Типы роторов: Типы центрифужных роторов: угловой или бакет-ротор?

Типы роторов для центрифуги: бакет-ротор и ротор с фиксированным углом

Центрифугирование является одним из наиболее эффективных и часто используемых методов разделения веществ. Оно применяется в различных областях промышленности, в химических, экологических и биохимических лабораториях, в медицинских учреждениях и на пищевых предприятиях. Все дело в гравитации и массе: частицы в гетерогенном растворе будут, учитывая достаточное время, разделяться исходя из их размера и плотности. Мелкие частицы с малой плотностью также будут устремляться вниз, но не всегда; некоторые частицы не оседают, а остаются в растворе в виде взвеси. Использование центрифугирования ускоряет процесс разделения и делает его более эффективным.  Центрифуги нашли широкое применение в развитии множества наук и являются частью лабораторного оснащения начиная с конца девятнадцатого века.

Осадок и надосадочная жидкость

Центрифугирование основано на применении центростремительной силы для разделения гетерогенного раствора на надосадочную жидкость (т. н. центрифугат, супернатант, supernatant) и осадок. Современная центрифуга усиливает силу тяжести, вращая растворы с высокой скоростью, чтобы увеличить скорость осаждения. Во время этого процесса частицы с высокой плотностью осаждаются к оси центрифугирования (вниз по пробирке), в то время как частицы с меньшей плотностью осаждаются от оси центрифугирования. Например, бактериальные клетки в суспензии имеют высокую плотность частиц и будут стремиться оседать на дно.

Процесс осаждения, который обычно занимает часы или дни под действием силы тяжести может быть сокращен до минут при использовании недорогой и простой в обращении лабораторной центрифуги. Основными характеристиками лабораторных центрифуг являются скорость вращения ротора, выраженная в оборотах в минуту, и относительное центробежное ускорение (RCF). Для медицинских центрифуг, предназначенных для разделения в пробирках на 10-15 мл, скорость вращения ротора, как правило, составляет 3000-3500 об/мин. Примером таких центрифуг могут служить модели Liston C 2201, Liston C 2204, ЦЛМН-Р10-01-«Элекон, ОПН-3, СМ-6М и другие. В центрифугах, разделение в которых, происходит в микроцентрифужных пробирках (т.н. пробирки Эппендорфа, емкостью от 0,2 до 2 мл), скорость вращения ротора составляет порядка 14-16 тыс. оборотов в минуту. В качестве примера можно привести модели Microspin 12, MiniSpin, СМ-50, UC-1512 и другие. В центрифугах, предназначенных, для применения в общелабораторной практике, при проведении химических анализов и во время подготовки проб, скорость вращения ротора составляет, как правило, 4000-6000 об/мин. К таким центрифугам относятся, например, модели ПЭ-6900, ПЭ-6910, UC-1412A, UC-1412D, Armed 80-2S и другие. Существуют, также, многофункциональные центрифуги, скорость вращения в которых зависит от типа используемого ротора и емкости применяемых пробирок. Некоторые модели оснащены функцией охлаждения и термостатирования, что расширяет сферы применения.

Бакет-ротор CRA 1215

Основой любой центрифуги является ротор, в который помещаются пробирки и емкости с растворами для последующего разделения. Существует два основных типа центробежных роторов: с фиксированным угол наклона и бакет-ротор. Альтернативные названия бакет-ротора это ротор с качающимися стаканами или ротор с переменным углом. Роторы с фиксированным углом удерживают пробирки под устойчивым углом (обычно 45°) относительно оси вращения. Бакет-ротор раскачивается при приложении центростремительной силы и удерживает ячейки под углом около 90° относительно угла поворота. В этих роторах осадок образуется на дне конической центрифужной пробирки, тогда как при использовании ротора с фиксированным углом, осаждение происходит под определенным углом к пробирке.

Ротор с фиксированным углом (для пробирок Эппендорф)

Учитывая превосходное осаждение при использовании бакет-ротора, является очевидным его выбор для центрифугирования образцов. Однако применение ротора с фиксированным углом дает ряд преимуществ перед бакет-ротором. Например, можно установить большее количество пробирок в такой ротор с меньшим расстоянием между ними, что увеличивает производительность. Учитывая, что ротор изготавливается из прочного металлического сплава, он выдерживает гораздо большие нагрузки по сравнению с бакет-ротором, что позволяет использовать его в высокоскоростных центрифугах, например, при отделении биологических макромолекул, таких как РНК, ДНК и белок.

Независимо от конструкции применяемого ротора, центрифугирование является мощным инструментом для осаждения частиц в растворах. Центрифуги всех типов и размеров используются каждый день для биологического анализа и судебной экспертизы, на фармацевтических предприятиях, при контроле качества пищевых продуктов, в химических и экологических лабораториях, в научной и образовательной практике.

Если у вас есть необходимость в приобретении лабораторной или медицинской центрифуги и вам необходимо подобрать подходящую вам модель, вы можете обращаться по координатам указанным в разделе «Обо мне».

19 Роторы осевых компрессоров

По конструкции
элементов, к которым крепятся рабо­чие
лопатки, различают следующие типы
роторов осевых компрес­соров: барабанный
(а),
дисковый (б)
и смешанный — барабанно-дисковый (в)
(см. рис. 3.23).

Рис. 3.23. Типы
роторов компрессора

Ротор
барабанного типа

Ротор барабанного
типа представляет собой барабан, на
ко­тором крепятся лопатки и две боковые
крышки с цапфами, с по­мощью которых
ротор опирается на подшипники (рис.
3.24, а). В зависимости от закона профилирования
проточной части бара­бан может иметь
цилиндрическую или коническую форму.
Для крепления лопаток на его поверхности
прорезаются кольцевые или продольные
фасонные пазы (рис. 3.24, б,
в).
При продольных пазах число лопаток во
всех ступенях одинаковое, что не
позво­ляет обеспечить максимальную
напорность в каждой ступени. Однако
такое расположение лопаток удобно для
их монтажа и демонтажа, а изготовление
продольных пазов проще, чем коль­цевых.
Расстояние между лопатками обеспечивается
специальными проставками 3.

Ротор барабанного
типа:а — принципиальная схема; б —
крепление ло­паток, установленных в
кольцевые пазы; в — крепление лопаток,
установленных в продольные пазы: 1—
барабан; 2 — рабочая лопатка; 3, 4 —
проставка; 4′ — проставка до постановки
в паз; 5 — отверстие

Достоинство
ротора
барабанного типа: простота конструкции
и, следовательно, простота изготовления,
большая поперечная (изгибная) жесткость
и, как следствие, высокая критическая
частота вращения.

Недостатком ротора
данного типа является его низкая несу­щая
способность, допускающая окружные
скорости на среднем диаметре лопаток
не более 200 … 250 м/с. Следовательно, ротор
барабанного типа — тихоходный, и для
получения необходимой степени повышения
давления в компрессоре должно быть
большое число ступеней. Это ведет к
увеличению массы, что противо­речит
одному из основных требований,
предъявляемых к компрессорам, —
обеспечению минимальной удельной мас­сы
.

Передача крутящего
момента в роторах дискового типа.
Пере­дача крутящего момента от вала
к дискам возможна несколькими способами:
при помощи шлиц, трения и призонных
болтов.

Для фиксирования
осевого положения дисков относительно
вала используются кольцевые буртики,
проставки — трактовые кольца и другие
элементы.

Ротор дискового
типа

Ротор дискового
типа состоит из последовательно
расположен­ных дисков, непосредственно
не связанных между собой (рис. 3.27). На
внешней части дисков (ободе) крепятся
рабочие лопатки. Диски имеют центральные
отверстия и из условий прочности
выполняются с развитой ступицей (часть
полотна диска около отверстия).

Ступица служит
для соединения с валом, от которого
крутя­щий момент с турбины передается
каждому диску отдельно. Та­ким образом,
ротор дискового типа состоит из дисков
8,
лопа­ток 1
и вала 5.

Полотно
диска специальным образом профилируется
— утоньшается к ободу — для получения
минимальной массы при обес­печении
необходимой долговечности. Иногда для
упрощения производства полотно диска
выполняют постоянной толщины.

Рис. 3.27. Ротор
дискового типа:
а — конструктивная
схема ротора; б — фиксация трактовых
колец от проворачивания в окружном
направлении; / — рабочая лопатка; 2 —
трактовое кольцо; 3 — лопатка направляющего
аппарата; 4, 7 — гайки, стягивающие диски;
5 — вал; 6 — шлицы; в — диски; 9 — штифт,
фиксирующий трактовое кольцо от
проворачивания.

Кроме того,
уменьшение массы и хорды лопаток, а
следовательно, и обода дисков от первых
к последним ступеням компрес­сора
позволяет уменьшить также и толщину
дисков в этом же направлении. Для
увеличения вибропрочности дисков
последних ступеней толщина их полотна
может быть увеличена.

Достоинства
дисковых роторов:

— дисковые роторы
обладают большей несущей способностью,
чем барабанные, и допускают на среднем
диаметре лопаток окруж­ные скорости
400 … 450 м/с, т. е, дисковый ротор является
высоко­напорным;

— диаметр турбины
хорошо согласуется с диаметром
компрес­сора, что способствует
получению двигателем приемлемых
диа­метральных габаритных размеров;

— число лопаток
на разных ступенях выбирается оптималь­ным.
Недостатки
дисковых роторов:

— малая изгибная
и крутильная жесткость. Для ее увеличе­ния
вал необходимо выполнять значительного
диаметра, а, сле­довательно, увеличивать
толщину ступиц дисков и утяжелять
конструкцию ротора в целом;

— вследствие
малой жесткости повышенная склонность
к возбуждению колебаний дисков.

— меньшая, чем у
барабана, жесткость конструкции требует
обязательного применения двух опор
для ротора компрессора.

Ротор смешанного
или барабанно-дискового типа

Ротор смешанного
или барабанно-дискового типа (рис. 3.31)
имеет в своей конструкции и диски, и
барабанные участки и поэтому сочетает
достоинства двух рас­смотренных выше
типов роторов. Ротор смешанного типа
состоит из отдельных секций, включающих
в себя либо диск с развитым цилиндрическим
(или коническим) буртом (рис. 3.31, поз. 1),
выполненным совместно с диском, либо
диск и отдельную кольце­вую проставку,
передающую крутящий момент. Секции
соединяются между собой, и бурты или
про­ставки образуют барабан. К передним
и задним дискам крепятся цапфы. Для
получения высокой жесткости, надежной
передачи крутящего момента и центровки
целесообразно применять диски
с буртами,
которые следует располагать на возможно
большем радиусе. Однако использование
подобных секций существенно усложняет
производство. Кроме того, кольцевые
бурты дополнительно нагружают диски.
Для устранения этого недостатка место
рас­положения буртов определяется
из условия равенства радиальных
деформаций диска и бурта, что позволяет
их взаимно разгрузить.

Ротор, состоящий
из дисков и
кольцевых проставок,
проще в изготовлении, но имеет большое
число разъёмов, что снижает его жесткость
и увеличивает массу по сравнению с
ротором, ис­пользующим диски с буртами.

Рис. 3.31. Ротор
барабанно-дискового типа:
1 — развитой бурт; 2
— рабочая лопатка; 3 —- радиальный штифт;
4 — диск.

Соединение секций
в роторах смешанного типа довольно
раз­нообразно. Все типы роторов можно
разделить на два класса — разъемные и
неразъемные (в условиях эксплуатации
и эксплуата­ционного ремонта).

В неразъемных
роторах
секции соединяются при помощи ра­диальных
штифтов 3
и натяга (см. рис, 3.31) и методом сварки.

Разъемные роторы
отличаются конструктивным выполнением
соединения секций и передачи крутящего
момента от ступени к ступени. Наиболее
часто используются соединения при
помощи призонных болтов и торцевых шлиц
со стяжным болтом (болтами).

В роторах с первым
типом соединения передача крутящего
момента и центровка осуществляются
призонными болтами.

Тормозные роторы: шесть разных типов

Опубликовано 24 августа 2018 г. by Mike Hagerty Техническое обслуживание

Ваши тормоза служат очень простой цели: останавливать машину. Но есть выбор, который нужно сделать при работе с тормозами, и не в последнюю очередь это выбор правильного типа тормозного диска.

Тормозные роторы могут быть изготовлены из шести различных материалов, каждый из которых имеет свои преимущества. Давайте посмотрим на каждый.

1. Чугун

Это самое определение старой школы, когда речь идет о тормозном диске. Это одна или две части, и они выполняют свою работу. Фактически, это самый распространенный материал для тормозных дисков. Правильная конструкция (обычно состоящая из двух частей) может хорошо работать даже в спортивном автомобиле. Тем не менее, это также самый тяжелый вариант, который влияет на общий вес вашего автомобиля и его управляемость, поскольку этот вес приходится на передние колеса.

2. Сталь

На протяжении многих лет гонщики выбирают сталь, потому что стальной тормозной диск тоньше, легче и лучше выдерживает нагрев. Недостаток: стальные роторы не так долговечны, как некоторые другие, а деформированные роторы могут вызывать шум и пульсацию педали при торможении.

3. Многослойная сталь

Наслоение стальных листов друг на друга и их ламинирование делает их устойчивыми к деформации, которая характерна для прямого стального тормозного диска. Это фаворит гонщиков, которые не хотят часто заменять и ремонтировать тормозной диск, но производители в настоящее время нацелены только на профессиональных гонщиков, а производство ограничено, поэтому это не очень распространено в легковых автомобилях.

4. Алюминий

Алюминиевые тормозные диски быстро рассеивают тепло, но плавятся при более низкой температуре, чем другие варианты. Алюминий является фаворитом для мотоциклов, которые весят меньше и легче тормозят роторы, чем тяжелые автомобили, грузовики или внедорожники.

5. Высокоуглеродистый

Это железо, но с примесью большого количества углерода. Они могут поглощать много тепла и быстро его рассеивать. Содержание металла помогает ротору избежать растрескивания при высоких нагрузках, а также снижаются тормозной шум и вибрация. Единственным недостатком является цена, которая значительно выше, чем у обычного железа или алюминия.

6. Керамика

Какой ваш любимый суперкар? Феррари? Порше? Ламборгини? Скорее всего, это керамические тормозные диски. Они обладают самой высокой теплоемкостью (на 85 процентов выше, чем у чугуна) и превосходным рассеиванием, а также поддерживают более постоянную силу и давление при повышении температуры роторов. Керамика — это тормозной диск с самой высокой производительностью, доступный на сегодняшний день.

Лучше всего честно говорить о своем стиле вождения и окружающей среде. Если большая часть вашего вождения связана с поездками на работу и с работы, чугунные тормозные диски, вероятно, именно то, что вам нужно. Если у вас есть высокопроизводительный автомобиль и вы любите кататься по извилистым горным дорогам на выходных, то высокоуглеродистые или керамические покрытия, вероятно, станут хорошей инвестицией. И если вы предпочитаете два колеса, а не четыре, алюминий — отличный выбор для вашего мотоцикла.

Ознакомьтесь со всеми продуктами для тормозных систем, доступными в NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для планового технического обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о вариантах тормозных дисков поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото предоставлено Викимедиа.

Категории

Техническое обслуживание

Теги

тормозной диск, замена тормозного диска, тормозные диски, тормозная система, тормоза, дисковый тормоз, рабочие тормоза

Майк Хагерти — автомобильный журналист, чьи работы с 1997 года освещаются на радио, телевидении, в печати и в Интернете. Он является издателем и редактором сайта MikeHagertyCars.com, а также пишет обзоры автомобилей для Los Altos Town Crier и losaltosonline.com. Предыдущие выпуски включали KFBK и KFBK.com в Сакраменто, Калифорния, филиалы телевидения ABC и радиостанции Hearst-Argyle и Emmis в Фениксе, Аризона; Журналы AAA для Аризоны, Оклахомы, Северо-Западного Огайо, Южной Дакоты и Маунтин-Уэст и BBCCars.com.

Различные типы, функции и внешний вид тормозных дисков

Обычная? Сверлили? Прорези? Или просверлены и просверлены?

Если вы пытаетесь решить, какие тормозные диски поставить на свой классический автомобиль, сначала вам нужно знать их типы и их характеристики. Затем вы захотите узнать, насколько хорошо (или не очень) каждый тип будет выглядеть на вашей винтажной машине.

Вот разбивка различных типов тормозных дисков по функциональности и внешнему виду.

Что такое обычный тормозной диск?

Гладкие тормозные диски входят в стандартную комплектацию большинства новых легковых автомобилей. Эти тормозные диски обычно изготавливаются из чугуна и могут поглощать среднее количество тепла. Они надежно работают в нормальных условиях, таких как ежедневные поездки на работу.

Обычные тормозные диски не подходят для агрессивного вождения и чрезмерного торможения, при котором выделяется много тепла. Они с большей вероятностью заржавеют, если у них нет отделки. А без отделки простые тормозные диски не так уж привлекательны.

Что такое просверленный тормозной диск?

Отверстия в тормозных дисках позволяют воде и теплу отводиться от поверхности диска. Этот тип тормозного диска может помочь увеличить тормозную способность, поэтому он хорош для более влажного климата.

Когда дело доходит до гонок, перфорированные тормозные диски не так хороши, потому что они могут быстро выйти из строя при высокой температуре и склонны к растрескиванию. Однако с точки зрения внешнего вида они выглядят круче, чем простая модель.

Что такое щелевой тормозной диск?

Тормозные роторы с прорезями имеют прорези вместо отверстий на поверхности ротора. Эти тормозные диски могут помочь большегрузным грузовикам и внедорожникам улучшить тормозную способность при буксировке или перевозке. Они обеспечивают выход газа и пыли и обеспечивают большую устойчивость к трещинам.

Тормозные роторы с прорезями не способствуют рассеиванию тепла и могут увеличить износ тормозных колодок. Как и перфорированные тормозные диски, прорези представляют собой обновление по сравнению с простой моделью и увеличивают коэффициент блеска.

Что такое тормозной диск с отверстиями и прорезями?

Когда тормозные диски имеют отверстия и прорези, пыль, газ, влага и тепло могут легче выходить, обеспечивая хороший контакт с тормозными колодками. Сочетание перфорированного тормозного диска, который работает с меньшим нагревом, и тормозного диска с прорезями, обеспечивающего чистоту поверхности, обеспечивает дополнительную безопасность и долговечность.

По сравнению с обычными тормозными дисками перфорированные и прорезные тормозные диски выглядят великолепно и не так легко ржавеют, особенно с серебристо-цинковым покрытием, предлагаемым Master Power Brakes. Эти тормозные диски отлично подходят для автомобилей, которым требуется улучшенное охлаждение и рассеивание тепла, а также улучшенное торможение на высоких скоростях. Однако срок службы перфорированных и прорезных тормозных дисков может быть коротким.

Тормозные диски: типы, функции и внешний вид

Теперь вы знаете больше о различных типах тормозных дисков, о том, как они работают и как они будут выглядеть на вашем классическом автомобиле.

Кратко:

• • Гладкие роторы без отверстий и прорезей, выглядят просто
• Просверленные роторы имеют отверстия, которые помогают рассеивать воду и тепло и выглядят стильно
• Роторы с прорезями имеют прорези, которые позволяют выходить газу и пыли и выглядят стильно
• Роторы с отверстиями и прорезями имеют отверстия и прорези, которые отводят пыль, газ, воду и тепло и выглядят стильно

Если вы хотите сочетать красивый внешний вид с отличными характеристиками, вам подойдут тормозные диски с перфорацией и прорезями.