s obzirom da postoji rizik od njihovog islijetanja s diska tijekom vrtnje. Cijevi se jednostavno zalijepe na disk. U videu koristim bateriju od 9V, što je manji napon od predviđenog za motor. Za povećanje razine napona, baterije možete spojiti u seriju.

Korak 3: Lijena Suzan

Za Lazy Suzan zupčanik na slici zapravo ne djeluje kao zupčanik, on se jednostavno može okretati oko osovine. Kotač koji je pričvršćen na zupčanik pruža mi osnovu da na njega postavim ploču, a zatim predmet na vrh ploče.

Slika 2 prikazuje osovinu koja je potonula kroz dno posude za zobene pahuljice, a zatim je vruće zalijepljena na mjestu. Motor je postavljen i vruće zalijepljen na mjesto koje osigurava da je gumica zategnuta kada se povuče između zupčanika i motora (slika 1). Ako jednostavno imate kotač koji se vrti na osovini, gumica se može rastegnuti izravno oko kotača, samo imajte na umu da će se, ako je kotač velik, vrtjeti pri mnogo nižim okretajima od motora.

Moram ovo raditi na 6 volti. Što je 4 baterije 1.5V u seriji. Slika 3 za ovaj korak prikazuje kako preporučujem serijsko spajanje baterija (ako imate samo baterije od 1,5 V). U osnovi, traka od aluminijske folije presavijena je nekoliko puta na sebe i postavljena na ljepljivu traku. Traka zatim pričvršćuje aluminij u dodiru s krajevima + i - baterija i pričvršćuje baterije zajedno. Dakle, kad su stvari postavljene kao na slici četiri, presavijeni labavi kraj vrpce na baterije i zalijepite zajedno. Pazite da je aluminijska folija presavijena najmanje 10 puta ili će se zagrijati zabrinjavajuće.

Mogao sam i pokrenuti motor s 9V plus otpornikom, ali želio sam da to bude jednostavno. Samo znajte da postoji nekoliko načina za postizanje optimalnih napona ili struja.