Центрофугата на бедния човек и мързеливата Сюзан: 3 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Въведение + Математика и дизайн

Центрофуги

Центрофугите се използват за разделяне на материалите по плътност. Колкото по -голяма е разликата в плътността между материалите, толкова по -лесно се отделят. Така че в емулсии като мляко, центрофуга може да отдели част от по -мазния крем до върха, докато обезмасленото мляко отива до дъното. Sigma aldrich има добра статия, обсъждаща физиката на разделянето на центрофугите, както и това, което е възможно да се раздели при различни скорости на центрофугиране.

Центрофугата, която направих, трябва да бъде в категорията с ниска скорост, която те посочват (2 000 - 6 000 об / мин). При тези скорости, ако сте имали суспензия на еукариотни клетки в разтвор, евентуално бихте могли да ги гранулирате (както в, отделете ги от разтвора). При тези скорости може да се отделят и суспензии от неща като брашно или мръсотия.

Мързелива Сюзан

Моторизиран мързелив сузан е бавно въртяща се платформа, обикновено използвана за видеография. Можете да поставите нещо като статуя или хранителен продукт върху него и да получите гладко видео от всички страни на обекта. В идеалния случай скоростта на въртене е <1 оборот в секунда.

Скорост на двигателя, сила и обороти

В описанието на продукта на електродвигател обикновено ще видите две неща: напрежението и оборотите в минута. Вероятно можете безопасно да използвате напрежения при + или - 50% от посоченото напрежение. На теория по -високите напрежения означават по -голяма сила зад двигателя и по -високи обороти. Но да предположим, че имате двигател, който има стандартни обороти от 1000 оборота в минута. Как можете да накарате нещо да се върти по -бързо или по -бавно от 1000 оборота в минута с този двигател? С предавки.

Смяната на предавките в мотора работи по подобен начин на това, което трябва да направите тук. Ако имате зъбна предавка с 20 зъба, прикрепена към двигателя на 1000 об / мин. Тогава зъбно колело с 5 зъба в контакт с зъбното колело с 20 зъба, ще се върти при 4000 оборота в минута. Връзката е: Целева RPM = (RPM на двигателя)*(Зъби на моторни предавки)/(Зъби на въртяща се предавка). За сведение, броят на зъбите на зъбното колело трябва да бъде право пропорционален на радиуса на зъбните колела, така че вместо това може да се използва радиус. Така че в този пример зъбното колело с 5 зъба е въртящото се зъбно колело и към него ще бъдат прикрепени платформата и центрофужните тръби.

Но това е на теория, в действителност въртящата се предавка ще се върти с по -ниска скорост от очакваното. Това е така, защото ще има по -голямо триене, особено ако добавите тегло към зъбното колело с 5 зъба.

Вместо зъбни колела можете да използвате ластици, което използвам за моята мързелива сузана. И математиката работи по подобен начин, по отношение на обиколката или радиуса вместо зъбите.

Стъпка 1: Материали

Общ списък:

1. Празни контейнери като контейнерите с овалтин и овесени ядки, които използвах. Консервите за супа също могат да работят.
2. Двигатели. Номинални 12V или по -високи за центрофугата. Около 3-6V за мързеливия сузан.
3. Пистолет за горещо лепило
4. Тиксо - по избор
5. Супер лепило - по избор - носете ръкавици, ако използвате
6. Проводници, зъбни колела, гумена лента, въртяща се платформа, батерии и т.н. - Ще обсъдя по -подробно в следващите стъпки

Двигателите, които използвах, са обикновени, 2-проводни, електрически, а не стъпкови. Получих един (с номинални 12V и 1200 оборота в минута) от принтер на Canon, който спря да работи, и друг (вероятно 3V, <300 RPM вероятно) от DVD плейър, който спря да работи. Ако нямате под ръка двигатели, има много тонове в eBay и други сайтове за <10 долара, които трябва да работят.

Скоростите и осите, които имам, са от "комплект RC Snap Rover", който разглобих. В действителност всичко, от което се нуждаете, е колело, което може да се върти свободно по оста и начин да го накарате да се върти по -бързо или по -бавно от двигателя, в зависимост от това какъв искате да бъде крайният ви продукт.

Стъпка 2: Центрофуга

Овалтиновите контейнери имат метално дъно. За да образувате дупка за върха на двигателя, препоръчвам да използвате чук и пирон и да обикаляте в кръг, като бавно пробивате материал. Използването на бормашина или дремел също би работило. Уверете се, че главата на двигателя ще се побере и е перпендикулярна на основата на кутията, след което нанесете горещо лепило върху зоната около главата на двигателя и я поставете на място. Използвах лента, за да поддържам двигателя, докато лепилото се втвърди. Препоръчвам да прикрепите дълги проводници към двигателя, преди да го залепите към контейнера. Просто увих оголените краища на проводниците около проводниците на двигателя.

След като лепилото се втвърди, можете да пробиете две дупки отстрани на контейнера и да издърпате проводниците. Имам батерията извън контейнера, за да мога ръчно да докосна проводниците към батерията, за да включа центрофугата. В идеалния случай ще се използва превключвател, но нямам такъв.

След това супер залепих голяма предавка към главата на двигателя. Използвах шкурка, за да загрубя повърхността на зъбното колело, преди да нанеса лепило, което на теория би трябвало да увеличи якостта на свързване. Маркирах зона на овалтовата основа, където следващата предавка трябва да отиде (както в точка, в която зъбите за двете зъбни колела ще се заключат) и пробих дупка на това място с пирон. След това поставих ос леко през този отвор и го залепих горещо на място. Това е най -видимо на изображение 2 за тази стъпка.

Въртящото се зъбно колело има дебел хартиен диск, супер залепен върху него. Изрязах диска от гърба на тетрадка. Дискът, като хартия, трябва да се свърже по -добре от пластмасата, но е достатъчно здрав, за да издържи на скоростта на двигателя. В центъра на хартиения диск трябва да се постави дупка, в съответствие с отвора в зъбното колело. По този начин, когато въртящото се зъбно колело е поставено върху оста, оста ще завърши в точка над хартиената платформа. След това поставих мънисто горещо лепило, видимо на заглавната снимка на първата страница, в горната част на оста. Което ще се втвърди над платформата и ще гарантира, че няма да излети нагоре от оста.

Файлът mp4 е видео на центрофугата ми, която се върти. Може да се наложи да го изтеглите, за да видите, файлът не е толкова голям. Тръбите, които използвам, са пластмасови и в тях има мляко. Захлупих ги с найлоново фолио. Не бих препоръчал използването на стъклени тръби, тъй като може да има известен риск те да излетят от диска, докато се въртят. Тръбите просто се залепват върху диска. Използвам 9V батерия във видеото, което е по -малко напрежение, отколкото е за двигателя. За да увеличите нивата на напрежение, можете да свържете последователно батерии.

Стъпка 3: Мързелива Сюзан

За Lazy Suzan предавката в изображението всъщност не действа като предавка, тя просто може да се върти около оста. Колелото, което е прикрепено към зъбното колело, ми дава основа да поставя плоча върху него, а след това елемент върху плочата.

Изображение 2 показва оста, която е потопена през основата на контейнера за овесени ядки и след това горещо залепена на място. Двигателят е разположен и горещо залепен на място, което гарантира, че гумената лента е опъната при издърпване между предавката и двигателя (изображение 1). Ако просто имате колело, което се върти по оста, гумената лента може да бъде опъната директно около колелото, просто имайте предвид, че ако колелото е голямо, то ще се върти при много по -ниски обороти от двигателя.

Всъщност трябва да пусна това на 6 волта. Което е 4 1.5V батерии последователно. Изображение 3 за тази стъпка показва как препоръчвам последователното свързване на батерии (ако имате само батерии 1.5V). По принцип лента от алуминиево фолио се сгъва върху себе си няколко пъти и се поставя върху тиксо. След това лентата закрепва алуминия в контакт с + и - краищата на батерията и фиксира батериите заедно. Така че, когато нещата са настроени като на изображение четвърто, сгъвате свободния край на лентата нагоре върху батериите и я запечатвате заедно. Уверете се, че алуминиевото фолио е сгънато най -малко 10 пъти, в противен случай то ще се загрее.

Можех да пусна и мотора с 9V плюс резистор, но исках да е просто. Просто знайте, че има няколко начина за достигане на оптимални напрежения или токове.