Nejobtížnější výroba a nejdůležitější pro provoz turbíny je fáze kompresoru. K jeho montáži obvykle vyžaduje přesný CNC obráběcí nástroj nebo ruční pohon. Naštěstí kompresor běží při nízkých teplotách a lze jej tisknout na 3D tiskárně.
Další věc, kterou je obvykle velmi obtížné reprodukovat domů podmínky, jedná se o tzv. „tryskovou čepel“ nebo jednoduše NGV. Prostřednictvím pokusu a omylu autor našel způsob, jak toho dosáhnout, aniž by použil svářecí stroj nebo jiné exotické nástroje.
Co je potřeba:
1) 3D tiskárna schopná pracovat s vlákny PLA. Pokud máte drahý jako Ultimaker, je to skvělé, ale levnější jako Prusa Anet to udělá;
2) Musíte mít dostatek PLA pro tisk všech součástí. ABS není pro tento projekt vhodný, protože je příliš měkký. Pravděpodobně můžete použít PETG, ale toto nebylo testováno, takže to děláte na vlastní nebezpečí;
3) Plechovka vhodné velikosti (průměr 100 mm, délka 145 mm). S výhodou by miska měla mít odnímatelné víko. Můžete si vzít obyčejnou plechovku (řekněme, z kousků ananasu), ale pak si budete muset vyrobit kovové víko;
4) Pozinkovaný plech. Tloušťka 0,5 mm je optimální. Můžete si vybrat jinou tloušťku, ale můžete mít potíže s ohýbáním nebo broušením, takže buďte připraveni. V každém případě budete potřebovat alespoň krátký pás z pozinkovaného železa o tloušťce 0,5 mm, abyste vytvořili rozpěrku pro skříň turbíny. Hodí se pro 2 ks. Velikost 200 x 30 mm;
5) Nerezový plech pro výrobu turbínového kola, kola NGV a skříně turbíny. Opět je optimální tloušťka 0,5 mm.
6) Masivní ocelová tyč pro výrobu hřídele turbíny. Upozornění: měkká ocel zde prostě nefunguje. Budete potřebovat alespoň nějakou uhlíkovou ocel. Tvrdé slitiny budou ještě lepší. Průměr hřídele je 6 mm. Můžete si vybrat jiný průměr, ale pak budete muset najít správné materiály pro výrobu náboje;
7) 2 ks. Ložiska 6x22 626zz;
8) 1/2 "trysky dlouhé 150 mm a dvě koncová kování;
9) vrtací stroj;
10) Zaostřeno
11) dremel (nebo něco podobného)
12) Pila na kov, kleště, šroubovák, zápustka M6, nůžky, svěrák atd.
13) kus trubky vyrobené z mědi nebo nerezové oceli pro atomizační palivo;
14) Sada šroubů, matic, svorek, vinylových trubek a dalších věcí;
15) hořák na propan nebo butan
Pokud chcete nastartovat motor, budete také potřebovat:
16) Propanová nádrž. Existují benzínové nebo petrolejové motory, ale přimět je k provozu na těchto palivech je trochu obtížné. Je lepší začít s propanem a pak se rozhodnout, zda chcete přejít na kapalné palivo nebo jste již spokojeni s plynným palivem;
17) manometr schopný měřit tlak několika mm vody.
18) Digitální otáčkoměr pro měření rychlosti turbíny
19) Startér. Chcete-li spustit proudový motor, můžete použít:
Ventilátor (100 W nebo více). Lepší odstředivý)
elektromotor (s výkonem 100 W nebo více, 15000 ot / min; zde můžete použít svůj dremel).
Vytvořte rozbočovač
Hub bude tvořen:
1/2 "odbočka 150 mm dlouhá;
dvě 1/2 "armatury pro hadice;
a dvě ložiska 626zz;
Pilovou pilou vyřízněte vánoční stromky z kování a pomocí vrtáku zvětšete zbývající otvory. Vložte ložiska do matic a našroubujte matice na hubici. Rozbočovač je připraven.
Vytvořte šachtu
Teorie (a do jisté míry i zkušenosti) říká, že nezáleží na tom, zda vyrobíte hřídel z měkké oceli, tvrdé oceli nebo nerezové oceli. Vyberte si tedy ten, který je pro vás dostupnější.
Pokud od turbíny očekáváte slušnou trakci, je nejlepší použít ocelovou tyč s průměrem 10 mm (nebo více). V době psaní však existovala pouze šachta 6 mm.
Vyřízněte závit M6 na jedné straně o délce 35 mm. Dále musíte odříznout nit z druhého konce tyče tak, aby při zasunutí tyče do náboje (ložiska přiléhající k konci trysky byla utažena maticemi, které jste vyrobili z hadicových armatur) a když jsou pojistné matice přišroubovány ke konci závitu na obou stranách, mezi matice a ložiska zanechávají malou vůli. Jedná se o velmi komplikovaný postup. Pokud je nit příliš krátká a podélná vůle je příliš velká, můžete nit ještě oříznout. Pokud se však vlákno zdá příliš dlouhé (a není tam žádná podélná mezera), nebude možné jej opravit.
Volitelně mají hřídele laserové tiskárny průměr přesně 6 mm. Jejich nevýhodou je, že jejich limit je 20-25000 ot / min. Pokud chcete vyšší otáčky - použijte silnější pruty.
3D tisk turbínového kola a matic NGV
Pro výrobu turbínového kola nebo spíše jeho lopatek se používají lisovací formy.
Tvar čepele se stane plynulejší, pokud stisknete čepel ne na konečný tvar v jednom kroku (průchod), ale na nějaký střední tvar (1. průchod) a teprve potom na konečný tvar (2. průchod). Proto existuje STL pro oba typy forem. Za první průchod a za druhé.
Zde jsou soubory matic STL pro kolo NGV a soubory STL pro matice turbínových kol:
Výroba oběžného kola
Tato konstrukce používá 2 typy ocelových kol. Konkrétně: kolo turbíny a kolo NGV. K jejich výrobě se používá nerezová ocel. Kdyby byly vyrobeny z lehkého nebo pozinkovaného materiálu, stačilo by jim ukázat, jak motor funguje.
Disky můžete odříznout z kovového plechu a poté vyvrtat díru ve středu, ale pravděpodobně se do středu nedostanete. Proto vyvrtejte díru do kovového plechu a poté nalepte papírovou šablonu tak, aby díra v kovu a místo pro díru v papírové šabloně odpovídaly. Řezejte kov podle vzoru.
Níže najdete a stáhnete šablony:
turbína kolo vzor
Zobrazit online soubor:
šablona lopatky turbíny
Zobrazit online soubor:
Vyvrtat pomocné otvory. (Mějte na paměti, že středové otvory by již měly být vyvrtány.Také si všimněte, že kolo turbíny má pouze středový otvor.)
Bylo by také hezké nechat při řezání kovu malou rezervu a pak pomocí vrtačky a ořezávačky brousit okraje disků.
V tomto okamžiku může být lepší vytvořit několik záložních disků. Dále bude jasné, proč.
Tvorba čepele
Nasekané disky se obtížně vejdou do matrice. Pomocí kleští mírně otočte nože. Disky s předem zkroucenými lopatkami se mnohem snadněji tvoří matrice. Uchopte disk mezi polovinami lisu a stlačte jej do svěráku. Pokud by matrice byly předem namazány strojním olejem, všechno půjde mnohem jednodušší.
Vice je poměrně slabý lis, takže s největší pravděpodobností budete muset zasáhnout uzel kladivem, abyste jej dále komprimovali. Použijte několik dřevěných polštářů, aby nedošlo k rozbití plastových forem.
Dvoustupňová formace (pomocí matic prvního průchodu a matic druhého průchodu k dokončení formuláře) poskytuje rozhodně lepší výsledky.
Podporujeme
Soubor dokumentu se šablonou pro podporu je zde:
Zobrazit online soubor:
Vystřihněte část z nerezového plechu, vyvrtejte požadované otvory a ohněte díl, jak je znázorněno na fotografiích.
Vyrábíme sadu kovových rozpěr
Pokud máte soustruh, můžete na něm provést všechny rozpěrky. Dalším způsobem, jak toho dosáhnout, je vystřihnout několik plochých disků z kovového plechu, položit je jeden na druhý a pevně je upevnit šrouby, aby se získala objemná část.
Použijte zde plech z měkké (nebo pozinkované) oceli o tloušťce 1 mm.
Dokumenty se šablonami pro rozpěrky jsou zde:
Budete potřebovat 2 malé disky a 12 velkých. Množství je pro plech o tloušťce 1 mm. Pokud používáte tenčí nebo silnější, budete muset upravit počet disků, abyste získali správnou celkovou tloušťku.
Řezejte kotouče a vyvrtejte otvory. Otočte disky o stejném průměru, jak je popsáno výše.
Podložka podložky
Protože podpěrná podložka drží celou sestavu NGV, měli byste zde použít tlustší materiál. Můžete použít vhodnou ocelovou podložku nebo plech (černý) o tloušťce nejméně 2 mm.
Vzor podložky:
Zobrazit online soubor:
Montáž interiéru NGV
Nyní máte všechny podrobnosti pro sestavení NGV. Nainstalujte je do rozbočovače, jak je znázorněno na fotografiích.
Turbína potřebuje určitý tlak pro normální provoz. Abychom zabránili volnému proudění horkých plynů, potřebujeme tzv. „Skříň turbíny“. Jinak plyny ztratí tlak okamžitě po průchodu NGV. Pro správnou funkci musí skříň odpovídat turbíně + malá mezera. Protože naše turbínové kolo a kolo NGV mají stejný průměr, potřebujeme něco, abychom zajistili nezbytnou vůli. To je něco - rozpěrka skříně turbíny. Je to prostě kovový pás, který je ovinutý kolem kola NGV. Tloušťka této fólie určuje velikost vůle. Použijte zde 0,5 mm.
Stačí odříznout pás 10 mm široký a 214 mm dlouhý z plechu o tloušťce 0,5 mm.
Samotné pouzdro turbíny bude kus kovu podél průměru kola NGV. Nebo lépe pár kousků. Zde máte větší volnost při výběru tloušťky. Pouzdro není jen pásek, protože má uši připevnění.
Dokumentační soubor se šablonou pro skříň turbíny je zde:
Zobrazit online soubor:
Nasuňte rozpěrku pouzdra na čepele NGV. Zajistěte ocelovým drátem. Najděte způsob, jak opravit rozpěrku tak, aby se při vyjmutí drátu nepohybovala. Můžete použít pájení.
Poté odstraňte drát a navírejte kryt turbíny na rozpěrku. Znovu pevně zabalte drát.
Postupujte podle fotografií. Jediným spojením mezi NGV a nábojem jsou tři šrouby M3.To omezuje tok tepla z horkého NGV do studeného náboje a zabraňuje přehřátí ložisek.
Zkontrolujte, zda se turbína může volně otáčet. Pokud tomu tak není, vyrovnejte pouzdro NGV změnou polohy stavěcích matic na třech šroubech M3. Proměňte NGV, dokud se turbína nemůže volně otáčet.
Vytváření spalovací komory
Zobrazit online soubor:
Tuto šablonu nalepte na kovový plech. Vyvrtejte otvory a odřízněte formu. Není nutné používat nerezovou ocel. Srolovat kužel. Aby se zajistilo, že se neotevře, ohněte jej.
Přední strana fotoaparátu je zde:
Zobrazit online soubor:
Použijte tento vzor znovu k vytvoření kužele. Použijte dláto, abyste vytvořili klínové štěrbiny, a pak se valte do kužele. Upevněte kužel pomocí ohybu. Obě části jsou drženy pohromadě pouze třením motoru. Proto v této fázi nemusíte přemýšlet o tom, jak je opravit.
Oběžné kolo
Oběžné kolo se skládá ze dvou částí:
čepel kotouče a pouzdro
Toto je oběžné kolo Kurta Shreklinga, které jsem velmi upravil, aby toleroval podélné posuny. Dbejte na labyrint, který zabraňuje zpětnému proudění vzduchu v důsledku protitlaku. Vytiskněte obě části a přilepte nátěr na disk kotouče. Dobré výsledky lze dosáhnout použitím akrylové epoxidové pryskyřice.
Stator kompresoru (difuzor)
Tato část má velmi složitý tvar. A pokud lze jiné části (alespoň teoreticky) vyrobit bez použití přesného vybavení, není to možné. Ještě horší je, že tato část má největší vliv na účinnost kompresoru. To znamená, že skutečnost, zda bude celý motor fungovat nebo ne, závisí do značné míry na kvalitě a přesnosti difuzéru. Proto se to ani nesnažte udělat ručně. Udělejte to na tiskárně.
Pro pohodlí 3D tisku je stator kompresoru rozdělen do několika částí. Zde jsou soubory STL:
3D tisk a sestavení, jak je znázorněno na fotografiích. Mějte na paměti, že k centrální skříni statoru kompresoru musí být připojena 1/2 "trubková matice. Používá se k přidržování objímky na místě. Matice je zajištěna 3 šrouby M3.
Šablona, kde vyvrtat otvory v matici:
Zobrazit online soubor:
Dbejte také na tepelně stínící kužel z hliníkové fólie. Používá se k zabránění změkčení částí PLA v důsledku tepelného záření ze spalovací vložky. Zde můžete použít jakékoli pivo jako zdroj hliníkové fólie.
Budete potřebovat plechovku o délce 145 mm a průměru 100 mm. Lepší, pokud můžete použít sklenici s víkem. V opačném případě budete muset nainstalovat NGV s nábojem na spodní straně plechovky a budete mít další problémy s montáží motoru pro údržbu.
Odřízněte jedno dno plechovky. Na druhém dně (nebo lépe ve víku) vyřízněte kulatý otvor o průměru 52 mm. Poté jeho okraje rozdělte na sektory, jak je znázorněno na fotografiích.
Vložte sestavu NGV do otvoru. Sektory pevně zabalte ocelovým drátem.
Proveďte prsten z měděné trubky (vnější průměr 6 mm, vnitřní průměr 3,7 mm). Nebo lépe, můžete použít trubky z nerezové oceli. Palivový kroužek by měl těsně přiléhat k vnitřní straně vaší plechovky. Pájet to.
Vyvrtat palivové trysky. Jedná se pouze o 16 kusů otvorů 0,5 mm rovnoměrně rozložených po prstenci. Směr otvorů by měl být kolmý na proud vzduchu. I.e. musíte vyvrtat otvory na vnitřní straně prstence.
Vezměte prosím na vědomí, že přítomnost tzv. „Horkých míst“ ve výfukových plynech motoru závisí téměř výhradně na kvalitě palivového prstence. Špinavé nebo nerovnoměrné díry a nakonec dostanete motor, který se při pokusu o nastartování jednoduše zničí.Přítomnost horkých míst závisí mnohem méně na kvalitě vložky, než se ostatní snaží říci. Palivový kroužek je ale velmi důležitý.
Zkontrolujte kvalitu palivového postřiku jeho spálením. Plamenné jazyky by se měly navzájem rovnat.
Po dokončení nainstalujte palivovou trysku do těla nádoby.
Vše, co musíte v této fázi udělat, je dát všechny kusy dohromady. Pokud to půjde dobře, nebude problém.
Víko plechovky potřete tepelně odolným tmelem, můžete použít silikátové lepidlo s tepelně odolným plnivem. Můžete použít grafitový prach, ocelový prášek atd.
Po sestavení motoru zkontrolujte, zda se jeho rotor volně otáčí. Pokud ano, proveďte předběžnou požární zkoušku. Použijte nějaký výkonný ventilátor k profukování sání vzduchu nebo jednoduše otočte hřídelí pomocí dremelu. Lehce zapněte palivo a zapněte proud v zadní části motoru. Nastavte rotaci tak, aby plamen vstupoval do spalovací komory.
PLATTE POZOR: v tuto chvíli se nepokoušíte nastartovat motor! Jediným účelem požární zkoušky je zahřátí a zjistit, zda se chová dobře nebo ne. V tomto okamžiku můžete použít butanovou láhev, která se běžně používá pro ruční hořáky. Pokud je vše v pořádku, můžete přejít k dalšímu kroku. Je však lepší utěsnit motor těsnicím prostředkem pro pec (nebo silikátovým lepidlem naplněným malým množstvím prášku odolného vůči teplu).
Motor můžete nastartovat buď vháněním vzduchu do něj, nebo otáčením hřídele nějakým startérem.
Při pokusu o spuštění buďte připraveni vypálit několik disků NGV (a možná i turbín). (Z tohoto důvodu bylo doporučeno, abyste v kroku 4 provedli několik záloh.) Jakmile budete s motorem spokojeni, můžete jej kdykoli spustit bez problémů.
Vezměte prosím na vědomí, že v současné době může stroj sloužit hlavně pro vzdělávací a zábavní účely. Jedná se však o plně funkční turbovrtulový motor, který se může otáčet na libovolnou požadovanou rychlost (včetně těch, které se samy ničí). Neváhejte vylepšit a upravit design tak, aby splnil vaše cíle. Nejprve budete potřebovat silnější hřídel, abyste dosáhli vyšších otáček a tím i trakce. Druhou věcí, kterou je třeba vyzkoušet, je obalit vnější povrch motoru kovovou trubkou - palivovým potrubím a použít jej jako výparník pro kapalné palivo. Zde je užitečný motor s horkou vnější stěnou. Další věcí, o které je třeba přemýšlet, je mazací systém. V nejjednodušším případě to může mít podobu malé láhve s malým množstvím oleje a dvou trubek - jedna trubka pro uvolnění tlaku z kompresoru a nasměrování do válce, a druhá trubka pro nasměrování oleje z válce pod tlakem a nasměrování na zadní paprsek. Bez mazání může motor běžet pouze 1 až 5 minut v závislosti na teplotě NGV (čím vyšší je teplota, tím kratší je doba chodu). Poté musíte ložiska namazat sami. A s přidaným mazacím systémem může motor běžet dlouhou dobu.