Паровая машина своими руками книга
Самодельные электрические
и паровые двигатели
PEKЛAMA: 500 РАДИОСПЕКТАКЛЕЙ НА SD 64GB — ГДЕ.
BAШA ПОМОЩЬ ПРОЕКТУ: ЗАНЕСТИ КОПЕЕЧКУ — КУДА.
САМОДЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ И ТРАНСФОРМАТОРЫ
Замечательные свойства магнитов 3
Простейший двигатель с вертикальной осью 8
Простой электродвигатель с горизонтальной осью 19
Электродвигатель с трехполюсным якорем и поворотными щетками 29
Электродвигатель с кольцевым статором 35
Электродвигатель с пятиполюсным якорем 46
Набивной якорь 51
Электродвигатель повышенной мощности 53
Электродвигатель с барабанным якорем 69
Самодельные трансформаторы 77
САМОДЕЛЬНЫЕ ПАРОВЫЕ МАШИНЫ И КОТЛЫ
Одноцилиндровые паровые машины 87
Жаротрубные и водотрубные котлы 104
Двухцилиндровые паровые машины 112
ПАРОВАЯ ТУРБИНА И КОТЕЛ К НЕЙ
Выбор двигателя 123
Изготовление турбины 126
Изготовление котла 131
Регулировка турбины 134
САМОДЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ И ТРАНСФОРМАТОРЫ
Замечательные свойства магнитов
В глубокой древности люди узнали, что куски железной руды, добываемой возле города Магнезии, могут притягивать к себе железные предметы. Это удивительное свойство назвали по имени города магнетизмом, а куски руды — магнитами. С тех пор прошло много веков. Время и войны разрушили город Магнезию, и козы пасутся на холмах, где он стоял. Но людям нужно было все больше железа, и по всей земле искали одаи залежи железных руд. Некоторые из найденных руд оказались такими же магнитными, как диковинная руда из Магнезии. Древнее слово «магнит» продолжало жить в языках разных народов.
Оказалось, что если положить магнит на дощечку и пустить плавать, то он всегда поворачивается одним концом к северу, другим — к югу. Так родился первый компас. Конец магнита, который смотрит на север, назвали северным полюсом, другой — южным.
Рис. 1. Магнитное поле подковообразного магнита.
Рис. 2. Магнит притягивает ключик.
Сейчас магниты делают из особых сортов стали. Такой магнит действует гораздо сильнее, чем кусок руды. Достаточно приблизить его к лежащим на столе железным опилкам, как опилки начинают шевелиться, потом подскакивают и прилипают к его полюсам. Значит, что-то происходит вокруг магнита, и нетрудно даже увидеть, что именно.
Напилите побольше железных опилок и просейте их через мелкое сито. Положите на стол обыкновенный подковообразный магнит, накройте его листком плотной белой бумаги и посыпьте бумагу опилками. Ничего особенного не замечаете? Постучите по бумаге пальцем, чтобы опилкам легче было передвигаться по ней, и вы увидите, что опилки составят какие-то ясно различимые цепочки. Тут не может быть никакого сомнения: тонкие цепочки соединили полюсы магнита. И вокруг магнита опилки расположились в определенном порядке: они поместились плотнее у полюсов, а чем дальше, тем менее плотно (рис. 1).
Физики назвали пространство вокруг магнита магнитным полем, а линии, по которым располагаются опилки, — силовыми линиями магнитного поля.
С помощью железных опилок вы можете увидеть, что происходит с магнитным полем, когда к полюсам магнита приближается железный предмет. Подложите под бумагу вблизи полюсов небольшой железный ключик, постучите по бумаге — и вы увидите, что опилки быстро перестроятся в новую фигуру. Они сгустятся вокруг ключика, загнутся к нему: магнит притягивает (рис. 2).
Рис. 3. Магнит стремится повернуть стержень.
Еще интереснее получается, если положить перед полюсами подковы небольшой намагниченный стержень. Таким стержнем может служить иголка, обломок стальной спицы, кусок пружины от будильника и т. п. Чтобы намагнитить стержень, проведите по нему несколько раз одним из полюсов магнита. Проводить нужно с нажимом и только в одном направлении.
Подложив стержень к полюсам магнита, постучите по бумаге. Если около северного полюса
подковообразного магнита оказался северный полюс стержня, цепочки опилок очень интересно перестроятся. От северного полюса магнита линии поля загнутся, обойдут северный полюс стержня и пойдут к его южному полюсу. Они «не хотят» соединяться с северным полюсом. Зато к этому полюсу стержня пойдут почти прямые линии от южного полюса подковы (рис. 3). Разноименные полюсы притягиваются друг к другу, а одноименные — отталкиваются. Не будь трения, стержень повернулся бы.
Но идут ли линии поля вокруг магнита во все стороны? Можете проверить. Укрепите магнит на столе полюсами кверху. Покройте полюсы листком бумаги, насыпьте опилки и постучите по листку. Снова опилки образуют цепочки и покажут расположение силовых линий поля. Значит, не только вдоль, но и поперек полюсов вокруг магнита идут линии поля; значит, наверняка идут они во все стороны. Чтобы окончательно в этом убедиться, сделайте еще один опыт.
Вырежьте из плотной бумаги ма-jl ленькую лопаточку, наберите ею немного опилок и поднесите к магниту, держа его полюсами вниз. Опилки подскочат и пристанут к полюсам. Поднесите еще несколько порций опилок, и на полюсах магнита повиснет целое «гнездо» (рис. 4).
Цепочки опилок в этом гнезде расположатся и вдоль и поперек магнита, как располагались раньше, и во всех других направлениях. Значит, действительно все пространство вокруг полюсов магнита пронизано силовыми линиями магнитного поля.
Больше ста лет назад ученые заметили, что если вставить в катушку изолированной проволоки железный прут, то он становится мощным магнитом, когда по проволоке идет ток.
Вы уже знаете, что если прикоснуться магнитом к стальной игле, она тоже становится магнитом. Игла не теряет магнитных свойств и после того, как вы отведете от нее магнит. А железо ведет себя иначе. Железный гвоздь, от которого отняли магнит, сразу «размагничивается».
Оказывается, что железный прут тоже действует как магнит только то время, пока по проволоке катушки идет ток. Железный прут в катушке — магнит не простой, а электрический, электромагнит. Выключат электрический ток — железо размагничивается.
Это было открытие огромной важности. Разве можно представить себе нашу современную технику и промышленность без электромагнитов? Не будет электромагнитов — и остановятся станки на заводах и тракторы в полях, не поедут автомобили, не полетят самолеты, умолк-
нут громкоговорители и электрические звонки, не побегут телеграммы по проводам, оглохнут телефоны, погаснет яркий электрический свет. Вот какой важной вещью стал электромагнит.
Когда электромагнит был только что открыт, был еще, так сказать, младенцем, его замечательные свойства уже удивляли людей. Один ученый того времени писал: «Дивишься как чуду, когда видишь, что в то мгновение, как проволока замыкает якорь, отягченный грузом в восемь фунтов и более, притягивается даже с расстояния и столь же мгновенно отпадает, когда цепь размыкается».
Притяжению восьми фунтов удивлялись когда-то!
А что сказать о теперешних электромагнитах, которые тянут с неслыханной силой?
О магнитах, которые держат тысячи килограммов!
Вы тоже можете сделать себе небольшой электромагнит и познакомиться с его удивительными свойствами.
Возьмите железный болт длиной примерно 100 мм и
диаметром 10 мм. Намотайте на него на длине 50 — 60 мм медную изолированную проволоку диаметром 0,2 — 0,3 мм. Мотать нужно плотно, виток к витку, сначала один ряд, на него — второй, сверху — третий, пока не намотаете 400 витков. Пойдет на это около 15 м проволоки.
Концы обмотки очистите от изоляции и присоедините к пластинкам карманной батарейки (рис. 5).
Испытайте, какой вес может удержать ваш самодельный электромагнит. Вы удивитесь, когда взвесите груз, который он держит. Только не оставляйте электромагнит надолго включенным, иначе батарейка истощится. Ток в обмотке электромагнита для нее слишком большая нагрузка.
Имея электромагнит и батарейку, вы сможете проделать много очень интересных опытов.
Все-таки удивительное дело: как только по проволоке проходит ток, болт становится магнитом, и к нему подскакивают со стола легкие железные и стальные предметы. А стоит выключить ток, болт сразу теряет свойства магнита, и все, что к нему подскочило, падает обратно.
Пользуясь свойством электромагнита размагничиваться, как только выключится ток, можно получить непрерывное вращение железного стержня около полюсов — сделать электрический двигатель. Раньше всех догадался об этом русский ученый Борис Семенович Якоби. В ноябре 1834 года он построил первый в мире электродвигатель (рис. 6). Свой двигатель Якоби установил в 1838 году на большую восьмивесельную шлюпку и — тоже впервые в истории — поплыл с электродвигателем по реке Неве. Двенадцать пассажиров помещалось в шлюпке. Ток двигателю давала батарея в 320 элементов
Простейший двигатель с вертикальной осью
Наша первая модель устроена гораздо проще, чем двигатель Якоби. Мало похожа она и на современные электродвигатели. Зато на ней особенно ясно видно, как именно удается заставить железный стержень — якорь — вращаться около полюсов электромагнита.
Возьмите большой железный шуруп, намотайте на него 300 витков изолированной медной проволоки диаметром 0,2 — 0,25 мм и вверните в дощечку. Вырежьте из жести от консервной банки десяток полосок, проколите их все посередине и наденьте на вязальную спицу. Чтобы полоски не расходились веером, оберните концы тоже жестяными полосками. Получится якорь.
Спицу-ось с якорем поставьте около шурупа (рис. 7) так, чтобы якорь проходил над ним как можно ближе.
Теперь, если в обмотку пустить ток, шуруп намагнитится и притянет якорь, повернув его вместе с осью.
В этот момент ток надо выключить, но якорь не сразу остановится: он с разгона проскочит дальше, потому что шуруп размагнитился и больше уже не притягивает.
Когда якорь, продолжая поворачиваться, будет приближаться к шурупу другим концом, снова включите ток.
Электромагнит опять дернет к себе якорь, но вы опять выключите ток-якорь снова проскочит над шурупом двигатель,
и будет вращаться все время, пока вы не перестанете включать и выключать ток.
Конечно, выключать ток руками плохо: не успеешь точно, во-время; да и какой это двигатель, если нужно все время около него стоять и проволокой прикасаться. Надо так придумать, чтобы ток сам прерывался, когда это нужно. И держать ось пальцами не годится. Нужно устроить рамку в виде буквы «П», в которой бы стояла ось.
Так можно соорудить электродвигатель. Но лучше сделать его посильнее: добавить еще один шуруп с обмоткой. Тогда при включении тока шурупы-электромагниты будут тянуть якорь сразу за оба конца. При этом хорошо поставить не два отдельных шурупа, а соединить их внизу жестяными полосками, чтобы получился подковообразный электромагнит.
Наш двигатель (рис. 8) можно сделать быстро. Из толстой фанеры или дощечки толщиной 10 мм вырежьте основание двигателя — квадрат 70X70 мм.
Подберите два шурупа длиной по 40 мм с плоскими головками. Шурупы хорошо взять потолще — диаметром примерно 4 — 6 мм. Если они будут длиннее, чем 40 мм, придется только удлинить стойки рамки, в которой держится ось. Палочки-стойки должны быть на 20 мм длиннее шурупов. Их нужно хорошо укрепить. Выдолбите в основании два отверстия, промажьте внутри клеем и заколотите палочки (рис. 12). Пока не высох клей, устаноновите их как можно прямее, чтобы расстояние между палочками вверху и внизу было одинаковым.
А перекладину для оси, или, как ее называют, «подшипник», лучше сделать из жести. В деревянном подшипнике ось будет вращаться плохо. Какую же нужно взять жесть для перекладины? Жесть от консервной банки, пожалуй, тонка — перекладина будет легко гнуться. А нельзя ли что-нибудь придумать, чтобы и из тонкой жести получилась прочная перекладина? Оказывается, можно.
Посмотрите на любую машину, на любое инженерное сооружение — автомобиль, мост, самолет — или даже на такие простые вещи, как ведро, чайник, ложку. Многие части их очень интересно сделаны. Вы скажете: «Конечно, в самолете, автомобиле есть много интересных частей, а где же им быть в ложке или чайнике?» И там они есть, только их не замечают.
При изготовлении всякой вещи перед инженером стоит задача сделать ее как можно проще, но прочной и легкой. А прочность и легкость всегда «воюют» между собой. Сделать, скажем, ложку толстой — получится она крепкой, но тяжелой: много металла пойдет на нее; сделать ее тонкой — весить она будет немного, но зато и гнуться будет легко. Кажется, эти две задачи никак нельзя решить одновременно, но инженеры всегда стараются сделать все, что можно. А можно многое сделать.
Посмотрите на тонкую алюминиевую ложку (рис. 9); видите: вдоль ручки ее идет канавка; ручка сделана выпуклой, как будто для того, чтобы казалась толстой. На самом деле это совсем не для того. Если сделать ручку ложки не выпуклой, а плоской, ложка никуда не будет годиться. Захотите вы ею набрать густое варенье из банки — она выгнется дугой; захотите есть пудинг такой ложкой — измучаетесь; только сахар в чае размешаете ею да кисель жидкий съедите. Нет, скажете вы, не нужна мне такая ложка, дайте покрепче. А ведь из того же количества алюминия можно сделать прочную ложку: нужно только выдавить вдоль ручки канавку, сделать ручку выпуклой. Оказывается, изогнутый, или, как говорят инженеры, «профилированный», матеРиал ПРИ одном и том же весе гораздо прочнее плоского.
В технике употребляют материал разных профилей — где какой выгоднее. Есть железные полосы (балки), изогнутые в виде буквы «Г» — это угловое железо. Есть изогнутые в виде буквы «П» — это швеллерное. В виде буквы «X» — тавровое. Если два «Т» сложены вместе вот так: — это двутавровое железо. Есть железо, профилированное в виде латинской буквы «Z» («зет»); его так и называют — зетовое. Всякий знает профиль рельса, трубы, волнистого железа (рис. 10).
Какой профиль лучше выбрать для подшипника нашего электродвигателя? Удобнее всего швеллер. Вырежьте из жести от консервной банки заготовку, сделайте в ней прорезы по жирным линиям (рис. И), отогните по длине с обеих сторон края шириной 5 мм. Отогнув кверху концы средней части швеллера, вдвиньте его между стойками до самой подставки. Швеллер должен точно туда входить.
Поднимите швеллер так, чтобы обрезы отогнутых краев пришлись вровень с верхом стоек. Концы средней части швеллера обогните вокруг верх стоек. На них загните концы отогнутых краев швеллера. Выглядывающие снизу концы средней части загните наверх и закрепите ими края. Все это хорошо видно на рис. 12. Подшипник получился легкий и прочный; он хорошо связывает верхушки стоек, не давая им ни сходиться, ни расходиться. Кроме того, подшипник можно снимать, а это очень важно.
Для оси подберите вязальную спицу или жесткую проволоку. Можете взять обрезок велосипедной спицы, но вязальная удобнее: у нее острый конец. Точно в центре подшипника пробейте гвоздем или шилом отверстие, в которое будет вставляться ось. Отверстие должно быть таким, чтобы ось в нем вращалась легко, но не болталась.
Во всяком электродвигателе есть две главные части: одна, неподвижная — ее называют «статор»; другая, вращающаяся — «ротор». В нашем двигателе статор — это дощечка с палочками, подшипником и электромагнитом, а ротор — ось с якорем и прерывателем тока.
Полоски якоря вырежьте из жести. Их должно быть десять штук. Длина полоски — 45 мм, ширина — 15 мм.
В центре каждой полоски пробейте отверстие по толщине оси. Когда пробьете, с одной стороны выйдет гладко, а с другой стороны края рис 12 Крепленне стоек в д0. отверстия получатся С зазубринами — заусенцами. Их надо убрать. Положите полоску на кусок железа заусенцами кверху и расплющите их молотком.
Полоска станет гладкой, но отверстие уменьшится.
Можете браться за самую трудную часть двигателя — электромагнит.
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
Как я собирал паровой двигатель своими руками
Отправим материал на почту
Купил недавно участок загородом, обустраиваю там дачу. Уже всё закончил, приезжаю, отдыхаю и уезжаю, частенько на выходных там бываю. На днях пришла гениальная идея сконструировать самодельный паровой двигатель, чтобы не было так скучно там, ведь можно будет сделать макет поезда или как использовать его для хозяйственных нужд, однако скорее всего буду использовать его просто для развлечения. Уже сделал и дальше хочу рассказать вам, как сделать паровой двигатель своими руками.
Немного про паровой двигатель и принцип его действия
Паровой двигатель/паровая машина – тепловой двигатель внешнего сгорания, использует и преобразует энергию водяного пара во вращательно-поступательную механическую работу поршня и вала.
Паровым двигателем можно считать любой двигатель внешнего сгорания, что преобразует энергию пара в механическую работу.
Принцип работы парового двигателя весьма прост: путём сгорания топлива нагревается вода и превращается в водяной пар, который различными способами приводят поршень в движения, поршень же вращает вал, и на выходе мы имеем механическую работу от вала.
Зачем собирать паровой двигатель в 21-ом веке
Итак, сейчас 21-ое столетие, цифровая эпоха, век высоких компьютерных технологий, можно задаться вопросом «Зачем вообще кому-то собирать паровой двигатель сейчас?».
Есть люди, которые говорят, что хотят сделать модель паровоза, паровой генератор для дома и использовать его для своих нужд – всё это чушь.
Если бы эти нужды были реально важны для них, они бы использовали скорее более эффективный двигатель внутреннего сгорания.
На самом деле в нынешнее время паровые двигатели строят для удовольствия от инженерного дела, удовольствия от моделирования и удовольствия от полученного опыта – того самого опыта, который был у великих изобретателей древности.
Изготовление парового двигателя своими руками
Вот чертёж парового двигателя, с которым вам необходимо ознакомиться прежде, чем приступать к работе:
Первым делом необходимо подготовить инструменты и материалы для изготовления.
Из материалов для изготовления парового двигателя из жестяной банки мне для этого понадобилось:
А теперь приступим непосредственно к самой сборке.
Для начала необходимо изготовить цилиндр и золотниковую трубку.
Для этого отрежьте от вашей телескопической антенны 3 куска: один кусок должен быть длиной 38 мм и 8 мм в диаметре (трубка 1), второй диаметром 4 мм и длиной 30 мм (трубка 2), ну и третий должен быть диаметром также 4 мм, а длиной 6 мм (трубка 3).
Далее возьмите трубку 2, что вы вырезали ранее, и сделайте в ней отверстие посередине, которое должно быть диаметром 4 мм.
Приклейте трубку 3 перпендикулярно к трубке 2 с помощью суперклея.
После высыхания можете использовать холодную сварку для более качественного соединения.
Последним шагам вам нужно будет прикрепить шайбу с отверстием к трубке 3. Для более качественного соединения используйте холодную сварку после высыхания.
Для лучшей герметичности покройте все швы цилиндра эпоксидной смолой.
Следующим этапом будет изготовление поршня с шатуном.
Возьмите болт с диаметром около 7 миллиметров, зажмите его шляпкой в тисках. После чего намотайте на него шесть витков медной проволоки.
Каждый виток необходимо промазать суперклеем.
В конце просто спилите лишние концы бота.
Вторым шагом вам нужно будет покрыть проволоку на болте эпоксидной смолой и подождать пока она высохнет. Далее подогнать ваш поршень под уже изготовленный цилиндр.
Подогнать нужно так, чтобы поршень двигался свободно, но не пропускал воздух.
После возьмите лист алюминия и вырежьте из него полоску шириной 4 миллиметра, а длиной 19.
Придайте полоске П-образную форму.
Стороны этой детали должны быть 7 на 5 на 7 миллиметров.
Просверлите на обоих концах полоски отверстия диаметром по 2 миллиметра. В получившееся отверстие должен поместиться кусочек спицы. После чего приклейте её к поршню стороной 5 мм.
Далее сделайте шатун из спицы от велосипеда.
Для этого приклейте к концам спицы два маленьких кусочков антенных трубок длиной и диаметром примерно по 3 миллиметра.
Расстояние от одного центра шатуна до другого должно составлять 5 см.
Вставьте только что изготовленный шатун в П-образную деталь и шарнирно зафиксируйте спицей.
Спицу необходимо подклеить с двух сторон, чтобы она не выпала при работе.
Следующим этапом будет изготовление шатуна треугольника.
Похожим образом, как и обычный шатун, делается шатун треугольника, только с одной стороны должен быть кусок велосипедной спицы, а с другого трубка.
Для шатуна треугольника должна составлять 7,5 сантиметров.
После – изготовление треугольника и золотника.
Возьмите лист металла и вырежьте из него треугольник.
В этом треугольнике просверлите 3 отверстия. Расстояние между отверстием 1 и отверстием 2 должно быть 1,9 см, между отверстием 2 и отверстием 3 – 2,3 см.
Теперь займитесь изготовлением золотника.
Длина золотника должна составлять 3,5 см, толщина должна быть такой, чтобы он свободно перемещался по трубке золотника.
Выбирайте длину штока в зависимости от вашего маховика.
Предпоследним этапом будет изготовление подпорок и кривошипов
Подпорки сделайте из брусков, выбирая размеры по вашему усмотрению.
Длина кривошипа поршневой тяги должна составлять 0,8 см, длина же кривошипа золотника в два раза меньше – 0,4 см.
Последний этап – изготовление парового котла
Паровым котлом выступит банка из-под оливок, которой необходимо запаять крышку.
В крышке необходимо просверлить два отверстия – под трубку и гайку.
Гайка нужна для того, чтобы через неё заливать воду в котёл, закрывая отверстие, закручивая болт в неё.
Далее необходимо собрать все детали воедино и разместить каждый элемент на подпорке, что находится на деревянной платформе.
В конце проведите испытания.
Если они успешны, то можно сказать, что самодельный паровой двигатель готов.
Фото двигателя в сборке:
Рекомендую следующее видео, в котором автор собирает своими руками паровой двигатель:
Как итог
Такое интересное развлекательное изделие как паровой двигатель можно легко сделать своими руками. Для этого нужно будет лишь лист металла, несколько деревянных брусков, досок, банка из-под оливок, спица, болты гайки, трубки и другие мелочи, а также необходимые инструменты. Качество вашего парового двигателя зависит от вас, если вы сделаете всё правильно, то он будет служить вам долгие годы.
напишите в комментариях, как считаете разумно ли делать паровой двигатель в 21-ом веке
ЛитЛайф
Жанры
Авторы
Книги
Серии
Форум
Куличенко Василий Федосеевич
Книга «Юный техник. 35 самодельных приборов и моделей для школы, пионерского отряда и дома по оптике, фото, радио, электротехнике и паротехнике»
Оглавление
Раздел четвертый ЮНЫМ ПАРОТЕХНИКАМ
3. Клапанный паровой двигатель
Читать
Помогите нам сделать Литлайф лучше
3. Клапанный паровой двигатель
Маленький действующий паровой двигатель легко построить, имея самые простые инструменты и материалы.
Эта модель отличается от всех других моделей паровых двигателей тем, что вместо золотника она имеет впускной клапан (см. таблицу 32, слева, вверху).
Таблица 32. Клапанный паровой двигатель. 1 — цилиндр; 2 — кольцо клапанной коробки; 3 — цилиндровая крышка; 4 — клапан; 5 — поршень; 6 — ушко (скобочка); 7 — шатун; 8 — паровыпускные отверстия; 9 — диск кривошипа; 10 — палец кривошипа; 11— вал двигателя; 12 — маховое колесо; 13 — стойка станины; 14 — подшипник стойки станины; 15 — задний подшипник; 16 — опорная плита; 17 — лапки крепления цилиндра.
Применение клапана вместо золотника сильно упрощает устройство и изготовление двигателя.
При верхнем положении поршня в цилиндре поршень упирается в стержень клапана и приподнимает его. Через открывшееся отверстие пар врывается в цилиндр, давит на поршень и заставляет его пойти вниз.
Клапан, упирающийся своим стержнем в поршень, под действием собственного веса тоже будет опускаться и через некоторое время закроет паровпускное отверстие, прекратив доступ пара в цилиндр.
Дальше поршень будет двигаться благодаря расширению пара в цилиндре. Стремясь занять больший объем, пар будет давить на поршень и толкать его дальше вниз.
Когда поршень достигнет нижнего положения в цилиндре, отработанный пар через открывшиеся паровыпускные отверстия выходит наружу.
Сила давления пара на поршень и движение поршня передаются при помощи шатуна 7 и кривошипа на вал 11, заставляя его вращаться вместе с закрепленным на нем маховиком 12. Маховик по инерции будет продолжать вращаться и после того, как пар перестанет действовать на поршень.
Обратный ход поршня в цилиндре вверх совершается с помощью кривошипа и шатуна за счет инерции вращающегося маховика.
Постройку модели начните с цилиндра 1.
Для цилиндра необходимо достать стальную или латунную трубочку с гладкой внутренней поверхностью. Можно воспользоваться пустым ружейным патроном. Не всегда можно найти для цилиндра трубочку таких размеров, какие указаны на рисунке. Если трубочка будет меньше или больше, то и все размеры других частей двигателя следует соответственно уменьшить или увеличить.
Трубочку для цилиндра при обработке нельзя зажимать в тиски, так как ее можно легко помять. Внутреннюю поверхность трубочки, если она недостаточно гладкая, прошлифуйте кусочком самой мелкой наждачной бумаги, закрепленной на круглой деревянной палочке, а затем отполируйте крокусом или пастой для полировки металлов (продается в москательных магазинах). Крокус и паста наносятся на кусочек материи, закрепляемой на той же круглой палочке, что и наждачная бумага. После шлифовки и полировки тщательно протрите цилиндр чистой тряпочкой.
Заусенцы, которые останутся после отрезки трубочки и сверловки в ней паровыпускных отверстий, осторожно соскоблите.
Поршень 5 отливается из свинца непосредственно в цилиндре. В жестяную банку насыпьте мелкого сухого речного песка. Отрезанную для цилиндра трубочку погрузите в песок так, чтобы наружу выступал конец высотой 15 мм. Банку с песком и цилиндром хорошенько прогрейте в печке, на примусе или керосинке.
Нельзя выливать расплавленный свинец в холодный цилиндр, засыпанный сырым песком: образующийся в цилиндре пар разбрызгает свинец; при этом капли расплавленного свинца могут попасть на руки, на лицо и причинить ожоги.
Отливка в нагретый цилиндр при сухом прокаленном песке безопасна и получается ровной, без раковин. Чтобы песок не прилипал к отливке, лучше всего вырезать из тонкого нелуженого железа маленький кружочек и опустить его в цилиндр поверх песка.
Сейчас же после заливки поршня, пока металл еще расплавлен, быстро приложите к нему луженой (покрытой оловом) частью предварительно заготовленную скобочку 6. Она таким образом припаивается к поршню. Проследите за правильным положением скобочки точно в центре цилиндра. Когда отливка застынет, выньте цилиндр и вытолкните из него готовый поршень. Счистите приставшие песчинки и осторожно срежьте ножом неровности.
Шатун 7 изготовляется из латунной или железной полоски толщиной 2–2,5 мм.
После отливки поршня к верхней части цилиндра припаяйте цилиндровую крышку 3 толщиной 2–2,5 мм. Верхняя плоскость крышки должна быть правильно опилена, что лучше всего делать так, как это показано в правом верхнем углу таблицы. Крышка должна быть латунной или, только для плоского клапана, железной.
В центре крышки просверлите отверстие, в которое свободно, с зазором для прохода пара, должен проходить стержень клапана.
Клапан 4 изготовляется из латунного или стального винта с плоской точеной головкой. После того как припаяете цилиндровую крышку, а к ней кольцо клапанной коробки 2, можете приступить к притирке клапана.
Притирка производится вращением клапана в ту и другую сторону при помощи отвертки, вставленной в прорез головки клапана. Время от времени притираемые поверхности смазывайте очень мелко истолченным стеклом, смешанным с машинным маслом. После притирки остатки стеклянного порошка тщательно удалите.
Клапан можно изготовить также с конической головкой, как это показано на рисунке.
Высота стенок клапанной коробки должна быть такой, чтобы клапан мог открываться, но не мог выскочить из отверстия цилиндровой крышки.
Станину — детали 13 и 16 (левый нижний угол таблицы) — изготовьте из сухого прочного дерева: обрезков березы, дуба или других твердых пород.
Подшипники 14 и 15 выпилите из обрезков листовой латуни или железа. Отверстия подшипников просверлите немного меньшего диаметра, чем вал. После сверловки разверните их по валу острым концом напильника (на котором закрепляется ручка). При этом края отверстия развальцуются и расширятся. Подшипники приверните к станине шурупами.
Кривошип — детали 9 и 10 — сделать легко. Диск кривошипа выпилите из латуни или железа толщиной 2–2,5 мм. Палец кривошипа отрежьте от толстой, четырехмиллиметровой проволоки или от оси из набора «металлоконструктор». Готовый палец прочно впаяйте в отверстие диска.
Вал 11 возьмите из набора «металлоконструктор» или отрежьте от проволоки толщиной 4–5 мм.
Маховик 12 отливается из свинца, цинка или другого легкоплавкого металла в глиняной, предварительно хорошо просушенной и прогретой форме. И здесь, как и при отливке поршня, вода, содержащаяся в сырой глине, обратится в пар и разбрызгает расплавленный металл.
Отлить маховик можно также в хорошо очищенной жестяной баночке из-под гуталина (см. таблицу 34). Для отливки маховика в центре формы плотно вставьте вылуженный вал, чтобы он при отливке сразу впаялся в маховик. Смотрите, чтобы не было щелей: сквозь них прольется расплавленный свинец.
Когда сделаете все части, приступите к сборке парового двигателя.
Соберите станину и привинтите к стойке 13 подшипник 14. Вставьте вал с маховиком и привинтите к опорной плите 16 задний подшипник 15. На конец вала, выступающий из стойки станины, припаяйте диск кривошипа в любом положении. Проследите только, чтобы он правильно вращался — не бил. Конец вала, выступающий за диск кривошипа, отпилите.
Все места пайки, если она производилась с применением травленой соляной кислоты и нашатыря, промойте водой, а еще лучше — раствором соды, затем просушите и смажьте маслом. Остатки кислоты способствуют быстрому образованию ржавчины.
Цилиндр протрите внутри чистой тряпочкой, смажьте и прикрепите двумя лапками 17 к станине.
Крышка клапанной коробки с паровыпускной трубочкой припаивается только тогда, когда паровой двигатель будет окончательно собран и будет отрегулировано действие клапана.
Момент открытия клапана можно отрегулировать постепенным укорочением стержня клапана, спиливая его напильником. В дальнейшем регулировку можно производить закреплением цилиндра на стойке станины выше или ниже. Если мы закрепим цилиндр ниже, клапан будет открываться больше; если поднимем выше, будет открываться меньше. Если клапан будет открываться слишком рано, то давлением пара поршень не вовремя будет отбрасываться назад или его движение будет сильно тормозиться. Вот почему открывание клапана должно происходить почти в то время, когда поршень достигнет крайнего верхнего положения в цилиндре.