木制蒸汽机
第一台带有可移动摆动气缸的蒸汽机诞生于 XNUMX 世纪，用于推动小型蒸汽船。 它们的优点包括结构简单。 当然，那些蒸汽机不是用木头做的，而是用金属做的。 它们的零件很少，不会损坏，而且制造成本低。 它们采用水平或垂直版本制造，因此不会占用船上太多空间。 这些类型的蒸汽机也被生产为工作微缩模型。 它们是蒸汽动力的理工玩具。
摆缸式蒸汽机的设计简单是它的一大优势，我们可能会想用木头制作这样的模型。 我们当然希望我们的模型能够正常工作，而不仅仅是静止不动。 这是可以实现的。 但是，我们不会用热蒸汽驱动它，而是用普通的冷空气驱动它，最好是来自家用压缩机或例如真空吸尘器。 木材是一种有趣且易于加工的材料，因此您可以在其中重现蒸汽机的机制。 由于在构建模型时，我们提供了气缸的侧开部分，因此我们可以看到活塞是如何工作的，以及气缸是如何相对于正时孔移动的。 我建议你立即开始工作。
机器操作 用摇缸蒸汽。 我们可以分析它们 照片1 在从 a 到 f 标记的一系列照片上。
- 蒸汽通过进口进入气缸并推动活塞。
- 活塞通过活塞杆和连杆曲柄带动飞轮转动。
- 气缸改变其位置，当活塞移动时，它会关闭入口并打开蒸汽出口。
- 活塞在加速飞轮的惯性驱动下，将排出的蒸汽推过这个孔，然后循环重新开始。
- 气缸改变位置，进气口打开。
- 压缩蒸汽再次通过入口并推动活塞。
工具： 支架上的电钻、连接到工作台上的钻头、砂带磨光机、振动磨床、带木工尖端的 Dremel、拼图、带热胶的上胶机、带螺纹夹头的 M3 模具、14 毫米木工钻头。 我们将使用压缩机或真空吸尘器来驱动模型。
材料： 松木板 100 x 20 毫米宽，滚筒直径 14 毫米，板 20 x 20 毫米，板 30 x 30 毫米，板 60 x 8 毫米，胶合板 10 毫米厚。 硅脂或机油，直径3毫米长60毫米的钉子，强力弹簧，带M3垫圈的螺母。 气雾罐中的清漆，用于给木材上漆。
机器底座。 我们将用一块 500 x 100 x 20 毫米的木板制作它。 涂漆前，最好用砂纸将木板的所有凹凸不平和切割后留下的地方磨平。
飞轮支撑。 我们从一块 150 x 100 x 20 毫米的松木板上切下它。 我们需要两个相同的元素。 用砂带磨圆后，用砂纸40沿弧形的上边缘，在支架上用细砂纸处理，在如图所示的地方钻出直径14毫米的孔。 照片2. 底座与车轴之间的滑架高度应大于飞轮的半径。
飞轮轮辋。 我们将从厚度为 10 毫米的胶合板上切下它。 轮子的直径为 180 毫米。 用卡尺在胶合板上画两个相同的圆圈，然后用拼图把它们剪下来。 在第一个圆上，同轴地画一个直径为 130 毫米的圆，并切掉它的中心。 这将是飞轮轮辋，也就是它的轮辋。 增加纺车惯性的花环。
飞轮。 我们的飞轮有五个辐条。 它们将以这样的方式创建，即我们将在轮子上绘制五个具有圆角的三角形，并相对于轮轴旋转 72 度。 让我们先在纸上画一个直径为 120 毫米的圆，然后用 15 毫米厚的织针在生成的三角形的角上画圆。 你可以在上面看到 照片3。 i 4.，其中显示了车轮的设计。 我们把纸放在切出的圆圈上，并用打孔器标记所有小圆圈的中心。 这将确保钻孔精度。 我们用直径为 14 毫米的钻头钻出三角形的所有角。 由于刀片钻会破坏胶合板，因此建议您只钻胶合板厚度的一半，然后将材料翻过来并完成钻孔。 这种直径的平钻以一个微小的突出轴结束，这将使我们能够准确地定位胶合板另一侧钻孔的中心。 考虑到木工圆柱钻相对于扁木工的优越性，我们将用电动拼图将飞轮上剩余的不需要的材料切掉，以获得有效的织针。 Dremel 可补偿任何不准确并圆化辐条边缘。 用维科拉胶粘上花环圈。 我们在中心钻一个直径为 6 毫米的孔，在中心插入一个 M6 螺钉，从而获得车轮的近似旋转轴。 将螺栓作为轮轴安装在钻机中后，我们对快速旋转的轮子进行加工，先用粗砂纸，再用细砂纸。 我建议您改变钻头的旋转方向，以免车轮螺栓松动。 砂轮加工后应边缘光滑，转动均匀，不撞边。 完成后，我们拆卸临时螺栓并为目标轴钻一个直径为 14 毫米的孔。
连杆。 我们将从厚度为 10 毫米的胶合板上切下它。 为了使工作更容易，我建议先钻两个 14mm 的孔，相距 38mm，然后锯出最终的经典形状，如图所示 照片5.
飞轮轴。 它由直径为 14 毫米、长度为 190 毫米的轴制成。
轴心轴。 它由直径为 14 毫米、长度为 80 毫米的轴切割而成。
圆筒。 我们将从厚度为 10 毫米的胶合板上切下它。 它由五个元素组成。 其中两个尺寸为 140 x 60 毫米，是圆柱体的侧壁。 底部和顶部 140 x 80 毫米。 圆柱体的下部尺寸为 60 x 60，厚 15 毫米。 这些部分显示在 照片6. 我们用编织胶粘住圆柱体的底部和侧面。 模型正确运行的条件之一是墙壁和底部的胶合垂直度。 为气缸盖顶部的螺钉钻孔。 我们用 3 毫米钻头钻孔，使它们落入圆柱体壁厚的中心。 用 8 毫米的钻头在盖子上稍微钻孔，这样螺丝头就可以隐藏起来。
活塞。 它的尺寸为 60 x 60 x 30 毫米。 在活塞上，我们钻一个直径为 14 毫米的中心盲孔，深度为 20 毫米。 我们将活塞杆插入其中。
活塞杆。 它由直径为 14 毫米、长度为 320 毫米的轴制成。 活塞杆一端与活塞相连，另一侧与连杆曲柄轴上的钩子相连。
连杆轴。 我们将使用截面为 30 x 30 且长度为 40 毫米的条制成它。 我们在块上钻了一个 14 毫米的孔，并垂直于它钻了第二个盲孔。 我们将把活塞杆的另一个自由端粘到这个孔中。 清洁通孔内部，并用细砂纸卷成管状。 连杆轴将在孔中旋转，我们希望在该点减少摩擦。 最后，将手柄修圆并用木锉或带式砂光机完成。
正时支架。 我们将从一块尺寸为 150 x 100 x 20 的松木板上剪下它。在支撑件上打磨后，在如图所示的位置钻三个孔。 第一个直径为 3 毫米的孔用于计时轴。 另外两个是气缸的进气口和出气口。 所有三个的钻孔点显示在 照片7. 改变机器零件尺寸时，必须通过机器预装和确定气缸的上下位置，即气缸上钻孔的位置，凭经验找到钻孔位置。 计时工作的地方用带有细纸的轨道砂光机打磨。 它应该是均匀且非常光滑的。
摆动正时轴。 将 60 毫米长的钉子的末端弄钝，然后用锉刀或研磨机将其修圆。 使用 M3 模具，将其末端切割约 10 毫米长。 为此，请选择坚固的弹簧、M3 螺母和垫圈。
分配。 我们将使用 140 x 60 x 8 毫米的条带制作它。 在模型的这一部分钻了两个孔。 第一个是直径 3 毫米。 我们将在里面放一个钉子，这是圆柱体的旋转轴。 请记住以这样的方式钻这个孔，使钉头完全嵌入木材中并且不会突出到其表面之上。 这是我们工作中非常重要的时刻，影响模型的正确运行。 第二个10mm直径的孔是进气口/出气口。 根据气缸相对于正时支架孔的位置，空气将进入活塞，推动它，然后被活塞以相反的方向推出。 用作为轴的胶钉将正时胶粘到气缸表面。 轴不应摆动，应垂直于表面。 最后，利用计时板上孔的位置在气缸上钻一个孔。 与计时支架接触的木材的所有不规则之处都用带有细砂纸的轨道砂光机进行平滑处理。
机器组装。 将飞轮轴支架粘在底座上，注意它们与底座平面成一直线并平行。 在完成组装之前，我们将为机器的元件和部件涂上无色清漆。 我们将连杆放在飞轮轴上，并与它完全垂直地粘合。 将连杆轴插入第二个孔。 两个轴必须相互平行。 将木制加强环粘在飞轮上。 在外圈中，将木螺钉插入将飞轮固定到飞轮轴的孔中。 在底座的另一侧，粘上气缸支架。 用硅脂或机油润滑所有会移动并相互接触的木制部件。 硅胶应轻轻抛光，以尽量减少摩擦。 机器的正确操作将取决于此。 气缸安装在托架上，使其轴突出超过正时。 你可以在上面看到 照片8. 将弹簧放在伸出支架的钉子上，然后是垫圈并用螺母固定整个物体。 由弹簧加压的圆柱体应在其轴线上略微移动。 我们将活塞就位放入气缸中，并将活塞杆的末端放在连杆轴上。 我们盖上气缸盖并用木螺钉固定。 用机油润滑机构的所有配合部件，尤其是气缸和活塞。 让我们不要为胖而后悔。 用手推动的轮子转动时应无任何感觉阻力，连杆应将运动传递给活塞和气缸。 照片 9. 将压缩机软管的末端插入进气口并打开。 转动车轮，压缩空气将推动活塞，飞轮将开始旋转。 我们模型中的关键点是正时盘与其定子之间的接触。 除非大部分空气以这种方式逸出，否则设计合理的汽车应该可以轻松移动，给 DIY 爱好者带来很多乐趣。 故障的原因可能是弹簧太弱。 一段时间后，油会渗入木头，摩擦变得太大。 这也解释了为什么人们没有用木头建造蒸汽机。 然而，木制发动机的效率很高，关于摆缸如何在如此简单的蒸汽机中工作的知识仍然存在很长时间。
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