木製蒸汽機
第一台帶有可移動擺動氣缸的蒸汽機建於 XNUMX 世紀，用於驅動小型蒸汽船。 它們的優點之一是結構簡單。 當然，那些蒸汽機不是木製的，而是金屬的。 它們的零件很少，不會損壞，而且製造成本低廉。 它們被製成水平或垂直版本，因此不會佔用船上太多空間。 這些類型的蒸汽機也被生產為工作微型模型。 它們是蒸汽動力的理工玩具。
擺動汽缸蒸汽機設計的簡單性是它的巨大優勢，我們可能會想用木頭製作這樣的模型。 我們當然希望我們的模型能夠發揮作用，而不是停滯不前。 這是可以實現的。 然而，我們不會用熱蒸汽驅動它，而是用普通的冷空氣，最好來自家用壓縮機或真空吸塵器。 木材是一種有趣且易於加工的材料，因此您可以在其中重建蒸汽機的機制。 因為在構建模型時，我們提供了氣缸的橫向可拆卸部分，因此我們可以看到活塞如何工作以及氣缸如何相對於正時孔移動。 我建議你立即開始工作。
機器操作 用搖擺汽缸蒸汽。 我們可以分析它們 照片1 在一系列從 a 到 f 標記的照片上。
- 蒸汽通過進口進入氣缸並推動活塞。
- 活塞通過活塞桿和連桿曲柄帶動飛輪旋轉。
- 當活塞移動時，氣缸改變其位置，關閉入口並打開蒸汽出口。
- 活塞在加速飛輪慣性的驅動下，將排出的蒸汽推過這個孔，循環重新開始。
- 氣缸改變位置並且入口打開。
- 壓縮蒸汽再次通過入口並推動活塞。
儀器儀表： 立式電鑽、工作台鑽頭、砂帶磨光機、振動磨光機、帶木工尖端的電磨機、曲線鋸、熱熔膠烙鐵、帶攻絲支架的 M3 模具、14 毫米木工鑽頭。 我們將使用壓縮機或吸塵器來驅動模型。
材料： 松木板寬100 x 20毫米，滾筒直徑14毫米，板20 x 20毫米，板30 x 30毫米，板60 x 8毫米，膠合板厚10毫米。 矽脂或機油、直徑3毫米、長度60毫米的釘子、強力彈簧、帶M3墊圈的螺母。 氣霧罐中的透明清漆，用於給木材上漆。
機器底座。 我們將使用尺寸為 500 x 100 x 20 毫米的木板來製作它。 塗漆前，最好用砂紙將板材的不平整處和切割後留下的地方磨平。
飛輪支撐。 我們從一塊尺寸為 150 x 100 x 20 毫米的松木板上切下它。 我們需要兩個相同的元素。 用砂帶機磨圓後，沿圓弧處用40號砂紙打磨，並在支架上用細砂紙加工，在如圖所示的地方鑽直徑14毫米的孔。 照片2。 底座與軸之間的托架高度應大於飛輪的半徑。
飛輪輪緣。 我們將從 10 毫米厚的膠合板上切割它。 車輪直徑為180毫米。 用卡尺在膠合板上畫兩個相同的圓圈，然後用拼圖把它們剪下來。 在第一個圓上，同軸畫一個直徑為130毫米的圓，並切掉圓心。 這將是飛輪輪緣，即它的輪緣。 增加旋轉輪慣性的花環。
飛輪。 我們的飛輪有五個輻條。 它們的創建方式如下：我們將在輪子上繪製五個具有圓角邊緣並相對於輪軸旋轉 72 度的三角形。 首先，我們在紙上畫一個直徑為 120 毫米的圓，然後用 15 毫米厚的織針在所得三角形的角上畫圈。 你可以在 照片 3. i 4.，其中顯示了車輪的設計。 我們將紙放在切好的圓圈上，並用打孔器標記所有小圓圈的中心。 這樣可以保證鑽孔精度。 我們用直徑為 14 毫米的鑽頭對三角形的所有角進行鑽孔。 由於刀片鑽頭可能會損壞膠合板，因此建議您僅鑽膠合板厚度的一半，然後將材料翻轉並完成鑽孔。 這種直徑的平鑽末端有一個微小的突出軸，這將使我們能夠準確地定位膠合板另一側鑽孔的中心。 考慮到木工圓柱鑽相對於平木工的優越性，我們將用電動豎鋸將飛輪上剩餘的不需要的材料鋸掉，以獲得有效的織針。 Dremel 可以補償任何不准確的地方並修整輻條的邊緣。 用維科拉膠粘住花環圈。 我們在中心鑽一個直徑6毫米的孔，在中心插入一顆M6螺釘，從而得到車輪的大致旋轉軸線。 將螺栓作為砂輪軸安裝在鑽頭中後，我們先用粗砂紙，然後用細砂紙加工快速旋轉的砂輪。 我建議你改變鑽頭的旋轉方向，這樣車輪螺栓就不會鬆動。 加工後的輪子應邊緣均勻，轉動均勻，不撞邊。 完成後，我們拆卸臨時螺栓並為目標軸鑽一個直徑為 14 毫米的孔。
連桿。 我們將從 10 毫米厚的膠合板上切割它。 為了使工作更容易，我建議首先鑽兩個 14 毫米、相距 38 毫米的孔，然後鋸出最終的經典形狀，如圖所示。 照片5.
這是飛輪。 它由直徑為 14 毫米、長度為 190 毫米的軸製成。
這是連桿。 它是從直徑為 14 毫米、長度為 80 毫米的軸上切割而成。
圓柱。 我們將從 10 毫米厚的膠合板上切割它。 它由五個要素組成。 其中兩個尺寸為 140 x 60 毫米，是圓柱體的側壁。 底部和頂部 140 x 80 毫米。 圓柱體的下部尺寸為 60 x 60，厚 15 毫米。 這些部分顯示在 照片6。 我們用編織膠粘合圓柱體的底部和側面。 模型正確運行的條件之一是牆壁和底部粘合的垂直度。 在氣缸蓋頂部為螺釘鑽孔。 我們用 3 毫米鑽頭鑽孔，使它們落入圓柱體壁厚的中心。 用 8 毫米鑽頭在蓋子上鑽一點孔，這樣螺絲頭就可以隱藏起來。
活塞。 其尺寸為 60 x 60 x 30 毫米。 在活塞中，我們鑽了一個直徑為 14 毫米、深度為 20 毫米的中央盲孔。 我們將把活塞桿插入其中。
活塞桿。 它由直徑為 14 毫米、長度為 320 毫米的軸製成。 活塞桿的一側末端有一個活塞，另一側末端有一個位於連桿曲柄軸上的鉤子。
連桿的軸心桿。 我們將用截面為 30 x 30、長度為 40 毫米的棒材製成。 我們在塊上鑽一個 14 毫米的孔，並垂直於它鑽第二個盲孔。 我們將活塞桿的另一自由端粘到這個孔中。 將通孔內部清理乾淨，並用捲成管狀的細砂紙打磨。 連桿軸將在孔中旋轉，我們希望減少該點的摩擦。 最後，將手柄修圓並用木銼或砂帶磨光機進行修整。
正時支架。 我們將從一塊尺寸為 150 x 100 x 20 的松木板上切下它。在支撐件上打磨後，在如圖所示的位置鑽三個孔。 第一個直徑為 3 毫米的孔用於計時軸。 另外兩個是氣缸的進氣口和排氣口。 所有三個的鑽孔點如圖所示 照片7。 當改變機器零件的尺寸時，必須憑經驗找到鑽孔位置，通過預組裝機器並確定氣缸的上下位置，即在氣缸上鑽孔的位置。 計時會起作用的地方用軌道砂光機用細紙打磨。 它應該是均勻且非常光滑的。
軸的擺動計時。 將 60 毫米長的指甲末端弄鈍，然後用銼刀或研磨機修圓。 使用 M3 模具，將其末端切割約 10 毫米長。 為此，請選擇堅固的彈簧、M3 螺母和墊圈。
分配。 我們將使用尺寸為 140 x 60 x 8 毫米的板條來製作它。 在模型的這一部分中，我們鑽了兩個孔。 第一個直徑為3毫米。 我們將在其中放置一個釘子，這是圓柱體的旋轉軸。 請記住，鑽孔時應使釘頭完全陷入木頭中，並且不會突出到其平面之上。 這是我們工作中非常重要的時刻，影響模型的正確運行。 第二個直徑10毫米的孔是進排氣口。 根據氣缸相對於凸輪軸支架中的孔的位置，空氣將進入活塞下方，推動活塞，然後沿相反的方向，被活塞推出。 正時齒輪與作為軸的膠釘一起粘在氣缸表面。 軸不應擺動且應垂直於表面。 最後，我們利用正時板上孔的位置在氣缸上鑽一個孔。 木材中與正時支架接觸的所有不規則之處都用帶有細砂紙的軌道砂光機進行平滑處理。
機器組裝。 將飛輪軸支架粘到底座上，注意它們與底座平面成一直線且平行。 在完成組裝之前，我們將用無色清漆對機器的元件和部件進行塗漆。 我們將連桿放在飛輪軸上，並將其完全垂直於它粘合。 將連桿軸插入第二個孔中。 兩個軸必須彼此平行。 將木製加固環粘到飛輪上。 在外環中，將木螺釘插入將飛輪固定到飛輪軸的孔中。 在底座的另一側，粘上圓柱體支架。 用矽脂或機油潤滑所有會移動和相互接觸的木質部件。 矽膠應輕輕拋光以盡量減少摩擦。 機器的正確操作將取決於此。 氣缸安裝在滑架上，使其軸線突出到正時之外。 你可以在 照片8。 我們在突出於支撐之外的釘子上放一個彈簧，然後放一個墊圈，然後用螺母將整個東西固定。 受彈簧壓的氣缸應在其軸線上輕微移動。 將活塞放在氣缸中的適當位置，並將活塞桿的末端放在連桿的軸線上。 我們蓋上氣缸蓋並用木螺釘緊固。 機構各配合部件，特別是氣缸和活塞均採用機油潤滑。 我們不要吝惜脂肪。 用手移動的輪子轉動時應沒有特別感覺到的阻力，連桿應將運動傳遞給活塞和氣缸。 攝影9。 將壓縮機軟管末端插入入口並將其打開。 轉動輪子，壓縮空氣將移動活塞，飛輪將開始旋轉。 我們模型中的關鍵點是正時板與其定子之間的接觸。 除非大部分空氣通過這種方式逸出，否則一輛設計合理的汽車應該可以輕鬆移動，給 DIY 愛好者帶來很多樂趣。 故障原因可能是彈簧太弱。 一段時間後，油滲入木頭，摩擦力變得太大。 它還解釋了為什麼人們不用木頭建造蒸汽機。 然而，木製發動機的效率非常高，而且關於擺動氣缸如何在如此簡單的蒸汽機中工作的知識仍然存在很長一段時間。
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