Construcción de un motor a Vapor paso a paso (página 2)

Partes: 1, 2

Corte un trozo de varilla de acero de 1/8"
(0.31 cm) a un largo de 3 5/8" (9.20 cm) para la biela del
cigüeñal y añada el extremo pequeño y
el grande. Después de armar las tres piezas, instale el
conjunto en la viga, pasando un pasador por la viga y el agujero
transversal en el extremo grande. El pasador es una varilla de
acero de 1/8" (0.31 cm), con un largo de 13/16" (2.06 cm).
Déles a los bloques de los cojinetes del
cigüeñal la forma que se muestra y
móntelos en la plancha de soporte con tornillos 4-40
introducidos desde abajo. Use material de bronce especial para
formar los cojinetes del cigüeñal, los cuales deben
tener un ligero ajuste a presión en
los bloques. Pase un escariador de 1/4" (0.63 cm) por los
cojinetes, después de instalarlos, para estar seguros de que
todos se encuentren alineados.

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Se instalan dos eslabones paralelos
entre el eslabón trasero y el principal. Añada 2
más, estos entre el eslabón y los
muñones

Tornee el cigüeñal entre las
puntas del torno y luego
construya la cigüeña y su pasador y móntelos
en el cigüeñal. Introduzca el pasador de la
cigüeña por el extremo pequeño de la biela y
ajuste su largo con los prisioneros. Su largo debe ser tal que la
viga quede en posición horizontal cuando la
cigüeña esté en el punto central de su
carrera. Los extremos de la viga deben moverse
simétricamente a 5/8" (1.58 cm) por encima y debajo del
plano horizontal, cuando la cigüeña se encuentre en
uno de los extremos de su carrera. Use un bloque latón de
3/4" (1.90 cm) por lado para el cilindro. Colóquelo en un
mandril de cuatro quijadas, rectifique los extremos para que
tenga el largo correcto y marque el centro de los extremos.
Comience la perforación con brocas espirales, hasta
alcanzar una profundidad de aproximadamente 7/16" (1.11 cm) .Hay
varias maneras de terminar la perforación, incluyendo el
uso de una escariadora paralela afilada. El método que
prefiero es usar una barra perforadora entre las puntas del
torno, con el cilindro montado en el carro del torno. Alce el
cilindro con bloques y asegúrelo de manera que su centro
coincida con el eje del torno. Haga avanzar el trabajo
lentamente con el motor, aumentando
la perforación poco a poco. Este método produce un
cilindro en que las paredes se hallan perfectamente paralelas a
todo su largo. Después de terminar la perforación,
marque los dos conductos de vapor en la línea central, a
39/64" (1.54 cm) de cada extremo. Perfore estas marcas de
punzón a una profundidad de 3/64" (1.19 mm) con una broca
No.52. Marque los extremos del cilindro donde los conductos de
vapor salen a medias entre la perforación del cilindro y
la pared exterior. Perfore a una profundidad de 5/8" (1,58 cm)
desde cualquiera de los extremos con una broca No.52 para formar
los conductos completos, los cuales tendrán en este
momento una forma de "L". Use una lima pequeña o una fresa
escariadora para rebajar aproximadamente 1/32" (0.79 mm) de la
pared entre el extremo de cada conducto y la perforación,
a fin de permitir que el vapor entre libremente al
cilindro.

Marque la ubicación de los cuatro
tornillos que sujetarán la cara de las lumbreras hacia el
cilindro y luego perfore un agujero a una profundidad de 3/16"
(0.47 cm) para después roscarlo a 2-56. Corte una pieza de
latón de 1/4" (0,63 cm) a 1" (2.54 cm) por lado para la
cara de las lumbreras. Localice con exactitud el centro como
punto de referencia. Desde el centro, marque la posición
de las cuatro lumbreras de vapor. Las dos lumbreras en la
línea central vertical se perforan totalmente con una
broca N o, 52 para que coincidan con los conductos en la pared
del cilindro. Las dos lumbreras en la línea central
horizontal se perforan con una broca No.52 a una profundidad de
1/8" (0.31 cm). Los conductos de conexión se perforan en
la línea central horizontal desde cada lado para que
sirvan de entrada y salida del vapor. Marque la posición
de los cuatro tornillos de montaje y perfore los agujeros
correspondientes; luego abocárdelos para que las cabezas
de los tornillos queden embutidas. Ahora podrá usted
perforar por el punto central de referencia y roscar el agujero a
10-32 para el pivote de la válvula. Coloque una
empaquetadura entre la cara de la lumbrera y el lado del
cilindro.

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Se suelda ahora un tubo de latón a una brida de
codo, con el objeto de formar la conexión de escape para
el cilindro.

Labre la tapa superior y la tapa inferior
del cilindro de dural. Use el cilindro como calibrador circular
para comprobar los diámetros coincidentes. Perfore las
tapas para dar cabida a los tornillos de montaje, luego marque
los extremos del cilindro guiándose por las tapas y
perfore y rosque los agujeros para los tornillos de montaje.
Coloque en el mandril una pieza de dural para el pistón,
haga una perforación pasante para la varilla del
pistón y labre la ranura para el empaque. El
diámetro exterior debe tener una sobremedida de 0.0002"
(0.0051 mm). Construya la varilla del pistón e
instálele el pistón. Este se mantiene en su lugar
mediante una tuerca delgada 3/64" (1.19 mm) en uno de sus lados.
Luego coloque la varilla de pistón en el mandril, con el
pistón colocado en ella, y dele al pistón su
diámetro final con una herramienta muy afilada.
Proporciónele al pistón un empaque de hilo de
asbesto impregnado de grafito, el cual se coloca dentro de la
ranura. Use un empaque comercial cortado a un espesor muy
fino.

Instale el cilindro y las tapas con el
pistón colocado y con empaquetaduras bajo las tapas.
Coloque un poco de empaque en la caja correspondiente y atornille
el casquillo. Fije el ojal de la varilla del pistón a esta
última con una contra tuerca colocada en la varilla.
Podrá usted ahora montar el cilindro en la plancha de base
con tornillos 4-40 introducidos por los agujeros grandes en la
tapa inferior. Conecte el ojal de la varilla del pistón al
eslabón principal por su pasador inferior. Haga girar el
cigüeñal suavemente para ajustar la varilla del
pistón en el ojal. Su largo debe ser tal que el
pistón no toque las tapas al llegar a un final u otro de
su carrera. Después de añadir la brida de
admisión del vapor y la conexión del escape a la
cara de las lumbreras, estará usted listo para construir
la válvula y las piezas relacionadas.

Construya primero el pivote de la
válvula y atorníllelo en su lugar en la cara de la
lumbrera. Marque el contorno de la válvula en una pieza de
latón de 3/16" (4.76 mm) y use el centro del pivote como
punto de referencia. Las ranuras de vapor en la cara de la
válvula se forman fácilmente fresándolas con
una broca dental de 1/16" (1.58 mm).

Forme un pivote falso instalando una
varilla de 3/16" (4,76 mm) horizontalmente en el carro del torno.
Monte la válvula en el pivote con su cara hacia el cabezal
y la broca fresadora sujetada en un mandril. Descentre el pivote
19/64" (7.54 mm) para que corresponda con el radio de la curva
de la ranura. Haga avanzar el trabajo
lentamente, haciendo girar la válvula a mano sobre el
pivote en el ángulo correcto. Pula la cara de la
válvula y la cara de las lumbreras con rojo de pulir o un
material equivalente para que la junta no deje escapar el vapor.
No pula con carborundo, ya que es un abrasivo demasiado duro.
Monte la válvula en el pivote, sujetándole contra
la cara de la lumbrera mediante un resorte ligero y una tuerca.
Se requiere una presión muy ligera del resorte.

Coloque una pieza de latón en un mandril para el
excéntrico y labre el diámetro exterior y la ranura
para el tornillo de retención que impide que la banda del
excéntrico se desplace lateralmente. Luego córtela
con una herramienta divisora. Use la marca central de
la pieza, después de partirla, como punto de referencia
para localizar la abertura del cigüeñal. El primero
debe pasar por la parte ancha del excéntrico.

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La base del excéntrico ha de
tener un ajuste de movimiento
libre sobre el excéntrico, con el tornillo de
retención suelto en la ranura.

Coloque una contratuerca en cada extremo de la varilla
del excéntrico para determinar la longitud del ajuste. Use
un tornillo con hombros para conectar el extremo pequeño
de la varilla del excéntrico a la válvula. Instale
el excéntrico en el cigüeñal en cualquier
posición por el momento y conecte la válvula a
través de la varilla y la banda del excéntrico.
Ajuste la longitud de la varilla del excéntrico de manera
que la división entre las ranuras de vapor en la cara de
la válvula se mueva a una distancia igual de un lado a
otro a través de las lumbreras en la línea central
de la cara de las lumbreras, al girar el cigüeñal. El
último ajuste es el de la posición del
excéntrico en relación con la cigüeña.
El excéntrico debe formar un ángulo de
aproximadamente 165° en relación con el pasador de la
cigüeña. Ajústelo de manera que la
válvula apenas comience a dejar entrar vapor por la
lumbrera correspondiente cuando el pistón se encuentre al
final de su carrera y a punto de cambiar de dirección. Mi torno no es lo suficiente
grande para el volante, por lo que encontré un volante
viejo que me da buenos resultados. Con un volante pesado y una
carrera grande, el motor funciona con gran suavidad con aire o vapor. La
velocidad de
funcionamiento correcta para un motor de vigas es de 50 a 60 rpm.
A esta velocidad, podrá usted observar el funcionamiento
de cada pieza de la interesante y pequeña
máquina.