Най-трудният за производство и най-важен за работата на турбината е етапът на компресора. Обикновено той изисква точен CNC обработващ инструмент или ръчно задвижване, за да го сглоби. За щастие компресорът работи при ниски температури и може да бъде отпечатан на 3D принтер.
Друго нещо, което обикновено е много трудно да се възпроизведе у дома условия, това е така нареченото "ножче на нож" или просто NGV. Чрез опити и грешки авторът намери начин да направи това, без да използва заваръчна машина или други екзотични инструменти.
Какво е необходимо:
1) 3D принтер, способен да работи с резба PLA. Ако имате скъп като Ultimaker, това е чудесно, но по-евтин като Prusa Anet ще се справи;
2) Трябва да имате достатъчно PLA, за да отпечатате всички части. ABS не е подходящ за този проект, тъй като е твърде мек. Вероятно можете да използвате PETG, но това не е тествано, така че го правете на свой риск;
3) Кутия с подходящ размер (диаметър 100 мм, дължина 145 мм). За предпочитане бурканът трябва да има подвижен капак. Можете да вземете обикновена консерва (да речем, от парчета ананас), но тогава ще трябва да направите метален капак за нея;
4) Поцинкована желязна ламарина. Дебелината от 0,5 мм е оптимална. Можете да изберете различна дебелина, но може да имате трудности при огъване или шлифоване, така че бъдете подготвени. Във всеки случай ще ви е необходима поне къса ивица от поцинковано желязо с дебелина 0,5 мм, за да направите дистанционер за корпуса на турбината. Побира 2 бр. Размер 200 х 30 мм;
5) Лист от неръждаема стомана за производството на турбинно колело, NGV колело и корпус на турбината. Отново е оптимална дебелина от 0,5 мм.
6) Плътна стоманена пръчка за производство на турбинен вал. Внимание: меката стомана просто не работи тук. Ще ви трябва поне малко въглеродна стомана. Твърдите сплави ще бъдат още по-добри. Диаметърът на вала е 6 мм. Можете да изберете различен диаметър, но тогава ще трябва да намерите подходящите материали за производството на главината;
7) 2 бр. 6x22 лагери 626zz;
8) дюзи 1/2 "с дължина 150 мм и два крайни фитинга;
9) пробивна машина;
10) Заточени
11) dremel (или нещо подобно)
12) Ножовка за метал, клещи, отвертка, матрица M6, ножица, порок и др.
13) парче тръба, изработена от мед или неръждаема стомана за пулверизиране на гориво;
14) Комплект болтове, гайки, скоби, винилови тръби и други неща;
15) пропанова или бутанова горелка
Ако искате да стартирате двигателя, ще трябва също:
16) Пропанов резервоар. Има бензинови или керосинови двигатели, но да ги накарате да работят на тези горива е малко трудно. По-добре е да започнете с пропан и след това да решите дали искате да преминете към течно гориво или вече сте доволни от газовото гориво;
17) Манометър, способен да измерва налягане от няколко mm вода.
18) Цифров тахометър за измерване на скоростта на турбината
19) Стартер. За да стартирате реактивен двигател, можете да използвате:
Вентилатор (100 W или повече). По-добро центробежно)
електродвигател (с мощност 100 W или повече, 15 000 об. / мин; можете да използвате дремела си тук).
Направете главината
Втулката ще бъде направена от:
1/2 "разклонителна тръба с дължина 150 мм;
два 1/2 "фитинга за маркучи;
и два 626zz лагера;
С ножовка изрежете коледните елхи от фитингите и използвайте тренировка, за да увеличите останалите дупки. Поставете лагерите в гайките и завийте гайките на дюзата. Центърът е готов.
Направете вал
Теорията (и опитът до известна степен) казва, че няма значение дали правите вал от мека стомана, твърда стомана или неръждаема стомана. Затова изберете този, който е по-достъпен за вас.
Ако очаквате да получите прилично сцепление от турбина, най-добре е да използвате стоманена пръчка с диаметър 10 mm (или повече). По време на писането обаче имаше вал от само 6 мм.
Нарежете резбата M6, от едната страна, с дължина 35 mm. След това трябва да отрежете резбата от другия край на пръта, така че когато прътът е поставен в главината (лагерите се опират в края на дюзата, те се затягат с гайките, които сте направили от фитингите на маркуча) и когато заключващите гайки са завинтени към края на конеца от двете страни, между гайките и лагерите оставят малък просвет. Това е много сложна процедура. Ако нишката е твърде къса и надлъжната игра е твърде голяма, можете да отрежете нишката малко по-нататък. Но ако нишката изглежда твърде дълга (и изобщо няма надлъжна празнина), ще бъде невъзможно да се поправи.
Като опция, валовете от лазерния принтер, те са с диаметър точно 6 мм. Недостатъкът им е, че границата им е 20-25000 об / мин. Ако искате по-високи обороти - използвайте по-дебели пръти.
3D печат на турбинно колело и NGV матрици
За производството на турбинно колело, или по-скоро на остриетата му, се използват пресови матрици.
Формата на острието става по-гладка, ако натиснете острието не до крайната форма в една стъпка (пасаж), а към някаква междинна форма (1-ви пропуск) и едва след това до крайната форма (2-ри проход). Следователно, има STL и за двата вида форми. За 1-ви пропуск и за втори.
Ето файловете STL за колелата NGV и STL файловете за матриците на турбинното колело:
Производство на работното колело
Този дизайн използва 2 вида стоманени колела. А именно: турбинно колело и колело NGV. За производството им се използва неръждаема стомана. Ако бяха направени от лек или поцинкован материал, едва ли биха били достатъчни, за да покажат как работи двигателят.
Можете да изрежете дискове от метален лист и след това да пробиете дупка в центъра, но най-вероятно няма да влезете в центъра. Затова пробийте дупка в металния лист и след това залепете хартиения шаблон, така че дупката в метала и мястото за дупката в шаблона за хартия да съвпадат. Нарежете метал според шаблона.
Можете да намерите и изтеглите шаблоните по-долу:
модел на колелото на турбината
Вижте онлайн файла:
шаблон на лопатката на турбината
Вижте онлайн файла:
Пробийте спомагателни отвори. (Обърнете внимание, че централните отвори вече трябва да бъдат пробити.Също така имайте предвид, че турбинното колело има само централен отвор.)
Също така би било хубаво да оставите малко квота при рязане на метал и след това да смилате ръба на дисковете с помощта на пробивна машина и острилка.
В този момент може да е по-добре да направите няколко резервни диска. По-нататък ще стане ясно защо.
Образуване на остриета
Нарязаните дискове е трудно да се поберат в матрицата. Използвайте клещи, за да завъртите леко остриетата. Дисковете с предварително усукани остриета са много по-лесни за формиране на матрици. Хванете диска между половинките на пресата и го стиснете в порок. Ако матриците бяха предварително смазани с машинно масло, всичко ще мине много по-лесно.
Порокът е доста слаба преса, така че най-вероятно ще трябва да удряте възела с чук, за да го компресирате допълнително. Използвайте няколко дървени възглавнички, за да не счупите пластмасовите матрици.
Формирането на два етапа (използвайки матрици с първи пропуск и матрици за втори пропуск за финализиране на формата) дава определено по-добри резултати.
Ние правим опора
Документният файл с шаблона за поддръжката е тук:
Вижте онлайн файла:
Изрежете частта от лист от неръждаема стомана, пробийте необходимите отвори и огънете частта, както е показано на снимките.
Правим комплект метални дистанционери
Ако имате струг, можете да направите всички дистанционери на него. Друг начин да направите това е да изрежете няколко плоски диска от лист метал, да ги поставите един върху друг и плътно да ги закрепите с болтове, за да получите обемна част.
Използвайте тук лист от мека (или поцинкована) стомана с дебелина 1 мм.
Документи с шаблони за дистанционери са тук:
Ще ви трябват 2 малки диска и 12 големи. Количеството е дадено за лист метал с дебелина 1 мм. Ако използвате по-тънки или по-дебели, ще трябва да коригирате броя на дисковете, за да получите правилната обща дебелина.
Изрежете дисковете и пробийте дупки. Завъртете дисковете със същия диаметър, както е описано по-горе.
Поддържаща шайба
Тъй като опорната шайба държи целия NGV монтаж, тук трябва да използвате по-дебел материал. Можете да използвате подходяща стоманена шайба или лист (черен) с дебелина най-малко 2 мм.
Модел за шайба:
Вижте онлайн файла:
Монтаж на интериора на NGV
Сега имате всички подробности за сглобяване на NGV. Инсталирайте ги на главината, както е показано на снимките.
Турбината се нуждае от известно налягане за нормална работа. И за да се предотврати свободното изтичане на горещи газове, имаме нужда от така наречения „корпус на турбината“. В противен случай газовете ще загубят налягане веднага след преминаване през NGV. За правилна работа корпусът трябва да съответства на турбината + малка празнина. Тъй като нашето турбинно колело и NGV колелото имат един и същ диаметър, имаме нужда от нещо, което да осигури необходимия клирънс. Това е нещо - разстоянието на корпуса на турбината. Това е просто метална лента, която се увива около NGV колело. Дебелината на този лист определя размера на хлабината. Използвайте 0,5 mm тук.
Просто изрежете лента с ширина 10 мм и дължина 214 мм от лист от всякаква стомана с дебелина 0,5 мм.
Самият корпус на турбината ще бъде парче метал, по диаметъра на колелото NGV. Или по-добре няколко парчета. Тук имате повече свобода да избирате дебелината. Корпусът не е само лента, тъй като има уши за закрепване.
Документационният файл с шаблона за корпуса на турбината е тук:
Вижте онлайн файла:
Плъзнете дистанционера на корпуса върху ножовете NGV. Закрепете със стоманена тел. Намерете начин да фиксирате дистанционера, така че да не се движи, когато извадите жицата. Можете да използвате запояване.
След това извадете проводника и навийте обвивката на турбината върху дистанционера. Използвайте тел отново, за да увиете плътно.
Направете както е показано на снимките. Единствената връзка между NGV и главината са трите M3 винта.Това ограничава топлинния поток от горещия NGV към студения концентратор и предпазва лагерите от прегряване.
Проверете дали турбината може да се върти свободно. Ако не, подравнете корпуса на NGV, като промените позицията на регулиращите гайки на трите M3 винта. Варирайте NGV, докато турбината може да се върти свободно.
Изработка на горивна камера
Вижте онлайн файла:
Залепете този шаблон върху металния лист. Пробийте дупки и изрежете формата. Не е необходимо да използвате неръждаема стомана. Навийте конуса. За да сте сигурни, че не се разгъва, го огънете.
Предната част на камерата е тук:
Вижте онлайн файла:
Използвайте този модел отново, за да направите конус. Използвайте длето, за да направите клинови прорези, след което се навийте в конус. Закрепете конуса със завой. И двете части се държат заедно само чрез триене на двигателя. Следователно не е необходимо да мислите как да ги поправите на този етап.
бегач
Работното колело се състои от две части:
диск и корпус на острието
Това е работното колело на Кърт Шреклинг, което е силно модифицирано от мен, за да бъде по-толерантно към надлъжни измествания. Обърнете внимание на лабиринта, който предотвратява връщането на въздух поради обратно налягане. Отпечатайте двете части и залепете покритието върху диска на острието. Добри резултати могат да се получат с помощта на акрилен епоксид.
Статор на компресора (дифузьор)
Тази част е много сложна по форма. И когато други части могат да бъдат (поне теоретично) направени без използването на прецизно оборудване, това не е възможно. Още по-лошото е, че тази част има най-голям ефект върху ефективността на компресора. Това означава, че фактът дали целият двигател ще работи или не зависи силно от качеството и точността на дифузора. Ето защо дори не се опитвайте да го направите ръчно. Направете го на принтер.
За удобство на 3D печат статора на компресора е разделен на няколко части. Ето STL файловете:
3D печат и сглобяване, както е показано на снимките. Моля, обърнете внимание, че към централната кутия на статора на компресора трябва да бъде прикрепена 1/2 "гайка за тръба. Използва се за задържане на втулката. Гайката е закрепена с 3 M3 винта.
Шаблон къде да пробиете дупки в гайката:
Вижте онлайн файла:
Обърнете внимание и на конуса за термозащита, изработен от алуминиево фолио. Използва се за предотвратяване на омекотяване на частите от PLA поради топлинно излъчване от горивната обшивка. Можете да използвате всяка бира тук като източник на алуминиево фолио.
Ще ви е необходима консервна кутия с дължина 145 мм и диаметър 100 мм. По-добре, ако можете да използвате буркан с капак. В противен случай ще трябва да инсталирате NGV с хъб на дъното на кутията и ще имате допълнителни проблеми с монтажа на двигателя за поддръжка.
Изрежете едно дъно на консервната кутия. На другото дъно (или по-добре в капака) изрежете 52 мм кръгъл отвор. След това изрежете ръба му на сектори, както е показано на снимките.
Поставете NGV монтажа в отвора. Увийте секторите плътно със стоманена тел.
Направете пръстен от медна тръба (външен диаметър 6 мм, вътрешен диаметър 3,7 мм). Или по-добре, можете да използвате тръби от неръждаема стомана. Горивният пръстен трябва да приляга плътно към вътрешността на вашата кутия. Пояйте го.
Пробийте дюзите за гориво. Това са само 16 парчета от 0,5 мм дупки, равномерно разпределени върху пръстена. Посоката на отворите трябва да е перпендикулярна на въздушния поток. Т.е. трябва да пробиете дупки от вътрешната страна на пръстена.
Моля, обърнете внимание, че наличието на така наречените „горещи точки“ в изпускателната система на двигателя зависи почти изключително от качеството на горивния пръстен. Мръсни или неравномерни дупки и в крайна сметка получавате двигател, който просто се разрушава, когато се опитате да го стартирате.Наличието на горещи точки зависи много по-малко от качеството на облицовката, отколкото другите се опитват да кажат. Но горивният пръстен е много важен.
Проверете качеството на спрея за гориво, като го изгорите. Езиците на пламъка трябва да са равни една на друга.
Когато приключите, инсталирайте дюзата за гориво в тялото на кутията.
Всичко, което трябва да направите на този етап е да съберете всички парчета. Ако нещата вървят добре, няма да има проблем.
Покрийте капака на консервата с термоустойчив уплътнител, можете да използвате силикатно лепило с термоустойчив пълнител. Можете да използвате графитен прах, стоманен прах и т.н.
След сглобяване на двигателя проверете дали роторът му се върти свободно. Ако е така, направете предварителен тест за пожар. Използвайте някакъв мощен вентилатор, за да издухате през всмукателния въздух или просто завъртете вала с дреме. Включете леко горивото и запалете потока в задната част на двигателя. Регулирайте въртенето, така че пламъкът да влезе в горивната камера.
ПЛАЩА ВНИМАНИЕ: в този момент не се опитвате да стартирате двигателя! Единствената цел на пожарния тест е да го нагрее и да види дали се държи добре или не. В този момент можете да използвате бутилка с бутан, която обикновено се използва за ръчни горелки. Ако всичко е наред, можете да преминете към следващата стъпка. По-добре е двигателят да се запечата с уплътнител на фурната (или силикатно лепило, напълнено с малко количество топлоустойчив прах).
Можете да стартирате двигателя или чрез издухване на въздух в него, или чрез завъртане на вала с някакъв стартер.
Бъдете готови да запишете няколко NGV диска (и вероятно турбини), когато се опитвате да стартирате. (Ето защо се препоръчва да направите няколко резервни копия в стъпка 4.) След като се почувствате удобно с двигателя, можете да го стартирате без проблеми по всяко време.
Моля, обърнете внимание, че в момента двигателят може да служи главно за образователни и развлекателни цели. Но това е напълно функционален турбореактивен двигател, който може да се върти до всяка желана скорост (включително саморазрушителни). Чувствайте се свободни да подобрите и модифицирате дизайна, за да изпълните вашите цели. На първо място, ще ви трябва по-дебел вал, за да постигнете по-високи обороти и следователно сцепление. Второто нещо, което трябва да опитате, е да обвиете външната повърхност на двигателя с метална тръба - горивна линия и да я използвате като изпарител за течно гориво. Тук е полезен двигател с гореща външна стена. Друго, за което трябва да се помисли, е системата за смазване. В най-простия случай това може да бъде под формата на малка бутилка с малко количество масло и две тръби - едната тръба за освобождаване на налягането от компресора и насочване към цилиндъра, а другата тръба за насочване на масло от цилиндъра под налягане и насочване към задната греда. Без смазване двигателят може да работи само от 1 до 5 минути в зависимост от температурата на NGV (колкото по-висока е температурата, толкова по-кратко е времето за работа). След това трябва сами да смажете лагерите. А с добавената система за смазване двигателят може да работи дълго време.