No Image

Схема парового двигателя чертеж

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Паровой двигатель начал свою экспансию еще в начале 19-го века. И уже в то время строились не только большие агрегаты для промышленных целей, но также и декоративные. В большинстве своем их покупателями были богатые вельможи, которые хотели позабавить себя и своих детишек. После того как паровые агрегаты плотно вошли в жизнь социума, декоративные двигатели начали применяться в университетах и школах в качестве образовательных образцов.

Паровые двигатели современности

В начале 20-го века актуальность паровых машин начала падать. Одной из немногих компаний, которые продолжили выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская фирма Mamod, которая позволяет приобрести образец подобной техники даже сегодня. Но стоимость таких паровых двигателей легко переваливает за две сотни фунтов стерлингов, что не так и мало для безделушки на пару вечеров. Тем более для тех, кто любит собирать всяческие механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простой паровой двигатель своими руками.

Устройство двигателя очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.

Что же, перейдем от теоретической части к более увлекательным вещам. Если вам интересно делать что-то своими руками, и вас удивляют столь экзотичные машины, то эта статья именно для вас, в ней мы с радостью расскажем о различных способах того, как собрать двигатель своими руками паровой. При этом сам процесс создания механизма дарит радость не меньшую, чем его запуск.

Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками

Итак, начнем. Соберем самый простой паровой двигатель своими руками. Чертежи, сложные инструменты и особые знания при этом не нужны.

Для начала берем алюминиевую банку из-под любого напитка. Отрезаем от нее нижнюю треть. Так как в результате получим острые края, то их необходимо загнуть внутрь плоскогубцами. Делаем это осторожно, чтобы не порезаться. Так как большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, то необходимо его выровнять. Достаточно плотно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.

На расстоянии 1,5 см от верхнего края полученного «стакана» необходимо сделать два отверстия друг напротив друга. Желательно для этого использовать дырокол, так как необходимо, чтобы они получились в диаметре не менее 3 мм. На дно банки кладем декоративную свечку. Теперь берем обычную столовую фольгу, мнем ее, после чего оборачиваем со всех сторон нашу мини-горелку.

Мини-сопла

Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см. Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль.

Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.

Запуск двигателя

Банку размещают в емкости с водой. При этом необходимо, чтобы края трубки находились под ее поверхностью. Если сопла недостаточно длинные, то можно добавить на дно банки небольшой грузик. Но будьте осторожны — не потопите весь двигатель.

Теперь необходимо заполнить трубку водой. Для этого можно опустить один край в воду, а вторым втягивать воздух как через трубочку. Опускаем банку на воду. Поджигаем фитиль свечки. Через некоторое время вода в спирали превратится в пар, который под давлением будет вылетать из противоположных концов сопел. Банка начнет вращаться в емкости достаточно быстро. Вот такой у нас получился двигатель своими руками паровой. Как видите, все просто.

Модель парового двигателя для взрослых

Теперь усложним задачу. Соберем более серьезный двигатель своими руками паровой. Для начала необходимо взять банку из-под краски. При этом следует убедиться, что она абсолютно чистая. На стенке на 2-3 см от дна вырезаем прямоугольник с размерами 15 х 5 см. Длинная сторона размещается параллельно дну банки. Из металлической сетки вырезаем кусок площадью 12 х 24 см. С обоих концов длинной стороны отмеряем 6 см. Отгибаем эти участки под углом 90 градусов. У нас получается маленький «столик-платформа» площадью 12 х 12 см с ногами по 6 см. Устанавливаем полученную конструкцию на дно банки.

По периметру крышки необходимо сделать несколько отверстий и разместить их в форме полукруга вдоль одной половины крышки. Желательно, чтобы отверстия имели диаметр около 1 см. Это необходимо для того, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию внутреннего пространства. Паровой двигатель не сможет хорошо работать, если к источнику огня не будет попадать достаточное количество воздуха.

Читайте также:  Аренда с правом выкупа недвижимости порядок оформления

Основной элемент

Из медной трубки делаем спираль. Необходимо взять около 6 метров мягкой медной трубки диаметром 1/4-дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см. Начиная с этой точки, необходимо сделать пять витков спирали диаметром 12 см каждая. Остальную часть трубы изгибают в 15 колец диаметром по 8 см. Таким образом, на другом конце должно остаться 20 см свободной трубки.

Оба вывода пропускают через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка недостаточно для этого, то можно разогнуть один виток спирали. На установленную заранее платформу кладут уголь. При этом спираль должна размещаться как раз над этой площадкой. Уголь аккуратно раскладывают между ее витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая приведет в действие двигатель. Своими руками паровой двигатель почти сделан. Осталось немного.

Емкость для воды

Теперь необходимо взять еще одну банку из-под краски, но уже меньшего размера. В центре ее крышки сверлят отверстие диаметром в 1 см. Сбоку банки проделывают еще два отверстия — одно почти у дна, второе — выше, у самой крышки.

Берут два корка, в центре которых проделывают отверстие с диаметров медной трубки. В один корок вставляют 25 см пластиковой трубы, в другой — 10 см, так, чтобы их край едва выглядывал из пробок. В нижнее отверстие малой банки вставляют корок с длинной трубкой, в верхнее — более короткую трубку. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.

Результат

В итоге должна получиться следующая конструкция. В малую банку заливается вода, которая через отверстие в дне вытекает в медную трубку. Под спиралью разжигается огонь, который нагревает медную емкость. Горячий пар поднимается по трубке вверх.

Для того чтобы механизм получился завершенным, необходимо присоединить к верхнему концу медной трубки поршень и маховик. В итоге тепловая энергия горения будет преобразовываться в механические силы вращения колеса. Существует огромное количество различных схем для создания такого двигателя внешнего сгорания, но во всех них всегда задействованы два элемента — огонь и вода.

Кроме такой конструкции, можно собрать паровой двигатель Стирлинга своими руками, но это материал для совершенно отдельной статьи.

в книге О.Курти «Постройка моделей судов», которую полностью можно скачать тут depositfiles.com/files/3b9jgisv9 есть пара интересных чертежей машин для привода моделей пароходов.
Вот они:

ПАРОВАЯ МАШИНА С КАЧАЮЩИМСЯ ЦИЛИНДРОМ ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ И ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПЛИТОЙ (С КЛАПАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ)

Машины этого типа наиболее часто применяют в судомоделизме (рис. 562, а, b). Обычно детали изготовляют из латуни; цилиндр, чтобы не смазывать, — из фосфористой бронзы, а поршень — из стали. Крепят машину на квадратном или прямоугольном фунда­менте в зависимости от места установки в корпусе. На фундамент ставят L-образную стойку, к которой прикрепляют парораспреде­лительную плиту с отверстиями (окнами) для впуска и выпуска пара. Эти окна располагают по дуге, длина которой равна круго­вому пути, проходимому качающимся цилиндром. Цилиндр выпол­няют из куска латунной трубки и припаивают к опорной плите. Посредине плиты и цилиндра имеется отверстие, через которое впускается и выпускается пар. Болт в плите, служащий осью ка­чания цилиндра, имеет пружину. Ее натяжение регулируется гайкой, благодаря чему удается достичь хорошего прилегания опорной плиты к парораспределительной плите.
В поршень, изготовленный из круглого куска бронзы, ввинчи­вают шток и присоединяют его к мотылю болтом с гайкой.
Приводной вал выполняют из круглого стерженька латуни, на концах которого делают нарезку. Один конец вала ввертывают в мотыль, затем вал пропускают через пустотелый винт, поддержи­вающий его в L-образной стойке, а на второй конец навинчивают маховик.
Паровые трубки для подвода и отвода пара делают из латунных или медных трубок и крепят к небольшим штуцерам, которые, в свою очередь, припаяны к парораспределительной плите. Детали паровой машины такого типа имеют следующие средние размеры:
цилиндр: внутренний диаметр — 12—15 мм, длина — 30— 45 мм;
стойка: высота — 40—60 мм, ширина — 40—50 мм;
маховик: диаметр — 35—45 мм, толщина — 12—15 мм;
трубопроводы: 5хб мм (внутренний и внешний диаметры).
На рис. 562, c и d приведена паровая машина, подобная опи­санной, но с цилиндром двойного действия, поэтому на парорас­пределительной плите просверлены еще два небольших отверстия для впуска и выпуска пара, а на цилиндре — второе небольшое отверстие.

Рис. 562. Паровая машина с качающимся цилиндром для модели: a) -конструктивный чертеж; b) – вид по деталям; c) – вид машины с цилиндром двойного действия; d) – принципиальная работа машины с цилиндром двойного действия.
1 – фундаментная плита; 2 – стойка; 3 – плита парораспределительных окон; 4 – деталь крепления впускной и выпускной трубок; 5 – опорная плита крепления цилиндра; 6 – цилиндр; 7 – крышка цилиндра; 8 – поршень; 9 – шток; 10 – мотыль; 11 – пустотелый винт; 12 – приводной вал; 13 – маховик; 14 – пружина с гайкой; 15 – трубка для подвода пара; 16 – трубка для отвода пара; 17 – штуцер для соединения с трубкой подвода пара от котла; 18 – контрольный болт на цилиндре; 19 – выход пара; 20 – подвод пара.

Читайте также:  Какое напряжение выдерживает витая пара

ПАРОВАЯ МАШИНА С НЕПОДВИЖНЫМ ЦИЛИНДРОМ ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ И ЗОЛОТНИКОВЫМ ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ

Машина сконструирована так, что ее можно устанавливать как в горизонтальном, так и вертикальном положениях (рис. 563, а). Цилиндр укреплен на фундаментной плите и представляет собой прямоугольный латунный брусок со сквозными отверстиями для поршня, а также для впуска и выпуска пара. В верхней части цилиндра находится парораспределительная коробка с золотни­ком. Сбоку цилиндр закрывают крышкой, устанавливаемой на че­тырех болтах.
Поршень выполняют из куска круглой бронзы. Внутри пор­шень полый. Один конец шатуна соединяют с поршнем при помощи поршневого пальца и двух опорных колец; другой — с цилиндри­ческим латунным мотылем.
Приводной вал вращается в двух опорных латунных подшипни­ках, которые при помощи сквозных болтов закреплены на фунда­менте. На приводном валу кроме мотыля установлен эксцентрик, соединенный со штоком золотника вилкой, причем движение экс­центрика сдвинуто по фазе относительно движения поршня. На конце приводного вала находится маховик. Выполнить золотник, как видно из рис. 563, несложно.
Входные и выходные паровые трубопроводы обычно изготов­ляют из медных или латунных трубок.
Средние размеры деталей машины:
цилиндр: длина — 45—55 мм, высота — 35—45 мм, ширина — 35—45 мм;
фундаментная плита: длина — 100—120 мм, ширина — 65— 85 мм;
маховик: диаметр — 45—50 мм, толщина — 12—15 мм.
трубопроводы: 5×6 мм.
Изменить направление вращения у паровой машины легко, для этого достаточно применить реверсивный клапан (рис. 563, b).

Рис. 563. Паровая машина с золотниковым парораспределителем: а — контруктивный чертеж; b — реверсивный клапан для изменения направления вращения машины; с — детали.
1 — цилиндр; 2 — крышка цилиндра; 3 — поршень; 4 — шатун; 5 — маховик с соединительным болтом для крепления на приводном валу; 6 — цилиндрический мотыль; 7 — крепление опорного подшипника коленчатого вала; 8 — эксцентрик; 9 — поршневой палец; 10 — парораспределительная камера; 11 — золотник; 12 — сальник для уплотнения штока золотника;
13 — уплотнительное кольцо; 14 — шток золотника; ментная плита для горизонтального расположения машины; 15 — приводной вал; 16 — вилка для соединения штока с эксцентриком; 17 — фундаментиая плита для горизонтального расположения машины; 18 — дополнительная опорная плита для вертикального расположения машины;19 — поступление пара; 20 — назад; 21 — вперед; 22 — выход пара.

Классификация паровых машин, применяемых для моделей судов

Паровые машйны, применяемые для моделей судов, бывают:

1) с горизонтальным и вертикальным расположением цилиндров;

2) с простым действием пара и с двойным; в первых пар впускается в цилиндр лишь по одну сторону поршня, а во вторых пар впускается попеременно по обео стороны поршня;

3) с распределением пара при помощи золотника, вала и качающегося цилиндра;

4) со впуском пара за все время хода поршня и со впуском лишь во время части хода; в первых машинах во время хода поршня давление в цилиндре постоянное, а во вторых после прекращения впуска давление расширяющегося в цилиндре пара падает. Число, показывающее, какую долю от полного хода поршня составляет ход, на котором происходит впуск пара в цилиндр, называется степенью наполнения;

5) по выпуску пара из цилиндра машины делятся на работающие на атмосферу и на конденсацию;

6) по числу оборотов вала машины делятся на быстроходные и тихоходные;

7) по направлению движения пара в цилиндре — с переменным направлением своего течения и прямоточные.

, Устройство паровой машины

Устройство паровой машины показано на рис. 258, на котором изображена горизонтальная паровая машина, состоящая из станины, цилиндра, поршня, шатунно-кривошипного механизма, парораспределительного устройства и маховика.

Принцип’работы паровой машины заключается в следующем. •

Пар .из парового котла по паропроводу поступает в цилиндр через парораспределительное устройство (золотниковую коробку).. В цилиндре под давлением пара поршень передвигается поочередно в одну и другую сторону. Когда пар поступает по одну сторону поршня, то с другой стороны его отработанный пар выпускается. Поршень при помощи штока соединен с одним концом шатуна. Другим своим концом шатун соединяется с коленчатым валом. Парораспределительное устройство (золотник) получает движение от эксцентрика, насаженного на коленчатый вал машины. В то время, как поршень под давлением пара передвигается вправо, золотник двигается влево и наоборот.

Разберем схему распределения пара устройством, называемым кбробчатым золотником (рис. 259). Золотниковая каме-

накроет и, следовательно, соединит левый канал 3 с выпускным каналом 4. Эксцентрик, дающий движение золотнику, установлен на коленчатом валу так, что когда поршень стоит на мертвой точке, золотник начинает впуск пара с одной стороны поршня .и выпуск с другой.

Читайте также:  Как писать договор аренды квартиры

Работу пара в цилиндре паровой машины можно разделить на четыре периода:. 1) впуск; 2) расширение; 3) выпуск и

Рис. 260. Схема работы паровой машины. Начало впуска и выпуска

4) сжатие. Эти периоды можно проследить по рис. 260, 261, 262, 263.

На рис. 260, внизу изображен момент левого мертвого положения поршня, а вверху — соответствующее ему положение золотника. Впуск пара через образовавшуюся щель а начался; одновременно происходит выпуск пара через щель б.

На рис. 261 золотник находится в крайнем правом положении, а .поршень сошел с мертвой точки. Левый канал открыт полностью для впуска пара, правый — для выпуска.

На рис. 262 изображен момент прекращения впуска (отсечки) пара; после отсечки давление в цилиндре понижается, но поршень продолжает двигаться вправо; одновременно с этим выпуск отработавшего пара продолжается.

На рис. 263 изображен момент окончания выпуска пара; пар по левую сторону поршня продолжает расширяться, а по правую — сжимается поршнем, образуя упругую «подушку». Вслед за этим золбтник, продолжая двигаться влево, откроет правый каиад для, впуска, а левый — для выпуска пара, после чего поршень начнет Свое движение влево, повторяя весь описанный процесс.

Bj шо прогревают до тех пор, пока олово не зальет полностию все щели вокруг втулки. После этого детали охлаждают, а остатки кислоты смывают водой. Патрубки припаиваютсяпаяльником; делать это надо быстро, чтобы не прогреть всей станины и не отпаять втулку.

После запрессовки пальца кривошипа в щеку вал вставляют во втулку. В цилиндры вставляют, поршни с шатунами и надевают их нижние головки (пятки) ‘на палец криврштга; затем цилиндры креИят к станине винтами. На вал надевают

маховик, проверяют легкость вращения вала и, если нужно, «обкатывают» машину в станке или при помощи электромотора. Если машина вращается очень туго, то в смазку можно ддбавить зеленой полировочной пасты — окиси хрома.

Одноцилиндровая машина двойного действия с качающимся

На рис. 281 приводится подробный схематический чертеж паровой машины ДЛММ-2 двойного действия ‘С качающимся цЩшндром.

Конструкция этой машины обличается от описанных выше конструкций машин с качающимися цилиндрами в основном тем, что пар здесь подводится сверху в подшипник 6 оси качания по трубке 2 н по каналам попадает в полости цилиндра. На рисунке показан вариант машины без пружины на оси I II

Рис. 281. Паровая машина двойного действия с качающимся цилиндром:

I — стягивающая шпилька; 2 — трубка; 3 — ось цилиндра; 4 — стопорный вицт; 5 — стопорное кольцо; 6 — подшипник; 7 — станина; 8 — маховик; 9 — стопорная муфта; 10 — вал;

II — втулка; 12 — верхняя крышка цилиндра; 13 — цилиндр; 14 — патрубок; 15 — пробка штокл; 16 — поршень; 17

нижняя крышка цилиндра; 18 — шток; 19 — палец кривошипа

качания цилиндра. Ось качания закрепляется в подшипнике 6 при помощи стопорного кольца 5. Машина будет иметь меньшую утечку пара, если ось качания сделать на 10—15 мм длиннее, чем это показано на рис. 281, и применить пружинку. Можно также во втулке нижней крышки 17 цилиндра сделать сальник, что также улучшит работу машины. В остальном технология и приемы изготовления этой машины остаются почти такими же, как и при изготовлении предыдущих паровых двигателей.

Элементарный расчет мощности паровых машин

Зная, как рассчитать мощность паровой машины и количество расходуемого ею пара, можно определить габаритные размеры двигателя и котла, а также вес всей установки, что необходимо для правильного проектирования модели.

Определив по проекту модели требующуюся мощность главного двигателя и его допустимые габаритные размеры, следует выбрать его конструкцию, число и диаметр цилиндров, ход поршня, предполагаемое рабочее давление пара в котле и число оборотов машины. При этом необходимо выбранную конструкцию машины изобразить на бумаге в виде схемы.

Число оборотов будущей паровой машины определить довольно трудно, так как число оборотов тесно связано с конструкцией паровой машины, давлением пара, сечением паропропускных каналов, с качеством изготовления и подгонки деталей и т. п. В среднем число оборотов следует принимать равным 1 000— 1 500 об/мин. Имея эти данные, нетрудно вычислить индикаторную мощность двигателя, пользуясь формулами:

1Vl ^ ТО. 75-І 00′ ’ 4.60-75* 100 ”

где Аб — мощность индикаторная, л. с.;

S — площадь поршня, см;

L — ход поршня, см;

Р — давление в атмосферах, кгсм7; п — число оборотов в минуту; і — число цилиндров;

Ne — мощность эффективная.

Если же у нас машина не простого, а двойного действия, то тогда в числитель формулы нужно подставить цифру 2.

— , Если вычисленная величина мощности окажется недостаточной или слишком большой- по сравнению с требующейся МОЩНОСТЬЮ, то надо изменить в соответствующую сторону значения S, L и Р.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector