Centrifuga săracului și Lazan Suzan: 3 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Introducere + Matematică și design

Centrifugele

Centrifugele sunt folosite pentru a separa materialele după densitate. Cu cât diferența de densitate între materiale este mai mare, cu atât se separă mai ușor. Deci, în emulsii cum ar fi laptele, o centrifugă poate separa o parte din crema mai grasă în partea de sus, în timp ce laptele degresat merge în partea de jos. Sigma Aldrich are un articol bun care discută despre fizica separării centrifugelor, precum și despre ceea ce este posibil să se separe la diferite viteze de centrifugare.

Centrifuga pe care am făcut-o ar trebui să se încadreze în categoria de viteză redusă pe care o specifică (2, 000 - 6, 000 RPM). La aceste viteze, dacă ați avea o suspensie de celule eucariote în soluție, le-ați putea peleta (ca în, le puteți separa de soluție). Suspensiile de lucruri precum făina sau particulele de murdărie ar putea fi, de asemenea, separate la aceste viteze.

Lazy Suzan

Un Suzan leneș motorizat este o platformă cu rotație lentă, de obicei utilizată pentru videografie. Puteți așeza ceva de genul o statuie sau un produs alimentar pe ea și puteți obține un videoclip neted cu toate părțile obiectului. Viteza de revoluție este în mod ideal <1 revoluție pe secundă.

Viteza motorului, forța și RPM

În descrierea produsului unui motor electric, veți vedea de obicei două lucruri: tensiunea și RPM. Probabil că puteți utiliza în siguranță tensiuni la + sau - 50% din tensiunea specificată. În teorie, tensiunile mai mari înseamnă mai multă forță în spatele motorului și RPM mai mari. Dar să presupunem că aveți un motor care are RPM standard de 1000 de rotații pe minut. Cum puteți face ca ceva să se rotească mai repede sau mai lent decât 1000 RPM cu acest motor? Cu angrenaje.

Schimbarea vitezelor într-o bicicletă funcționează în mod similar cu ceea ce trebuie să faceți aici. Dacă aveți o roată dințată cu 20 de dinți atașați la motorul de 1000 RPM. Apoi un angrenaj cu 5 dinți în contact cu angrenajul cu 20 de dinți se va roti la 4000 RPM. Relația fiind: RPM țintă = (RPM motor) * (dinți pe roata dințată) / (dinți pe roata dințată). FYI, numărul de dinți de pe angrenaj ar trebui să fie direct proporțional cu raza angrenajelor, astfel încât raza poate fi utilizată în schimb. Deci, în acest exemplu, angrenajul cu 5 dinți este angrenajul rotativ și ar avea platforma centrifugă și tuburile atașate la acesta.

Dar asta este în teorie, în realitate, angrenajul rotativ se va roti la o viteză mai mică decât se aștepta. Acest lucru se datorează faptului că va exista o cantitate mai mare de frecare, mai ales dacă adăugați greutate angrenajului cu 5 dinți.

În loc de roți dințate, puteți folosi benzi de cauciuc, ceea ce folosesc pentru leneșul meu suzan. Și matematica funcționează în mod similar, în ceea ce privește circumferința sau raza în loc de dinți.

Pasul 1: Materiale

Lista generală:

1. Recipiente goale, cum ar fi recipientele pentru ovaltină și fulgi de ovăz pe care le-am folosit. Conserve de supă ar putea funcționa, de asemenea.
2. Motoare. Evaluat la 12V sau mai mare pentru centrifugă. În jur de 3-6V pentru leneșul Suzan.
3. Pistol de lipit fierbinte
4. Bandă adezivă - opțional
5. Super Glue - opțional - purtați mănuși dacă utilizați
6. Sârme, roți dințate, bandă de cauciuc, platformă rotativă, baterii etc. - Voi discuta mai detaliat în pașii următori

Motoarele pe care le-am folosit sunt motoare electrice obișnuite, cu 2 conductoare, nu motoare pas cu pas. Am primit unul (evaluat 12V și 1200 RPM) de la o imprimantă Canon care a încetat să funcționeze și un altul (probabil 3V, probabil <300 RPM) de la un DVD player care a încetat să funcționeze. Dacă nu aveți motoare la îndemână, există tone pe eBay și pe alte site-uri pentru <10 dolari care ar trebui să funcționeze.

Angrenajele și osiile pe care le am provin dintr-un "kit RC Snap Rover" pe care l-am demontat. În realitate, tot ce aveți nevoie este o roată care se poate roti liber pe o axă și o modalitate de a o face să se rotească mai repede sau mai lent decât motorul, în funcție de ceea ce doriți să fie produsul dvs. final.

Pasul 2: Centrifugați

Recipientele din ovaltină au fundul metalic. Pentru a forma o gaură în care să treacă partea superioară a motorului, vă recomand să folosiți un ciocan și un cui și să vă întoarceți în cerc, perforând încet materialul. Folosirea unui burghiu sau a unui dremel ar funcționa la fel. Asigurați-vă că capul motorului se va potrivi și va fi perpendicular pe baza cutiei, apoi aplicați adeziv fierbinte în zona din jurul capului motorului și puneți-l în poziție. Am folosit bandă pentru a susține motorul în timp ce lipiciul s-a întărit. Vă recomandăm să atașați fire lungi la motor înainte de a-l lipi de recipient. Am înfășurat pur și simplu capetele de sârmă dezbrăcate în jurul cablurilor motorului.

Odată ce lipiciul este întărit, puteți scoate două găuri din partea laterală a containerului și trageți firele prin. Am bateria în afara containerului, astfel încât să pot atinge manual cablurile bateriei pentru a porni centrifuga. În mod ideal ar fi folosit un comutator, dar nu am unul.

Apoi am super-lipit un angrenaj mare de capul motorului. Am folosit șmirghel pentru a aspru suprafața angrenajului înainte de a aplica adeziv, care, teoretic, ar trebui să crească rezistența la aderență. Am marcat o zonă de pe baza ovaltină în care ar trebui să meargă următoarea treaptă (ca în, un punct în care dinții celor două trepte de viteză se vor interconecta) și am tras o gaură în acea locație cu un cui. Apoi am așezat ușor o axă prin această gaură și am lipit-o la cald în loc. Acest lucru este cel mai vizibil în imaginea 2 pentru acest pas.

Angrenajul rotativ are un disc gros de hârtie super-lipit pe el. Am tăiat discul din spatele unui caiet. Discul, fiind hârtie, ar trebui să se lipească mai bine decât plasticul, dar este suficient de puternic pentru a menține viteza motorului. O gaură trebuie plasată în centrul discului de hârtie, în linie cu gaura din angrenaj. În acest fel, când angrenajul rotativ este plasat pe axă, axul se va termina într-un punct deasupra platformei de hârtie. Am așezat apoi o margele de adeziv fierbinte, vizibilă în imaginea antetului de pe prima pagină, în partea superioară a osiei. Care se va întări deasupra platformei și se va asigura că nu va zbura de pe ax.

Fișierul mp4 este un videoclip al centrifugei mele care se învârte. Este posibil să fie necesar să-l descărcați pentru a-l vizualiza, fișierul nu este atât de mare. Tuburile pe care le folosesc sunt din plastic și au lapte în ele. Le-am acoperit cu folie de plastic. Nu aș recomanda utilizarea tuburilor de sticlă, dat fiind că poate exista un anumit risc ca acestea să zboare de pe disc în timp ce se învârt. Tuburile sunt pur și simplu lipite pe disc. Folosesc o baterie de 9V în videoclip, care este mai mică tensiune decât motorul pentru care este evaluat. Pentru a crește nivelul de tensiune, puteți conecta bateriile în serie.

Pasul 3: Lazy Suzan

Pentru Lazy Suzan, angrenajul din imagine nu acționează de fapt ca angrenaj, ci pur și simplu poate pivota în jurul axei. Roata care este atașată la angrenaj îmi oferă o bază pentru a așeza o placă deasupra ei și apoi un element deasupra plăcii.

Imaginea 2 arată axul care a fost scufundat prin baza containerului de fulgi de ovăz și apoi lipit la cald în loc. Motorul a fost poziționat și lipit la cald într-o locație care asigură ca banda de cauciuc să fie tensionată atunci când este trasă între angrenaj și motor (imaginea 1). Dacă pur și simplu aveți o roată care se rotește pe o axă, banda de cauciuc poate fi întinsă direct în jurul roții, rețineți doar că, dacă roata este mare, aceasta se va roti la un RPM mult mai mic decât motorul.

De fapt, trebuie să rulez asta la 6 volți. Care este 4 baterii de 1,5V în serie. Imaginea 3 pentru acest pas arată cum vă recomand să conectați bateriile în serie (dacă aveți doar baterii de 1,5 V). Practic, o fâșie de folie de aluminiu s-a împăturit de mai multe ori și așezată pe bandă adezivă. Banda asigură apoi aluminiul în contact cu capetele + și - ale bateriei și asigură bateriile împreună. Deci, atunci când lucrurile sunt configurate ca în imaginea a patra, pliați capătul liber al benzii pe baterii și îl sigilați împreună. Asigurați-vă că folia de aluminiu este pliată de cel puțin 10 ori sau va încălzi o cantitate relevantă.

Aș fi putut rula și motorul cu un 9V plus un rezistor, dar am vrut să fie simplu. Știți doar că există mai multe moduri de a atinge tensiuni sau curenți optimi.