Motor estacionário

Embora a era romântica do vapor tenha desaparecido há muito tempo, sentimos falta dos velhos tempos em que se viam vagões puxados por enormes locomotivas magníficas, rolos compressores em brasa amassando escombros de estradas ou locomotivas fumegantes trabalhando no campo.

Um único motor a vapor estacionário usado para acionar centralmente, por meio de um sistema de acionamento por correia, todas as máquinas ou teares de fábrica. Sua caldeira queimava carvão comum.Pode ser uma pena que não vejamos tais máquinas fora do museu, mas é possível construir um modelo de madeira de uma máquina estacionária. к é um grande prazer ter um móvel de madeira em casa, um dispositivo móvel de trabalho. Desta vez vamos construir um modelo de um motor a vapor sincronizado por slides mais complexo do que antes. Para acionar o modelo de madeira, é claro, usaremos ar comprimido de um compressor doméstico em vez de vapor.

Trabalho de motor a vapor consiste na liberação de vapor de água comprimido, e no nosso caso ar comprimido, para dentro do cilindro, depois de um lado, depois do outro lado do pistão. Isso resulta em um movimento de deslizamento variável do pistão, que é transmitido através da biela e do eixo de acionamento para o volante. A biela converte o movimento alternativo do pistão em movimento rotacional do volante. Uma revolução do volante é alcançada em dois tempos do pistão. A distribuição de vapor é realizada usando um mecanismo deslizante. O tempo é controlado por um excêntrico montado no mesmo eixo do volante e da manivela. A corrediça plana fecha e abre os canais para a introdução de vapor no cilindro e, ao mesmo tempo, permite que o vapor expandido usado seja expelido. 

Ferramentas: Serra trichinella, lâmina de serra para metal, furadeira elétrica em suporte, furadeira montada em bancada, lixadeira de cinta, lixadeira orbital, dremel com acessórios para madeira, serra elétrica, pistola de cola com cola quente, furadeiras de carpintaria 8, 11 e 14 mm. Raspadores ou limas de madeira também podem ser úteis. Para acionar o modelo, usaremos um compressor doméstico ou um aspirador de pó muito potente, cujo bico sopra ar.

Materiais: placa de pinho de 100 mm de largura e 20 mm de espessura, rolos de 14 e 8 mm de diâmetro, placa de 20 por 20 mm, placa de 30 por 30 mm, placa de 60 por 8 mm, compensado de 4 e 10 mm de espessura. Parafusos para madeira, pregos de 20 e 40 mm. Verniz transparente em spray. Graxa de silicone ou óleo de máquina.

Base da máquina. Mede 450 x 200 x 20 mm. Vamos fazê-lo a partir de dois pedaços de tábuas de pinho e colá-los com os lados mais compridos, ou de um pedaço de madeira compensada. Quaisquer irregularidades na placa e os locais deixados após o corte devem ser bem alisados ​​com uma lixa.

Suporte do eixo do volante. Consiste em uma placa vertical e uma barra cobrindo-a de cima. Um furo para um eixo de madeira é perfurado no ponto de contato de suas superfícies após serem aparafusadas. Precisamos de dois conjuntos de elementos idênticos. Cortamos suportes de uma placa de pinho com dimensões de 150 por 100 por 20 mm e trilhos com seção de 20 por 20 e comprimento de 150 mm. Nos trilhos, a uma distância de 20 mm das bordas, faça furos com diâmetro de 3 mm e alargue-os com uma broca de 8 mm para que as cabeças dos parafusos possam ser facilmente escondidas. Também fazemos furos com 3 mm de diâmetro nas placas na parte frontal para que as tábuas possam ser aparafusadas. No ponto de contato com uma broca de 14 mm, fazemos furos para o eixo do volante. Ambos os elementos são cuidadosamente processados ​​com lixa, de preferência uma lixadeira orbital. Além disso, não se esqueça de limpar os orifícios do eixo de madeira do rolo com uma lixa enrolada em rolo. O eixo deve girar com resistência mínima. Os suportes assim criados são desmontados e revestidos com verniz incolor.

Volante. Começaremos desenhando uma estrutura circular em papel comum.Nosso volante tem um diâmetro total de 200 mm e tem seis raios. Eles serão criados de tal forma que desenharemos seis retângulos no círculo, girados 60 graus em relação ao eixo do círculo. Vamos começar desenhando um círculo com um diâmetro de 130 mm, depois denotamos os raios com uma espessura de 15 mm.. Nos cantos dos triângulos resultantes, desenhe círculos com um diâmetro de 11 mm. Coloque o papel com a estrutura do círculo desenhada no compensado e primeiro marque os centros de todos os pequenos círculos e o centro do círculo com um furador. Esses recuos garantirão a precisão da perfuração. Desenhe um círculo, um cubo e uma roda onde os raios terminam em um par de pinças, bem na madeira compensada. Perfuramos todos os cantos dos triângulos com uma broca com um diâmetro de 11 mm. Com um lápis, marque os locais no compensado que devem estar vazios. Isso nos poupará de cometer erros. Com uma serra elétrica ou uma serra de tricoma, podemos cortar o excesso de material pré-marcado do volante, graças ao qual obtemos agulhas de tricô eficazes. Com uma lima ou um cortador cilíndrico, um stripper e depois com uma dremel, alinhamos possíveis imprecisões e chanframos as bordas dos raios.

Aro do volante. Precisaremos de dois aros idênticos, que colaremos nos dois lados do volante. Também os cortaremos em compensado de 10 mm de espessura. As rodas têm um diâmetro externo de 200 mm. No compensado, nós os desenhamos com um compasso e os cortamos com um quebra-cabeças. Em seguida, desenhamos um círculo com um diâmetro de 130 mm coaxialmente e recortamos seu centro. Este será o aro do volante, ou seja, seu aro. A guirlanda deve aumentar a inércia da roda giratória com seu peso. Usando cola wikol, cobrimos o volante, ou seja, aquele com agulhas de tricô, guirlandas dos dois lados. Faça um furo de 6 mm no centro do volante para inserir um parafuso M6 no centro. Assim, obtemos um eixo de rotação improvisado da roda. Após instalar este parafuso como eixo da roda na furadeira, processamos rapidamente a roda de fiar, primeiro com lixa grossa e depois com lixa fina. Aconselho a alterar o sentido de rotação da furadeira para que o parafuso da roda não se solte. A roda deve ter bordas lisas e, após o processamento em nosso pseudo-torno, deve girar suavemente, sem impactos laterais. Este é um critério muito importante para a qualidade do volante. Quando este objetivo for alcançado, remova o parafuso temporário e faça um furo para o eixo com diâmetro de 14 mm.

Cilindro da máquina. Fabricado em compensado de 10mm. Começaremos com uma parte superior e inferior de 140 mm x 60 mm e uma traseira e frontal de 60 mm x 60 mm. Faça furos com um diâmetro de 14 mm no centro desses quadrados. Colamos esses elementos com cola quente de uma pistola de cola, criando assim uma espécie de estrutura cilíndrica. As peças a serem fixadas devem ser perpendiculares e paralelas entre si, portanto, ao colar, use um esquadro de montagem e mantenha-os na posição até que o adesivo endureça. O rolo que servirá como haste do pistão é bem inserido nos orifícios nas costas e na frente ao colar. O correto funcionamento futuro do modelo depende da precisão dessa colagem.

Pistão. Fabricado em compensado de 10 mm de espessura, possui dimensões de 60 por 60 mm. Lixe as bordas do quadrado com lixa fina e chanfrar as paredes. Faça um furo de 14 mm no pistão para a haste do pistão. Um furo com um diâmetro de 3 mm é perfurado perpendicularmente no topo do pistão para um parafuso que prende o pistão à haste do pistão. Faça um furo com uma broca de 8 mm para esconder a cabeça do parafuso. O parafuso passa pela haste do pistão mantendo o pistão no lugar.

haste do pistão. Recorte um cilindro com um diâmetro de 14 mm. Seu comprimento é de 280 mm. Colocamos o pistão na haste do pistão e o instalamos na estrutura do pistão. No entanto, primeiro determinamos a posição do pistão em relação à haste do pistão. O pistão se moverá 80 mm. Ao deslizar, não deve atingir as bordas das portas de entrada e saída do pistão e, na posição neutra, deve estar no centro do cilindro, e a haste do pistão não deve cair da frente do cilindro. Quando encontramos este local, marcamos com um lápis a posição do pistão em relação à haste do pistão e, finalmente, fazemos um furo com um diâmetro de 3 mm.

Distribuição. Esta é a parte mais difícil do nosso carro. Precisamos recriar os dutos de ar do compressor para o cilindro, de um lado para o outro do pistão e depois do ar de exaustão do cilindro. Faremos esses canais a partir de várias camadas de compensado de 4 mm de espessura. A cronometragem consiste em cinco placas medindo 140 por 80 mm. Os furos são feitos em cada placa de acordo com as figuras mostradas na foto. Vamos começar desenhando no papel os detalhes que precisamos e recortar todos os detalhes. Desenhamos padrões de azulejos com uma caneta de feltro em madeira compensada, organizando-os de forma a não desperdiçar material e, ao mesmo tempo, ter o mínimo de trabalho possível ao serrar. Marque cuidadosamente os locais marcados para os furos auxiliares e corte as formas correspondentes com uma serra tico-tico ou nivelante. No final, alinhamos tudo e limpamos com uma lixa.

Zíper. Esta é uma placa de madeira compensada da mesma forma que na foto. Primeiro, faça furos e corte-os com um quebra-cabeça. O restante do material pode ser cortado com serra de tricoma ou descartado com cortador cilíndrico cônico ou dremel. No lado direito do controle deslizante há um orifício com diâmetro de 3 mm, no qual estará localizado o eixo da alça da alavanca excêntrica.

Guias de slides. O controle deslizante funciona entre dois patins, as guias inferior e superior. Faremos de compensado ou ripas de 4 mm de espessura e 140 mm de comprimento. Cole as guias com cola Vicol na próxima placa de distribuição correspondente.

Biela. Vamos cortá-lo em uma forma tradicional, como na foto. A distância entre os eixos dos furos com diâmetro de 14 mm é importante. Deve ser de 40 mm.

Manivela. É feito de uma tira de 30 por 30 mm e tem um comprimento de 50 mm. Perfuramos um furo de 14 mm no bloco e um furo cego perpendicular à frente. Lime a extremidade oposta do bloco com uma lima de madeira e lixadeira com lixa.

Punho da haste do pistão. Tem um formato em U, feito de madeira de 30 por 30 mm e tem um comprimento de 40 mm. Você pode ver sua forma na foto. Perfuramos um furo de 14 mm no bloco na parte frontal. Usando uma serra com lâmina de serra, faça dois cortes e faça uma ranhura na qual a haste do pistão se moverá, usando uma furadeira e uma serra de triquinose. Fazemos um furo para o eixo que conecta a manivela à haste do pistão.

Suporte do cilindro. Precisamos de dois elementos idênticos. Recorte os suportes de tábuas de pinho de 90 x 100 x 20 mm.

Excentricidade. De madeira compensada de 4 mm de espessura, corte quatro retângulos, cada um com 40 mm x 25 mm. Fazemos furos nos retângulos com uma broca de 14 mm. O design do excêntrico é mostrado na foto. Esses furos estão localizados ao longo do eixo longitudinal, mas são desviados um do outro ao longo do eixo transversal em 8 mm. Conectamos os retângulos em dois pares, colando-os com suas superfícies. Cole um cilindro de 28 mm de comprimento nos orifícios internos. Certifique-se de que as superfícies dos retângulos sejam paralelas umas às outras. A alça da alavanca pode nos ajudar com isso.

alavancaconexão do slider com o excêntrico. É composto por três partes. A primeira é uma alça em forma de U que inclui um controle deslizante. Um furo é perfurado no plano para o eixo ao longo do qual ele executa um movimento de balanço. Um grampo excêntrico é colado na outra extremidade. Este clipe é dobrável e consiste em dois blocos de 20×20×50 mm cada. Conecte os blocos com parafusos de madeira e faça um furo de 14 mm na borda da nervura para o eixo excêntrico. Perpendicular ao eixo em um dos blocos perfuramos um furo cego com diâmetro de 8 mm. Agora podemos conectar as duas peças com um eixo com diâmetro de 8 mm e comprimento de cerca de 160 mm, mas a distância entre os eixos dessas peças é importante, que deve ser de 190 mm.

Montagem da máquina. Usando um parafuso, instale o pistão na haste do pistão inserida na estrutura do cilindro e faça um furo na extremidade para o eixo da manivela. Lembre-se que o furo deve ser paralelo à base. Cole os seguintes elementos de comando de distribuição na estrutura do cilindro (foto a). A próxima primeira placa com quatro orifícios (foto b), a segunda com dois orifícios grandes (foto c) conecta os orifícios em dois pares. A próxima é a terceira placa (foto d) com quatro furos e coloque o controle deslizante nela. As fotografias (foto e e f) mostram que o controle deslizante, deslocado pelo excêntrico durante a operação, expõe sequencialmente um ou outro par de furos. Cole as duas guias que levam o controle deslizante à terceira placa de cima e de baixo. Fixamos a última placa com dois orifícios, cobrindo o controle deslizante por cima (foto d). Cole o bloco com o orifício passante no orifício superior de tal diâmetro que você possa conectar a mangueira de suprimento de ar comprimido a ele. Do outro lado, o cilindro é fechado com uma tampa aparafusada com vários parafusos. Cole os suportes do eixo do volante na base, cuidando para que fiquem alinhados e paralelos ao plano da base. Antes da montagem completa, vamos pintar os elementos e componentes da máquina com um verniz incolor. Colocamos a biela no eixo do volante e colamos exatamente perpendicular a ela. Insira o eixo da biela no segundo orifício. Ambos os eixos devem estar paralelos entre si. Do outro lado da base, cole duas tábuas para fazer um suporte para o cilindro. Colamos um cilindro completo com um mecanismo de temporização neles. Depois que o cilindro estiver colado, instale a alavanca que conecta o controle deslizante ao excêntrico. Só agora podemos determinar o comprimento da alavanca que conecta a manivela da biela à haste do pistão. Corte adequadamente o eixo e cole as alças em forma de U. Conectamos esses elementos com eixos feitos de pregos. A primeira tentativa é girar o eixo do volante manualmente. Todas as partes móveis devem se mover sem resistência indevida. A manivela dará uma volta e o carretel deve reagir com um deslocamento excêntrico.

O jogo. Lubrifique a máquina com óleo onde esperamos que ocorra atrito. Por fim, conectamos o modelo com um cabo ao compressor. Depois de iniciar a unidade e fornecer ar comprimido ao cilindro, nosso modelo deve funcionar sem problemas, divertindo muito o projetista. Quaisquer vazamentos podem ser corrigidos com cola de uma pistola de cola quente ou silicone transparente, mas isso tornará nosso modelo indelével. O fato de o modelo poder ser desmontado, por exemplo, para mostrar o movimento de um pistão em um cilindro, é uma vantagem valiosa.