Najťažšie vyrobiteľná a najdôležitejšia pre turbínovú prevádzku je kompresorová fáza. Zvyčajne to vyžaduje presný CNC obrábací nástroj alebo manuálny pohon. Našťastie kompresor beží pri nízkych teplotách a môže byť vytlačený na 3D tlačiarni.
Ďalšia vec, ktorú je zvyčajne ťažké reprodukovať domov podmienky, jedná sa o takzvanú „dýzovú čepeľ“ alebo jednoducho NGV. Na základe pokusu a omylu autor našiel spôsob, ako to urobiť bez použitia zváracieho stroja alebo iných exotických nástrojov.
Čo je potrebné:
1) 3D tlačiareň schopná pracovať s vláknami PLA. Ak máte drahý, ako je Ultimaker, je to skvelé, ale lacnejšie, ako napríklad Prusa Anet, bude trik tiež;
2) Na vytlačenie všetkých častí musíte mať dostatok PLA. ABS nie je vhodný pre tento projekt, pretože je príliš mäkký. Pravdepodobne môžete použiť PETG, ale toto nebolo testované, takže to robte na svoje vlastné riziko;
3) Plechovka vhodnej veľkosti (priemer 100 mm, dĺžka 145 mm). Nádoba by mala mať prednostne odnímateľné veko. Môžete si vziať obyčajnú plechovku (povedzte z kúskov ananásu), ale potom si musíte vyrobiť kovové veko;
4) Pozinkovaný plech. Optimálna je hrúbka 0,5 mm. Môžete si vybrať inú hrúbku, ale môžete mať ťažkosti s ohýbaním alebo brúsením, takže buďte pripravení. V každom prípade budete potrebovať aspoň krátky pás pozinkovaného železa s hrúbkou 0,5 mm, aby ste vytvorili priestor pre teleso turbíny. Hodí sa pre 2 ks. Veľkosť 200 x 30 mm;
5) Plech z nehrdzavejúcej ocele na výrobu turbínového kolesa, NGV kolesa a krytu turbíny. Opäť je optimálna hrúbka 0,5 mm.
6) Masívna oceľová tyč na výrobu hriadeľa turbíny. Upozornenie: mäkká oceľ tu jednoducho nefunguje. Budete potrebovať aspoň nejakú uhlíkovú oceľ. Tvrdé zliatiny budú ešte lepšie. Priemer hriadeľa je 6 mm. Môžete si vybrať iný priemer, ale potom budete musieť nájsť správne materiály na výrobu náboja;
7) 2 ks. Ložiská 6x22 626zz;
8) 1/2 "dýzy dlhé 150 mm a dve koncové armatúry;
9) vŕtací stroj;
10) Nabrúsené
11) dremel (alebo niečo podobné)
12) Píla na kov, kliešte, skrutkovače, zápustka M6, nožnice, zveráky atď.
13) kus potrubia vyrobeného z medi alebo nehrdzavejúcej ocele na rozprašovanie paliva;
14) Sada skrutiek, matíc, svoriek, vinylových trubíc a iných vecí;
15) horák na propán alebo bután
Ak chcete naštartovať motor, budete tiež potrebovať:
16) Propánová nádrž. Existujú benzínové alebo petrolejové motory, ale ich prevádzka na tieto palivá je trochu náročná. Je lepšie začať s propánom a potom rozhodnúť, či chcete prejsť na kvapalné palivo alebo ste už spokojní s plynným palivom;
17) Tlakomer schopný merať tlak niekoľkých mm vody.
18) Digitálny tachometer na meranie rýchlosti turbíny
19) Štartér. Na spustenie prúdového motora môžete použiť:
Ventilátor (100 W alebo viac). Lepšie odstredivé)
elektromotor (s výkonom 100 W alebo viac, 15 000 ot / min; svoj dremel môžete použiť tu).
Vytvorte rozbočovač
Hub bude pozostávať z:
1/2 "odbočka, dlhá 150 mm;
dve 1/2 "armatúry pre hadice;
a dve ložiská 626zz;
Pomocou pílky vyrežte vianočné stromčeky z príslušenstva a pomocou vŕtačky zväčšte zostávajúce otvory. Vložte ložiská do matíc a naskrutkujte matice na dýzu. Náboj je pripravený.
Vytvorte šachtu
Teória (a do určitej miery skúsenosti) hovorí, že nezáleží na tom, či vyrábate hriadeľ z mäkkej ocele, tvrdej ocele alebo nehrdzavejúcej ocele. Vyberte si ten, ktorý je pre vás prístupnejší.
Ak od turbíny očakávate slušnú trakciu, je najlepšie použiť oceľovú tyč s priemerom 10 alebo viac mm. V čase písania textu však bol hriadeľ iba 6 mm.
Nite M6 odrežte na jednej strane dĺžkou 35 mm. Ďalej musíte odrezať niť z druhého konca tyče tak, aby pri zasunutí tyče do náboja (ložiská dosadli na koniec dýzy boli utiahnuté maticami vyrobenými z hadicových tvaroviek) a keď sú poistné matice priskrutkované na koniec závitu na oboch stranách, medzi matice a ložiská zanechávajú malú vôľu. Je to veľmi komplikovaný postup. Ak je niť príliš krátka a pozdĺžna vôľa je príliš veľká, môžete niť orezať o niečo ďalej. Ak sa však vlákno zdá príliš dlhé (a neexistuje žiadna pozdĺžna medzera), nebude možné ho opraviť.
Hriadele z laserovej tlačiarne majú voliteľne priemer presne 6 mm. Ich nevýhodou je, že ich limit je 20 - 25 000 ot / min. Ak chcete vyššie otáčky - použite hrubšie tyče.
3D tlač turbínových kolies a matíc NGV
Na výrobu turbínového kolesa alebo jeho lopatiek sa používajú lisovacie formy.
Tvar čepele je hladší, ak stlačíte čepeľ nie na konečný tvar v jednom kroku (priechod), ale na nejaký stredný tvar (1. priechod) a až potom na konečný tvar (2. priechod). Preto existuje STL pre oba typy foriem. Za 1. priechod a za druhé.
Tu sú súbory STL pre kolesá NGV a súbory STL pre matice turbínových kolies:
Výroba obežných kolies
Táto konštrukcia používa 2 typy oceľových kolies. Konkrétne: koleso turbíny a koleso NGV. Na ich výrobu sa používa nehrdzavejúca oceľ. Keby boli vyrobené z ľahkého alebo pozinkovaného materiálu, stačilo by im ukázať, ako motor funguje.
Disky môžete odrezať z kovového plechu a potom vyvŕtať otvor v strede, ale pravdepodobne sa nedostanete do stredu. Preto vyvŕtajte do kovového plechu otvor a potom prilepte papierovú šablónu tak, aby sa otvor v kovovom materiáli zhodoval s miestom pre otvor v papierovej šablóne. Rezaný kov podľa vzoru.
Nižšie nájdete a stiahnite si tieto šablóny:
vzor kolesa turbíny
Zobraziť online súbor:
šablóna lopatky turbíny
Zobraziť online súbor:
Vyvŕtajte pomocné otvory. (Všimnite si, že stredové otvory by už mali byť vyvŕtané.Nezabudnite tiež, že koleso turbíny má iba stredový otvor.)
Bolo by tiež pekné nechať pri rezaní kovu trochu bremena a potom pomocou brúsky a orezávača obrúsiť okraje diskov.
V tejto chvíli by bolo lepšie vytvoriť niekoľko záložných diskov. Ďalej bude jasné, prečo.
Tvorba čepele
Nasekané disky sa ťažko zmestia do matrice. Pomocou nožov jemne otočte čepele. Disky s prekrútenými čepeľami sa oveľa ľahšie formujú matrice. Uchopte disk medzi polovicami lisu a stlačte ho do zveráka. Ak by matrice boli vopred namazané strojovým olejom, všetko pôjde oveľa jednoduchšie.
Zverák je pomerne slabý lis, takže s najväčšou pravdepodobnosťou budete musieť zasiahnuť uzol kladivom, aby ste ho ďalej stlačili. Použite niekoľko drevených vankúšov, aby nedošlo k rozbitiu plastových matríc.
Dvojstupňová formácia (použitie matíc prvého priechodu a matíc druhého priechodu na dokončenie formulára) poskytuje určite lepšie výsledky.
Podporujeme
Súbor dokumentov so šablónou podpory je tu:
Zobraziť online súbor:
Odrežte diel z plechu z nehrdzavejúcej ocele, vyvŕtajte potrebné otvory a dielec ohnite tak, ako je to znázornené na fotografiách.
Vyrábame sadu kovových rozpier
Ak máte sústruh, môžete na ňom vykonať všetky dištančné prvky. Ďalším spôsobom, ako to urobiť, je vystrihnúť niekoľko plochých diskov z kovového plechu, položiť ich jeden na druhý a pevne ich pripevniť pomocou skrutiek, aby sa získala objemná časť.
Použite tu plech z mäkkej (alebo pozinkovanej) ocele s hrúbkou 1 mm.
Dokumenty so šablónami pre rozperky sú tu:
Budete potrebovať 2 malé disky a 12 veľkých diskov. Množstvo sa udáva pre plech s hrúbkou 1 mm. Ak používate tenšie alebo hrubšie, budete musieť upraviť počet diskov, aby ste získali celkovú správnu hrúbku.
Odrežte disky a vyvŕtajte otvory. Otočte disky s rovnakým priemerom, ako je opísané vyššie.
Podložka podložky
Pretože podložka drží celú zostavu NGV, mali by ste tu použiť hrubší materiál. Môžete použiť vhodnú oceľovú podložku alebo plech (čierny) s hrúbkou najmenej 2 mm.
Vzor podložky:
Zobraziť online súbor:
Zostavenie interiéru NGV
Teraz máte všetky podrobnosti týkajúce sa montáže NGV. Nainštalujte ich do rozbočovača tak, ako je to zobrazené na fotografiách.
Turbína potrebuje určitý tlak pre normálnu prevádzku. Aby sme zabránili voľnému toku horúcich plynov, potrebujeme tzv. „Puzdro turbíny“. Inak plyny stratia tlak okamžite po prechode cez NGV. Pre správnu činnosť musí kryt zodpovedať turbíne + malej medzere. Pretože naše koleso turbíny a koleso NGV majú rovnaký priemer, potrebujeme niečo, aby sme zaistili potrebnú vôľu. To je niečo - rozpera skrine turbíny. Je to jednoducho kovový pás, ktorý je ovinutý okolo kolesa NGV. Hrúbka tejto fólie určuje veľkosť vôle. Použite tu 0,5 mm.
Stačí odrezať pás 10 mm široký a 214 mm dlhý z plechu z ľubovoľnej ocele s hrúbkou 0,5 mm.
Samotné puzdro turbíny bude kus kovu pozdĺž priemeru kolesa NGV. Alebo lepšie pár kúskov. Tu máte väčšiu voľnosť pri výbere hrúbky. Puzdro nie je len pásik, pretože má uši na pripevnenie.
Dokumentačný súbor so šablónou pre teleso turbíny je tu:
Zobraziť online súbor:
Nasuňte rozperu krytu na čepele NGV. Zaistite oceľovým drôtom. Nájdite spôsob, ako opraviť spacer tak, aby sa po odstránení vodiča nepohyboval. Môžete použiť spájkovanie.
Potom odstráňte drôt a navinte kryt turbíny na rozpierku. Znovu pevne zabalte drôt.
Urobte, ako je znázornené na fotografiách. Jediným spojením medzi NGV a nábojom sú tri skrutky M3.Toto obmedzuje tok tepla z horúceho NGV do studeného náboja a zabraňuje prehrievaniu ložísk.
Skontrolujte, či sa turbína môže voľne otáčať. Ak nie, zarovnajte kryt NGV zmenou polohy nastavovacích matíc na troch skrutkách M3. Zmeňte NGV, kým sa turbína nemôže voľne otáčať.
Vytvorenie spaľovacej komory
Zobraziť online súbor:
Túto šablónu nalepte na kovový plech. Vyvŕtajte diery a odrežte formu. Nie je potrebné používať nehrdzavejúcu oceľ. Zrolovať kužeľ. Zaistite, aby sa nerozvinula, ohnite ju.
Predná strana fotoaparátu je tu:
Zobraziť online súbor:
Tento vzor použite znova na vytvorenie kužeľa. Použite dláto, aby ste urobili kliny, a potom sa nakloňte do kužeľa. Kužeľ pripevnite ohybom. Obidve časti sú držané pohromade iba trením motora. Preto v tejto fáze nemusíte uvažovať o tom, ako ich opraviť.
bežec
Obežné koleso sa skladá z dvoch častí:
kotúč disku a puzdro
Toto je obežné koleso Kurta Shreklinga, ktoré som veľmi upravil, aby toleroval pozdĺžne posuny. Venujte pozornosť labyrintu, ktorý zabraňuje spätnému prúdeniu vzduchu v dôsledku protitlaku. Vytlačte obe časti a prilepte náter na disk kotúča. Dobré výsledky sa dajú dosiahnuť použitím akrylového epoxidu.
Stator kompresora (difuzér)
Tvar tejto časti je veľmi zložitý. A keď iné časti možno (prinajmenšom teoreticky) vyrobiť bez použitia presného vybavenia, nie je to možné. Ešte horšie je, že táto časť má najväčší vplyv na účinnosť kompresora. To znamená, že skutočnosť, či bude alebo nebude fungovať celý motor, do veľkej miery závisí od kvality a presnosti difúzora. Preto sa o to neskúšajte ani manuálne. Urobte to na tlačiarni.
Kvôli pohodliu 3D tlače je stator kompresora rozdelený do niekoľkých častí. Tu sú súbory STL:
3D tlač a zostavenie podľa fotografií. Vezmite prosím na vedomie, že 1/2 "trubková matica musí byť pripevnená k stredovému puzdru statora kompresora. Používa sa na pridržanie objímky na mieste. Matica je zaistená 3 skrutkami M3.
Šablóna na vŕtanie otvorov v matici:
Zobraziť online súbor:
Dbajte tiež na tepelne tieniaci kužeľ vyrobený z hliníkovej fólie. Používa sa na zabránenie zmäkčovania častí PLA vplyvom tepelného žiarenia zo spaľovacej vložky. Tu môžete použiť akékoľvek pivo ako zdroj hliníkovej fólie.
Budete potrebovať plechovku s dĺžkou 145 mm a priemerom 100 mm. Lepšie je, ak môžete použiť nádobu s vekom. V opačnom prípade budete musieť nainštalovať NGV s nábojom na spodnej strane plechovky a budete mať ďalšie problémy s montážou motora kvôli údržbe.
Odrežte jednu spodnú časť plechovej nádoby. Na druhom dne (alebo lepšie vo veku) odrežte kruhový otvor s priemerom 52 mm. Potom jeho okraje rozrezajte na sektory, ako je znázornené na fotografiách.
Vložte zostavu NGV do otvoru. Sektory pevne zabaľte oceľovým drôtom.
Vytvorte prsteň z medenej trubice (vonkajší priemer 6 mm, vnútorný priemer 3,7 mm). Alebo lepšie, môžete použiť rúrky z nehrdzavejúcej ocele. Palivový krúžok by mal priliehať tesne k vnútornej strane vašej plechovky. Spájkujte to.
Vyvŕtajte palivové dýzy. Jedná sa iba o 16 kusov 0,5 mm dier rovnomerne rozmiestnených po krúžku. Smer otvorov by mal byť kolmý na prúdenie vzduchu. tj musíte vyvŕtať diery vo vnútri krúžku.
Upozorňujeme, že prítomnosť takzvaných „horúcich miest“ vo výfukových plynoch motora závisí takmer výlučne od kvality palivového krúžku. Znečistené alebo nerovnomerné diery a nakoniec získate motor, ktorý sa pri pokuse o spustenie jednoducho zničí.Prítomnosť horúcich miest závisí oveľa menej od kvality vložky, ako sa ostatní snažia povedať. Palivový krúžok je však veľmi dôležitý.
Skontrolujte kvalitu palivového postreku jeho spálením. Plameňové jazyky by mali byť rovnaké.
Po dokončení namontujte palivovú dýzu do telesa plechovky.
Všetko, čo musíte urobiť v tejto fáze, je dať všetky kusy dohromady. Ak budú veci fungovať dobre, nebude problém.
Veko nádoby potiahnite tepelne odolným tmelom, môžete použiť silikátové lepidlo s tepelne odolným plnivom. Môžete použiť grafitový prach, oceľový prášok atď.
Po namontovaní motora skontrolujte, či sa jeho rotor voľne otáča. Ak áno, vykonajte predbežnú požiarnu skúšku. Použite výkonný ventilátor na prefukovanie nasávaného vzduchu alebo jednoducho otočte hriadeľ pomocou dremelu. Ľahko zapnite palivo a zapnite prúd v zadnej časti motora. Nastavte rotáciu tak, aby plameň vstupoval do spaľovacej komory.
PLATTE POZOR: v tejto chvíli sa nesnažíte naštartovať motor! Jediným účelom požiarnej skúšky je zahriatie a zistenie, či sa správa dobre alebo nie. V tomto okamihu môžete použiť butánovú fľašu, ktorá sa bežne používa pre ručné horáky. Ak je všetko v poriadku, môžete prejsť na ďalší krok. Je však lepšie utesniť motor tesniacou hmotou v peci (alebo silikátovým lepidlom naplneným malým množstvom prášku odolného voči teplu).
Motor môžete naštartovať buď vháňaním vzduchu do neho, alebo otáčaním hriadeľa pomocou nejakého štartéra.
Buďte pripravení napáliť niekoľko diskov NGV (a možno aj turbín), keď sa snažíte začať. (Z tohto dôvodu sa v kroku 4 odporúča vykonať niekoľko záloh.) Akonáhle budete s motorom spokojní, môžete ho kedykoľvek bez problémov spustiť.
Vezmite prosím na vedomie, že v súčasnosti môže stroj slúžiť hlavne na vzdelávacie a zábavné účely. Jedná sa však o plne funkčný prúdový motor, ktorý sa môže otáčať na ľubovoľnú požadovanú rýchlosť (vrátane samodeštruktívnych). Neváhajte vylepšiť a upraviť dizajn tak, aby splnil vaše ciele. Najprv budete potrebovať hrubší hriadeľ, aby ste dosiahli vyššie otáčky, a tým aj trakciu. Druhou vecou, ktorú by ste mali vyskúšať, je obaliť vonkajší povrch motora kovovou rúrkou - palivovým potrubím a použiť ho ako odparovač pre kvapalné palivo. Tu je užitočný motor s horúcou vonkajšou stenou. Ďalšia vec, na ktorú treba myslieť, je mazací systém. V najjednoduchšom prípade to môže mať podobu malej fľaše s malým množstvom oleja a dvoch potrubí - jedna rúrka na uvoľnenie tlaku z kompresora a nasmerovanie do valca a druhá rúrka na nasmerovanie oleja z valca pod tlakom a nasmerovanie na zadný lúč. Bez mazania môže motor bežať iba 1 až 5 minút v závislosti od teploty NGV (čím vyššia je teplota, tým kratšia je doba chodu). Potom musíte ložiská namazať sami. A s pridaným mazacím systémom môže motor bežať dlhú dobu.