Двигатель била своими руками

Свой 2-тактный мотор: песочница, куличики и 10кг расплавленного металла

В прошлой части был показан процесс разработки модели цилиндра. В этой речь пойдет о его материализации. На момент начала этой работы у меня имелся опыт литья нескольких сотен мелких деталей из алюминия и мучительной отливки прошлой версии цилиндра, которая так и не была закончена. Ее удалось отлить лишь с пятого или шестого раза, уже и не помню… А ведь на каждый комплект одноразовых форм приходилось тратить около месяца работы. Проблема была в захвате воздуха литниковой системой — при заливке металл захватывал воздух, который образовывал пустоты в теле. Какие только литниковые системы я не пробовал, какие только советские литейные талмуды не читал все было без толку. И так бы продолжалось и далее пока я не решил испробовать радикальное решение проблемы — наклонный под 30-45° к вертикали литник большого сечения. С ним отливка сразу получилась как нужно.

Осенью 17-го года товарищ позвал меня с ним участвовать в конкурсе «умник», поскольку сам он уже участвовал, а второй раз нельзя. По сему гранту выдают де-юре 0,5Мруб на два года без какой-либо отчетности о растратах, хотя де-факто на руках оказывается 4/5 от общей суммы. Так уж повелось, что на эти деньги принято покупать самобеглую повозку. Я же хотел иначе и согласился с условием потратить деньги на развитие мастерской и, по-крайней мере, купить фрезерный станок. Как я понял, это в планы моего коллеги не входило и в дальнейшем разговор не поднимался. Позже я узнал, что был найден другой прокси. Данный факт задел мое самолюбие, и я решил, что у меня будет свой грант со станками и оснасткою. Оставалось найти проект, в котором будет что-то протаскиваемое в тематику, и тут как нельзя лучше подвернулся тянувшийся на тот момент около пяти лет CR620/724. На тот момент у меня были готовые модели цилиндра 724см³ и сопутствующей мелочевки и кроме того возможность реализовать это своими силами — 3D-печать, технология литья, рабочая литниковая система для таких сложных отливок и токарный станок. Я решил, что грант пойдет на косвенные траты по проекту, а делаться будет, в основном, за свой счет. В случае победы я получал жесткие сроки, с коими у меня проблема. Заявка прошла. Необходимость показать какие-то железяки на финальном этапе отбора проектов вынудила меня ускориться.

Экспозиция дана и теперь настало время перейти непосредственно к технической части.

Процесс изготовления литейной оснастки

Методы литья бывают как с многоразовой модельной оснасткой, так и с одноразовой. Модельная оснастка нужна для получения литейных формы. Заливка металла производится в литейные формы, которые тоже бывают многоразовые (металлические, в основном при использование литья под давлением). Литейная форма состоит из внешней формы и внутреннего стержня, задача которого — сформировать полости в отливке. В данном проекте было использовано литье в землю, то есть в одноразовые литейные формы, состоящие из смеси минералов.

Для применения многоразовой модельной оснастки необходимо в процессе проектирования отливки учитывать проблему извлечения элементов литейных форм из модельной оснастки (многоразовая модельная оснастка аналогичного цилиндра, стержень(крайний справа) и отливка(по центру) показана на главной картинке статьи). Часто, например, картер мотоциклетного двигателя и его крышки, для получения литейных форм достаточно четырех деталей модельной оснастки (две полуформы наружной поверхности и две для стержня). Однако, для цилиндра двухтактного двигателя, из-за сложной геометрии внутренних полостей, нужен набор из примерно двух десятков деталей модельной оснастки. А поскольку в рамках данной работы не ставится цель получить много одинаковых отливок, то было принято решение использовать одноразовую модельную оснастку.

На предыдущем этапе была получена модель цилиндра как готовой детали. Отливка представляет собой готовую деталь с литниковой системой и припуском под обработку. Вверху отливки были выполнены прибыли для питания отливки расплавом при кристаллизации, это позволяет сместить области усадки из отливки в литниковую систему, а так же обеспечить отвод вытесняемого воздуха.

Модель отливки цилиндра

Для получения отливки было использовано литье по выплавляемым моделям. В этом случае модельная оснастка представляет собой модель отливки из легкоплавкого материала (литейного воска или подходящего пластика). В данном проекте был использован пластик PLA (полилактид), поскольку он, в отличие от многих других, имеет явную температуру плавления, после которой его вязкость резко уменьшается, что позволяет ему легко вытечь из литейной формы, в отличии от ABS, который имеет недостаточно низкую вязкость до, по крайней мере, 300°С. При прокаливании остатки пластика сгорают с образованием незначительного количества твердых отходов, которые, в отличии от ABS пластика, не сцеплены со стенками литейной формы и легко выдуваются сжатым воздухом. При нагреве ABS до 700-800°С без хорошего доступа кислорода образуются твердые тела, сцепленные с формой, которые потом портят отливку.

Для литья по этой технологии важным является газопроницаемость литейной формы, ибо в ней все равно остаются вещества, переходящие в газовую фазу при нагреве до температуры расплава. В случае плохой газопроницаемости материала литейной формы в отливке образуются газовые пузыри, что является одной из наиболее частых причин брака в литейном деле.

Пластиковая модель отливки цилиндра была изготовлена путем трехмерной печати. Однако, размер области печати принтера меньше габаритов отливки, из-за чего пришлось разбить ее на составные элементы. Изготовление всех остальных деталей было выполнено с помощью этого же процесса.

Разбиение модели отливки цилиндра для трехмерной печати

Изготовление модели цилиндра двигателя и его литейных форм

Модель была напечатана слоем 250мкм из PLA пластика и состояла из двадцати частей. Все части модели отливки печатались с 10% заполнением. Компоненты модели были собраны на центрирующих штифтах и склеены, а стыки между ними заделаны литейным воском. Без заделки стыков на отливке будут повторены щели между ними, которые тяжело вычищаются от остатков формовочной смеси и являются концентраторами напряжения. В модели были выполнены технологические отверстия в рубашку охлаждения. Эти отверстия создают дополнительные опоры для непрочного, в силу своей геометрии, стержня рубашки охлаждения. Иначе во время заливки он может расколоться от неравномерного нагрева и его осколки будут увлечены течением расплава, что уже приводило к браку похожих отливок. Любое повреждение литейных форм при заливке порождает свободные частицы, которые всегда портят отливку. Поэтому лучше сделать технологические отверстия в удобных местах, чем потом придумывать как заварить дефект где-то внутри.

Материалом для литейных формы служил просеянный песок фракции 0,63мм в смеси с натриевым жидким стеклом в пропорции 4/1. Формовочную смесь необходимо тщательно утрамбовать и уделить особое внимание каналам в отливке. Перед захоронением модели с заполненными каналами в формовочную смесь желательно снять небольшой слой смеси с выходов каналов — она успевает начать твердеть на воздухе и после литейная модель может расколоться по этим поверхностям, чего бы не хотелось. После завершения формовки для затвердения смеси ее необходимо через проколы продуть углекислым газом. CO₂ разрывает связь между оксидом натрия и оксидом кремния в жидком стекле и SiO₂ сцепляет песчинки между собой. При продувке слышен характерный хруст, который свидетельствует о том, что процесс отвердения идет. На каждый прокол требуется порядка 1/2 минуты подачи углекислого газа. Особенно важно хорошо продуть стержень.

Для изготовления литейных форм модель отливки была установлена в опоки и свободное пространство в опоке и внутри модели было заполнено смесью песка с натриевым жидким стеклом. Из этой же смеси были изготовлены литник и плита, увеличивающая высоту прибылей. Все компоненты литейной формы были собраны вместе и обложены с зазором кирпичом.

Собранная модель отливки

Литник был выполнен наклонным под углом 45° к вертикали.

Проверка сопряжений литейных форм

На следующем шаге пластик из литейной формы был выплавлен, а она прокалена и продута сжатым воздухом для удаления осыпавшегося песка с золой. После предыдущих операций литейная форма была оставлена в печи, поскольку лишние циклы нагрева могут повлечь ее растрескивание, что может повлечь отделение части стержня, последствия чего описаны выше.

Прокаленная литейная форма

Выполнение отливки цилиндра двигателя и ее механическая обработка

Для заливки был использован силумин марки АК9ч, поскольку он обладает хорошей прочностью и жидкотекучестью, низкой литейной усадкой и является классическим выбором для изготовления цилиндров и блоков двигателей с чугунными гильзами. Слитки были разделены на небольшие, влезающие в тигель фрагменты, и расплавлены в плавильной печи(печь самодельная, могу осветить конструкцию). Когда расплав прогрелся до температуры на 20°С ниже температуры заливки, из печи была извлечена нагретая до 300°С литейная форма, которая оставалась нагретой с прокалки, и установлена в подготовленную кирпичную опалубку.
Пространство между формой и опалубкой было засыпано песком для предотвращения вытекания расплава из возможных трещин, а стыки компонентов формы были заделаны формовочной смесью. Заливка была выполнена при температуре расплава в 740°С. Больно ответственный момент для мыслей о картинках и отвлекаться на другого человека с фотоаппаратом тоже не хочется Когда отливка остыла, форма была разбита, стержень выбит, а остатки формовочной смеси, находящиеся в труднодоступных местах, были вымыты мойкой высокого давления. Литниковая система была отрезана, технологические отверстия в отливке были заварены, а сама отливка прошла искусственное старение без предварительной закалки согласно ГОСТ 1583-93.
Фотографий заливки увы нет.

Отливка цилиндра

Должен заметить, что проблема извлечения стержней существенна. При сложной геометрии и прочной смеси она может быть неразрешимой. При проектирование отливки стоит заранее думать как и чем подлезть внутрь. Для извлечения стержня я использовал так же и технологические отверстия отливки, которые его укрепляли. Без них, скорей всего, стержень извлечь не удалось бы. Основной объем материала был извлечен шуруповертом с буром от перфоратора. Бур обладает твердосплавной напайкой и поэтому не тупится о песок. Там, куда буром не подлезть, можно использовать толстую стальную проволоку или распушенный стальной трос, вращаемый шуроповертом. После того, как каналы стали сквозными остатки формовочной смеси хорошо поддаются мойке высокого давления. Тем не менее даже после всех манипуляций в рубашке охлаждения остались кусочки формовочной смеси на стенках и в процессе обработки они нет-нет, да вываливались.

Вместо заключения

По проекту будет использован низ двигателя картера Honda CR500. Картер был модифицирован для расширения продувочных каналов, юбки гильзы большего диаметра и переноса шпилек. В проект цилиндра была заложена возможность увеличения хода поршня до 95мм в новом картере, из-за опасения повреждения родного картера.

С моделью отливки и полузаконченным цилиндром 620см³ я таки выиграл грант, это было в ноябре 17-го года. Отливка 724см³ была выполнена лишь в марте. На прокалку формы и литье потребовалось чуть более суток непрерывной работы. По-моему мнению, литье отличается от, например, сварки тем, что это необратимый процесс — если где-то проблема, то нельзя вернуться на шаг назад, а только в самое начало. Особо страшно было с одноразовой пластиковой моделью. Наиболее волнующий момент — разбиение литейных форм, это сравнимо с открытием подарка на новый год в детстве, только ставки значительно больше. К счастью, отливка хоть и не как задумано, но получилась удовлетворительной с первого раза. Какое же это было облегчение! Теперь предстояло обрабатывать ее и делать всякие сопрягаемые детали.

Прошлые части:

UPD: Добавлено описание процесса извлечения стержней, 17 авг. 20г.

Паровые двигатели современности

В начале 20-го века актуальность паровых машин начала падать. Одной из немногих компаний, которые продолжили выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская фирма Mamod, которая позволяет приобрести образец подобной техники даже сегодня. Но стоимость таких паровых двигателей легко переваливает за две сотни фунтов стерлингов, что не так и мало для безделушки на пару вечеров. Тем более для тех, кто любит собирать всяческие механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простой паровой двигатель своими руками.

Устройство двигателя очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.

Что же, перейдем от теоретической части к более увлекательным вещам. Если вам интересно делать что-то своими руками, и вас удивляют столь экзотичные машины, то эта статья именно для вас, в ней мы с радостью расскажем о различных способах того, как собрать двигатель своими руками паровой. При этом сам процесс создания механизма дарит радость не меньшую, чем его запуск.

Как сделать зернодробилку из двигателя стиральной машины: инструкция

Для изготовления зернодробилки своими руками идеально подойдет советская стиральная машина «Ока» или другая модель с цилиндрическим баком.

Прежде чем сделать устройство, рассмотрим принцип его работы.

Конструкция проста и работает по технологии кофемолки, перемалывая зерно. Вместо активатора в стиралке устанавливаются ножи или лопасти, которые позволяют перерабатывать культуры. Снаружи приделывается воронка. Через ее отверстие перемолотый фураж высыпается в емкость.

Целое зерно не попадет в емкость, поскольку в конструкции устанавливается мелкая сетка.

Инструменты и комплектующие для сборки

Сборка конструкции облегчается тем, что не нужно использовать сварочный аппарат и токарный станок. Инструмент, который вам потребуется:

• болгарка;
• дрель со сверлами;
• пассатижи;
• зубило;
• молоток;
• гаечные и торцевые ключи;
• гайки;
• болты;
• наждак;
• секатор.

• металлическая мелкофракционная решетка, желательно, с секциями не более 3 мм;
• втулка;
• фланец;
• резиновая и жестяная прокладка;
• стальные пластины (1,5х20 мм, толщина 1,5 мм).

Прежде чем самому приняться за изготовление зернодробилки, изучите подробный чертеж устройства.

Размеры аппарата индивидуальны. Все зависит от габаритов стиральной машины.

Сборка узла для фиксации диска

Особого внимания заслуживает сборка механизма, на который будет устанавливаться, и фиксироваться отрезной круг.

Сделать его можно из небольшого куска трубы подходящего диаметра и куска шпильки, на который можно было бы установить прижимные шайбы для диска.

К валу электродвигателя самодельной болгарки, механизм фиксируется при помощи двух болтов под шестигранник.

Для их установки, с двух сторон трубы высверливаются отверстия, после чего, используя метчик, необходимо будет нарезать резьбу под закручивание болтов.

Обязательно при работе с самодельной болгаркой следует пользоваться индивидуальными средствами защиты.

Пусть такая болгарка и не имеет большой мощности как настоящая, но она все равно остаётся одним из самых травмоопасных инструментов.

Смета для гибридного автомобиля своими руками

Двигатели смешанного типа– высокотехнологичный механизм, подразумевающий наличие механических элементов под управлением электронной системы. Установить гибридный двигатель на автомобиль своими руками– заманчивая идея, требующая квалифицированного подхода.

Затраты на комплектующие

В обычных условиях создать силовой агрегат самостоятельно сложно. Альтернативный вариант не требует кардинальных изменений в конструкции автомобиля, а дополняет ее, имитируя подобие гибридного двигателя.

Для самостоятельной модернизации машины необходимы:

• кузов на мостах– 66317 руб.(24100 грн);
• салон: передние и задние сидения– 26530 руб.(9700 грн);
• силовой агрегат. К примеру, можно взять б/у двигатель с мощностью 3,4 кВт и 1400 об/мин стоимостью 43 тыс. руб.(15700 грн);
• АКБ. Идеальным вариантом считается тяговый аккумулятор для погрузчика– 4 тыс. руб.(1500грн);
• блок управления мотором– 26500 руб.(9500грн);
• фланец соединения трансмиссии и двигателя– 4 700 руб(1700грн).

Расходы только на комплектующие составят около 120 т. руб (44 тыс грн.), но прибавьте к этому услуги электрика, сварщика, инженера, и стоимость переоборудования авто составит около 3 тыс. долларов!

Садовый измельчитель травы

От того, какой объем травы необходимо будет обработать (утилизация садового мусора, на компост, для кормов домашней скотине), зависит и создаваемый самодельный измельчитель травы. В основном он мало чем отличается от мясорубки, только для травы и сена соломы, во всяком случае, принцип работы такой же.

Типы измельчителей травы:

• различные по мощности, смотря какое количество травы необходимо обработать. С большой мощностью могут осилить и небольшие сучки;
• различный тип ножей – дисковые ножи (лезвия, измельчающие садовый мусор при вращении), фрезерные ножи (шестерни, которые при вращении затягивают материал и автоматически перемалывают его);
• различный тип работы – на бензине (обслуживание дороже) или электричестве (аппарат привязан к имеющейся розетке);
• стационарный тип или передвижной (тип газонокосилки).

Сконструировать измельчитель травы можно из, казалось бы, неожиданных агрегатов.

Из стиральной машины

Сама по себе она является отличным объемным контейнером для сена, травы, соломы и пр. Принцип данного измельчителя как у кухонного комбайна.

Необходимо:

• несколько ножей, размещенные в контейнере цилиндрической формы;
• дополнительная емкость для верхней части агрегата, в которую будет подаваться сено, трава, солома;
• дополнительное отверстие в боковой части, чтобы было откуда поступать переработанному материалу;
• приемник готовой продукции (ведро, коробка и пр.).

Из пылесоса

Потребуется только корпус пылесоса и его двигатель.

Понадобятся:

• мощность двигателя может быть равна 180 Вт, этого достаточно;
• ножи, из ненужных ножовок, закрепить гайками на втулке с резьбой (примерная длина – 40 мм). Закрепить внизу емкости и болтами над ножами;
• отверстие для измельченной травы попытаться проделать под ножками или в боку;
• чтобы защитить электродвигатель, основание должно обязательно быть устойчивым.

Из болгарки

Принцип создания самодельного измельчителя травы из болгарки, как и в предыдущих агрегатах:

• подобрать емкость;
• просверлить в дне отверстие, для того чтобы установить режущий блок;
• изготовить металлическую основу и приделать к нему болгарку, тщательно закрепив хомутами.

Экскаватор своими руками из мотоблока

Небольшой экскаватор необходим во многих хозяйствах. С его помощью можно рыть котлован под фундамент, траншеи, использовать для погрузки земли, навоза и т.д.

Сделать экскаватор своими руками не только выгоднее финансово, но и более удобно, так как он будет очень миниатюрным, что повышает его функциональность. Такую самоделку удобно использовать в труднодоступных местах, куда большая техника не сможет проехать.

Можно найти множество вариаций экскаваторов из мотоблока, но в целом все они имеют примерно одинаковую конструкцию:

• Рама
• Стрела
• Ковш

Стрелу и ковш можно купить уже готовыми, что существенно сократит время на изготовление всего устройства. Рама изготавливается из швеллера, профилей или труб – зависит от доступности материалов.

Гидравлика на самодельном экскаваторе может сократиться до следующих частей: ковш, стрела, рукоятка. Поворотная платформа сильно усложнит конструкцию, и для большинства мелких работ она не нужна. Гидроцилиндры заимствуются от МАЗ, КАМАЗ. Насос может быть любой – шестеренный или аксиально-поршневый.

В свободном доступе есть множество чертежей всей конструкции и ее отдельных частей, например, ковша. Также легко найти пошаговые инструкции с фото или видео с процессом создания экскаватора из мотоблока.

Вы предпочитаете покупать готовое оборудование или делать его своими руками?