motor a vapor de madeira

As primeiras máquinas a vapor com cilindro oscilante móvel foram criadas no século XIX e eram usadas para impulsionar pequenos navios a vapor. Suas vantagens incluem a simplicidade de construção. Claro, esses motores a vapor não eram feitos de madeira, mas de metal. Eles tinham poucas peças, não quebravam e eram baratos de fabricar. Eles foram feitos em uma versão horizontal ou vertical para que não ocupassem muito espaço no navio. Esses tipos de motores a vapor também foram produzidos como miniaturas de trabalho. Eram brinquedos politécnicos movidos a vapor.

A simplicidade do projeto da máquina a vapor de cilindro oscilante é sua grande vantagem, e podemos ser tentados a fazer tal modelo de madeira. Certamente queremos que nosso modelo funcione e não fique parado. É alcançável. No entanto, não o conduziremos com vapor quente, mas com ar frio comum, de preferência de um compressor doméstico ou, por exemplo, de um aspirador de pó. A madeira é um material interessante e fácil de trabalhar, então você pode recriar o mecanismo de uma máquina a vapor nela. Como ao construir nosso modelo, fornecemos a parte lateral do cilindro, graças a isso podemos ver como o pistão funciona e como o cilindro se move em relação aos orifícios de distribuição. Sugiro que comece a trabalhar imediatamente.

Operação de máquina vapor com um cilindro de balanço. Podemos analisá-los para Foto 1 em uma série de fotografias marcadas de a a f.

1. O vapor entra no cilindro pela entrada e empurra o pistão.
2. O pistão gira o volante através da haste do pistão e da manivela da biela.
3. O cilindro muda de posição, à medida que o pistão se move, fecha a entrada e abre a saída de vapor.
4. O pistão, acionado pela inércia do volante de aceleração, empurra o vapor de escape através desse orifício e o ciclo recomeça.
5. O cilindro muda de posição e a entrada se abre.
6. O vapor comprimido passa novamente pela entrada e empurra o pistão.

Ferramentas: Furadeira elétrica em suporte, furadeira acoplada a bancada, lixadeira de cinta, esmerilhadeira vibratória, dremel com pontas para marcenaria, quebra-cabeças, glutadora com cola quente, matriz M3 com mandril de rosca, furadeira para carpintaria 14 milímetros. Usaremos um compressor ou um aspirador de pó para acionar o modelo.

Materiais: placa de pinho 100 por 20 milímetros de largura, rolo de 14 milímetros de diâmetro, placa de 20 por 20 milímetros, placa de 30 por 30 milímetros, placa de 60 por 8 milímetros, compensado de 10 milímetros de espessura. Graxa de silicone ou óleo de máquina, prego com diâmetro de 3 milímetros e comprimento de 60 milímetros, mola forte, porca com arruela M3. Verniz transparente em lata de aerossol para envernizar madeira.

Base da máquina. Faremos a partir de uma placa medindo 500 por 100 por 20 milímetros. Antes de pintar, é bom nivelar todas as irregularidades da placa e os lugares deixados após o corte com uma lixa.

Suporte do volante. Cortamos de uma tábua de pinho medindo 150 por 100 por 20 milímetros. Precisamos de dois elementos idênticos. Após o arredondamento com lixadeira de cinta, lixar 40 ao longo das bordas superiores nos arcos e processar com lixa fina nos suportes, fazer furos com diâmetro de 14 milímetros nos locais indicados na fig. Foto 2. A altura do carro entre a base e o eixo deve ser maior que o raio do volante.

Aro do volante. Vamos cortá-lo em compensado de 10 milímetros de espessura. A roda tem um diâmetro de 180 milímetros. Desenhe dois círculos idênticos no compensado com um paquímetro e corte-os com um quebra-cabeças. No primeiro círculo, desenhe um círculo com um diâmetro de 130 milímetros coaxialmente e recorte seu centro. Este será o aro do volante, ou seja, seu aro. Uma coroa de flores para aumentar a inércia de uma roda de fiar.

Volante. Nosso volante tem cinco raios. Eles serão criados de tal forma que desenharemos cinco triângulos na roda com bordas arredondadas e giradas 72 graus em relação ao eixo da roda. Vamos começar desenhando um círculo com um diâmetro de 120 milímetros no papel, seguido por agulhas de tricô com 15 milímetros de espessura e círculos nos cantos dos triângulos resultantes. Você pode vê-lo em Foto 3. i 4., onde o desenho da roda é mostrado. Colocamos o papel nos círculos recortados e marcamos os centros de todos os pequenos círculos com um furador. Isso garantirá a precisão da perfuração. Perfuramos todos os cantos dos triângulos com uma broca com um diâmetro de 14 milímetros. Uma vez que uma broca de lâmina pode arruinar o compensado, é recomendável que você perfure apenas metade da espessura do compensado, depois vire o material e termine a perfuração. Uma broca plana deste diâmetro termina com um pequeno eixo saliente que nos permitirá localizar com precisão o centro do furo perfurado no outro lado do compensado. Refletindo sobre a superioridade das brocas cilíndricas de carpinteiro sobre a carpintaria plana, cortaremos o material desnecessário restante do volante com uma serra elétrica para obter agulhas de tricô eficazes. A Dremel compensa quaisquer imprecisões e arredonda as bordas dos raios. Cole o círculo da guirlanda com cola vicola. Perfuramos um furo com diâmetro de 6 milímetros no centro para inserir um parafuso M6 no centro, obtendo assim um eixo de rotação aproximado da roda. Após a instalação do parafuso como eixo da roda na furadeira, processamos a roda de rotação rápida, primeiro com lixa grossa e depois com lixa fina. Aconselho a mudar o sentido de rotação da furadeira para que o parafuso da roda não se solte. A roda deve ter bordas lisas e girar uniformemente após o processamento, sem bater na lateral. Quando isso é alcançado, desmontamos o parafuso temporário e fazemos um furo para o eixo alvo com um diâmetro de 14 milímetros.

Biela. Vamos cortá-lo em compensado de 10 milímetros de espessura. Para facilitar o trabalho, sugiro começar fazendo dois furos de 14 mm com 38 mm de distância e, em seguida, serrando a forma clássica final, conforme mostrado na figura Foto 5.

eixo do volante. É feito de um eixo com diâmetro de 14 milímetros e comprimento de 190 milímetros.

Eixo do eixo. É cortado de um eixo com um diâmetro de 14 milímetros e um comprimento de 80 milímetros.

Cilindro. Vamos cortá-lo em compensado de 10 milímetros de espessura. É composto por cinco elementos. Dois deles medem 140 por 60 milímetros e são as paredes laterais do cilindro. Parte inferior e superior 140 por 80 milímetros. A parte inferior do cilindro mede 60 por 60 e tem 15 milímetros de espessura. Essas peças são mostradas em Foto 6. Colamos o fundo e as laterais do cilindro com cola trançada. Uma das condições para o correto funcionamento do modelo é a perpendicularidade da colagem das paredes e fundo. Faça furos para os parafusos na parte superior da tampa do cilindro. Fazemos furos com uma broca de 3 mm para que caiam no centro da espessura da parede do cilindro. Faça pequenos furos na tampa com uma broca de 8 mm para que as cabeças dos parafusos fiquem escondidas.

Pistão. Suas dimensões são 60 por 60 por 30 milímetros. No pistão, perfuramos um furo cego central com um diâmetro de 14 milímetros a uma profundidade de 20 milímetros. Vamos inserir a haste do pistão nele.

Haste do pistão. É feito de um eixo com um diâmetro de 14 milímetros e um comprimento de 320 milímetros. A haste do pistão termina de um lado com um pistão e do outro lado com um gancho no eixo da manivela da biela.

Eixo da biela. Faremos isso a partir de uma barra com uma seção de 30 por 30 e um comprimento de 40 milímetros. Perfuramos um furo de 14 mm no bloco e um segundo furo cego perpendicular a ele. Vamos colar a outra extremidade livre da haste do pistão neste orifício. Limpe o interior do orifício e lixe-o com uma lixa fina enrolada em um tubo. O eixo da biela girará no furo e queremos reduzir o atrito nesse ponto. Por fim, o cabo é arredondado e finalizado com lima de madeira ou lixadeira de cinta.

Suporte de tempo. Vamos recortar de uma tábua de pinho medindo 150 por 100 por 20. Após lixar o suporte, faça três furos nos locais conforme a foto. O primeiro furo com um diâmetro de 3 mm para o eixo de temporização. Os outros dois são a entrada e a saída de ar do cilindro. O ponto de perfuração para todos os três é mostrado em Foto 7. Ao alterar as dimensões das peças da máquina, os locais de perfuração devem ser encontrados empiricamente, pré-montando a máquina e determinando as posições superior e inferior do cilindro, ou seja, a localização do furo feito no cilindro. O local onde funcionará a cronometragem é lixado com lixadeira orbital com papel fino. Deve ser uniforme e muito suave.

Eixo de sincronização oscilante. Corte a ponta de um prego de 60 mm de comprimento e arredonde com uma lima ou esmerilhadeira. Usando um dado M3, corte sua extremidade com cerca de 10 milímetros de comprimento. Para fazer isso, escolha uma mola forte, porca M3 e arruela.

Distribuição. Faremos a partir de uma tira medindo 140 por 60 por 8 milímetros. Dois furos são perfurados nesta parte do modelo. O primeiro tem 3 milímetros de diâmetro. Vamos colocar um prego nele, que é o eixo de rotação do cilindro. Lembre-se de fazer este furo de forma que a cabeça do prego fique completamente encaixada na madeira e não sobressaia acima de sua superfície. Este é um momento muito importante em nosso trabalho, afetando o correto funcionamento do modelo. O segundo orifício de 10 mm de diâmetro é a entrada/saída de ar. Dependendo da posição do cilindro em relação aos orifícios do suporte de distribuição, o ar entrará no pistão, empurrando-o e sendo expulso pelo pistão na direção oposta. Cole o sincronismo com o prego colado que atua como eixo na superfície do cilindro. O eixo não deve oscilar e deve ser perpendicular à superfície. Finalmente, faça um furo no cilindro usando a localização do furo na placa de distribuição. Todas as irregularidades da madeira, onde ficará em contato com o suporte de sincronismo, são alisadas com lixadeira orbital com lixa fina.

Montagem da máquina. Cole os suportes do eixo do volante na base, cuidando para que fiquem alinhados e paralelos ao plano da base. Antes da montagem completa, pintaremos os elementos e componentes da máquina com um verniz incolor. Colocamos a biela no eixo do volante e colamos exatamente perpendicularmente a ela. Insira o eixo da biela no segundo orifício. Ambos os eixos devem ser paralelos entre si. Cole anéis de reforço de madeira no volante. No anel externo, insira um parafuso de madeira no orifício que prende o volante ao eixo do volante. Do outro lado da base, cole o suporte do cilindro. Lubrifique todas as peças de madeira que se moverão e entrarão em contato umas com as outras com graxa de silicone ou óleo de máquina. O silicone deve ser levemente polido para minimizar o atrito. O correto funcionamento da máquina dependerá disso. O cilindro é montado no carro de modo que seu eixo se projeta além do tempo. Você pode vê-lo em Foto 8. Coloque a mola no prego saindo do suporte, depois a arruela e prenda tudo com uma porca. O cilindro, pressionado por uma mola, deve se mover levemente em seu eixo. Colocamos o pistão em seu lugar no cilindro e colocamos a extremidade da haste do pistão no eixo da biela. Colocamos a tampa do cilindro e prendemos com parafusos de madeira. Lubrifique todas as partes do mecanismo, especialmente o cilindro e o pistão, com óleo de máquina. Não vamos lamentar a gordura. A roda movida à mão deve girar sem qualquer resistência sentida, e a biela deve transferir o movimento para o pistão e cilindro. Foto 9. Insira a extremidade da mangueira do compressor na entrada e ligue-a. Gire a roda e o ar comprimido moverá o pistão e o volante começará a girar. O ponto crítico em nosso modelo é o contato entre a placa de distribuição e seu estator. A menos que a maior parte do ar escape dessa maneira, um carro projetado adequadamente deve se mover facilmente, dando aos entusiastas de bricolage muita diversão. A causa do mau funcionamento pode ser uma mola muito fraca. Depois de um tempo, o óleo penetra na madeira e o atrito se torna excessivo. Também explica por que as pessoas não construíam motores a vapor de madeira. No entanto, a máquina de madeira é muito eficiente, e o conhecimento de como funciona o cilindro oscilante em uma máquina a vapor tão simples permanece por muito tempo.

motor a vapor de madeira