|
|
|
Come si può vedere nella pagina "Modellismo", ho costruito diversi prototipi di piccoli motori a vapore, anche perché si tratta di motori relativamente facili da realizzare anche con attrezzature modeste; poi c'é la soddisfazione impagabile di vedere la propria creatura prendere vita. Dopo le prime esperienze, ho riscontrato che la cosa più complessa è ottenere il vapore, cioé costruire il complesso caldaia-bruciatore e le relative tubature; così quasi sempre uso l'aria compressa, che ho sempre disponibile nel mio laboratorio.
Successivamente mi sono accostato ai motori ad aria calda, detti Stirling, che richiedono un po' più di attenzione per l'eliminazione degli attriti, essendo meccanismi che lavorano con forze davvero modeste.
Poiché di questi micro motori avevo pubblicato soltanto le foto, ho pensato che a qualcuno potrebbe interessare riprodurli e ho dedicato molto tempo alla preparazione di disegni sufficientemente comprensibili, cui si accede facendo click sulle immagini a destra.
|
|
|
MICRO MONOCILINDRO OSCILLANTE
|
 |
Il primo che presento è fino ad oggi il motorino più piccolo e compatto tra quelli che ho fatto. Si tratta di un monocilindrico (ma ne ho anche una versione bicilindrica) a cilindro oscillante, con una cilindrata di 0,04 centimetri cubi.
La distribuzione a cilindro oscillante è molto più semplice di altri sistemi di valvole, il che diventa fondamentale quando si lavora con dimensioni così ridotte. Purtroppo richiede per i fori di immissione e di scarico un posizionamento abbastanza critico. Io solitamente traccio la posizione con un graffietto ricavato da uno spillo piegato a squadra per un paio di millimetri dalla punta: lo infilo nel cilindro e muovo lo stesso nelle due posizioni allineate con il perno di manovella.
|
|
Solitamente il contatto tra il cilindro e il blocco viene garantito da una molla cilindrica, ma per ridurre al minimo l'ingombro ho utilizzato una molla sagomata a partire da una lastrina di rame al berillio. Niente paura: si tratta di recuperare una lamina da un qualche contatto elettrico di generose dimensioni, per esempio da un programmatore di vecchia lavatrice. In caso di difficoltà si può usare dell'acciaio inox, anche se più difficle da lavorare: una vecchia stampante rappresenta un'ottima miniera, ma va bene anche lo scorrevole di un dischetto floppy.
La molla agisce sul cilindro tramite una sfera da 2 mm. di diametro che si impegna in una piccola imbutitura; sferette di queste dimensioni si trovano all'interno degli spruzzatori a pompetta per liquidi.
|
|
Cilindro e pistone richiedono un buon accoppiamento: il pistone deve scorrere con con il minimo attrito e una discreta tenuta, che però è facilitata dalla lunghezza. Un po' di pasta abrasiva fine inserita tra i due è l'ideale per rettificarli.
Curare molto bene anche la precisione del piano che andrà a strisciare sul monoblocco perché anche qui si deve avere tenuta.
|
|
Il monoblocco é il pezzo che richiede più lavoro o, per meglio dire, più fori.
Un foro cieco filettato M2 per la vite di fissaggio alla base; un foro cieco da 2 mm. per alloggiare la spina su cui ruota il pistone; un foro passante da 2 mm. che serve anche da bronzina per il passaggio dell'albero. I fori di immissione e scarico li ho fatti di diametro differente: 0,8 quello di immissione e 1 mm. l'altro, per facilitare e anticipare un po' lo scarico. A questi si collegano i due fori d'uscita da 2 mm.; in quello superiore si innesta uno spezzone di tubetto 2x1 saldato a stagno (ma si può eventualmente filettare anche quello), mentre lo scarico l'ho lasciato libero, ma nulla vieta di mettere un tubicino piegato per far scaricare fuori dalla base.
|
|
Il volano l'ho fissato all'albero con un microscopico grano da M1,6 che ho ricavato tagliando una vite.
Non ho previsto bilanciamenti, se si esclude il piccolissimo contrappeso sulla manovella, perché non sapevo come determinarli; comunque il motorino gira bene anche così e poi non è certamente fatto per funzionare delle ore, anche se si abbonda con la lubrificazione.
|
|
Scarica tutti i disegni in formato PDF: disegni.zip
|
| torna all'elenco dei progetti |
|
|
BICILINDRICO
|
 |
Questo motorino è praticamente un'evoluzione del precedente e ne ricalca le ridottissime dimensioni, mantenendo lo stesso schema costruttivo. La cilindrata del singolo elemento é leggermente aumentata avendo portato l'alesaggio a 3,5mm.
Con due cilindri si ottiene una marcia più fluida e quasi sempre la partenza senza spinta. La presenza dei due tubicini consente di scambiare immissione e scarico scegliendo la direzione di rotazione.
Date le ridotte dimensioni, molte parti sono fissate con saldature a stagno e quindi il motorino non è completamente smontabile, ma l'uso di fissaggi a vite mi sarebbe riuscito davvero improbo.
|
|
Scarica tutti i disegni in formato PDF: disegni.zip
|
| torna all'elenco dei progetti |
|
|
QUADRICILINDRICO A V
|
 |
Ed ecco un quattro cilindri a "V" di 90° con dimensioni decisamente maggiori dei modelli precedenti.
Questo motore sviluppa una forza notevole ed è quindi adatto anche per azionare un modello semovente. Naturalmente il consumo di vapore aumenta in proporzione e bisogna tenerne conto nella costruzione della caldaia.
I quattro cilindri garantiscono la partenza da qualsiasi posizione e una rotazione molto fluida.
Anche in questo motorino la distribuzione è ricavata dall'oscillazione dei cilindri.
Il montaggio dei cilindri a 90° consente di collegare due bielle ad ogni manovella, semplificando al massimo l'albero motore.
Per il momento non ho montato tubazioni di scarico, ma se si usa il vapore è meglio metterle, altrimenti il tutto sbrodola e schizza abbondantemente.
|
|
Scarica tutti i disegni in formato PDF: disegni.zip
|
| torna all'elenco dei progetti |
|
|
MICRO MONOCILINDRO CON DISTRIBUTORE
|
 |
Un altro motorino a vapore con dimensioni ridottissime.
Questo modello però ha un distributore con una configurazione simile a quella "a cassetto", ma di forma cilindrica.
Questa scelta semplifica decisamente la realizzazione, specie per quel che riguarda la tenuta.
La manovella del pistone è unita all'asse del volano con brasatura a stagno, mentre quella del dislocatore è fissata con un grano a vite per consentire uno smontaggio almeno parziale senza dissaldare; d'altronde il poco spazio a disposizione non lasciava molte alternative
I perni degli snodi sono chiodini ribattuti.
-----
-----
|
|
Scarica tutti i disegni in formato PDF: disegni.zip
|
| torna all'elenco dei progetti |
|
|
MOTORE STIRLING
|
 |
I motori Stirling, detti anche ad aria calda, sono azionati dalla dilatazione e contrazione di un gas riscaldato e raffreddato.
Questo è un bel motorino dimostrativo dove il pistone dislocatore e la sua camera sono ricavati da provette in vetro da fuoco (vetro al borosilicao o Pirex), quindi sono trasparenti per visualizzare il funzionamento. Il vetro si npuò tagliare facilmente con una moletta diamantata.
|
|
Anche la camicia in cui scorre il pistone di lavoro è realizzata con un tubo di vetro, che può essere un segmento di siringa o un pezzo di lampada fluorescente. In questo caso, essendo la camicia infilata nel cilindro alettato di alluminio, non si vede niente, ma il vetro resta la scelta più facile per avere una camicia perfettamente rettificata.
Il pistone è in grafite, ma se si dispone di una siringa si può vantaggiosamente usare un segmento del relativo pistone.
|
|
Il supporto dell'albero è smontabile e munito di due piccoli cuscinetti a sfere ricavati da un vecchio Hard Disk, per la precisione dal braccio delle testine.
|
|
Il tirante che collega la manovella al bilanciere è registrabile per regolare con precisione la corsa; richiede anche una doppia piegatura per l'allineamento.
|
|
Scarica tutti i disegni in formato PDF: disegni.zip
|
| torna all'elenco dei progetti |
|
|
STIRLING LTD (a basso differenziale di temperatura)
|
 |
La definizione LTD significa "Low Temperature Difference", cioè bassa differenza di temperatura. Questo si ottiene realizzando la camera del dislocatore di volume molto grande rispetto al cilindro di lavoro.
Il motorino che propongo è in grado di girare per una mezz'ora stando appoggiato su una tazza di acqua molto calda; siccome le forze in gioco sono minuscole, bisogna curare molto bene la tenuta del pistone e dell'albero del dislocatore, l'equilibratura e la riduzione degli attriti.
|
La camera del dislocatore, il pistone che provvede a spostare l'aria dal lato caldo a quello freddo e viceversa, è composta da un anello di plexiglass trasparente chiuso da due piastre in alluminio. Disponevo di un ritaglio di plexiglass abbastanza spesso, che ho piegato attorno a una forma scaldandolo con la pistola termica ed incollando poi i bordi; non è un'operazione molto facile, ma la si può semplificare se si usa della plastica più sottile e si fissano le due piastre con delle viti lunghe passanti all'esterno dell'anello, dato che lo spessore mi serviva solo per praticarci i fori filettati. Diventa ancor più facile se si trova un barattolo di plastica di diametro adatto da cui segare un anello.
Il pistone dislocatore è un disco di polistirolo espanso ad alta densità nel cui centro è inserita e incollata con colla vinilica una boccola di plastica dura per ottenere un migliore aggancio dell'alberino. Questo tipo di espanso non si sbriciola come quello comune ed è facile da tagliare e carteggiare.
|
|
Il cilindro è un tubo di vetro, che ho ricavato tagliando una lampada fluorescente, montato tra due ghiere tornite e fissato con silicone. All'interno scorre il pistone, nel mio caso in un materiale sinterizzato che credo sia bronzo e grafite, ma la semplice grafite va benissimo. L'importante è che sia perfettamente adattato per scorrere a tenuta con il minimo attrito.
|
|
MOTORE STIRLING SOLARE
Qui si può vedere una seconda versione, con dimensioni leggermente maggiori, capace di funzionare con il calore del pieno sole estivo; il motorino gira lentamente e per evitare che si fermi dopo poco tempo, bisogna appoggiarlo sopra uno straccio bagnato che mantiene fredda la piastra inferiore.
Si noti il piccolo contrappeso cilindrico registrabile a vite. |
|
Scarica tutti i disegni in formato PDF: disegni.zip
|
| torna all'elenco dei progetti |
|
|
| torna a inizio pagina |
|
vai alla Home Page |
