Stackars mans centrifug och lata Suzan: 3 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Introduktion + matematik och design

Centrifuger

Centrifuger används för att separera material efter densitet. Ju större skillnad i densitet mellan material, desto lättare är det att skilja dem åt. Så i emulsioner som mjölk kan en centrifug separera ut en del av den fetare grädden till toppen medan skummjölken går till botten. Sigma aldrich har en bra artikel som diskuterar fysiken för centrifugseparation samt vad som är möjligt att separera vid olika centrifugeringshastigheter.

Centrifugen jag gjorde borde ligga inom den låghastighetskategori som de anger (2 000 - 6 000 RPM). Vid dessa hastigheter, om du hade en suspension av Eukaryote -celler i lösning, kan du möjligen pelletera dem (som i, separera dem från lösningen). Suspensioner av saker som mjöl eller smutspartiklar kan också separeras vid dessa hastigheter.

Lat Suzan

En motoriserad lat suzan är en långsamt roterande plattform som vanligtvis används för videografi. Du kan placera något som en staty eller matvaror på den och få en smidig video av alla sidor av objektet. Varvtalet är helst <1 varv per sekund.

Motorhastighet, kraft och varvtal

I en produktbeskrivning av en elmotor ser du vanligtvis två saker: spänningen och varvtalet. Du kan säkert använda spänningar vid + eller - 50% av den angivna spänningen. I teorin betyder högre spänningar mer kraft bakom motorn och högre varvtal. Men låt oss säga att du har en motor som har standardvarvtal på 1000 varv per minut. Hur kan du få något att snurra snabbare eller långsammare än 1000 varv per minut med denna motor? Med växlar.

Att byta växel i en cykel fungerar på samma sätt som vad du måste göra här. Om du har en kugghjul med 20 tänder kopplade till 1000 varv / min -motorn. Då kommer en växel med 5 tänder i kontakt med 20 tänder växeln att snurra med 4000 varv / min. Förhållandet är: Target RPM = (Motor RPM)*(Teeth on Motor Gear)/(Teeth on revolving gear). FYI, antalet tänder på kugghjulet ska vara direkt proportionellt mot växelns radie, så radie kan användas istället. Så i det här exemplet är växeln med 5 tänder det roterande kugghjulet och skulle ha centrifugplattformen och rören fästa vid den.

Men det är i teorin, i verkligheten kommer den roterande växeln att snurra med en lägre hastighet än förväntat. Detta beror på att det kommer att bli en högre mängd friktion, särskilt om du lägger till vikt på 5 -tänderna.

I stället för växlar kan du använda gummiband, vilket är vad jag använder för min lata suzan. Och matematiken fungerar på samma sätt, när det gäller omkrets eller radie istället för tänder.

Steg 1: Material

Allmän lista:

1. Tomma behållare som ovaltin- och havregrynbehållarna som jag använde. Soppburkar kan också fungera.
2. Motorer. Klassad 12V eller högre för centrifugen. Runt 3-6V för lat suzan.
3. Lim pistol
4. Gaffatejp - valfritt
5. Superlim - valfritt - använd handskar vid användning
6. Ledningar, kugghjul, gummiband, roterande plattform, batterier etc - jag kommer att diskutera mer detaljerat i följande steg

De motorer jag använde är vanliga, 2-lediga, elektriska motorer, inte stegmotorer. Jag fick en (nominell 12V och 1200 varv / min) från en Canon -skrivare som slutade fungera, och en annan (möjligen 3V, <300 varv / min troligen) från en dvd -spelare som slutade fungera. Om du inte har några motorer till hands finns det massor på eBay och andra webbplatser för <10 dollar som borde fungera.

Växlarna och axlarna som jag har är från ett "RC Snap Rover kit" som jag tog isär. I verkligheten är allt du behöver ett hjul som kan rotera fritt på en axel och ett sätt att få det att snurra snabbare eller långsammare än motorn, beroende på vad du vill att din slutprodukt ska vara.

Steg 2: Centrifugera

Ovaltine -behållare har en metallbotten. För att bilda ett hål för toppen av motorn att gå igenom, rekommenderar jag att du använder en hammare och spik och går runt i en cirkel, stansar långsamt ut material. Att använda en borr eller en dremel skulle också fungera. Se till att motorhuvudet passar och är vinkelrätt mot burkens bas och applicera sedan varmt lim på området runt motorhuvudet och sätt på plats. Jag använde tejp för att stödja motorn medan limmet härdade. Jag rekommenderar att du fäster långa trådar till motorn innan du limmar den på behållaren. Jag lindade helt enkelt de avskalade trådändarna runt motorledningarna.

När limmet är härdat kan du sticka ut två hål på behållarens sida och dra igenom ledningarna. Jag har batteriet utanför behållaren så jag kan manuellt röra ledningarna till batteriet för att slå på centrifugen. Helst skulle en switch användas men jag har inte en.

Jag superlimmade sedan en stor växel på motorhuvudet. Jag använde sandpapper för att grova kugghjulet innan jag applicerade lim, vilket i teorin borde öka bindningsstyrkan. Jag markerade ett område på ovaltinbasen där nästa växel ska gå (som i, en punkt där tänderna för de två växlarna låser sig) och petade ett hål på den platsen med en spik. Sedan placerade jag en axel något genom det här hålet och varmlimmade den på plats. Detta är mest synligt i bild 2 för detta steg.

Det roterande kugghjulet har en tjock papperskiva superlimt på den. Jag klippte ut skivan på baksidan av en anteckningsbok. Skivan, som är papper, ska bindas bättre än plast, men är tillräckligt stark för att hålla upp till motorns hastighet. Ett hål ska placeras i mitten av papperskivan, i linje med hålet i kugghjulet. På detta sätt, när det roterande kugghjulet placeras på axeln, kommer axeln att sluta vid en punkt ovanför pappersplattformen. Jag placerade sedan en pärla av varmt lim, synligt i rubrikbilden på den första sidan, på toppen av axeln. Som kommer att härda ovanför plattformen och se till att den inte flyger upp från axeln.

MP4 -filen är en video av min centrifug -snurrning. Du kan behöva ladda ner den för att se, filen är inte så stor. Rören jag använder är av plast och de har mjölk i sig. Jag täckte dem med plastfolie. Jag skulle inte rekommendera att använda glasrör eftersom det kan finnas en viss risk för att de flyger av skivan medan de snurrar. Rören tejpas helt enkelt på skivan. Jag använder ett 9V batteri i videon, vilket är mindre spänning än motorn är klassad för. För att öka spänningsnivåerna kan du ansluta batterier i serie.

Steg 3: Lazy Suzan

För Lazy Suzan fungerar inte växeln i bilden som en växel, den kan helt enkelt svänga runt axeln. Hjulet som är fäst på växeln ger en bas för mig att placera en tallrik ovanpå den och sedan ett föremål ovanpå plattan.

Bild 2 visar axeln som har sänkts genom havregrynbehållarens botten och sedan varmlimts på plats. Motorn placerades och varmlimmades på en plats som säkerställer att gummibandet är spänt när det dras mellan växeln och motorn (bild 1). Om du helt enkelt har ett hjul som snurrar på en axel kan gummibandet sträckas direkt runt hjulet, observera bara att om hjulet är stort kommer det att snurra med ett mycket lägre varvtal än motorn.

Jag måste köra detta på 6 volt faktiskt. Vilket är 4 1,5V batterier i serie. Bild 3 för detta steg visar hur jag rekommenderar att ansluta batterier i serie (om du bara har 1,5V batterier). I grund och botten en remsa av aluminiumfolie viks på sig själv flera gånger och placeras på gaffatejp. Tejpen fäster sedan aluminiumet i kontakt med + och - batteriändarna och fäster batterierna tillsammans. Så när saker ställs in som på bild fyra, viker du upp den lösa änden av tejpen på batterierna och täcker ihop den. Se till att aluminiumfolien viks upp minst 10 gånger annars kommer det att värma upp en ungefärlig mängd.

Jag kunde också ha kört motorn med ett 9V plus ett motstånd men jag ville att det skulle vara enkelt. Vet bara att det finns flera sätt att nå optimala spänningar eller strömmar.