Самодельный горизонтальный паровой двигатель Ватта

ГОУ СПО ЯО Ярославский промышленно-экономический колледж

Проект по физике

"Самодельный горизонтальный паровой двигатель Ватта"

                                                                                                          Выполнил:

                                                                                                          студент группы 14-АТП

                                                                                                          Петров  Алексей

                                                                                   Руководитель:

                                                                                                           преподаватель  физики:

                                                                                                           Голованов А.С.

г.Ярославль 2015.

Содержание:

1.Что такое паровой двигатель.

2. Изобретение паровой машины

3. Принцип работы машины.

4. Применение паровых двигателей.

5. Мой проект.

6. План сборки.

7. Измерение мощности двигателя.

Парова́я маши́на — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию водяного пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу.

Применение:

С момента изобретения идо середины XX в. паровые машины широко применялись в тех областях, где их положительные качества (большая надёжность, возможность работы с большими колебаниями нагрузки, возможность длительных перегрузок, долговечность, невысокие эксплуатационные расходы, простота обслуживания и лёгкость реверсирования) делали применение паровой машины более целесообразным, чем применение других двигателей, несмотря на её недостатки, вытекающие главным образом из наличия кривошипно-шатунного механизма. К таким областям относятся: железнодорожный транспорт (см. паровоз); водный транспорт (см. пароход), где паровая машина делила своё применение с двигателями внутреннего сгорания и паровыми турбинами; промышленные предприятия с силовым и тепловым потреблением: сахарные заводы, спичечные, текстильные, бумажные фабрики, отдельные пищевые предприятия.

Мой проект:

Для своего проекта я выбрал  модель парового двигателя Ватта. В основу моего проекта паравого двигателя лёг пневматический привод стеклоочистителя автомобиля ЗИЛ-130 , он выполнен в виде рабочего цилинра с поршнем двухстороннего действия  снабжонным уплотнительными кольцами и зубчатой рейкой,взаимодействующей с зубчатым сектором,закреплённым на выходном валу и распределителем в сверлениях которого устоновлены распределительный золотник и подпружиненный упровляющий золотник с большим и малым уплотнительными кольцами. При этом сверление под управляющий золотник выполнен ступенчато и обородудованно обратным клапоном. Принцип работы : сжатый воздух из крана упровления через канал поступает в полось распределительного золотника и далее через канал в полость рабочего цилиндра при этом перемещает поршень с лева на право. При перемещении поршня в правое положение сжатый воздух перемещает первый золотник в правое положение,поршень начинает перемещаться с право на лева,при выключении пневмодвигателя сжатый воздух из крана перемещает упровляющий золотник с лева на право. Отработанный воздух через открываемый распределительным золотником канал поступает в атмосферу

План сборки:

1. Разработать (эскиз) чертеж парового механизма.

2. Нарезать профиль сечением (25мм*20мм) для изготовления станины агрегата .

3. Сварить из заготовленного профиля станину для агрегата.

4. Сделать кронштейн для установки двигателя на станину из уголка (25мм*25мм)

5. Маховое колесо (маховик) и кривошипный механизм используем от швейной машинки.

6. Из готового каркаса швейной машинки вырезать крепление колеса , оставив резьбовые соединения , для крепления рамки двигателя к станине.

7. Вырезать из уголка 30мм*30мм кронштейны для крепления рамки к станине.

8. С помощью сварочного аппарата приварить кронштейны к станине и прикрутить колесо привода швейной машинки.

9. Вымерять середину расстояния между центрами валов , кривошипа и валами двигателя. На середине устройства установить стойку крепления коромысла с помощью подручного материала .

10 Изготовить коромысло из профиля 20мм*20,20*40,15*15.коромысло изготовить с регулировкой вылета плеча ,для точной регулировки механизма. Также из резьбовой шпильки 6мм изготовить первую тягу с демфером кривошипа колеса

11. Демфер сделать для сглаживания ударных нагрузок при вращении колеса

12. Изготовить кронштейн для крепления пружины коромысла (демфер и пружина  нужны для установки колеса в начальное положение перед работой).

13. Из резьбовой шпильки 8мм выполнить вторую тягу коромысла .

14. Медную трубку диаметром 6 мм , штуцер с резьбой 10мм шаг 1 присоединить к пневматическому приводу стеклоочистителя  , на другой конец трубки припаять кран для перекрытия пара, припаять штуцер 10мм шаг 1 к трубке 6мм.

15. Изготовить из уголка 25мм*25мм кронштейн для крепления трубки 6мм к станине,

приварить кронштейн и все сварить сваркой.

16. Для удобства подсоединить подачу пара и присоединить быстросьемное соединение

17. Для выхлопной системы прикрутить медную трубку с сапуном на выходе.

18. При первом запуске двигателя маховик оказался слишком легким. Пришлось утяжелить его с помощью дополнительного шкива, прикрутив его внутри маховика на болты.

20. Зачистить болгаркой сварочные швы , отшлифовать и произвести покраску аэрозольной краской.

Измерение мощности парового двигателя:

Мощность - это работа в единицу времени.

Для  определения мощности (N)  паровой машины необходимо знать следующие величины:

• I - количество цилиндров.(1)
• Т - тип машины- простого или двойного действия( в моём случае машина двойного действия).(2)
• S - ход поршня, то есть  путь движения поршня от верхней до нижней мертвой точки., выраженный в метрах.(  )
• D - внутренний диаметр цилиндра, выраженный в сантиметрах.(  )
• Р - давление пара в котле при работе парового двигателя.(  )
• n - количество оборотов, развиваемое паровым двигателем в минуту.(85)

Nл.с= Ватт.