CONSTRUYE EL MEJOR MOTOR STIRLING
Introducción: Construir un mejor motor Stirling
Después de mis experimentos con el primer LTD Stirling, decidí intentar hacer uno mejor. Los principales problemas con el primero habían sido la unión del pegado con fugas de aire y los requisitos excesivos para el mecanizado. Este tendría soldaduras soldadas para evitar las fugas y tendría mucho menos maquinado y podría hacerse con solo una prensa de taladro.
La principal diferencia entre este y el primero que hice fue el cilindro difusor. Éste usaría un cilindro más largo y delgado con un pistón de aluminio. También decidí usar metal siempre que sea posible en este caso y tener rodamientos de rodillos. El cilindro del difusor se atornilla para permitir que la tira hacia abajo de la máquina y una junta de goma sujeten el sello.
Paso 1: Materiales
Para este motor utilicé los siguientes materiales:
1 longitud de tubo de cobre de 22mm (1 ")
1 tubo de cobre de 15 mm (1/2 ")
1 tapa de cobre de 22 mm (no se muestra)
3 disipadores de aluminio de un televisor viejo (desguace)
1 pieza de resina
Tablero de PCB revestido de cobre Paxolin
Brazo principal de accionamiento HDD con rodamientos y eje
Tubo de latón de 2,5 mm
Varilla de latón de 1,5 mm (ajuste deslizante)
Un rotulador con un cuerpo de aluminio (no mostrado)
Parte de una tubería de plástico de 3 "o similar (no se muestra)
El jefe del centro de latón de una unidad de CD difunta
Una barra corta de aluminio de 10 mm de una impresora de chatarra.
Una longitud corta de canal de aluminio (no se muestra)
Soldar
pegamento
Varias tuercas y tornillos rescatados de artículos de desecho (no se muestra)
Una pieza pequeña de goma de alta densidad (una pieza de tubo interior de bicicleta)
4 discos de latón de 15 mm (no se muestran)
El motivo de los elementos que no se muestran es ..... ¡en este momento todavía no los he adquirido!
Paso 2: Los pistones y los cilindros.
El cilindro de potencia de este motor está hecho de una pieza de tubo de cobre de 15 mm, 1/2 "servirá si eso es lo que tiene. Corté una sección de 40 mm con un cortador de tubería barato, luego limpié los extremos con un Dremel para eliminar cualquier Rebabas y labio en los extremos. El orificio se pulió con un cepillo de alambre pequeño en el Dremel, seguido de lana de alambre y granulado fino y húmedo y se convirtió en un tubo.
Luego coloco el tubo usando el proceso de resina en mi otro instructivo.
Sólo una nota aquí. Probé la resina y un poco de masilla epoxi moldeada internamente según otros ibles en el sitio. Descubrí que, en ambos casos, la contracción (alrededor del 5%) hacía que el pistón estuviera demasiado flojo. Tal vez sea la marca que estaba usando.
La resina en blanco se lijó luego en la prensa taladradora y se pulió para un ajuste deslizante. Esto dio un pistón de 13 mm de diámetro. Lo corté a 13 mm de longitud, luego perforé en cruz 2 mm y lo perforé 6 mm en un extremo para la conexión de biela.
Decidí simplificar las bielas para este motor. Bajé a la tienda modelo y compré un tubo más de 2,5 mm y una varilla de 1,5 mm. Estos dos se pueden deslizar entre sí. La biela del pistón es de acero de 2 mm de una impresora antigua. Para hacer los conectores simplemente aplasté 4 mm del tubo plano en el vicio, luego lo corté a 10 mm. Perfore el plano de 2 mm y deslícelo sobre la biela del pistón.
El cilindro del difusor es un tubo de cobre de 22 mm de longitud (1 "debería hacerlo). El tubo debe cortarse a la longitud, ya que depende de la longitud del pistón y de la carrera del cigüeñal.
El pistón debe tener un espacio a su alrededor en el cilindro, la idea es que a medida que el pistón se mueve, el aire fluye a su alrededor desde un extremo del cilindro al otro para calentar y enfriar a medida que avanza. Debe haber un espacio en los lados de al menos un par de milímetros. Quería usar un pistón de metal para poder usar una vela ligera de té para hacer funcionar el motor.
Encontré un rotulador de aluminio con un diámetro aproximado de 16 mm. Esto dejó un espacio de aproximadamente 2 mm a cada lado cuando se deslizó dentro del tubo. Ideal. Corté el bolígrafo por la mitad y quité las partes internas que fueron descartadas. El extremo de plástico se rompió y se limpió con el Dremel para dejar un bonito orificio redondo. Luego calculé la longitud del pistón requerido. Una conjetura pero fui por 65mm. Para hacer el pistón, corté la parte trasera para obtener la dimensión total que quería, luego deslicé una sección corta de tubo de plástico de 15 mm de plástico en el extremo y la pegué con super-glue gel. La otra pieza de la pluma se deslizó sobre el otro extremo del accesorio de plomada y se aseguró con super-glue gel. Esto dio un pistón hermético ligero. El extremo abierto estaba equipado con un tapón de aluminio perforado previamente para la biela. Eso completó el pistón difusor.
Ahora quería poder desmontar y volver a ensamblar este motor para que queden tan pocas juntas como sea posible. Podría usar una tapa de soldadura lisa en un extremo de su cilindro, pero debido a los pernos soldados no quise molestar con más calentamiento utilicé un accesorio de compresión. Esto se convertirá en el final caliente. A continuación, obtuve 4 tornillos de montaje de la placa base de latón de un PC de desguace. Estos vienen en varios tamaños de rosca, la mayoría de los tamaños comunes son rosca fina M3 o rosca M3, pero existen algunas imperiales. El truco es encontrar 4 iguales (lo que debería ser el caso si provienen de la misma PC). Encuentra 4 tornillos que se ajusten a las roscas. Estos deben ser de al menos 15 mm de largo. Si son métricas, no debería tener problemas para encontrar tornillos. Si son imperiales lo chupan y lo ven.
Corte la parte roscada del perno, dejando solo la 'tuerca' de latón, que debe tener unos 6 mm de longitud. Vamos a soldarlos en el extremo frío de nuestro cilindro y luego los usaremos para atornillar el cilindro al chasis. Si logra soldarlos exactamente a 90 grados cada uno, no necesita marcar el cilindro. No confié en mi precisión, así que puse una marca superior para que cada vez que el cilindro se atornille, vuelva al mismo lugar, lo que permite la desalineación de los separadores soldados.
Hice una plantilla de madera simple para mantener todo en su lugar. estañé los pernos y un extremo del tubo y luego usé una antorcha de micro pluma para soldar los pernos. Probé atornillarlo todo antes de volver para terminar el chasis.
Con la excepción de las bielas, esto completa los cilindros y pistones.
Paso 3: Chasis principal
Montaje del chasis principal.
Este motor difiere del último en que la placa fría alojará un difusor separado y un cilindro de potencia a cada lado. Ambos estarán sellados por derecho propio y unidos por algún tubo.
El chasis está compuesto por un sandwich de cuatro placas. Dos disipadores de calor (tenían transistores de energía en ellos) de un televisor que encontré en el depósito de chatarra. Tienen agujeros perforados en los soportes de transistores y son idénticos. Esto significa que puedo invertir y atornillarlos juntos para formar una sola placa gruesa con las aletas de enfriamiento.
Cada cilindro se forma a partir de la tubería de cobre, el cilindro de potencia se suelda a una placa de Paxolin que está atornillada a los dos disipadores de calor. El cilindro del difusor se atornilla a una segunda placa Paxolin y se atornilla al chasis a través de una junta. Esto debería permitirme sellar los dos cilindros y luego simplemente unirlos con algunos tubos. (Espero).
Limpié los dos disipadores de calor con el Dremel para asegurar un buen contacto mecánico entre ellos. Corté y marqué las dos tablas de Paxolin, luego perforé la tabla del cilindro de potencia para atornillar al disipador de calor.
La placa del cilindro del difusor se marcó y perforó para el rodamiento y el tubo de alimentación, y luego se pegó con super-pegamento. Los cuatro orificios de los pernos de montaje se perforaron y luego los dos tubos de alimentación se soldaron en su lugar. Se soldó el cilindro de potencia y se pegó el cojinete de nylon para el pistón del difusor.
Finalmente se conectó el tubo de alimentación. Eso completa el montaje del chasis principal.
Paso 4: El volante y el jefe
Quería hacer que el motor se viera bien, así que decidí intentar hacer un volante elegante.
Encontré un antiguo centro de latón de un reproductor de CD o DVD, luego descargué una plantilla transportadora de la red y marcé líneas a 0, 120 y 240 grados para obtener tres radios iguales. Todavía tenía el anillo superior de un recipiente de comida que había cortado para mi primer Stirling, así que lo usé como el anillo exterior del volante. Podría cortar un anillo de tubo de drenaje de plástico de 3 "en su lugar.
Coloqué la protuberancia de bronce en el transportador con cinta de doble cara y luego medí y corté 3 longitudes de varilla de latón de 1,5 mm de mi stock. Estos se apoyaron en algunos materiales de nivelación y se soldaron al jefe del centro. El anillo exterior se colocó sobre el transportador y se marcó y luego se perforó 1,5 mm para aceptar los radios. Debido a que el anillo es ligeramente flexible, fue fácil deformarlo lo suficiente como para forzar el paso de los radios. Una vez que todo volvió a estar en forma y se apoyó en el transportador, los radios se pegaron en el anillo.
Una pieza de aluminio de 10 mm se cortó a medida y se perforó lista para aceptar el cigüeñal. Entonces fue super-pegado en el jefe de bronce.
Eso completa el volante.
Paso 5: El pilar de soporte y rodamientos
El reconocimiento por la idea del pilar de soporte y los rodamientos debe ir a eVolti, que fue un pedacito de inspiración.
Decidí usar un sistema muy similar, un poco más simple de ejecución.
Usando el brazo de la cabeza y los cojinetes del disco duro del que obtuve los discos para mi motor LTD, perforé el eje 2.5 mm para aceptar el cigüeñal. Originalmente, la cabeza tenía cuatro brazos de lectura, tres de ellos se trituraron con el Dremel y todas las bobinas auxiliares, el cable y las cabezas reales se retiraron.
El brazo se trituró cuidadosamente para que se ajustara a un trozo de canal de aluminio, luego se perforó el canal y se atornilló el brazo. Se agregó un poco de pegamento epóxico para una unión fuerte realmente buena.
El canal se cortó 60 mm de largo, pero puede ajustar el tamaño a lo que necesite.
La parte inferior del canal estaba atornillada al tercer disipador de calor que encontré en el viejo televisor que tenía una buena curva de 90 grados. La curva se atornilla a la placa principal del chasis.
Paso 6: El cigüeñal
El cigüeñal consiste en un tubo corto de 2,5 mm. Esto pasa a través del cabezal del cojinete y lleva un volante en un lado y las manivelas en el otro.
Las manivelas están formadas a partir de discos de latón de 15 mm. Podría cortar una pieza de barra de latón, como pretendía hacerlo, pero mientras estaba en la sección de tuberías de la ferretería comprando la tapa de compresión para el cilindro del difusor, me topé con un paquete de cuatro "tapas de cierre de 15 mm". para 79p. Estos harán el trabajo muy bien.
Perforé los centros de tres de las tapas de 2,5 mm para aceptar el eje, luego perforé 1,5 mm de distancia de 5 mm desde el centro para las bielas. Esto le dará un golpe de 10 mm.
El primer disco se deslizó en un extremo del eje y se soldó en su lugar. La distancia entre los cilindros (26 mm) se marcó en el eje y el par de discos para la segunda manivela se deslizaron y se soldaron en su lugar.
Las varillas de la biela se deslizaron dentro de los discos, los conectores de la biela se deslizaron sobre las varillas y luego las varillas se soldaron.
Finalmente, el metal adicional en las varillas y el eje principal de la manivela se trituraron con el Dremel. El eje se aseguró al rodamiento con un poco de super-glue gel y se ajustó el volante.
Paso 7: Ensamble Final
Hice un pequeño conector para el pistón difusor, luego se midieron las bielas y se cortaron a medida. Estos se pegaron luego en posición usando super-glue gel.
El motor fue probado y ajustado para garantizar que todo gira libremente y para mantener el equilibrio. El volante necesitará algo de trabajo para obtener un mejor equilibrio, pero el motor debería funcionar.
Necesito hacer un soporte para que pueda colocarse por encima de una vela de té pero eso puede esperar.
Puedo pasar a publicar un video en algún momento.
¡Lo hice!