Самодельный локомобиль - [5]
Коленчатый вал собирается из трех кусков круглой-стали и двух пластинок. Пластинки выпиливаются из железа толщиной 2 мм; на расстоянии 10 мм в них просверливаются отверстия. Из стали для вала отрезается три куска длиной 30 мм, 41 мм и 12 мм. Концы опиливаются напильником, вставляются в отверстия пластинок, расклепываются и припаиваются.
Подшипники выпиливаются из кусков бронзы или латуни (рис. 9, справа, в середине). В них просверливается по отверстию диаметром в 5 мм для вала и перпендикулярно к нему сверху по одному отверстию диаметром в 1 мм для смазки. Сверху смазочный канал слегка рассверливается большим сверлом.
Маховое колесо (рис. 9, внизу) отливается из тяжелого легкоплавкого сплава или просто из свинца. Можно подобрать готовое колесо подходящих размеров. Для самостоятельной отливки колеса нужно острым ножом и стамеской сделать из куска липы модель колеса. Поверхность модели сглаживается шкуркой и покрывается лаком. С модели делается оттиск в сырой, смешанной с песком глине. Когда форма высохнет, в нее производится отливка.
Шкив тоже можно отлить или подобрать какое-нибудь колесо.
Подшипники машины устанавливаются на котле на подставках, которые сгибаются, как показано на рис. 9 (справа), из листового железа. Подставок делается две штуки.
Неподвижная часть золотника припаивается к цилиндру. При пайке цилиндр и пластинку нагревают так, чтобы олово равномерно залилось между ними и пар не проходил в щели. Теперь цилиндр с одной стороны запаивается крышкой без сальника. Затем вставляется поршень, на шток его надевается крышка с сальником, и эта крышка тоже припаивается к цилиндру. На коленчатый вал надезается эксцентрик и устанавливается на нем под утлом в 90 градусов по отношению к кривошипу. После установки эксцентрик припаивается. В зависимости от положения эксцентрика по отношению к кривошипу машина будет вращаться в ту или другую сторону.
К котлу над отверстием для пара припаивается подставка с цилиндром. Припаиваются к подставкам подшипники, вставляется вал, и подставки с подшипниками припаиваются к котлу. Золотник соединяется с тягой эксцентрика.
Шатун соединяется со штоком и надевается на кривошип. Маховик и шкив припаиваются к валу. На вал, около кривошипа, надеваются колечки, согнутые из медной проволоки. Кольца не дают валу болтаться в подшипниках взад и вперед.
Сальники водомерного стекла и цилиндра смазываются маслом и уплотняются. При вращении маховика рукой все части машины должны легко ходить. Для уменьшения трения все трущиеся части смазываются маслом.
Перед испытанием необходимо отрегулировать предохранительный клапан. Локомобиль работает при давлении пара в 1–1,4 атмосферы. Поэтому предохранительный клапан нужно установить так, чтобы от открывался при давлении в 1,5 атмосферы.
Для определения силы пружины нам придется сделать расчет. При диаметре отверстия в клапане 3 мм площадь отверстия его равна 7,065 кв. мм. Нам известно, что одна атмосфера давит на квадратный сантиметр с силой 1 033,2 г; полторы атмосферы будут давить с силой 1 549,7 г; следовательно, на площадь клапана в 7,065 кв. мм давление будет равно 1549,7:100x7,065–109,486 г.
Для ровного счета возьмем просто 109 г. Значит, для того, чтобы давление в котле доходило до 1,5 атмосферы, пружина должна прижимать клапан с такой же силой. Для установки клапана на это давление выверните его из котла, поставьте вверх пружиной и надавите сверху грузом в 109 г. Только в этот момент он должен приоткрыться. Завинчиванием гайки нужно отрегулировать давление пружины или заменить ее на более сильную или слабую.
Теперь наполните котел на две трети водой и зажгите в топке спиртовку. Когда вода закипит и давление пара поднимется, правильно сделанная и собранная машина, должна заработать.
Испытания
Для определения числа оборотов машины приклейте сургучом на шкив на расстоянии 5–8 мм от центра вала кусочек заостренного графита от карандаша. При вращении машины графит будет описывать окружность. Из белой бумаги вырежьте ленту шириной 20 мм, длиной 300–400 мм. Возьмите ленту в руки, приложите ее к графиту и проведите перед ним. Графит начертит на ленте вереницу петель (рис. 10, внизу). Каждая петля будет соответствовать одному обороту вала.
Заметьте в секундах время, в течение которого вы двигали ленту, сосчитайте число петель, разделите их на число секунд и умножьте на 60. Таким образом вы определите число оборотов в минуту.
Мощность, получаемая на валу машины, называется эффективной. Мощность машины локомобиля можно точно измерить при помощи так называемого тормоза Прони. На рис. 10 показано устройство тормоза.
Этот прибор состоит из двух колодок, сделанных из твердого дерева. Между колодками находятся два вкладыша (тоже из дерева), которыми сжимают вал испытываемой модели.
Рис. 10.
Тормоз изготовляется по размерам, указанным на рисунке. В качестве болтиков можно взять контакты от радио или винты от "конструктора". Нижняя колодка тормоза — это рычаг, на конце которого укреплена чашка для гирь.
