1 1 2 . 7 7 8 M o t o r
S t i r l i n g NOTA
Una vez terminadas, las maquetas de construcción de OPITEC no deberían ser consideradas como juguetes en el sentido comercial del termino. De hecho son medios didácticos adecuados para un trabajo pedagógico.
Índice 1. Datos técnicos 2. Materiales 3. Procesos 4. Información general 5. Funcionamiento del motor Stirling 6. Herramientas necesarias para la construcción del motor Stirling 7. Material suministrado 8. Preparación de las piezas 9. Montaje 10. Puesta en marcha M112778#1
1
1. Datos técnicos: Tipo: Construcción:
Modelo de construcción metálica en el taller, a partir de 14 años
2. Elementos utilizados: 2.1. Material:
acero
Tratamiento:
serrar, limar, perforar, achaflanar, roscar
Unión: Superficie:
aceitar
2.2. Material:
Aluminio (metal no ferroso y ligero) Ligero, no magnético, blando
Tratamiento:
serrar, limar, perforar, achaflanar, roscar
Unión: Superficie:
atornillar, pegar aceitar
2.3. Material:
latón (aleación de cobre y cinc) Duro
Tratamiento:
serrar, limar
Unión Superficie:
pegar, apretar; aceitar
2.4. Material:
Contrachapado de varias capas Fibras opuestas
Tratamiento:
perforar, achaflanar y lijar Marcar según medidas o plantilla
Unión: Superfiné:
2
atornillar, pegar
atornillar; enceror, purtar o bornizar
M112778#1
Procesos: Limar:
Se deben elegir las limas en función del tipo de trabajo Para los cortes se eligen limas pequeñas
NOTA: Serrar:
Sierra para metales para cortes rectos
NOTA: Perforar :
M112778#1
Apretar la hoja de la sierra con los dientes hacia delante. Apretar sobre la hoja sólo cuando esté en movimiento.
Usar un taladro vertical
NOTA:
Lijar:
Se aprieta sobre la lima cuando está en movimiento.
aplicar las prescripciones de seguridad (no cabellos largos, ni joyas, si gafas de protección, si mordazas de sujeción). Colocar las piezas en las mordazas de la máquina Regular bien la velocidad de la máquina
Usar un taco para lijar para las aristas y superficies. Papel de lija solo para las formas especiales
3
4. Información general Desde 1872, el motor de aire caliente es la segunda invención de motores accionados por el calor después de la máquina de vapor. Desde la aparición de los motores Otto y Diesel quedaron apartados del mercado. Mientras la máquina de vapor ha tomado el camino de los museos el motor de aire caliente (motor Stirling) continua atrayendo la atención de los ingenieros para investigar las ventajas comerciales que puede presentar frente a los motores de combustión y pistones.. Ventajas: - Carburantes múltiples Wärmeerzeuger sind feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe, ebenso Wärmespeicher und Sonnenenergie. - Rendimiento más elevado Se sitúa en el 40%. - Es un sistema cerrado Son adecuados la mayor parte de los gases (p.ejemplo: aire, helio, argón, hidrógeno,...). Una vez está en movimiento, el aparato funciona como una máquina de producción de frío (sin CFC). Los residuos de la combustión no entran en contacto con los elementos móviles. - Combustión externa y regular De hecho, de su combustión el motor Stirling tiene muy poca emisiones contaminantes. Por otra parte, el sistema tiene un nivel sonoro muy bajo - Muy bajo en vibraciones Por la forma de combustión, no hay picos de presión y a gran velocidad registra unas vibraciones mínimas y el motor se mantiene muy silencioso. - Bajo mantenimiento El motor Stirling se puede construir con muy pocas piezas. Dado que produce pocas vibraciones, los elementos internos funcionan casi sin aceite y por ello su mantenimiento es muy bajo. - Diferentes posibilidades de aplicación Los motores Stirling se utilizan por ejemplo para producir frío Motores para los países en vías de desarrollo
modelos de prueba
Propulsión de generadores
modelos de prueba
Propulsión de barcos
prototipos
Coches
prototipos
Vuelos interplanetarios
prototipos
Inconvenientes del motor Stirling: - peso demasiado alto - altas presiones - grandes radiadores (cambio calórico) - problemas de estanqueidad - poco conocido por el público - ventajas económicas poco definidas hasta la fecha
A pesar de sus inconvenientes, el motor Stirling podría en los próximos años conquistar un lugar más importante en el mercado. Las máquinas susceptibles de funcionar con dicho motor tendrán más y más importancia. A nivel de la técnica del frío, este motor ya tiene asegurado un lugar nada despreciable en el mercado
4
M112778#1
5. Funcionamiento del motor Stirling El montaje y el modo de funcionamiento se presentan en el esquema 1. El modelo a construir se compone de dos cilindros unidos por un tubo. El pistón mecánico esta abierto por uno de sus extremos. Entre el pistón de impulsión y el cilindro de combustión hay un pequeño espacio donde puede circular el aire. Los dos pistones trabajan opuestos a 90û sujetos por un cigüeñal. La llegada del aire caliente tiene lugar en el extremo del cilindro de impulsión (cilindro de combustión). El radiador garantiza una rápida caída de la temperatura y por tanto de una mayor eficacia. Para explicar mejor el funcionamiento, se parte de una situación de paro.
A
B
Cilindro de ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; combustión ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;
Esquema 1
C
;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;; Radiador ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; Pistón mecánico ;;;;;;;;;;;;;;; Pistón de impulsión
D
Fuente de calor
;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;
A: El aire en el interior del cilindro mecánico está frío. Por una ligera compresión, el pistón es aspirado en el cilindro. El volumen de aire está en su máximo. El pistón de impulsión se desplaza hacia el extremo caliente del tubo y expulsa el aire caliente hacia la zona más fría haciendo un trabajo mecánico. B: El pistón de impulsión está entonces en su máximo, ha impulsado el aire caliente hacia el pistón mecánico. Las dos ruedas motrices se ocupan de que el pistón mecánico se desplace dentro de su cilindro. C: En la fase C, el pistón mecánico impulsa el aire frío en el cilindro de combustión, el pistón de impulsión se desplaza hacia la zona fría del cilindro de impulsión. El aire accede a la zona caliente del tubo, se dilata y comprime el pistón mecánico, implicando un trabajo mecánico. D: EL pistón de impulsión está en su punto muerto mientras el pistón mecánico desplazándose bajo el efecto de la dilatación -> A.
M112778#1
5
6. Herramientas necesarias para la construcción del motor Stirling - Tornillo de banco (y mordazas de protección) - Taladro vertical
309.757
- Tornillo paralelo de máquina (con mordazas)
365.107 (365.048, 365.059)
- Sierra para metales (Puk)
350.378
- Martillo (200 g)
343.055
- Calibre de precisión
366.043
- Escuadra con tope
366.496
- Punta para marcar
366.146
- Punzón
342.061
- Broca de centrado (∆ 1,6 mm)
333.589
- Vaciador (∆ 2mm, ∆ 4mm et ∆ 5 mm)
333.590, 302.168, 333.604
- Lima semi redonda (talla 2) y event. Lima redonda
367.399, 367.403
- Llave para machos de roscar
347.066
- Machos de roscar M4/M3
347.022, 347.011
- Vaciador cónico (∆ 15)
333.578
- Compás de cuarto de círculo
366.191
- Brocas HSS (o 1,8/ 2,0/ 2,1/ 2,5/ 3,0/3,3 /4,1 /4,8 /7,0 /8,0 /11,0 /13,0) 330.019, 330.363, 330.042, 330.189, 302.064, 330.146, 330.185, 330.167, para los nº de artículo vea nuestro catálogo. Material auxiliar: - cola de 2 componentes
300.317
- aceite fino (máquina de coser)
439.425
- papel de lija (granos 200, 400)
662.246, 662.279
- aceite para perforar
6
M112778#1
7. Material suministrado Pos.
Can
Denominación
Medidas en mm
Aplicación
1
1
Bloque de aluminio
20x30x40
Soporte del motor
2
1
Bloque de aluminio perforado
30x30x38
3
1
Bloque de aluminio
20x30x40
4
2
Ruedas motrices de acero
5
1
Tubo de ensayo
(Ø20x1,2)x55
Cilindro de impulsión
6
1
Impulso Lana de acero muy fina
15x85x180
Pistón de impulsión (Regenerador)
7
1
Cilindro de fundición perforado
(22x5)x40
Cilindro mecánico
8
1
Cilindro de aluminio perforado
(12x2,5)x16
Pistón mecánico
9
1
Tubo de latón
(8x2,5)x43,5
Tubería de unión
10
1
Varilla de acero
Ø5x55
Eje
11
1
Barra plana
(10x2)x120
Biela motriz 1/2
12
1
Anillo tórico de estanqueidad
Ø20x2
Junta entre radiador, brida y cilindro de impulsión
13
1
Barrita de conexión con 2 tornillos
5x4x10
Conexión entre biela motriz y biela de impulsión
14
2
Alambre de acero
Ø1x200
Biela pistón de impulsión y unión entre bielas (gancho)
15
2
Casquillos de latón
(4x0,5)x6
Ø55x5
Radiador Lagerbock Ruedas motrices
Casquillo para ruedas motrices
16
1
Tubo de silicona
Ø3x1x20 Dirección de la biela motriz para 2 vol. (3mm y 7mm de long)
17
2
Casquillos de latón
(7x1)x7,5
Cojinetes en soporte
18
2
Casquillos de latón
(6x1)x3,5
Cojinete en rueda motriz
19
1
Varilla de adaptación
20
11
Goma espuma aproxi
21
6
Tornillo de cabeza cónica
M4x16
Fijación del soporte motor pieza de apriete y armazón
22
6
Tornillo de cabeza cilíndrica
M3x10
Fijación de casquillos y bridas
23
2
Tornillos sin cabeza
M3x6
Unión entre ruedas motrices
2x12 ca. 96x100
Recepción de la biela motriz en el pistón mecánico Protección en la base
y eje 24
1
Base de montaje
25
1
Casquillo de latón
3 x1x18
Cojinete en radiador
26
2
Arandelas de separación
Ø 18/6,4
Soporte del armazón
27
1
Brida
(30x30) con perforación Ø20
Estanqueidad del radiador y cilindro de combustión
M112778#1
140x140x10
Base montaje
7
8. Preparación de las piezas Vista alzado
22 25
6
22
13 16
18
5 2
14 23 1
27
11
3
4
21
9
23
18
7
8 22 24
Vistas laterales
8
M112778#1
8. Preparación de las piezas Vista alzado
M112778#1
9
. 8. Preparación de las piezas Vista tridimensional
Datos técnicos: Carrera del cilindro mecánico:
ø 12 x 14 mm
Carrera del cilindro de impulsión:
ø 18 x 18 mm
Velocidad de giro:
aprox. 1.000 r.p.m.
En la fabricación de las diferentes piezas se debe prestar la máxima atención en el marcado preciso. Con un calibre se procederá como se indica en el croquis siguiente.
Marcado
a
Pieza
10
a
- Regular la separación en el calibre - Fijarla con el tornillo - Colocar el calibre sobre la pieza y al mismo tiempo, Poner paralelamente al tope (dorso del calibre) - Marcar
M112778#1
8. Preparación de las piezas 8.1 Preparación de la biela motriz 1 (Pos. 11) para el pistón mecánico, según la figura siguiente:
68
Pos. 11
62 R2 Ø
R4
Ø
2
2
r cia Va
Va cia r
4
- Recortar la barra plana de acero (11) 10 x 2 x 110 - Limar los extremos a 90û - Marcar - Iniciar con el punzón - Pulir las aristas - Hacer las perforaciones (∆3,8 y ∆1,8, a continuación vaciar con ∆ 4 mm y ∆ 2 mm) NOTA: Colocar la pieza en un tornillo de máquina. - Limar los redondeados y lijar la pieza. 8.2 Preparación de la biela motriz 2 (pos.11) para el pistón de impulsión, según la figura siguiente:
Pos. 11
43,5 38
R1
,5
Ø4
1
ge rie be n
2
Ø
R4
Proceder como en el punto 8.1. 30
Pos. 3
20
10
32
40
20
;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;; ;;;;;;;;
Ø2,5 R 3,5
8.3 Preparación del armazón (Pos.3) según la figura siguiente: M4 - Pulir las aristas - Macar - Hacer perforación de ø 7 mm (con broca de centrado ø 1,5 mm, preparar bien la perforación) NOTA: Colocar la pieza en ángulo recto en el tornillo de máquina. - Hacer la rosca interior M4, después de una perforación preliminar con una broca de 3,3 mm NOTA: Fijar la pieza y atornillar a mano el vaciador con la llave de roscar. - La perforación para engrase se realizará posteriormente. M112778#1
11
8. Preparación de las piezas 8.4 Preparación del soporte del motor, según la figura siguiente: 30 20
Pos. 1
Ø7
Vista alzado (parte superior) Ø 4,1
Ø8
Vista frontal (realizada en una pieza)
32
40
10
Serrar aquí
10
M4
20
Vista inferior (parte inferior)
- Quitar aristas - Marcar - Preparar las perforaciones con el punzón - Hacer las perforaciones para roscado interno M4, 4 x ø 3,3 (encima y el fondo) - Hacer la perforación de ø 8 mm para la recepción del canal de unión, preparar la perforación con la broca de centrado de ø 1,5 mm. Fijar la pieza en ángulo recto - Serrar la pieza superior (más pequeña) de manera regular por los cuatro lados. - Preparar los 4 roscados interiores M4. NOTA: Fijar la pieza y girar la llave para machos de roscar a mano
NOTA:
- Las dos perforaciones superiores de la pieza de sujeción se realizan con ø de 4,1 mm. A continuación pasar el avellanador de ø15. (Comprobar con el tornillo de cabeza cónica M4). - Quitar rebabas y pulir la superficie - Si se desea se pueden achaflanar las aristas 8.5 Pistón mecánico (Pos. 8)
16
;;;;;; ;;;;;; ;;;;;; ;;;;;; ;;;;;;
Ø2 Pos. 8
4 - Marcar la perforación de ø 2 mm. NOTA: fijar en las mordazas de madera o de plástico para no estropear la superficie. - Marcar con el punzón - Preparar las perforaciones con la broca de ø 1,8 mm NOTA: Asegurar un centrado perfecto. Fijar en el tornillo paralelo. - Repasar con el vaciador de ø 2 mm - Desbarbar minuciosamente.
12
M112778#1
8. Preparación de las piezas 8.6 Preparación de la rueda motriz del pistón mecánico, según la figura siguiente:
Pos. 4
5
8
11
M3
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 6,5
Arco = 13,77
Ø
11 Ø
55
6
Ø3
Ø1
5
Advertencia
Ø5
Se puede renunciar a hacer las perforaciones de 11 mm. Su funcionamiento prácticamente no cambia. Ventaja: el tiempo de construcción se reduce.
- Marcar los dos roscados internos M3 - Preparar la perforación con broca de centrado de ø 1,6 mm - Perforar con ø 2,5 mm - Hacer la rosca interna M3 - Introducir el eje 5 en la perforación de ø 5 mm. - Marcar el centro del eje - Marcar el círculo parcial R 18 - Determinar los centros de las 8 perforaciones (11) con la mitad de la longitud del arco l -13,77 mm (corregir las veces que haga falta) - Marcar con el punzón - Preparar la perforación con ø 8 mm (fijar la pieza, no rayar las superficies) - Perforación definitiva con ø 11 mm - Desbarbar con avellanador
M112778#1
13
8. Preparación de las piezas 8.7 Realización de la rueda motriz (Pos. 4) para el pistón de impulsión, según la figura siguiente:
5
11 8
M3
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
Pos. 4
8,5
Ø
55
6
Ø3
Ø1
5
Ø5
Etapas de trabajo como en el punto anterior 8.9 8.8 Realización de la base (Pos. 24) según la figura siguiente: - Trazar las líneas
30
- Hacer 2 perforaciones de ø 4,1 mm 30
- Hacer 2 perforaciones de ø 8 mm - Avellanar por el dorso las perforaciones (com-
4,
1
Ø
8
probar con los tornillos de cabeza cónica M4). 140
el avellanador (comprobar con el tornillo de ca-
Ø
- Pasar las arandelas de separación ø18/6,4 con
62
82
beza cilíndrica M4)
11 31
Pos. 24 14
102 140
M112778#1
8. Preparación de las piezas 8.9 Cilindro mecánico (Pos. 7, perforaciones de ø 3 mm y de ø 8 mm)
3,5
Ø3
Ø8
;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; 30 ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;
Pos. 7
- Preparar las perforaciones de ø 3 mm y de ø 8 mm. - Marcar con el punzón - Hacer las dos perforaciones ( ø 3 y ø8 mm) NOTA:
asegurar un buen centrado utilizar la broca de centrado de ø 1,6 mm y tener en cuenta la profun di-
dad. - Desbarbar con cuidado.
3,5
3,5
Pos. 27
perforar primero a ø 2,5 mm y después a Ø 3,1 mm
8.10 Preparación de la brida (Pos. 27) según la figura siguiente: - Desbarbar la brida prefabricada - Marcar las perforaciones y punzonarlas - Perforar atravesando con ø 2,5 mm (después de que se haya adaptado la brida al radiador, se harán las 4 perforaciones de ø 3,1 mm)
Rosca M3
Pos. 2 8.11 Preparación del radiador (pos. 2) según la figura siguiente: - Colocar la junta de estanqueidad (12) en la brida y hacer pasar el tubo de ensayo (5) a través de la brida. - Poner la brida (con el tubo de ensayo y la junta de estanqueidad) en la cara frontal con la perforación grande del radiador y con cuidado, pasar el tubo por el radiador hasta el tope. - Apretar la brida y el radiador en el tornillo de máquina y asegurarse de que el tubo de ensayo esté vertical respecto al radiador y que la brida y el radiador queden fijados en la brida. - Trasladar las 4 perforaciones de ø 2,5 mm de la brida al radiador (pre perforar) - Con un punzón o marcador marcar por un lado la posición de la brida respecto del radiador. - Quitar la brida con el tubo de ensayo y perforar atravesando con ø 2,5 mm hasta la muesca del radiador. - Hacer las 4 roscas M3 en el radiador - Retirar el radiador del tornillo de máquina y encajar el casquillo de latón (25) de 3 x 1 x 18 mm, en la perforación de 3 mm. (Si el casquillo tiene demasiado juego, se aconseja encolarlo). - Ahora hacer las 4 perforaciones de ø 3,1 mm en la brida - Desbarbar las piezas
M112778#1
15
8. Preparación de las piezas 8.12 Realización de la biela con recepción para el impulsor y realización del gancho de unión (Pos. 14), según las figuras siguientes: - Con unos alicates de boca plana estrechos se dobla el alambre (14) siguiendo la figura siguiente, hacia la biela, para la recepción del impulsor.
NOTA
es absolutamente necesario que la pieza sea recta
30
50
10
3,5
7
Pos. 14
28
28
9,5
30
2
7
1
3
3,5
5
6
50
4
- Del trozo restante (14) hacer el gancho de unión, siguiendo la figura siguiente.
15 15
6
1
6
6,5
2
1,5
1,5
6,5
3 4
16
M112778#1
8. Preparación de las piezas 8.13 Realización del impulsor (Pos. 6) según las figuras siguientes: - Cortar de la lana de acero (6), un rozo de 60 x 90 mm (respetar las direcciones de las fibras)
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
- Respetar la direccion de la fibra
130
90
60
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
- Estirar el trozo hasta unos 130 mm. - Se enrolla 2/3 de la tira de lana (no cortarla) formando un espeso cilindro (nodo del impulsor. A continuación se encaja la parte de 7 x 28 mm de la biela de impulsión en el centro del cilindro de lana. Ahora el resto de lana de acero se enrolla alrededor del nodo sin apretar. Finalmente, el cilindro así formado se coloca encima de la mesa y con una pequeña plancha se hace girar hacia delante y hacia atrás hasta obtener el diámetro deseado de ø 17,6 mm (es posible que sea necesario cortar un poco de lana de acero).
43
;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; Ø 17,6 ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; Recortar para obtener la medida final de 43 mm como se indica en la figura. - Control del impulsor: . Cuando el impulsor se desplaza ajustado por el tubo de ensayo y la resistencia no es muy grande, el impulsor está correcto.
;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;
42
Si no es el caso, hace falta quitar material.
M112778#1
17
9. Montaje del modelo - El cilindro mecánico (7), el radiador (2) y el canal de unión (9) se pegan conjuntamente con cola de dos componentes. Las piezas encoladas deben quedar selladas al aire sin que se tape el canal de paso. El espacio entre el radiador y el cilindro mecánico debe ser de 36 mm. Antes del encolado definitivo, comprobar las medidas y si es necesario corregirlas. Los ejes del radiador y del cilindro mecánico deben estar en paralelo y nivelados. - Ahora se encolan los dos casquillos (17) de ø 7x1x7,5) en el armazón (3) para las dos ruedas motrices con cola de dos componentes y a continuación se hacen las dos perforaciones para lubricar (ø 2,5 mm). Se desbarba el manguito en el casquillo (17) con el vaciador mecánico (ø 5 mm). - Recortar el eje a 52 mm, desbarbar y a continuación adaptarlo al armazón. Si es necesario limar un poco y lubrificarlo bien para que gire fácilmente. . Limar la varilla de adaptación (19) por un extremo a 11,7 mm (o quizá un poco más corto) de forma que después de su montaje no sobresalga del cilindro mecánico (ø 12 mm), lo cual podría rayar el cilindro. Montar la biela motriz (11) y el pistón mecánico (8) con la varilla de adaptación (19). - Se procede ahora al montaje sobre la base (24). Achaflanar las arandelas (26) con un punzón o una broca de ø 8 mm para que los tronillos de cabeza cónica (21) no sobresalgan. El armazón (3) con las ruedas motrices (4) y el soporte del motor (1) se montan con los tornillos cónicos (21) y las arandelas (26). A continuación las dos bielas (11) se atornillan a las ruedas motrices con los tornillos cónicos (22) y los casquillos (15/18). - De la goma espuma (20) se cortan 4 trozos cuadrados con un lado de unos 30 mm y se pegan debajo de la base (24). - El cilindro de impulsión (6) se introduce en el radiador (2) hasta el tope (si es necesario, se limará ligeramente la perforación del casquillo (25) (ø1 mm). Colocar la anilla de estanqueidad (12) en la brida y pasar el tubo de ensayo (5) a través de la brida. Encajar el tubo de ensayo en el radiador hasta el tope y se fija la brida con cuatro tornillos de cabeza cilíndrica (22). El tubo de ensayo y el radiador en posición vertical uno respecto del otro. El movimiento de impulsión hacia delante y hacia atrás debe realizarse fácilmente. - Enganchar la biela motriz (11) con el gancho (14) y a continuación unir las dos bielas con la barrita de conexión. Fijar los dos extremos del tubo de silicona (16/3 y 7mm) al gancho; sirven para controlar el movimiento de la biela motriz. - Al regular la separación de las ruedas motrices (4) sobre el eje (10) es preciso asegurarse que el pistón mecánico y el pistón de impulsión no se estorben en sus movimientos. Las dos bielas motrices deben estar en paralelo (se puede corregir la posición empujando el armazón o el radiador con el pistón mecánico). El pistón de impulsión no debe llegar hasta el punto muerto ni hacia delante ni hacia atrás. - Se termina estableciendo un ángulo de 90û entre las dos bielas (11) que están en las ruedas motrices (4), como se indica en el croquis siguiente: Aflojar primero los tornillos sin cabeza (23); reapretarlos después del reglaje.
pistón de impulsión
18
pistón mecánico
M112778#1
10. Puesta en marcha - Todas las partes móviles del sistema deben lubricarse (pistón mecánico, biela, biela motriz, uniones y perforaciones de lubricado) con un poco de aceite puro, sin ácidos ni resina. (aceite de pulverización o de máquina de coser) - Como fuente de calor se usará un pequeño quemador de alcohol (los calentadores de fondues o lamparillas perfumadas son insuficientes).Si no se dispone de un quemador se lo puede construir uno mismo siguiendo la figura siguiente.
11
Abertura o perforación (ø10 mm) para la mecha
Ø1
2,5
p. ex. bote de cosmética
Se rellena el bote hasta la mitad con alcohol de quemar Colocar la llama por debajo de la parte delantera del tubo de ensayo (10-15 mm)
NOTA:
El quemador que se fabrica uno mismo no responde a las normas de seguridad. Por ello cada uno es pues personalmente responsable de su utilización. La prudencia debe impo nerse con las materias líquidas inflamables.
- En la primera prueba, es posible que el motor arranque con dificultad. Normalmente es debido a problemas de rozamiento del pistón mecánico, eje y casquillos. Si el rozamiento es reducido la marcha del motor llega normalmente bien a las 1.000 r.p.m. Posibles errores en caso de no funcionamiento del motor: - El ángulo de 90û de las bielas (11) entre las ruedas motrices (4) no está correctamente reglado. (eventualmente elegir un ángulo más pequeño). - La estanqueidad entre
- el cilindro de combustión, el radiador y la brida - la barra de propulsión y el radiador - el canal de unión con el radiador y el cilindro mecánico
no es correcta. - Se ha utilizado un mal aceite - Hay un rozamiento exagerado de las piezas móviles - El pistón de impulsión toca el cilindro de combustión en el punto muerto de delante. - El pistón de impulsión toca el radiador en el punto muerto de atrás - El pistón de impulsión se engancha demasiado al cilindro de combustión - Calor insuficiente (Usar sólo alcohol) - El impulsor no está correctamente enrollado con la lana de acero. - El impulsor (lana de acero) no se mueve al mismo tiempo que la biela de propulsión – mala dirección
M112778#1
19
Lista de las piezas de recambio del Motor Stirling – Nº 112.778) Pos.
Cant. Denominación
Medidas en mm
N° de artículo
Pieza
Aplicación
20x30x40
809.419
Soporte del motor
1
1
Bloque de aluminio
2
1
Bloque de aluminio perforado
30x30x38
802.004
Radiador
3
1
Bloque de aluminio
20x30x40
809.419
Armazón
4
2
Ruedas motrices de acero
ø55 x 5
819.243
Ruedas motrices
5
1
Tubo de ensayo
(ø20x1,2)x55
425.491
Cilindro de impulsión
6
1
Impulsor, lana fina 15x85x180
509.136
Pistón de impulsión (Regenerador)
7
1
Cilindro de fundición (22x5)x40
802.510
Cilindro mecánico
8
1
Cilindro de aluminio perforado
(12x2,5)x16
802.521
Pistón mecánico
9
1
Tubo de latón
(8x2,5)x43,5
814.520
Tubo de unión
10
1
Varilla de acero
ø5x55
833.023
Eje
11
1
Barra plana
(10x2)x120
823.716
Biela motriz 1/2
12
1
Anilla tórica de ø20x2
544.111
Junta entre radiador,
de acero perforado
estanqueidad
brida y cilindro de impulsión 13
1
Barrita de conexión con 2 tornillos
5x4x10
203.855
Unión entre biela motriz y
Alambre de acero
ø1x200
822.053
Biela pistón impulsión y unión
biela de impulsión 14
2
entre biela motriz y otra biela (gancho) 15
2
Casquillos de latón
(4x0,5)x6
818.269
Casquillo de rueda motriz
16
1
Tubo de silicona
ø3x1x20 para 2 piezas (3mm y 7mm de long))
842.310
Dirección de la biela motriz
17
2
Casquillos de latón
(7x1)x7,5
818.236
Cojinetes en soporte
18
2
Casquillos de latón
(6x1)x3,5
818.247
Casquillos en rueda motriz
19
1
Varilla de adaptación
2x12
269.266
Recepción de la biela motriz en el pistón mecánico
20
1
Goma espuma
21
6
Tornillo de cabeza cónica
aprox.96x100
22
6
Tornillo de cabeza cilíndrica
M3x10
265.050
Fijación de casquillos y brida
23
2
Tornillos sin cabeza
M3x6
269.277
Unión entre ruedas motrices y ejes
24
1
Base
140x140x10
715.186
Base de montaje
25
1
Casquillo de latón
3x1x18
801.972
Cojinete en el radiador
26
2
Arandelas de separación ø18/6,4
268.170
Soporte del armazón
27
1
Brida
802.462
Estanqueidad del radiador y
M4x16
269.255
Para debajo de la base
266.181
Fijación del soporte, pieza de fijación y armadura
(30x30) con perfor. ø 20
cilindro de combustión
20
M112778#1