Den mest vanskelige at fremstille og vigtigst til turbinedrift er kompressortrinnet. Normalt kræver det et nøjagtigt CNC-bearbejdningsværktøj eller manuelt drev for at samle det. Heldigvis kører kompressoren ved lave temperaturer og kan udskrives på en 3D-printer.
En anden ting, som normalt er meget vanskeligt at gengive i hjem forhold, dette er det såkaldte "dyseblad" eller blot NGV. Gennem prøve og fejl fandt forfatteren en måde at gøre dette på uden at bruge en svejsemaskine eller andre eksotiske værktøjer.
Hvad er nødvendigt:
1) 3D-printer, der er i stand til at arbejde med PLA-gevind. Hvis du har en dyre, såsom Ultimaker, er dette fantastisk, men billigere, såsom Prusa Anet, vil også gøre det;
2) Du skal have nok PLA til at udskrive alle delene. ABS er ikke egnet til dette projekt, da det er for blødt. Du kan sandsynligvis bruge PETG, men dette er ikke testet, så gør det på din egen risiko;
3) En dåse i den passende størrelse (diameter 100 mm, længde 145 mm). Krukken skal fortrinsvis have et aftageligt låg. Du kan tage en regelmæssig dåse (sige fra stykker ananas), men så bliver du nødt til at lave et metal låg til det;
4) Galvaniseret jernplade. En tykkelse på 0,5 mm er optimal. Du kan vælge en anden tykkelse, men du kan have svært ved at bøje eller slibe, så vær forberedt. Under alle omstændigheder har du brug for mindst en kort strimmel af galvaniseret jern med en tykkelse på 0,5 mm for at fremstille en afstandsholder til turbinkassen. Passer til 2 stk. Størrelse 200 x 30 mm;
5) Plade i rustfrit stål til fremstilling af et turbinhjul, NGV-hjul og turbinehus. Igen er en tykkelse på 0,5 mm optimal.
6) En solid stålstang til fremstilling af en turbineskaft. Advarsel: blødt stål fungerer bare ikke her. Du har brug for mindst noget kulstofstål. Hårde legeringer bliver endnu bedre. Skaftets diameter er 6 mm. Du kan vælge en anden diameter, men så bliver du nødt til at finde de rigtige materialer til fremstilling af navet;
7) 2 stk. 6x22 lejer 626zz;
8) 1/2 "dyser 150 mm lange og to endefittings;
9) en boremaskine;
10) skærpet
11) dremel (eller noget lignende)
12) Bagsag til metal, tang, skruetrækker, M6-dyse, saks, skruestik osv.
13) et stykke rør lavet af kobber eller rustfrit stål til forstøvning af brændstof;
14) Et sæt bolte, møtrikker, klemmer, vinylrør og andre ting;
15) propan eller butanbrænder
Hvis du vil starte motoren, har du også brug for:
16) Propanbeholder. Der er benzin- eller petroleumsmotorer, men det er lidt vanskeligt at få dem til at køre på disse brændstoffer. Det er bedre at starte med propan og derefter beslutte, om du vil skifte til flydende brændstof, eller er du allerede tilfreds med gasbrændstof;
17) En trykmåler, der er i stand til at måle et tryk på flere mm vand.
18) Digital tachometer til måling af turbinens hastighed
19) Starter. For at starte en jetmotor kan du bruge:
Ventilator (100 W eller mere). Bedre centrifugal)
en elektrisk motor (med en effekt på 100 W eller mere, 15.000 o / min; du kan bruge din dremel her).
Lav navet
Navet vil være lavet af:
1/2 "grenrør 150 mm langt;
to 1/2 "fittings til slanger;
og to 626zz lejer;
Skær juletræerne fra beslagene med en hacksav og brug en bor til at forstørre de resterende huller. Indsæt lejerne i møtrikkerne, og skru møtrikkerne på dysen. Navet er klar.
Lav en skaft
Teorien (og erfaring til en vis grad) siger, at det ikke gør nogen forskel, om du fremstiller en skaft af blødt stål, hårdt stål eller rustfrit stål. Så vælg den, der er mere tilgængelig for dig.
Hvis du forventer at få anstændigt trækkraft fra en turbin, er det bedst at bruge en stålstang med en diameter på 10 mm (eller mere). På dette tidspunkt var der imidlertid en skaft på kun 6 mm.
Klip M6-tråden på den ene side med en længde på 35 mm. Derefter skal du klippe tråden fra den anden ende af stangen, så når stangen indsættes i navet (lejerne ligger an mod enden af dysen, strammes de med møtrikkerne, du lavede af slangefittings), og når låsemøtrikkerne skrues til enden af gevindet på begge sider, mellem møtrikker og lejer efterlader en lille afstand. Dette er en meget kompliceret procedure. Hvis tråden er for kort, og det langsgående spil er for stort, kan du klippe tråden lidt længere. Men hvis tråden virker for lang (og der ikke er nogen langsgående spalte), vil det være umuligt at løse det.
Som en mulighed er akslerne fra laserprinteren nøjagtigt 6 mm i diameter. Deres ulempe er, at deres grænse er 20-25000 o / min. Hvis du vil have højere omdrejningstal - brug tykkere stænger.
3D-udskrivning af turbinhjul og NGV-matrixer
Til fremstilling af et turbinehjul, eller rettere dets knive, bruges pressedyser.
Formen på bladet bliver glattere, hvis du ikke presser klingen til den endelige form i et trin (passage), men til en vis mellemform (1. gennemgang) og først derefter til den endelige form (2. gennemgang). Derfor er der en STL til begge typer forme. For 1. pas og for anden.
Her er STL-filer til NGV-hjulene og STL-filer til turbinhjulmatrixerne:
Fremstilling af løbehjul
Dette design bruger 2 typer stålhjul. Nemlig: turbinehjul og NGV-hjul. Rustfrit stål bruges til deres fremstilling. Hvis de var lavet af letvægts- eller galvaniseret materiale, ville de næppe være nok til at vise, hvordan motoren fungerer.
Du kan klippe skiver fra en metalplade og derefter bore et hul i midten, men mest sandsynligt kommer du ikke ind i midten. Bor derfor et hul i metalpladen, og lim derefter papirskabelonen, så hullet i metallet og stedet for hullet i papirskabelonen stemmer overens. Skær metal i henhold til mønsteret.
Du kan finde og downloade skabelonerne nedenfor:
mønster på turbinehjul
Se online fil:
turbinebladskabelon
Se online fil:
Bor hjælpehuller. (Bemærk, at centerhullerne allerede skal bores.Bemærk også, at turbinehjulet kun har et centralt hul.)
Det ville også være rart at efterlade lidt kvote, når man skærer metal, og derefter slibe kanten af skiverne ved hjælp af en boremaskine og slibemaskine.
På dette tidspunkt kan det være bedre at lave flere sikkerhedskopier. Yderligere vil det være klart, hvorfor.
Bladdannelse
Hakkede diske er vanskelige at passe ind i matrisen. Brug en tang til at dreje bladene let. Skiver med forspændte klinger er meget lettere at danne matrixer. Tag fat i disken mellem pressens halvdele og pres den ind i en skruestik. Hvis matrixerne blev forsmurt med maskinolie, vil alt gå meget lettere.
Skruestikken er en ret svag presse, så sandsynligvis bliver du nødt til at slå knuden med en hammer for at komprimere den yderligere. Brug et par træpuder for ikke at nedbryde plastdysen.
To-trins dannelse (ved hjælp af 1.-pass matrixer og 2.-pass matrixer til at afslutte formen) giver bestemt bedre resultater.
Vi støtter
Dokumentfilen med skabelonen til supporten er her:
Se online fil:
Klip delen af en rustfri stålplade, bor de nødvendige huller og bøj delen som vist på fotografierne.
Vi laver et sæt metalafstandsstykker
Hvis du har en drejebænk, kan du gøre alle afstandsstykker på den. En anden måde at gøre dette på er at skære flere flade skiver ud fra et metalplade, lægge dem oven på hinanden og stramme dem sikkert med bolte for at få en tredimensionel del.
Brug her en plade af mildt (eller galvaniseret) stål på 1 mm.
Dokumenter med skabeloner til afstandsstykker er her:
Du har brug for 2 små diske og 12 store. Mængden er angivet for et metalplade, der er 1 mm tykt. Hvis du bruger tyndere eller tykkere, skal du justere antallet af diske for at få den korrekte samlede tykkelse.
Klip skiver og bor huller. Drej skiver med samme diameter som beskrevet ovenfor.
Support skive
Da støtteskiven rummer hele NGV-enheden, skal du bruge tykkere materiale her. Du kan bruge en passende stålskive eller plade (sort) med en tykkelse på mindst 2 mm.
Mønster til en skive:
Se online fil:
Samling af det indre af NGV
Nu har du alle detaljer til montering af NGV. Installer dem på huben som vist på fotografierne.
Turbinen har brug for noget tryk for normal drift. Og for at forhindre den frie strøm af varme gasser, har vi brug for det såkaldte "turbinkasse." Ellers mister gasserne tryk umiddelbart efter, at de har passeret gennem NGV. For korrekt betjening skal foringsrøret svare til turbinen + en lille spalte. Da vores turbinhjul og NGV-hjul har samme diameter, har vi brug for noget for at give den nødvendige afstand. Dette er noget - afstandsstykket på kabinettet på turbinen. Det er simpelthen en metalstrimmel, der er pakket rundt om et NGV-hjul. Tykkelsen på dette ark bestemmer mængden af afstand. Brug her 0,5 mm.
Skær bare en strimmel, 10 mm bred og 214 mm lang, fra en plade af ethvert stål, som er 0,5 mm tykt.
Selve turbinkassen vil være et stykke metal langs NGV-hjulets diameter. Eller bedre et par stykker. Her har du mere frihed til at vælge tykkelse. Foringsrøret er ikke kun en strimmel, da det har fastgørelsesører.
Dokumentationsfilen med skabelonen til turbinehuset er her:
Se online fil:
Skub husets afstandsstykke på NGV-bladene. Fastgør med ståltråd. Find en måde at ordne afstanden på, så den ikke bevæger sig, når du fjerner ledningen. Du kan bruge lodning.
Fjern derefter ledningen, og vind vindmøllen ind på afstandsstykket. Brug tråd igen til at pakke tæt sammen.
Gør som vist på fotos. Den eneste forbindelse mellem NGV og navet er de tre M3-skruer.Dette begrænser varmestrømmen fra den varme NGV til den kolde hub og forhindrer, at lejerne overophedes.
Kontroller, om turbinen kan rotere frit. Hvis ikke, skal du justere NGV-kabinettet ved at ændre positionen af justeringsmøtrikkerne på de tre M3-skruer. Variér NGV, indtil turbinen kan rotere frit.
Fremstilling af et forbrændingsrum
Se online fil:
Stick denne skabelon oven på metalpladen. Bor huller, og skær formen. Det er ikke nødvendigt at bruge rustfrit stål. Rul keglen op. Bøj det for at sikre, at det ikke udfolder sig.
Kameraets forside er her:
Se online fil:
Brug dette mønster igen til at lave en kegle. Brug en mejsel til at fremstille kilespalter, og rul derefter til en kegle. Spænd keglen med en bøjning. Begge dele holdes kun sammen ved friktion af motoren. Derfor behøver du ikke at tænke over, hvordan du løser dem på dette tidspunkt.
runner
Skovlhjulet består af to dele:
knivskive og hus
Dette er Kurt Shreklings skovlhjul, som er blevet meget ændret af mig for at være mere tolerant over for langsgående forskydninger. Vær opmærksom på labyrinten, som forhindrer retur af luft på grund af modtryk. Print begge dele, og lim belægningen på klingeskiven. Gode resultater kan opnås ved hjælp af akrylepoxy.
Kompressorstator (diffusor)
Denne del er meget kompleks i form. Og når andre dele (i det mindste teoretisk) kan fremstilles uden brug af præcisionsudstyr, er dette ikke muligt. Endnu værre har denne del den største effekt på kompressoreffektiviteten. Det betyder, at det faktum, om hele motoren fungerer eller ej, i høj grad afhænger af diffusorens kvalitet og nøjagtighed. Derfor prøver du ikke engang at gøre det manuelt. Gør det på en printer.
For nemheds skyld ved 3D-udskrivning er kompressorstatoren opdelt i flere dele. Her er STL-filer:
3D-print og saml som vist på fotografierne. Bemærk, at der skal monteres en 1/2 "rørmøtrik i det centrale tilfælde af kompressorstatoren. Det bruges til at holde bøsningen på plads. Møtrikken er fastgjort med 3 M3 skruer.
Skabelon, hvor man skal bore huller i møtrikken:
Se online fil:
Vær også opmærksom på den varmeskærmende kegle, der er lavet af aluminiumsfolie. Det bruges til at forhindre blødgøring af PLA-dele på grund af termisk stråling fra forbrændingsforingen. Du kan bruge en hvilken som helst ølboks her som en kilde til aluminiumsfolie.
Du har brug for en dåse med en længde på 145 mm og en diameter på 100 mm. Bedre, hvis du kan bruge en krukke med et låg. Ellers bliver du nødt til at installere NGV med et nav i bunden af dåsen, og du får yderligere problemer med montering af motoren til vedligeholdelse.
Skær den ene bund af tin dåsen. I den anden bund (eller bedre i låget) skal du skære et rundt hul på 52 mm. Skær derefter kanten i sektorer, som vist på fotografierne.
Indsæt NGV-enheden i hullet. Pak sektorerne tæt sammen med ståltråd.
Lav en ring fra et kobberrør (udvendig diameter 6 mm, indvendig diameter 3,7 mm). Eller bedre, du kan bruge rør i rustfrit stål. Brændstofringen skal passe tæt på indersiden af din dåse. Lodde det.
Bor brændstofdyserne. Dette er kun 16 stykker af 0,5 mm huller jævnt fordelt over ringen. Retningen af hullerne skal være vinkelret på luftstrømmen. dvs. skal du bore huller på indersiden af ringen.
Bemærk, at tilstedeværelsen af såkaldte "hot spots" i udstødningen af en motor næsten udelukkende afhænger af brændstofringens kvalitet. Beskidte eller ujævne huller, og til sidst får du en motor, der bare ødelægger sig selv, når du prøver at starte den.Tilstedeværelsen af hot spots afhænger meget mindre af foringens kvalitet, end andre forsøger at sige. Men brændstofringen er meget vigtig.
Kontroller kvaliteten af brændstofsprøjten ved at brænde den. Flammetunger skal være ens.
Når du er færdig, skal du installere brændstofdysen i dåsen.
Alt hvad du skal gøre på dette tidspunkt er at sætte alle brikkerne sammen. Hvis ting går godt, er der ikke noget problem.
Overtræk låget på dåsen med varmebestandig fugemasse, du kan bruge silikatlim med varmebestandigt fyldstof. Du kan bruge grafitstøv, stålpulver osv.
Når motoren er samlet, skal du kontrollere, om dens rotor roterer frit. I så fald skal du foretage en indledende brandtest. Brug en kraftig blæser til at blæse gennem luftindtaget eller drej simpelthen skaftet med dremel. Tænd let brændstof og tænd for strømmen bag på motoren. Juster drejningen for at lade flammen komme ind i forbrændingskammeret.
BETAL ATTENTION: på dette tidspunkt forsøger du ikke at starte motoren! Det eneste formål med en brandtest er at varme den op og se, om den opfører sig godt eller ej. På dette tidspunkt kan du bruge en butanflaske, der ofte bruges til håndbrændere. Hvis alt er i orden, kan du gå til næste trin. Det er dog bedre at forsegle motoren med ovnforseglingsmiddel (eller silikatlim fyldt med en lille mængde varmebestandigt pulver).
Du kan starte motoren enten ved at blæse luft ind i den eller ved at dreje dens aksel med en slags starter.
Vær forberedt på at brænde flere NGV-diske (og muligvis turbiner), når du prøver at starte. (Det er derfor, det blev anbefalet, at du foretager flere sikkerhedskopier i trin 4.) Når du er fortrolig med motoren, kan du starte den uden problemer på ethvert tidspunkt.
Bemærk, at motoren i øjeblikket hovedsageligt kan tjene til uddannelsesmæssige og underholdningsmæssige formål. Men dette er en fuldt funktionel turbojet-motor, der kan rotere til enhver ønsket hastighed (inklusive selvdestruktive motorer). Du er velkommen til at forbedre og ændre designet for at opfylde dine mål. Først og fremmest har du brug for en tykkere skaft for at opnå højere omdrejninger og derfor trækkraft. Den anden ting at prøve er at pakke motorens ydre overflade med et metalrør - en brændstofledning og bruge den som en fordamper til flydende brændstof. En motor med en varm ydre væg er nyttig her. En anden ting at tænke på er smøresystemet. I det enkleste tilfælde kan dette have form af en lille flaske med en lille mængde olie og to rør - et rør for at aflaste trykket fra kompressoren og lede det til cylinderen, og det andet rør for at lede olie fra cylinderen under tryk og dirigere det til bagerste bjælke. Uden smøring kan motoren kun køre i 1 til 5 minutter afhængig af temperaturen på NGV (jo højere temperatur, jo kortere køretid). Derefter skal du selv smøre lejerne. Og med det tilføjede smøresystem kan motoren køre i lang tid.