Stacionární motor
Přestože je romantická éra páry dávno pryč, chybí nám staré časy, kdy jste mohli vidět vagony tažené obrovskými velkolepými lokomotivami, rozžhavené parní válce hnětající silniční suť nebo parní lokomotivy pracující na poli.
Jediný stacionární parní stroj sloužící k centrálnímu pohonu pomocí systému řemenového pohonu všech továrních strojů nebo tkalcovských stavů. Její kotel spaloval obyčejné uhlí.Možná je škoda, že takové stroje neuvidíme mimo muzeum, ale postavit dřevěný model stacionárního stroje je možné. к je velkým potěšením mít doma takový dřevěný mobil, mobilní pracovní zařízení. Tentokrát postavíme model složitějšího posuvně synchronizovaného parního stroje než doposud. K pohonu dřevěného modelu samozřejmě místo páry použijeme stlačený vzduch z domácího kompresoru.
Práce s parním strojem spočívá ve vypouštění stlačené vodní páry a v našem případě stlačeného vzduchu do válce, poté z jedné strany, poté z druhé strany pístu. To má za následek proměnlivý posuvný pohyb pístu, který se přenáší přes ojnici a hnací hřídel na setrvačník. Ojnice převádí vratný pohyb pístu na rotační pohyb setrvačníku. Jedna otáčka setrvačníku je dosažena dvěma zdvihy pístu. Distribuce páry se provádí pomocí posuvného mechanismu. Čas je řízen excentrem namontovaným na stejné ose jako setrvačník a klika. Plochý jezdec uzavírá a otevírá kanály pro přivádění páry do válce a zároveň umožňuje vytlačení použité expandované páry.
Nástroje: Trichinella pila, pilový kotouč na kov, elektrická vrtačka na stojanu, vrtačka upevněná na pracovním stole, pásová bruska, vibrační bruska, dremel s nástavci na dřevo, elektrická přímočará pila, lepicí pistole s horkým lepidlem, truhlářské vrtáky 8, 11 a 14 mm. Hodit se mohou i škrabky nebo pilníky na dřevo. K pohonu modelu využijeme domácí kompresor nebo velmi výkonný vysavač, jehož hubice fouká vzduch.
Materiály: borovicová deska šíře 100 mm a tloušťka 20 mm, válečky o průměru 14 a 8 mm, deska 20 x 20 mm, deska 30 x 30 mm, deska 60 x 8 mm, překližka tloušťky 4 a 10 mm. Vruty do dřeva, hřebíky 20 a 40 mm. Čirý lak ve spreji. Silikonové mazivo nebo strojní olej.
Základna stroje. Má rozměry 450 x 200 x 20 mm. Vyrobíme ho ze dvou kusů borovicových prken a slepíme je delšími stranami, nebo z jednoho kusu překližky. Případné nerovnosti na desce a místa, která zbyla po řezání, je vhodné dobře zahladit brusným papírem.
Podpora nápravy setrvačníku. Skládá se ze svislé desky a lišty, která ji kryje shora. V místě styku jejich ploch se po jejich přišroubování vyvrtá otvor pro dřevěnou osu. Potřebujeme dvě sady stejných prvků. Vyřezáváme podpěry z borovicové desky o rozměrech 150 x 100 x 20 mm a kolejnice o průřezu 20 x 20 a délce 150 mm. V kolejnicích ve vzdálenosti 20 mm od okrajů vyvrtejte otvory o průměru 3 mm a vystružte je vrtákem 8 mm, aby se hlavy šroubů snadno skryly. Do prken na přední straně vyvrtáme také otvory o průměru 3 mm, aby bylo možné prkna přišroubovat. V místě styku vrtákem 14 mm vyvrtáme otvory pro osu setrvačníku. Oba prvky jsou pečlivě opracovány brusným papírem, nejlépe vibrační bruskou. Také nezapomeňte vyčistit otvory pro dřevěnou osu od válečku brusným papírem svinutým do ruličky. Náprava by se měla otáčet s minimálním odporem. Takto vytvořené podpěry se demontují a nalakují bezbarvým lakem.
Setrvačník. Začneme nakreslením kruhové struktury na obyčejný papír.Náš setrvačník má celkový průměr 200 mm a má šest paprsků. Budou vytvořeny tak, že na kružnici nakreslíme šest obdélníků otočených o 60 stupňů vzhledem k ose kružnice. Začneme nakreslením kruhu o průměru 130 mm, poté označíme paprsky o tloušťce 15 mm.. Do rohů výsledných trojúhelníků nakreslete kolečka o průměru 11 mm. Papír s nakreslenou kruhovou strukturou položte na překližku a nejprve děrovačkou označte středy všech malých kroužků a střed kruhu. Tyto prohlubně zajistí přesnost vrtání. Přímo na překližku nakreslete kruh, náboj a kolo, kde paprsky končí v páru třmenů. Všechny rohy trojúhelníků vyvrtáme vrtákem o průměru 11 mm. Tužkou označte na překližce místa, která by měla být prázdná. To nás ušetří chybám. Elektrickou přímočarou pilou nebo trichomovou pilou můžeme ze setrvačníku odříznout předem označený přebytečný materiál, díky čemuž získáme efektní pletací jehlice. Pilníkem nebo válcovou frézou, stahovačem a následně dremelem zarovnáme případné nepřesnosti a zkosíme hrany paprsků.
Ráfek setrvačníku. Budeme potřebovat dva stejné ráfky, které přilepíme na obě strany setrvačníku. Vyřežeme je také z překližky tloušťky 10 mm. Kolečka mají vnější průměr 200 mm. Na překližku je nakreslíme kružítkem a vyřízneme skládačkou. Poté koaxiálně nakreslíme kruh o průměru 130 mm a jeho střed vyřízneme. To bude věnec setrvačníku, tedy jeho věnec. Věnec by měl svou hmotností zvyšovat setrvačnost rotujícího kola. Pomocí lepidla wikol zakryjeme setrvačník, tzn. ten s pletacími jehlicemi, věnečky z obou stran. Do středu setrvačníku vyvrtejte 6 mm otvor pro vložení šroubu M6 do středu. Získáme tak improvizovanou osu otáčení kola. Po instalaci tohoto šroubu jako osy kola do vrtačky kolovrat rychle opracujeme nejprve hrubým a poté jemným brusným papírem. Doporučuji změnit směr otáčení vrtačky, aby se nepovolil šroub kola. Kolo by mělo mít hladké hrany a po opracování na našem pseudosoustruhu by se mělo točit plynule, bez bočních nárazů. Toto je velmi důležité kritérium pro kvalitu setrvačníku. Po dosažení tohoto cíle odstraňte provizorní šroub a vyvrtejte otvor pro osu o průměru 14 mm.
Strojový válec. Vyrobeno z 10mm překližky. Začneme s 140 mm x 60 mm nahoře a dole a 60 mm x 60 mm vzadu a vpředu. Do středu těchto čtverců vyvrtejte otvory o průměru 14 mm. Tyto prvky k sobě slepíme horkým lepidlem z lepicí pistole, čímž vytvoříme jakýsi rám válce. Připevňované díly musí být navzájem kolmé a rovnoběžné, proto při lepení použijte montážní čtverec a držte je na místě, dokud lepidlo nevytvrdne. Váleček, který bude sloužit jako pístnice, se při lepení dobře zasouvá do otvorů vzadu i vepředu. Na přesnosti tohoto lepení závisí budoucí správné fungování modelu.
Píst. Vyrobeno z překližky o tloušťce 10 mm, má rozměry 60 x 60 mm. Okraje čtverce obruste jemným brusným papírem a stěny zkoste. Do pístu vyvrtejte 14mm otvor pro pístnici. V horní části pístu je kolmo vyvrtán otvor o průměru 3 mm pro šroub, kterým je píst připevněn k pístnici. Vyvrtejte otvor 8mm bitem, abyste skryli hlavu šroubu. Šroub prochází pístnicí a drží píst na místě.
pístnice. Vystřihněte váleček o průměru 14 mm. Jeho délka je 280 mm. Píst nasadíme na pístnici a namontujeme do rámu pístu. Nejprve však určíme polohu pístu vůči pístnici. Píst se posune o 80 mm. Při klouzání by neměl dosahovat k okrajům vstupního a výstupního otvoru pístu a v neutrální poloze by měl být ve středu válce a pístnice by neměla vypadnout z přední části válce. Když toto místo najdeme, vyznačíme si tužkou polohu pístu vůči pístnici a nakonec do něj vyvrtáme otvor o průměru 3 mm.
Rozdělení. To je nejtěžší část našeho auta. Potřebujeme znovu vytvořit vzduchové kanály z kompresoru do válce, z jedné strany na druhou stranu pístu a poté z výfukového vzduchu z válce. Tyto žlaby vyrobíme z několika vrstev překližky o tloušťce 4 mm. Rozvod se skládá z pěti desek o rozměrech 140 x 80 mm. V každé desce jsou vyříznuty otvory podle obrázků na fotografii. Začněme tím, že si na papír nakreslíme detaily, které potřebujeme, a vyřízneme všechny detaily. Vzory dlaždic kreslíme fixem na překližku, aranžujeme je tak, abychom neplýtvali materiálem a zároveň měli co nejméně pracnosti při řezání. Pečlivě si označte vyznačená místa pro pomocné otvory a pomocí skládačky nebo trojnožky vyřízněte odpovídající tvary. Na závěr vše zarovnáme a začistíme brusným papírem.
Zip. Jedná se o překližkovou desku stejného tvaru jako na fotografii. Nejprve vyvrtejte otvory a vyřízněte je přímočarou pilou. Zbytek materiálu lze nařezat trichomovou pilou nebo zlikvidovat kuželovou válcovou frézou nebo dremelem. Na pravé straně jezdce je otvor o průměru 3 mm, ve kterém bude umístěna osa excentrické pákové rukojeti.
Posuvná vodítka. Jezdec funguje mezi dvěma skluznicemi, spodním a horním vedením. Vyrobíme je z překližky nebo lamel o tloušťce 4 mm a délce 140 mm. Přilepte vodítka lepidlem Vicol k odpovídající další rozvodové desce.
Ojnice. Vyřízneme v tradičním tvaru, jako na fotografii. Důležitá je vzdálenost mezi osami otvorů o průměru 14 mm. Mělo by to být 40 mm.
Klika. Vyrábí se z pásku 30 x 30 mm a má délku 50 mm. Do tvárnice vyvrtáme otvor 14 mm a kolmo na čelo slepý otvor. Opačný konec špalku opilujte pilníkem na dřevo a zbruste brusným papírem.
Rukojeť pístnice. Má tvar U, je vyrobena ze dřeva 30 x 30 mm a má délku 40 mm. Jeho tvar můžete vidět na fotografii. Do tvárnice na přední straně vyvrtáme otvor 14 mm. Pomocí pily s pilovým kotoučem proveďte dva řezy a vytvořte štěrbinu, ve které se bude pohybovat pístnice, pomocí vrtačky a pilky na trichinelózu. Vyvrtáme otvor pro osu spojující kliku s pístnicí.
Podpora válce. Potřebujeme dva stejné prvky. Vyřízněte podpěry borovicových desek 90 x 100 x 20 mm.
Excentricita. Z překližky o tloušťce 4 mm vyřežte čtyři obdélníky, každý 40 mm x 25 mm. Otvory do obdélníků vyvrtáme vrtákem 14 mm. Provedení excentru je znázorněno na fotografii. Tyto otvory jsou umístěny podél podélné osy, ale jsou vzájemně posunuty podél příčné osy o 8 mm. Obdélníky spojujeme ve dvou párech a lepíme je k sobě jejich povrchy. Do vnitřních otvorů vlepte válec o délce 28 mm. Ujistěte se, že povrchy obdélníků jsou vzájemně rovnoběžné. K tomu nám může pomoci páková rukojeť.
rameno pákyspojení jezdce s excentrem. Skládá se ze tří částí. První je rukojeť ve tvaru U, která obsahuje posuvník. V rovině je vyvrtán otvor pro osu, podél které vykonává kývavý pohyb. Na druhý konec je nalepena excentrická svorka. Tento klip je skládací a skládá se ze dvou bloků, každý o rozměrech 20×20×50 mm. Spojte bloky pomocí vrutů a poté vyvrtejte 14mm otvor na hraně žebra pro excentrickou osu. Kolmo k ose v jednom z tvárnic vyvrtáme slepý otvor o průměru 8 mm. Nyní můžeme oba díly spojit hřídelí o průměru 8mm a délce cca 160mm, ale důležitá je vzdálenost mezi osami těchto dílů, která by měla být 190mm.
Montáž stroje. Pomocí šroubu namontujte píst na pístnici zasunutou do rámu válce a na konci vyvrtejte otvor pro osu kliky. Pamatujte, že otvor musí být rovnoběžný se základnou. Na rám válce přilepte následující prvky pohonu rozvodu (foto a). Další první deska se čtyřmi otvory (foto b), druhá se dvěma velkými otvory (foto c) spojuje otvory do dvou párů. Další je třetí deska (foto d) se čtyřmi otvory a na ni nasaďte posuvník. Fotografie (foto e a f) ukazují, že jezdec, posunutý excentrem během provozu, postupně obnažuje jeden nebo druhý pár otvorů. Přilepte dvě vodítka vedoucí jezdec ke třetí desce shora a zdola. K nim připevníme poslední desku se dvěma otvory, zakrývající jezdec shora (foto d). Blok s průchozím otvorem přilepte k hornímu otvoru o takovém průměru, abyste k němu mohli připevnit hadici přívodu stlačeného vzduchu. Na druhé straně je válec uzavřen víkem přišroubovaným několika šrouby. Přilepte podpěry osy setrvačníku k základně, dávejte pozor, aby byly v linii a rovnoběžné s rovinou základny. Před kompletní montáží nalakujeme prvky a součásti stroje bezbarvým lakem. Ojnici nasadíme na osu setrvačníku a přilepíme přesně kolmo k ní. Vložte osu ojnice do druhého otvoru. Obě osy musí být vzájemně rovnoběžné. Na druhou stranu základny přilepte dvě desky, abyste vytvořili podpěru pro válec. Na ně přilepíme kompletní válec s rozvodovým mechanismem. Po přilepení válce nainstalujte páku, která spojuje jezdec s excentrem. Teprve nyní můžeme určit délku páky, která spojuje kliku ojnice s pístnicí. Řádně vyřízněte dřík a přilepte rukojeti ve tvaru U. Tyto prvky spojíme sekerami z hřebíků. Prvním pokusem je ruční otáčení osy setrvačníku. Všechny pohyblivé části se musí pohybovat bez nepřiměřeného odporu. Klika udělá jednu otáčku a cívka by měla reagovat excentrickým posunem.
Hra. Namažte stroj olejem tam, kde očekáváme výskyt tření. Nakonec model připojíme kabelem ke kompresoru. Po nastartování agregátu a přivedení stlačeného vzduchu do válce by měl náš model běžet bez problémů, což konstruktérovi přináší spoustu zábavy. Případné netěsnosti lze zalepit lepidlem z tavné lepicí pistole nebo čirým silikonem, ale díky tomu bude náš model nesmazatelný. Cennou výhodou je skutečnost, že model lze rozložit například pro zobrazení pohybu pístu ve válci.
