淺談離心機(jī)相關(guān)問題的探討

王文勝

摘要：本文闡述了離心機(jī)的工作原理及離心方法，分析了離心機(jī)轉(zhuǎn)盤高效加工方法，并探討了離心機(jī)工作是噪音的解決方法。

關(guān)鍵詞：離心機(jī)轉(zhuǎn)盤 高效加工 噪音

為了加大分離能力，人們制造了離心機(jī)，當(dāng)其轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心加速度是重力加速度的很多倍，分離能力也提高了很多倍，由于離心機(jī)具有節(jié)省勞力、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件、并連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)遙控、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，下面就探討一下離心機(jī)的相關(guān)問題。

一、離心機(jī)的工作原理及離心方法

1、離心機(jī)的工作原理

離心機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的離心力以及物質(zhì)的沉降系數(shù)或浮力密度的差異進(jìn)行分離，濃縮和提純生物樣品的一種方法。懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下，由于巨大的離心力作用，使懸浮的微小顆粒以一定的速度沉降，從而使溶液得以分離，顆粒的沉降速度取決于離心機(jī)的轉(zhuǎn)速、顆粒的質(zhì)量、大小和密度。

當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜止不動(dòng)時(shí)，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉，顆粒越重，下沉越快。為顆粒在重力場下移動(dòng)速度與微力的大小、形態(tài)、密度、重力場的強(qiáng)度及液體的黏度有關(guān)。此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象.對小于幾微米的微粒它們在溶液中呈膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的，因?yàn)轭w粒越小城將越慢而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重，擴(kuò)散現(xiàn)象是不利于樣品分離的，如果加大重力，就可能克服擴(kuò)散現(xiàn)象的不利影響，實(shí)現(xiàn)生物大分子的分離，離心機(jī)就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力迫使液體中微?？朔U(kuò)散加快沉降速度，把樣品中具有不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。

2、常用的離心方法

（1） 差速離心方法：采用不同的離心速度和離心時(shí)間，是沉降速度不同的顆粒分布離心的方法，稱為差速離心。操作時(shí)，將含有兩種不同的顆粒的混懸液，以常速離心，使大的顆粒下沉，將上清液傾倒于另一離心管中，在加大離心力，離心一定時(shí)間，分離小的顆粒，反復(fù)多次分離，達(dá)到分離目的。差速離心主要用于分離大小和密度差異較大的顆粒。差速離心法的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡單，離心后用傾倒法即可將上清液與沉淀分開，并可使用容量較大的角式轉(zhuǎn)子，分離時(shí)間短，重復(fù)性高；樣品處理大。

（2）密度梯度離心法：該法又分為速率區(qū)帶離心法和等密度區(qū)帶離心法，樣品在一定惰性梯度介質(zhì)中進(jìn)行離心沉淀或沉降平衡，在一定離心力下把顆粒分配到梯度液中些特定位置上，形成不同區(qū)帶的分離方法，該法的優(yōu)點(diǎn)是：具有很好的分辨率，分離效果好?？梢淮潍@得較純顆粒，適用范圍廣，既能分離沉淀系數(shù)差的顆粒，又能分有一定浮力密度的顆粒.能保持顆?；钚?，并防止已形成的區(qū)帶由于對流而引起混合，目前使用最多的是蔗糖密度梯度系統(tǒng)，其梯度范圍是：蔗糖濃度5%-60%，密度1.02-1.30g/cm，梯度的作用是使離心液穩(wěn)定以減少擴(kuò)散或得到較為鋒利的區(qū)帶。被離心的物質(zhì)根據(jù)其沉降系數(shù)不同進(jìn)行分離。同類物質(zhì)則因分子大的沉降速度快于分自小的物質(zhì)從而分離.密度梯度的制備可采用梯混合器，也可將不同濃度的蔗糖溶液小心地一層一層加入離心管中，越靠管底，濃度越高，形成階梯梯度.離心前，把樣品小心地鋪放在預(yù)先制備好的密度梯度溶液的表面。離心后，不同大小，不同形狀有一定的沉降系數(shù)差異的顆粒在密度梯度溶液中形成若干條界面清晰的不連續(xù)區(qū)帶。各區(qū)帶內(nèi)的顆粒較均一，分離效果較好，在密度梯度離心過程中，區(qū)帶的位置和寬度歲離心時(shí)間的不同而改變。歲離心時(shí)間的加長，區(qū)帶會因顆粒擴(kuò)散而越來越寬.為此，適當(dāng)增大離心力而縮短離心時(shí)間，可減少區(qū)帶擴(kuò)寬。

二、離心機(jī)轉(zhuǎn)盤高效加工方法

1、離心機(jī)轉(zhuǎn)盤容易出現(xiàn)的問題

離心機(jī)高速轉(zhuǎn)盤大多都存在一定的質(zhì)量問題。并且效率低，加工成本高。達(dá)不到技術(shù)要求.無法量化投入生產(chǎn)使用，主要問題如下：

（1） 平面度無法保證，難以達(dá)到平衡水平，離心機(jī)工作中噪音比較大.（2）尺寸一致性不好，活動(dòng)部件不能很好配合，導(dǎo)致偏心。（3）裝夾定位有難度，生產(chǎn)效率低.

任何一個(gè)零件，其設(shè)計(jì)精度都是通過加工來保證的，要完成零件的機(jī)械加工內(nèi)容，首先必須解決工件在數(shù)控機(jī)床上的裝夾定位問題，達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)要求，提高生產(chǎn)效率，解決高成本等問題。

2、問題的解決

（1） 工藝分析

由于零件的特殊性，離心機(jī)高速轉(zhuǎn)盤加工的正反兩面的輪廓；孔和槽，在其加工的過程中對共建制作的標(biāo)準(zhǔn)必須是單面一次性定位進(jìn)行加工，這樣加工基準(zhǔn)唯一的誤差就能夠定在原點(diǎn)，因此通過設(shè)計(jì)的專用夾具，只需要通過三道工序就可以完成加工。

（2） 家具的設(shè)計(jì)

為了減少工序提高工效，設(shè)計(jì)了一套數(shù)控機(jī)床專用夾具.①由于卡盤所用的材料是方形鋁板，根據(jù)產(chǎn)品形狀，考慮到先把多塊材料疊加，一次性加工出中心孔（工序一），再以中心孔來定位，完成其他（工序二；工序三）部位的加工，這樣就減少許多工序，大大縮短生產(chǎn)時(shí)間，可以提高共建效率。②銑床加工是根據(jù)產(chǎn)品的外形輪廓，用專用夾具通過一面四銷來自動(dòng)完成分中定位，運(yùn)用加工中心到庫的優(yōu)勢作用，兩個(gè)工步即可完成產(chǎn)品的生產(chǎn)加工。③專用夾具的制造所需時(shí)間不長，先保證夾具體的四個(gè)面的平行度，然后利用數(shù)控車床車出四個(gè)定位銷和螺母并組裝即可完成夾具的制作。④材料的選擇，夾具材料主要是以錳鋼板為主，轉(zhuǎn)盤材料是以鋁板為主。

3、離心機(jī)工作時(shí)噪音的解決辦法

（1）轉(zhuǎn)軸上端固定轉(zhuǎn)盤螺釘或機(jī)座上減震彈簧固定螺釘?shù)葯C(jī)件緊固件有松動(dòng)現(xiàn)象，只要重新緊固一邊即可。（2）電機(jī)轉(zhuǎn)軸彎曲或軸承磨損，若電機(jī)轉(zhuǎn)軸彎曲可通過修復(fù)校正來解決，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)予以更換。（3）機(jī)座上三根減震彈簧彈力變小或斷裂，使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)晃動(dòng)較大，只要更換減震彈簧即可。（4）外罩變形或位置不正確，只要修復(fù)、調(diào)整和校正外罩，并將外罩裝好固定牢即可解決。（5）試管套內(nèi)有碎玻璃片等異物，若有，必須清除后方可使用。（6）試管套與本機(jī)不匹配，試管套是廠家精確匹配給機(jī)器專用的，不同型號的離心機(jī)試管套是不能隨意調(diào)換的，否則，離心機(jī)工作時(shí)會產(chǎn)生振動(dòng)噪音。

結(jié)束語

主要根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)粗略闡述了離心機(jī)轉(zhuǎn)盤高速加工方法和工作時(shí)噪音的解決辦法，當(dāng)然由于篇幅有限，還有許多內(nèi)容尚未涉及到，比如；離心機(jī)轉(zhuǎn)盤加工時(shí)銑削刀具的選擇問題，數(shù)控程序中切削參數(shù)的選擇問題等等。

參考文獻(xiàn)：

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