Жду новый пост

Серия «Постройка модели парового двигателя.»

Рад снова вас приветствовать!

Работы продолжаются и двигатель обрастает все новыми частями.

А теперь расскажу о том, что я успел сделать за прошедшую, чуть более чем, неделю.

Для того, чтобы закончить цилиндры, нужно было проделать выпускные отверстия и отверстия для слива конденсата. А этого нельзя сделать, пока наружные поверхности не обработаны. С них и начал.

Сначала, последовательно переставляя в тисках, снимал по паре миллиметров за проход, дабы срезать основную массу металла. После этого сформировал поверхности вокруг прилива для парораспределителя.

Теперь можно устанавливать заготовки на поворотный стол и грибковой фрезой начинать придавать цилиндрам окончательную форму. Их материал достаточно тверд, а фрезу удалось купить только из быстрорежущей стали, под конец она уже конкретно затупилась, но на два цилиндра хватило, и то хорошо. Остаточные шероховатости позже заровняю наждачками и надфилем.

Когда наружные поверхности были готовы, можно было сверлить отверстия. Каналы для кранов пришлось делать сложной формы, сделав сначала глухие отверстия, к которым просверлить отверстия меньшего диаметра, выходящие в профрезерованные в плоскости канавки. Краны заняли свое место.

Взялся за шатуны. Штоки окончательно отшлифовал, снял все фаски и облой с них и других деталей, а так же выставил и затянул их в полукольцах, применив красный фиксатор резьбы. В шатунах цилиндров просверлил каналы для смазки и обработал торцевые поверхности подшипников скольжения.

В коренных опорах коленчатого вала нарезал крестообразные канавки для масла и обработал верхние части.

И обработал сварочные швы на опорах цилиндров дремелем.

Сделал разрезные поршневые кольца из зедекса. Все уплотнения штоков и оси регулятора решил делать из него же.

Далее самое сложное. Регулятор. Регулятором называют главный паровой клапан, чаще всего находящийся внутри сухопарника парового котла, который отвечает за регулировку количества пара, подаваемого к паровым машинам. На настоящих паровозах чаще применялись регуляторы несколько иной конструкции, но я выбрал для себя конструкцию с поворотным золотником и примерно набросал то, что мне нужно, а затем подогнал некоторые размеры, дабы вписаться в масштаб машины и приступил к изготовлению.

Материал корпуса регулятора латунь, золотник- сталь 40х. Корпус изготовлен из кругляка методом оквадрачивания с переводом половины болванки в стружку, как обычно. Зазор между золотником и корпусом получился таким, что при его установке оставшийся внутри воздух не выходит и пружинит. Думаю, должен закрывать поток пара плотно.

Вместе с этим по черновому изготовил фланцы, планируя позже скруглить и подать форму, но в последствии пришлось их переделать, ибо я пролетел с диаметром отверстия под трубку.

Одновременно с этим работу притормозили перебои со светом в мастерской. Зима, все пытаются греться электричеством, щитовая и не выдержала. Два дня работал в полумраке, на генераторе, сжигая теперь уже одновременно и дизель на отопление, и бензин на освещение) Благо фрезер и малый токарный у меня на 220в, с частотниками, могут и от одной фазы, отголоски старой однофазной мастерской.

Теперь, когда регулятор готов, нужно думать, как его установить и подключить. Здесь то я решил попробовать высокотемпературный припой, который ранее ни разу не применял. Результат меня порадовал. Отлично затекает в зазоры и соединяет детали намертво, а ещё пайка происходит очень локально, даже в двадцати миллиметрах от места пайки такая же пайка от температуры не разваливается, как это было бы с оловянно-свинцовым припоем. Просверлил крепёжные отверстия в цилиндрах, фрезернул две пластины и две поперечины и сварил аргоном воедино.

А ещё приварил две опорные пластины под ось рычагов управления, изготовив и ее опоры.

Теперь краткое заключение. Остаётся сделать рычаги и тяги управления, а так же рычаги кулис. Надеюсь в скором времени все это закончить и запустить двигатель, но намеренно с этим не тороплюсь, ибо как есть его можно было бы запустить уже сейчас, но хочу сначала сделать по человечески.

Приветствую Вас, господа. Продолжу свой рассказ о постройке двигателя. Сегодня остановимся на изготовлении шатунов и ещё некоторых частей.

Начал я с шатунов парораспределения. Но с небольшим отступлением от чертежа, добавив бортики эксцентрикам вместо проточки в них.

Была взята болванка из латуни, в ней начерно было расточено отверстие и сделаны лыски. После этого заготовка была разрезана на 8 частей, которым на поворотном столе была придана полукруглая форма. Далее, с помощью шаблона было симметрично отрезано лишнее от всех заготовок и получены 8 половинок от четырех шатунов. Теперь их уже можно было засвердить и стянуть, а затем и развернуть в чистовой размер 25мм.

Нижние головки шатунов парораспределения готовы. В них так же предусмотрена маслёнка и отверстие для регулировки фазы эксцентрика без разборки. Подсмотрено у английских коллег.

Одновременно с этим были изготовлены и сами эксцентрики.

Пришло время взяться за шатуны цилиндро-поршневой группы. По чертежу они имеют изящную конусность, которую я смог повторить с помощью смешения заднего центра. После токарной обработки я фрезернул верхние головки и развернул в них отверстия, а так же обработал фланцы крепления к подшипникам скольжения нгш, что решил делать из бронзы БрАЖН.

Записал на радостях небольшое видео с работой этой кинематики. Не обращайте внимание на острые углы вгш, это пока лишь черновая сборка, позже я все обработаю и скруглю там, где это необходимо.

С этих пор начинается некоторая путаница в последовательности изготовления различных частей, далее буду повествовать уже не по очередности, а фактически, что было сделано, и как.

Сейчас речь пойдет про парораспределители. Они на данном двигателе золотникового типа. Начнем с корпусов. Сделал их из той же многострадальной стальной пластины 16мм, обрезав ушм и оболванив уже на фрезере. Разметил и насверлил отверстия, профрезеровал окна, а после этого разделил детали. Затем придал им чуть более похожую на чертеж форму уже в токарном станке. Ну и изготовил фланцы поджима набивок штоков парораспределителей. Штоки сделал из стали 40х.

Сами золотники тоже решил делать из бронзы. Выфрезеровал их прямо из массива, а потом отрезал. Последними сделал крышки золотниковых коробок.

Как вы можете видеть, на последнем фото деталей чуть больше, чем то количество, что я уже показал. Будем нагонять!

Кулисным механизм и шатуны парораспределителей. Кулисы нужны для переключения между прямым и обратным ходом, ибо фазы двух эксцентриков относительно вала смещены приблизительно на +90 и -90 градусов, что и даёт нам возможность переключения.

Сами кулисы изготовил из бронзового листа, склеив два слоя и обработав вместе на поворотном столе, обеспечив полную симметричность, что важно. После чего они, а так же шатуны распределения и цпг были отшлифованы. Их головкам была придана уже более приятная глазу округлая форма. Кулисы так же были отшлифованы изнутри и ход сухаря стал плавным и без заеданий о следы обработки фрезой.

Что примечательно, англичане начертили чертеж кулисы, не указав углы окна и отверстий в ней. Пришлось пересчитать, зная расстояния между отверстиями.

Как вы видите, двигатель уже обретает форму и почти все навесное готово. Остаётся уже буквально доделать мелочи. Но этих мелочей достаточно много, поэтому двигатель пока все ещё не готов к запуску.

Небольшое отступление.

Как вы знаете, горячий пар в холодном двигателе будет сразу конденсироваться, заполняя полости водой. А вода, являясь несжимаемой, будет препятствовать прокрутке двигателя. По этому все существующие паровые двигатели, от мала, до велика имеют в своей конструкции сливные или продувочные краны. Они позволяют воде беспрепятственно выйти из цилиндра при запуске двигателя. Когда двигатель нагревается, вода перестает конденсироваться и краны можно закрыть.

Например здесь, на видео, мы можем наблюдать, что краны открыты и пар свободно выходит, что ввиду малой пропускной способности последних практически не мешает работать паровой машине.

На моём двигателе, если я планирую запускать его на пару, без кранов тоже не обойтись. Сделал их я из латунного прутка с помощью фасонного резца, а отверстия под конические поворотные золотники с помощью развертки с конусностью 1:50. Носы кранов были начерно выфрезерованы, а затем просверлены и доработаны напильником до достижения красоты. В итоге получилось пять кранов: по два на цилиндры и один на конденсационную маслёнку, которую я тоже планирую сделать. Что б вы понимали размер, длина всего крана вместе с резьбой м6 всего 25мм, а диаметр шарообразной части крана- 10мм.

Тем временем, праздники закончились и пора снова выходить на работу, но это не повод останавливаться в изготовлении двигателя! Буду и дальше показывать прогресс, неминуемо приближаясь к долгожданному моменту запуска.

На этом пока все, спасибо за внимание!

Здравствуйте! Продолжаю свой рассказ про постройку парового двигателя. Комментарии читаю, постараюсь снимать больше видео впредь. Пока что буду публиковать то, что уже было отснято, по этому, прошу меня простить, прислушаться к вашим просьбам смогу не сразу.

Итак, как вы поняли из названия, после того, как цилиндры встали на свои места, пришло время делать кривошипно-шатунный механизм и его подшипники скольжения. Коленвал у меня будет трехопорный, что несёт мне дополнительные сложности и повышенные требования к точности его изготовления. Но коленвал пока делать рано, начать нужно с его коренных разрезных втулок. Делать их я решил из бронзы БраЖН, бронза эта забавна ещё и тем, что ее стружка магнитится из за содержания в ней железа. У меня как раз было несколько обрезков данного материала и не пришлось заморачиваться с поиском.

Первым делом брусок был пройден со всех сторон летучей фрезой. Кто не знает, это однозубая фреза, в основе которой лежит обычный токарный резец, зажатый в крепление. Это нужно было для получения взаимно перпендикулярных и параллельных поверхностей сторон. В это же момент были получены габаритные размеры вкладышей по ширине и высоте. После этого концевой фрезой можно было уже начать обработку фасонных поверхностей в соответствии с чертежом.

Результатом этой работы стало два бруска, имеющие профиль нужных мне половинок подшипников скольжения, верхней и нижней, которые я затем отрезал болгаркой с небольшими припусками. Нижние части я плотно запрессовал в станину, верхние же просверлил и прикрутил на 4 винта м3. После этого обработал прямо на месте до достижения нужной ширины концевой фрезой за одну установку вместе с окнами для противовесов вала. Касание щек коленвала стенок станины исключено, ибо туда лягут бронзовые дистанционные шайбы. Ну и без косяков не обошлось. По запарке при разметке просверлил отверстия крепления верхних крышек вкладышей на расстоянии ширины самой крышки. Неприятно, но не смертельно и решаемо.

В таком затянутом положении станина с будущими подшипниками скольжения была зажата в тиски, обкатана индикатором и выставлена. Затем за одну установку были просверлены все три опоры сначала сверлом 5, затем 9.8. После чего развернуты до 10 мм.

И просверлены лунки для смазки, конечно.

Скажу честно, сразу браться за коленвал мне было страшновато. Поэтому начал я с чуть более простого, маховика. Маховик тоже немного отличается от чертежа, наружным диаметром. Потому как у меня была хорошая подходящая болванка, которую жалко было бы переводить в стружку на половину, да и большие маховики считаю достаточно эстетичными.

Изготовление можно считать достаточно сложным, так как специального резца для торцевых канавок у меня не было, пришлось использовать расточной в два подхода. Сначала от середины до наружного края, затем с другой стороны на реверсе от середины до внутреннего края углубления. После отрезки отверстие, опять же, было просверлено 9.8 и развернуто до 10. В дальнейшем планирую прорезать в стенке маховика окна на поворотном столе для получения шести спиц.

Ещё хотелось бы на минуту остановиться на режущем инструменте. Некоторое время назад я открыл для себя резцы с механическим креплением с Али/ озон. И был очень приятно удивлен, почему я не сделал этого раньше?) Отрезной резец при всем своем китайском происхождении отрезает идеально, без дробления. Причем в достаточном жёстком для него режиме резания. Если все еще пользуетесь советскими резцами, рекомендую в добавок к ним купить попробовать и такие.

Ну и коротенькое видео об отрезке.

Теперь же время браться за коленчатый вал. В качестве основы был взят шлифованный калёный пруток 10мм, щеки с противовесами же сделал из той же стали 40х. Расскажу, как это подходило:

Пруток был начисто обработан по внешнему диаметру, были предварительно нарезаны канавки, метки под последующее отрезание, а вся эта пока ещё единая деталь, содержащая четыре будущие части вала, была отрезана от прутка, зажата во фрезер и обкатана центроискателем. Было просверлено центральное отверстие и расточено так, что бы обеспечить натяг 0.015 под прессовую посадку на цапфу. После чего я сместился на половину хода поршня к краю и повторил операции. Таким образом удалось добиться параллельности этих двух отверстий. Чертеж рекомендует посадку с фиксирующими штифтами, но я решил отказаться от них в пользу точек сварки.

После этого щеки были обрезаны до соответствия чертежу, разделены, торцы обработаны начисто и началась прессовка.

Вал 10мм был порезан на цапфы и пальцы соответствующей длины, которые далее были запрессованы в щеки. Таким образом коленвал был собран, а затем выровнен в призмах. К моему удивлению, удалось достичь биения всего в 1,5 сотки на средней коренной шейке.

После этого я заварил пальцы и цапфы на несколько точек, ещё раз проверил биение и с чувством выполненного долга смог наконец примерить вал к опорам на станине двигателя. В результате он вращается без заданий, сверх прецизионным его назвать нельзя, но для нашей цели и такого вала вполне достаточно.

А теперь о том, почему так делать вал нельзя. Моя ошибка была в том, что правильнее было бы запрессовать цапфы увеличенного диаметра, отцентровать, затем заварить их и после этого, в центрах, обработать диаметр цапф вала под опоры начисто. Таким образом получится получить вал с минимальным биениями. Я же додумался до этого уже позже, но более я такой ошибки не совершу!)

На этом я вас оставлю, пока материала есть ещё на один пост, но завтра опять поеду в мастерскую и ещё немного поработаю и поснимаю!)

Привет единомышленникам и коллегам металлистам!)

Здравствуйте, господа. На ресурсе сижу давно, но в последнее время почти не вижу подобного контента. Попробую немного разбавить надоевшее.

Меня зовут Федор, у меня есть небольшая мастерская, в которой я занимаюсь металлообработкой, но не на коммерческой, а сугубо на досуговой основе. Так было не всегда, и, как часто бывает, чертежи этого двигателя мне попались на глаза достаточно давно, когда я ещё учился в колледже и никаких станков и мастерской у меня не было. Тогда я отложил это дело на долгие более чем 8 лет, а сейчас чертежи снова попались на глаза, когда я наводил порядок на жёстком диске и я рискнул взяться за них.

Сразу говорю: я не токарь и не фрезеровщик, но металлообработку люблю и хочу повышать в ней свое мастерство. Именно в этом цель создания данного двигателя.

Немного о самом двигателе: его чертежи были опубликованы в английском журнале Popular science за 1947, автор C.W. Woodson. В те годы это было обычной практикой и в других номерах журнала можно найти и другие двигатели авторства Вудсона.

По оригинальному чертежу двигатель одноцилиндровый, двойного действия с однократным расширением и кулисным механизмом реверса. Диаметр цилиндра 1¼ дюйма, ход поршня 1 дюйм. С их изготовления и начну свое повествование.

Хотя автор рекомендует использовать чугун, был приобретен пруток стали 40х. Я выбрал такую сталь за немного повышенную коррозионную стойкость и простоту в обработке. Пруток был отрезан, заторцован и расточен.

Параллельно с обдиркой и расточкой заготовок под цилиндры были изготовлены крышки цилиндров из обычной стали.

На заголовках цилиндров были обработаны начисто внутренние отверстия и высоты. Наружный диаметр ещё подлежит обработке, но в самую последнюю очередь. На очереди сверление отверстий и фрезеровка каналов для пара. Без спец оснастки тут уже не обойтись! Пройдем к фрезерному станку.

Знакомьтесь, это- поворотный стол. С его помощью можно очень удобно делать симметричные окружности с отверстиями и много чего ещё. С геометрической точки зрения, мы добавляем в декартову систему координат фрезерного станка возможность работать одновременно ещё и в полярной системе.

С помощью этого стола я и просверлил все 40 отверстий в цилиндрах и крышках. Затем детали были сняты со стола и зажаты в тисках, были сделаны плоскости и просверлены отверстия для крепления парораспределителей, а так же выфрезерованы окна. Не с первой попытки, но все в итоге получилось.

Цилиндры были зажаты под углом и просверлено по 4 отверстия для прохода пара от окон к торцам цилиндров. Сначала получилось кривовато, но потом я начал предварительно центроваться коротким сверлом и дело пошло на лад. Так же изготовил и примерил зажимную втулку для сальника- набивки штока поршня. Материал- латунь.

Отдельно изготовил и поршни под одно уплотнительное кольцо из фторопласта.

Далее на очереди станина двигателя и мои изменения в чертеже. Мой двигатель будет двухцилиндровый, как вы уже могли понять.

Был взят лист стали толщиной 16мм, грубо обрезан и далее отфрезерован, но без отверстий под коленчатые валы. Далее расскажу, почему. Пока же вернёмся к цилиндрам.

Через знакомых была заказана нарезка и гибка частей для сварки, в это время я изготовил направляющие втулки под ползуны, но с черновым отверстием внутри. В них профрезеровал окна и затем с помощью оправки всборе на станине сварил все воедино. Оправка садится в станину плотно, во избежании перекосов. Сами ползуны изготовил из латуни. Так как при сварке отверстия в направляющих повело, заранее была куплена развертка на 24 и геометрия поверхностей была восстановлена. Для этого и нужна была лишь черновая обработка этих отверстий до сварки.

На этом пока остановлюсь, если тема будет интересна, напишу ещё посты, где буду показывать дальнейшие этапы изготовления. Двигатель пока готов где-то на 80 %.

За мутные фото прошу не ругаться!)

Спасибо за внимание!