Ультрацентрифуга

Таким образом, ускорение в ультрацентрифуге в 400 000 раз больше ускорения свободного падения (эти данные относятся к ультрацентрифугам типа показанной на рис. 3.1). На взвешенные в жидкости молекулы растворенного вещества, плотность отношение массы к объему) которых отличается от плотности окружающей жидкости, будет действовать в пробирке ультрацентрифуги очень большая центробежная сила, стремящаяся отделить их от жидкости. Если же их плотность равна плотности жидкой среды, то отделение не будет происходить. [c.73]

Среди упругих гироскопических систем, к которым приводятся динамические модели многих быстроходных машин, особое место занимают роторы высокоскоростных ультрацентрифуг. Отличительная черта их конструкции состоит в применении весьма гибкого вертикального вала на упруго податливых опорах с тяжелыми сосредоточенными массами на верхнем или нижнем консольно свешивающемся конце. Встречаются также типы ультрацентрифуг, у которых эти массы устанавливаются одновременно на обоих концах, верхнем и нижнем. Такая конструкция обладает сильными гироскопическими свойствами и, кроме того, из-за большого веса роторов ее динамика может испытывать заметное влияние сил тяжести, в поле которых совершается ее движение. В этих условиях на упругие гироскопические системы такого вида помимо обычных инерционных сип и моментов, связанных с упругими деформациями валов и опор, действуют силы инерций и их моменты, возникаюш ие при движении ротора как гиромаятника [c.32]

Параметры роторов ультрацентрифуг изменяются в широких пределах. Это вызвано, с одной стороны, разнообразием их конструкций, а с другой, наличием у каждой машины сменного ком- [c.32]

Колебания в поле сил тяжести ротора ультрацентрифуги подвесного типа изучались в работе 13]. [c.33]

В настоящей статье рассматриваются изгибные колебания ротора высокоскоростной ультрацентрифуги со схемой, аналогичной изучавшейся в работе [3]. Однако здесь ротор представлен как упругая гироскопическая система с распределенными и сосредоточенными параметрами учитывается гироскопический эффект только сосредоточенных масс. Численные значения параметров системы значительно отличаются друг от друга. Это приводит к появлению зон преимущественного влияния того или иного элемента ротора на его колебания. В ранее опубликованных работа - [c.47]

Среди упругих гироскопических систем, где отмеченные выше явления могут наблюдаться особенно заметно, следует выделить роторы высокоскоростных ультрацентрифуг. Весьма гибкий вертикальный вал на упруго податливых опорах с тяжелой массой на консольном конце создает условия, в которых в большой степени может проявляться действие поля сил тяжести и силовых факторов, связанных с движением ротора как гиромаятника [3]. В конструкциях ультрацентрифуг распространены почти в равной мере вертикальные роторы обоих типов — подвесные и зонтичные. [c.5]

ПОИСК СТАТИСТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИБКОГО ЗОНТИЧНОГО РОТОРА ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ С ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ УПРУГОЙ ПОДВЕСКОЙ [c.43]

Б настоящей работе рассматривается процедура оптимизации параметров колебательной системы высокоскоростной ультрацентрифуги при вынужденных колебаниях ее зонтичного ротора. Исследование связанной системы выполнено обобщенным методом динамических податливостей [c.43]

Начало неподвижной системы координат xyz поместим в точке закрепления опорного гибкого стержня, как это показано на рис. 1. Рассечем исходную систему на две вспомогательные подсистемы, включив в первую из них гибкий вал с ротором, а во вторую — корпус с упругими связями вала, ротором электродвигателя и гибким стержнем. В местах соединения обеих подсистем приложим силовые факторы, заменяющие действие одной части на другую. Тогда, в частности, к гибкому валу в сечении соединения с ротором электродвигателя будут приложены реакции Xj, и момент 2, а в местах расположения упруго податливых опор при полном числе действующих связей — реакции и Х . Будем иметь в виду, что вынужденные колебания возбуждаются сосредоточенным дисбалансом ротора ультрацентрифуги. Для рассматриваемой исходной системы можно записать канонические уравнения метода динамических податливостей [c.44]

К числу наиболее характерных представителей класса машин, где влияние поля сил, параллельных оси ротора, может сказываться особенно заметно, принадлежат ультрацентрифуги. В этих машинах колебания роторной системы происходят в поле сил тяжести. Весьма гибкий вертикальный вал с упруго податливыми опорами и тяжелой массой на конце служит почти идеальной реализацией схемы, в которой проявляются указанные действия поля сил тяжести и силовых факторов, обусловленных движением ротора как гиромаятника [3, 4]. Ультрацентрифуги обычно снабжены сменным комплектом роторов с различными массами и моментами инерции диапазон их рабочих скоростей весьма широк. Влияние сил тяжести на изгибные колебания вала ультрацентрифуги меняется в зависимости от веса закрепленного на нем ротора, скорости его дисбаланса, а также соотношения некоторых безразмерных параметров его упругой системы [3, 6]. Поэтому вопросы отыскания зон экстремального влияния поля сил тяжести и дополнительных силовых факторов на динамические свойства рассматриваемых роторов приобретают существенное значение при уравновешивании систем такого типа. [c.212]

Такова представляющая несомненный интерес предыстория возрождения разработок и развития центробежного метода разделения изотопов элементов с помощью ультрацентрифуг в США и странах Западной Европы, засвидетельствованная Е ряде зарубежных публикаций авторитетных ученых. [c.277]

В качестве приложения рассматриваются колебания в поле сил тяжести подвесного ротора высокоскоростной ультрацентрифуги (рис 9) Системы отсчета приведены на рис 9, а, размеры ротора даны на рис 9, б [c.204]

На рис. 11 приведено отношение критических скоростей прямой прецессии ротора ультрацентрифуги полученных из (31) и (33), в которых = м, [c.206]

При работе ультрацентрифуги с вращающимся ротором сила отрыва составляет (5-10 -ь 10 )-g. Но даже в этих условиях отрывается менее 20% частиц диаметром 3 мк из такого материала, как, например, золото. [c.49]

Измерение. Раз.меры твердых частиц более 10 мк. можно определить просеиванпе.м через сито [1.38]. С помощью центрифуг и ультрацентрифуг можно отделить н измерить частицы размером от 10 до 10 мк. Для измерения и подсчета твердых частиц пли жидких капель размеро.м от 10 до 0,.5 мк можно использовать оптический. микроскоп при размерах частиц от 0,5 до 0,1 мк требуется электронный микроскоп [243]. Определение размеров частиц. менее 0,1 мк в газе или электролите осуществляется путем измерения их подвижности в электрическом поле (гл. 10). Размеры жидких капель или пузырьков газа обычно определяются одни.м из оптических методов, включающих фотографирование, последующее измерение и подсчет. По интенсивности рассеянного света можно определить распределение по размерам множества частиц (гл. 5). [c.18]

Пример. Ультрацентрифуга. Результаты того, что тело находится в неинерциальной системе отсчета, могут иметь огромное практическое значение. Рассмотрим молекулу, находящуюся во взвешенном состоянии в жидкости, которая содержится в пробирке ультрацентрифуги. Предположим, что молекула находится на расстоянии 10 см от оси вращения и что центрифуга вращается с частотой 1000 об/с (60ООО об/мин). Тогда угловая скорость [c.72]

Согласно первому закону Ньютона взвешенная молекула стремится остаться неподвижной (или двигаться по прямой с постоянной скоростью), если рассматривать ее движение относительно лаборатории (лаборатория представляет собой достаточно хорошее приближение к системе отсчета, не имеющей ускорения). Молекула в ультрацентрифуге как бы противится бешеному вращению с большой угловой скоростью. Для наблюдателя, покоящегося относительно ротора ультрацентрифуги, молекула растворенного вещества будет вести себя так, как если бы на нее действовала сила M oV, стремящаяся оттолкнуть ее от оси вращения в сторону наружной стенки пробирки, вставленной в ротор центрифуги. Как велика эта сила Предположим, что молекулярная масса растворенного вещества равна 100 000, т. е. что масса М молекулы этого вещества приблизительно в 10 раз больше массы протона [c.73]

Рис. 3.1. Ротор ультрацентрифуги. ЙТ4 ультрацентрифуга работает с частотой вращения 63 иОО об/мин. и в ней оозии кает центробенсное ускорение, превышающее ускорение свободного падения почти в 300 ООО раз.

В настоящей статье исследуются изгибные колебания в поле сил тяжести ротора высокоскоростной ультрацентрифуги необычной конструкции. Ротор по-прежнему рассматривается как дискретная упругая гироскопическая система [3]. Однако динамическая модель помимо тяжелой массы на нижнем конце вала имеет такую же на верхнем и меньшую посредине, у точки подвеса, жесткий цилиндрический хвостовик. Центр инерции верхней массы и хвостовика расположены выше точки подвеса. Изгибные колебания такой системы исследуются методом, описанным в [1, 4]. Влияние поля сил тяжести, как ив [3], оценивается сравнением собственных частот, форм колебаний и других характеристик, вычисленных с учетом этого поля и без его воздействия. Численные расчеты иллюстрируются графиками. Отмечаются зоны в пространстве параметров рассматриваемой гиросистемы, где влияние поля сил тяжести на ее динамику существенно. [c.33]

Далее, применяя ту же последовательность операций, что и при собственных колебаниях, придем к системе линейных неоднородных уравнений относительно ш D , из которой они могут быть определены. Зная их, легко вычислить амплитуды в любом сечении вала и найти форму упругой линии при вынужденных колебаниях. На рис. 4 показаны две упругие линии, построенные при (х = = 10,9 и 39,7 (это соответствует 6600 и 24 ООО об1мин). Они дают возможность судить о характере деформации вала на различных рабочих режимах ультрацентрифуги. [c.52]

Роторы высокоскоростных ультрацентрифуг работают в весьма широком диапазоне скоростей вращения (например, О-ь 60ООО об мин). Часто в конструкциях ультрацентрифуг применяется двухступенчатая упругая подвеска (рис. 1). Для качественного выполнения биологических экспериментов амплитуды вынужденных колебаний от неуравновешенности или автоколебаний должны быть минимальны. Особенно важно для сохранения препарата, разделенного на фракции, минимизировать амплитуды колебаний при проходе критических скоростей в режиме торможения. [c.43]

Динамическая модель колебательной системы высокоскоростной ультрацентрифуги представлена на рис. 1. Гибкий вал привода ультрацентрифуги нижним своим концом закреплен в роторе электродвигателя, который вращается в жестких подшипниках скольжения корпуса (статора) и не может перемещаться относительно него в поперечном направлении. Кроме того, между валом и корпусом находятся две упругие связи (первая ступень подвески), одна из которых, нижняя (податливая опора) /кесткостью с. неизменно соединяет вал с корпусом, а вторая, верхняя жесткостью Сд (ограничитель амплитуды) включается в работу только при превышении амплитуды колебаний сверх установленной величины. На верхнем конце гибкий вал несет тяжелый массивный ротор, причем точка закрепления ротора на валу не совпадает с его центром масс. В свою очередь, корпус электродвигателя установлен на гибком стержне, образующем вторую ступень подвески. Этот стержень, жесткий относительно продольных перемещений, имеет сравнительно небольшую жесткость на изгиб, равную или соизмеримую с жесткостью вала, и допускает значительные перемещения корпуса в поперечном направлении. [c.44]

После вычисления А о и из (6) матричные выражения и [вх + (а — 62 позволяют построить упругую линию вала ультрацентрифуги при вынужденных колебаниях от дисбаланса ротора и найти все амплитуды, в том числе и центра масс ротора (ei + 0,25 63) Y . Заметим, что величина амплитуды зависит от 10 параметров связанной колебательной системы ультрацентрифуги (см. рис. 1). Задача выбора их оптимальных значений сводится к определению таких величин этих параметров, при которых обеспечивается минимизация амплитуды колебаний во время прохода критических скоростей или при резком увеличении дисбаланса ротора вследствие внезапной разбалансировки в закритиче-ской области. Аналогичные требования могут быть поставлены к амплитудам предельных циклов в зонах автоколебаний. [c.46]

Поиск статистическими методами оптимальных параметров гибкого зонтичного ротора высокоскоростной ультрацентрифуги с двухступенчатой упругой подвеской. Зейтман М.Ф., СтатниковР. Б.— Сб. Колебания и уравновешивание роторов . Изд-во Наука , 1973. [c.141]

Основным условием, обеспечивающим качественную работу и безаварийность высокоскоростных шпинделей, является возможно максимальная соосность посадочных мест подшипников. Большинство высокоскоростных подшипниковых узлов для уменьшения прогибов выполняется с массивными тщательно выбалансирован-ными шпинделями и с толстостенными корпусами, но существуют конструкции и с гибкими" валами (турбодетандеры и ультрацентрифуги). [c.625]

Важное значение имеет экспериментально-теоретическое исследование теплофизики быстропротекающих процессов трения, охватывающее широкий диапазон изменения скоростей, от десятков до нескольких тысяч метров в секунду, при значительных ускорениях поступательного движения тел с продолжительностью процесса трения от сотых долей секунды до нескольких секунд. Необходимо учитывать вязко-пластическое и упругопластическое деформирование приповерхностных слоев материалов, неста-ционарность контакта шероховатых тел, глубину слоев, вовлеченных в передеформйрование, нестационарность распределения тепловых потоков, теплоты между трущимися телами, значительное изменение теплофизических свойств трущихся тел, тепломассоперенос в процессе трения, макроизменения контакта в результате износа и коробления тел. [42, 48, 49]. Решение указанных задач актуально для создания тормозов, муфт, сцеплений в автомобильном, железнодорожном, авиационном транспорте для работы газовых подшипников, направляющих и опор ультрацентрифуг, магнитодинамических подшипников и др. [35, 42, 44, 45, 48]. [c.196]

До ТОГО как была создана национальная фирма Евродиф , в Западной Европе к практической реализации программы строительства разделительных заводов на основе кооперирования и сотрудничества приступили ФРГ, Нидерланды и Великобритания ( Тройка ). Они отказались от развития диффузионного метода ч приняли к разработке метод получения обогащенного урана с помощью противоточных ультрацентрифуг, обеспечивающий высокие технико-экономические показатели при работе на весьма больших скоростях вращения разделительных роторов. [c.233]

В своей популярной статье, опубликованной в 1961 г. в голландском научном журнале Керн , Кистмейкер заявлял, что техника разделения изотопов ураиа на ультрацентрифуге не является созданием его, Кистмейкера, или кого-нибудь из его сотрудников, что ультрацентрифуга, над которой работает его группа, была впервые разработана в Советском Союзе в 1946—1954 гг. [c.277]

Увеличения коэффициента разделения за счет возможно большей длины ротора можно достичь в конструкции надкритических ультрацентрифуг, имеющих гибкие роторы [2/(2г) 5]. Такие центрифуги работают при угловых скоростях, превышающих собственную частоту колебаний. Конструкционные и технологические особенности создания и массового применения надежно работающих надкритических центрифуг требуют решения еще более сложных задач, чем докритические центрифуги. В институтах Тройки , по опубликованным данным, проведены разработки того и другого типа наряду с поисками высокопрочных сплавов и полимерных материалов для высоконапряженных роторов. Надкритическими центрифугами оборудован завод в Алмело. Им было отдано предпочтение и в США. [c.285]

ИЗГИБНЫЕ КОЛЕБАНЙЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ РОТОРОВ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГ С ВЕСЬМА ГИБКИМИ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ ВАЛАМИ, РОТОРНЫХ СИСТЕМ И ШПИНДЕЛЕЙ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАШИН [c.189]

Роторы некоторых современных высокоскоростных машин (ультрацентрифуги, сепараторы, мешалки, устройства испытательных сте1адов и др.) включают весьма Гибкий, обычно упругоподвешенный, вертикальный вал, несущий массивные сосредоточенные элементы. При поперечных перемещениях таких роторов на их изгибные tone6aHnH может существенно влиять поле внешних, параллельных оси ротора сил (Тяжести, инерции переносного движения или др.). В подобных условиях в системе возникают формы движения, не соответствующие схеме традиционной модели гибкого ротора. [c.189]

Х16Н6 Сортовая ГОСТ 5949-75 Лист тонкий ГОСТ 5582-75 Лист толстый ГОСТ 7350-77 Закалка Отпуск Закалка Отпуск Закалка Отпуск 1050-1080 350-400 1050-1080 350-400 1050-1080 350-400 Вода или воздух Воздух Вода или воздух Воздух Вода или воздух Воздух До 60 0,8- 4-50 1100 1100 1100 900 850 850 12 12 10 55 Сварные конструкции и подвергающиеся воздействию пищевых и других сред относительно малой агрессивности. Нагруженные детали, работающие длительное время при температурах до 350 °С и короткое время до 500 °С в контакте с топливом или в атмосферных условиях. Детали сепараторов, распылительных сушилок, ультрацентрифуг. Как высокопрочный коррозионностойкий материал. Свариваемость хорошая [c.528]

Поэтому для охлаждения и смазки высокоскоростных легконагруженных подшипников, например подшипников быстроходных электрошлифоваль-ных головок и электродвигателей небольшой мощности, ультрацентрифуг весьма эффективна сма.зка масляным туманом, т. е. смазка маслом, распыленным струей воздуха. Этот способ охлаждения и смазки позволяет при минимальном расходе масла достаточно эффективно отводить тепло и обеспечить низкий коэффициент трения подшипников. [c.138]

Косвенные методы определения адгезии. Мелкие частицы (диаметром менее 10 мк) настолько прочно прилипают к поверхности, что силы, соответствующие ускорениям порядка (Ю н-10 ) g, не в состоянии преодолеть силы адгезии . Поэтому понятно стремление применять для отрыва мелких частиц ультрацентрифуги . Однако попытка использования ультрацентрифуги типа УЦ-2-А (продукция завода Микротехна — Прага) оказалась неудачной. Вращение шарика в магнитном поле этой центрифуги в вакууме происходит со скоростью, превышающей 10 об/мин, и сопровождается нагревом шарика, к которому прилипают частицы. Разогрев способствует расплаву частиц, изготовленных из плавких материалов (например, из полимеров)что приводит к искажению результатов измерения. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...