macchina a vapore in legno

Le prime macchine a vapore con cilindro oscillante mobile furono create nel XIX secolo e servivano per azionare piccole navi a vapore. I loro vantaggi includono la semplicità di costruzione. Certo, quelle macchine a vapore non erano di legno, ma di metallo. Avevano poche parti, non si rompevano ed erano economici da produrre. Sono stati realizzati in una versione orizzontale o verticale in modo da non occupare molto spazio sulla nave. Questi tipi di motori a vapore sono stati prodotti anche come miniature funzionanti. Erano giocattoli politecnici a vapore.

La semplicità del design del motore a vapore a cilindro oscillante è il suo grande vantaggio e potremmo essere tentati di realizzare un tale modello in legno. Vogliamo certamente che il nostro modello funzioni e non si fermi. È realizzabile. Tuttavia, non lo guideremo con vapore caldo, ma con normale aria fredda, preferibilmente da un compressore domestico o, ad esempio, un aspirapolvere. Il legno è un materiale interessante e facile da lavorare, quindi puoi ricreare il meccanismo di una macchina a vapore al suo interno. Poiché nella costruzione del nostro modello abbiamo previsto la parte del cilindro divisa lateralmente, grazie a questa possiamo vedere come funziona il pistone e come si muove il cilindro rispetto ai fori di distribuzione. Ti consiglio di metterti subito al lavoro.

Funzionamento della macchina vapore con un cilindro oscillante. Possiamo analizzarli per Foto 1 su una serie di fotografie contrassegnate da a a f.

1. Il vapore entra nel cilindro attraverso l'ingresso e spinge il pistone.
2. Il pistone fa ruotare il volano attraverso l'asta del pistone e la manovella della biella.
3. Il cilindro cambia posizione, mentre il pistone si muove, chiude l'ingresso e apre l'uscita del vapore.
4. Il pistone, azionato dall'inerzia del volano accelerante, spinge il vapore di scarico attraverso questo foro e il ciclo ricomincia.
5. Il cilindro cambia posizione e l'ingresso si apre.
6. Il vapore compresso passa di nuovo attraverso l'ingresso e spinge il pistone.

Strumenti: Trapano elettrico su supporto, trapano fissato al banco da lavoro, levigatrice a nastro, smerigliatrice vibrante, dremel con punte per la lavorazione del legno, seghetto alternativo, incollatrice con colla a caldo, filiera M3 con mandrino filettatore, trapano da carpenteria 14 millimetri. Useremo un compressore o un aspirapolvere per guidare il modello.

materiali: tavola di pino 100 per 20 millimetri di larghezza, rullo di 14 millimetri di diametro, tavola 20 per 20 millimetri, tavola 30 per 30 millimetri, tavola 60 per 8 millimetri, compensato di 10 millimetri di spessore. Grasso siliconico o olio per macchine, un chiodo con un diametro di 3 millimetri e una lunghezza di 60 millimetri, una molla forte, un dado con una rondella M3. Vernice trasparente in bomboletta spray per la verniciatura del legno.

Base della macchina. Lo faremo da una tavola che misura 500 per 100 per 20 millimetri. Prima di verniciare, è bene livellare tutte le irregolarità della tavola e i punti rimasti dopo il taglio con carta vetrata.

Supporto volano. Lo tagliamo da una tavola di pino che misura 150 per 100 per 20 millimetri. Abbiamo bisogno di due elementi identici. Dopo aver arrotondato con una smerigliatrice a nastro, carta vetrata 40 lungo i bordi superiori negli archi e lavorazione con carta vetrata fine nei supporti, praticare fori con un diametro di 14 millimetri nei punti come mostrato in fig. Foto 2. L'altezza del carrello tra la base e l'asse deve essere maggiore del raggio del volano.

Bordo del volano. Lo taglieremo da compensato di 10 millimetri di spessore. La ruota ha un diametro di 180 millimetri. Disegna due cerchi identici sul compensato con un calibro e ritagliali con un seghetto. Sul primo cerchio, disegna un cerchio con un diametro di 130 millimetri in modo coassiale e ritagliane il centro. Questo sarà il bordo del volano, cioè il suo bordo. Una ghirlanda per aumentare l'inerzia di un filatoio.

Volano. Il nostro volano ha cinque raggi. Saranno creati in modo tale da disegnare cinque triangoli sulla ruota con bordi arrotondati e ruotati di 72 gradi rispetto all'asse della ruota. Iniziamo disegnando un cerchio con un diametro di 120 millimetri su carta, seguito da ferri da maglia spessi 15 millimetri e cerchi agli angoli dei triangoli risultanti. Puoi vederlo su Foto 3. i 4., dove è mostrato il design della ruota. Mettiamo la carta sui cerchi ritagliati e segniamo i centri di tutti i cerchietti con un perforatore. Ciò garantirà la precisione della perforazione. Perforiamo tutti gli angoli dei triangoli con un trapano con un diametro di 14 millimetri. Poiché un trapano a lama può rovinare il compensato, si consiglia di forare solo metà dello spessore del compensato, quindi capovolgere il materiale e terminare la perforazione. Una punta piatta di questo diametro termina con un minuscolo albero sporgente che ci consentirà di individuare con precisione il centro del foro praticato sull'altro lato del compensato. Riflettendo sulla superiorità delle punte cilindriche da falegname rispetto alla carpenteria piana, taglieremo il materiale non necessario rimanente dal volano con un seghetto alternativo per ottenere ferri da maglia efficaci. Dremel compensa eventuali imprecisioni e arrotonda i bordi dei raggi. Incolla il cerchio della ghirlanda con la colla per vicola. Eseguiamo al centro un foro del diametro di 6 millimetri per inserire al centro una vite M6, ottenendo così un asse di rotazione approssimativo della ruota. Dopo aver installato il bullone come asse della ruota nel trapano, elaboriamo la ruota a rotazione rapida, prima con carta vetrata a grana grossa e poi con carta vetrata fine. Ti consiglio di cambiare il senso di rotazione del trapano in modo che il bullone della ruota non si allenti. La ruota dovrebbe avere bordi uniformi e ruotare in modo uniforme dopo la lavorazione, senza urtare lateralmente. Una volta ottenuto ciò, smontiamo il bullone temporaneo e pratichiamo un foro per l'asse di destinazione con un diametro di 14 millimetri.

Biella. Lo taglieremo da compensato di 10 millimetri di spessore. Per facilitare il lavoro, suggerisco di iniziare praticando due fori da 14 mm a 38 mm di distanza, quindi segare la forma classica finale, come mostrato in Foto 5.

asse del volano. È costituito da un albero con un diametro di 14 millimetri e una lunghezza di 190 millimetri.

Asse dell'albero. È tagliato da un albero con un diametro di 14 millimetri e una lunghezza di 80 millimetri.

Cilindro. Lo taglieremo da compensato di 10 millimetri di spessore. Si compone di cinque elementi. Due di loro misurano 140 per 60 millimetri e sono le pareti laterali del cilindro. In basso e in alto 140 per 80 millimetri. La parte inferiore del cilindro misura 60 per 60 ed è spessa 15 millimetri. Queste parti sono mostrate in Foto 6. Incolliamo il fondo e i lati del cilindro con colla intrecciata. Una delle condizioni per il corretto funzionamento del modello è la perpendicolarità dell'incollaggio delle pareti e del fondo. Praticare i fori per le viti nella parte superiore del coperchio del cilindro. Eseguiamo i fori con un trapano da 3 mm in modo che cadano al centro dello spessore della parete del cilindro. Praticare dei fori nel coperchio con un trapano da 8 mm in modo che le teste delle viti possano nascondersi.

Pistone. Le sue dimensioni sono 60 per 60 per 30 millimetri. Nel pistone, pratichiamo un foro centrale cieco con un diametro di 14 millimetri ad una profondità di 20 millimetri. Inseriamo lo stelo del pistone al suo interno.

Stelo pistone. È costituito da un albero con un diametro di 14 millimetri e una lunghezza di 320 millimetri. L'asta del pistone termina su un lato con un pistone e sull'altro lato con un gancio sull'asse della manovella della biella.

Asse di biella. Lo faremo da una barra con una sezione di 30 per 30 e una lunghezza di 40 millimetri. Eseguiamo un foro da 14 mm nel blocco e un secondo foro cieco perpendicolare ad esso. Incolleremo l'altra estremità libera dell'asta del pistone in questo foro. Pulisci l'interno del foro passante e carteggialo con carta vetrata fine arrotolata in un tubo. L'asse della biella ruoterà nel foro e vogliamo ridurre l'attrito in quel punto. Infine, il manico è arrotondato e rifinito con una lima per legno o una levigatrice a nastro.

Staffa di temporizzazione. Lo ritaglieremo da una tavola di pino che misura 150 x 100 x 20. Dopo aver levigato il supporto, praticare tre fori nei punti come mostrato nell'immagine. Il primo foro con un diametro di 3 mm per l'asse di temporizzazione. Gli altri due sono l'ingresso e l'uscita dell'aria del cilindro. Il punto di perforazione per tutti e tre è mostrato in Foto 7. Quando si cambiano le dimensioni delle parti della macchina, i siti di perforazione devono essere trovati empiricamente premontando la macchina e determinando le posizioni superiore e inferiore del cilindro, ovvero la posizione del foro praticato nel cilindro. Il punto in cui funzionerà il tempismo viene levigato con una levigatrice orbitale con carta fine. Dovrebbe essere uniforme e molto liscia.

Asse di distribuzione oscillante. Smussa l'estremità di un chiodo lungo 60 mm e arrotondalo con una lima o una smerigliatrice. Usando un dado M3, tagliane l'estremità lunga circa 10 millimetri. Per fare ciò, scegli una molla robusta, un dado e una rondella M3.

Distribuzione. Lo faremo da una striscia che misura 140 per 60 per 8 millimetri. In questa parte del modello vengono praticati due fori. Il primo ha un diametro di 3 millimetri. Ci metteremo un chiodo, che è l'asse di rotazione del cilindro. Ricordarsi di praticare questo foro in modo tale che la testa del chiodo sia completamente incassata nel legno e non sporga dalla sua superficie. Questo è un momento molto importante nel nostro lavoro, che influisce sul corretto funzionamento del modello. Il secondo foro di 10 mm di diametro è l'ingresso/uscita dell'aria. A seconda della posizione del cilindro rispetto ai fori della staffa di distribuzione, l'aria entrerà nel pistone, spingendolo, e quindi verrà espulsa dal pistone nella direzione opposta. Incollare la fasatura con il chiodo incollato che funge da asse alla superficie del cilindro. L'asse non deve oscillare e deve essere perpendicolare alla superficie. Infine, praticare un foro nel cilindro utilizzando la posizione del foro nella scheda di distribuzione. Tutte le irregolarità del legno, dove andrà a contatto con il supporto di fasatura, vengono levigate con una levigatrice orbitale con carta vetrata fine.

Assemblaggio a macchina. Incollare alla base i supporti asse volano facendo attenzione che siano in linea e paralleli al piano della base. Prima del montaggio completo, dipingiamo gli elementi e i componenti della macchina con una vernice incolore. Mettiamo la biella sull'asse del volano e la incolliamo esattamente perpendicolarmente ad essa. Inserire l'asse della biella nel secondo foro. Entrambi gli assi devono essere paralleli tra loro. Incolla gli anelli di rinforzo in legno sul volano. Nell'anello esterno, inserire una vite da legno nel foro che fissa il volano all'asse del volano. Sull'altro lato della base, incollare il supporto del cilindro. Lubrificare tutte le parti in legno che si muoveranno ed entreranno in contatto tra loro con grasso al silicone o olio per macchine. Il silicone dovrebbe essere leggermente lucidato per ridurre al minimo l'attrito. Da ciò dipenderà il corretto funzionamento della macchina. Il cilindro è montato sul carrello in modo che il suo asse sporga oltre la fasatura. Puoi vederlo su Foto 8. Metti la molla sul chiodo che sporge oltre il supporto, poi la rondella e fissa il tutto con un dado. Il cilindro, premuto da una molla, dovrebbe muoversi leggermente sul proprio asse. Mettiamo il pistone al suo posto nel cilindro e mettiamo l'estremità dell'asta del pistone sull'asse della biella. Mettiamo il coperchio del cilindro e lo fissiamo con viti per legno. Lubrificare tutte le parti cooperanti del meccanismo, in particolare il cilindro e il pistone, con olio per macchine. Non rimpiangiamo il grasso. La ruota movimentata a mano deve ruotare senza alcuna resistenza avvertita e la biella deve trasferire il movimento al pistone e al cilindro. foto 9. Inserire l'estremità del tubo flessibile del compressore nell'ingresso e accenderlo. Gira la ruota e l'aria compressa sposterà il pistone e il volano inizierà a girare. Il punto critico nel nostro modello è il contatto tra la piastra di distribuzione e il suo statore. A meno che la maggior parte dell'aria non fuoriesca in questo modo, un'auto progettata correttamente dovrebbe muoversi facilmente, dando molto divertimento agli appassionati di fai-da-te. La causa del malfunzionamento potrebbe essere una molla troppo debole. Dopo un po', l'olio penetra nel legno e l'attrito diventa eccessivo. Spiega anche perché le persone non costruivano macchine a vapore con il legno. Tuttavia, il motore in legno è molto efficiente e la conoscenza di come funziona il cilindro oscillante in un motore a vapore così semplice rimane a lungo.

macchina a vapore in legno