Drukujemy maszynę parową - Historia wersji

Szdowk o 18:59, 26 lis 2024

2024-11-26T18:59:17Z

Szdowk: /* Wnioski */

2024-02-17T08:23:18Z

‎Wnioski

Szdowk: /* Przygotowania */

2023-12-29T16:07:53Z

‎Przygotowania

Szdowk: /* Do dzieła */

2023-12-29T16:03:09Z

‎Do dzieła

Szdowk o 13:09, 29 gru 2023

2023-12-29T13:09:57Z

Szdowk: /* Wnioski */

2023-12-29T09:09:22Z

‎Wnioski

Szdowk: /* Wnioski */

2023-12-29T09:07:49Z

‎Wnioski

Szdowk: /* Wnioski */

2023-12-29T09:02:59Z

‎Wnioski

Szdowk: /* Wnioski */

2023-12-29T09:01:49Z

‎Wnioski

Szdowk: /* Wnioski */

2023-12-29T09:00:38Z

‎Wnioski

← poprzednia wersja		Wersja z 18:59, 26 lis 2024
Linia 123:		Linia 123:
	[[category:Pomoce naukowe]]		[[category:Pomoce naukowe]]
	[[category:Maszyna parowa]]		[[category:Maszyna parowa]]
		+	[[category: CAD CAM CAE]]

← poprzednia wersja		Wersja z 08:23, 17 lut 2024
Linia 105:		Linia 105:

	Oczywiście pozostaje pytanie "czy warto było to robić"? Z formalnego punktu widzenia nie, ale z dydaktycznego już tak. Przy okazji takiego projektu można się bardzo dużo nauczyć.		Oczywiście pozostaje pytanie "czy warto było to robić"? Z formalnego punktu widzenia nie, ale z dydaktycznego już tak. Przy okazji takiego projektu można się bardzo dużo nauczyć.
		+
		+	(Patrz również: [[Drukujemy maszynę parową - pliki]]).

@@ Linia 9: / Linia 9: @@
 ==Przygotowania==
-Do klonowania maszyny potrzebna jest maszyna, na podstawie której zaprojektujemy detale. Czy uda się zachować zamienność elementów pomiędzy maszynami? Dość szybko okazało się, że nie. Już sam cylinder i krzyżulec posiadanej oryginalnej maszyny nie pasowały mechanicznie do posiadanej luzem podstawy. Kiedyś już o tym pisaliśmy tu: [[Pomoce naukowe:Szkolna maszyna parowa|Szkolna maszyna parowa]]. Tzn. Od razu zakładamy, że tylko część elementów będzie zamienna. A większość z nich będzie tylko przypominać oryginał. Za dużo generacji, za duże tolerancje przy produkcji.
+Do klonowania maszyny potrzebna jest istniejąca maszyna, na podstawie której zaprojektujemy detale. Czy uda się zachować zamienność elementów pomiędzy maszynami? Dość szybko okazało się, że nie. Już sam cylinder i krzyżulec posiadanej oryginalnej maszyny nie pasowały mechanicznie do posiadanej luzem oryginalnej podstawy. Kiedyś już o tym pisaliśmy tu: [[Pomoce naukowe:Szkolna maszyna parowa|Szkolna maszyna parowa]]. Tzn. Od razu zakładamy, że tylko część elementów będzie zamienna. A większość z nich będzie tylko przypominać oryginał. Za dużo generacji, za duże tolerancje przy produkcji.
-Części były kolejno projektowane w programie Freecad. To aktualnie dość sprawnie działający parametryczny system CAD 3D opracowany jako "Open Source" (czyli za darmo). I względnie stabilny. W ciągu wszystkich prac wyłożył się bez możliwości odzyskania ostatnich zmian w modelu tylko raz. Zdarza się to też w pełni komercyjnym programom za setki tysięcy PLN. Ważne jest, aby zrozumieć ogólną koncepcję pracy takiego systemu i nie sięgać na siłę "lewą ręką do prawego ucha". Dzięki czemu oprogramowanie nie musi wykonywać karkołomnych obliczeń.
+Części były kolejno projektowane w programie Freecad. To aktualnie dość sprawnie działający parametryczny system CAD 3D, opracowany jako "Open Source" (dostępny za darmo). I względnie stabilny. W ciągu wszystkich prac wyłożył się bez możliwości odzyskania ostatnich zmian w modelu tylko raz. Zdarza się to też w pełni komercyjnym programom za setki tysięcy PLN. Ważne jest, aby zrozumieć ogólną koncepcję pracy takiego systemu i nie sięgać na siłę "lewą ręką do prawego ucha". Dzięki czemu oprogramowanie nie musi wykonywać karkołomnych obliczeń.
 Nie uda się jednak, gdy nie będziemy wiedzieli co mamy modelować w 3D. Potrzebna jest suwmiarka, linijką, papier, ołóweczek i gumka. A to wszystko żeby wykonać tradycyjne szkice, jak w XIX w. Bez tego nadal ani rusz.

@@ Linia 58: / Linia 58: @@
 </center>
-Dalej było tylko gorzej. Modele były znacznie bardziej skomplikowane, a ich wydruk i późniejsze wydobycie z materiału podporowego dużo trudniejsze. Jednak nadal możliwe. Krzyżulec jest najprawdopodobniej najtrudniejszym obiektem do narysowania i wydrukowania. Ale udaje się go zrobić dość sprawnie z pierwszego podejścia.
+Dalej było tylko gorzej. Modele były znacznie bardziej skomplikowane, a ich wydruk i późniejsze wydobycie z materiału podporowego dużo trudniejsze. Jednak nadal możliwe. Krzyżulec jest najprawdopodobniej najtrudniejszym obiektem do narysowania i wydrukowania. Ale udaje się go zrobić dość sprawnie w pierwszym podejściu.
 <center>
 [[File:Technique_pl_Screenshot_20231229_081757.jpg|640px]]
 </center>
-Tak jak krzyżulec jest projektowany ze sporym zapasem tolerancji, dla odmiany korpus cylindra wymaga sporo pomiarów i sprawdzenia prawidłowego skoku zarówno wykorbienia jak i mimośrodu koła rozrządu. Na ilustracji korpus cylindra pokazałem przy ustawionej przezroczystości modelu, aby pokazać kanały parowe.
+Tak jak krzyżulec jest projektowany ze sporym zapasem tolerancji, dla odmiany korpus cylindra wymaga sporo pomiarów i sprawdzenia prawidłowego skoku zarówno wykorbienia jak i mimośrodu koła rozrządu. Na ilustracji korpus cylindra pokazałem przy włączonej przezroczystości modelu, aby pokazać kanały parowe.
 <center>
 [[File:Technique_pl_Screenshot_20231229_081534.jpg|640px]]
 </center>
-Wydrukowane elementy. Tu widać błąd konstrukcyjny. Tzn. zdecydowałem się uszczelnić tłok gumowym pierścieniem. Problem w tym, że tylko jednym. Przez to tłok rozszczelnia się, gdy pierścień przesuwa się przez światło otworu smarownicy cylindra. Później okazuje się, że silnik działa, ale jednak powinny być zastosowane dwa pierścienie rozstawione w odległości większej niż średnica otworu smarownicy cylindra. To by zapobiegło szkodliwemu efektowi.
+Wydrukowane elementy. Tu widać błąd konstrukcyjny. Tzn. zdecydowałem się uszczelnić tłok gumowym pierścieniem. Problem w tym, że tylko jednym. Przez to tłok rozszczelnia się, gdy pierścień przesuwa się przez światło otworu smarownicy cylindra. Później okazało się, że silnik działa. Jednak dużo lepiej by było, gdybym zastosował dwa pierścienie uszczelniające, rozstawione w odległości większej niż średnica otworu smarownicy cylindra. To by zapobiegło szkodliwemu efektowi.
 <center>
 [[File:Technique_pl_IMG_20230824_140525.jpg|640px]]
@@ Linia 80: / Linia 80: @@
 </center>
-W tym momencie wszyscy sobie powiedzą "jeszcze tylko skrzynia zaworowa i wszystko". Łatwiej powiedzieć, niż zrobić. Zarówno skrzynia, jak i jej zamknięcie z suwakiem są chyba najprecyzyjniejszymi elementami do wykonania. Pamiętamy, aby przed narysowaniem wszystko dwa razy zmierzyć. A po narysowaniu, dwa razy sprawdzić. W projekcie uwzględniono, że pomiędzy poszczególnymi płaskimi elementami będą się znajdować uszczelki wykonane z tektury. Na poniższej ilustracji widoczna jest kompletna skrzynia, z przezroczystością pokazującą konstrukcję dławnicy i samego suwaka. Ta dławnica, z centralną śrubą, sprawdza się w tym modelu znacznie lepiej niż ta w tłoczysku. Przy czym dławnica tłoczyska (z dwoma śrubami dociskającymi) była projektowana pod kątem zgodności z oryginałem.
+W tym momencie wszyscy sobie powiedzą "jeszcze tylko skrzynia zaworowa i wszystko". Łatwiej powiedzieć, niż zrobić. Zarówno skrzynia, suwak, jak i jej zamknięcie są chyba najprecyzyjniejszymi elementami do wykonania. Pamiętamy, aby przed narysowaniem wszystko dwa razy zmierzyć. A po narysowaniu, dwa razy sprawdzić. W projekcie uwzględniono, że pomiędzy poszczególnymi płaskimi elementami będą się znajdować uszczelki wykonane z tektury. Na poniższej ilustracji widoczna jest kompletna skrzynia, z przezroczystością pokazującą konstrukcję dławnicy i samego suwaka. Ta dławnica, z centralną śrubą, sprawdza się w tym modelu znacznie lepiej niż ta w tłoczysku. Przy czym dławnica tłoczyska (z dwoma śrubami dociskającymi) była projektowana pod kątem zgodności z oryginałem.
 <center>
 [[File:Technique_pl_Screenshot_20231229_081158.jpg|640px]]
 </center>
-Czym dalej w las, tym większe odejście od oryginału. W zaworze sterującym dopływem pary jest już sporo własnej inwencji twórczej. Sam zawór został zaprojektowany do pracy z gumowymi pierścieniami uszczelniającymi, ale po rozwierceniu na nominalną średnicę i dopasowaniu elementów okazało się, że jest wystarczająco szczelny bez nich.
+Czym dalej w las, tym większe odejście od oryginału. W zaworze sterującym dopływem pary jest już sporo własnej inwencji twórczej. Sam zawór został zaprojektowany do pracy z gumowymi pierścieniami uszczelniającymi. Podobnie jak korpus cylindra, po wydrukowaniu wymagał rozwiercenia. Po dopasowaniu elementów okazało się, że zawór jest wystarczająco szczelny bez tych pierścieni uszczelniających.
 <center>
 [[File:Technique_pl_Screenshot_20231229_080814.jpg|640px]]

@@ Linia 31: / Linia 31: @@
 Na pierwszy ogień idzie zespół wału korbowego. Strategiczna decyzja: wał będzie wykonany z pręta aluminiowego. Detale są proste. Tak powstają kolejno:
-Podpory wału. Widać, że górna panewka po wydrukowaniu wcale nie ma okrągłego otworu. Karygodne. należało by przemyśleć albo zmianę położenia detalu w drukarce, albo wydrukowanie mniejszego otworu i rozwiercanie. Ale ponieważ nikt nie będzie z tego strzelał, a wał pasuje bez luzu do tego przypadkowo otrzymanego kształtu, więc akceptujemy. Warto zwrócić uwagę, że gwinty wykonujemy tradycyjną metodą. Tzn. nacinamy narzynkami i gwintownikami.
+Podpory wału. Widać, że górna panewka po wydrukowaniu wcale nie ma okrągłego otworu. Karygodne. Należało by przemyśleć albo zmianę położenia detalu w drukarce, albo wydrukowanie mniejszego otworu i rozwiercanie. Ale ponieważ nikt nie będzie z tego strzelał, a wał pasuje bez luzu do tego przypadkowo otrzymanego kształtu, więc akceptujemy. Warto zwrócić uwagę, że gwinty wykonujemy tradycyjną metodą. Tzn. nacinamy narzynkami i gwintownikami.
 <center>
 [[File:Technique_pl_IMG_20230519_085018.jpg|640px]]
@@ Linia 48: / Linia 48: @@
 </center>
-Koło zamachowe. Aby wyglądało ładnie i nie wymagało dodatkowej obróbki lub malowania, jest drukowane w postaci dwóch połówek, które zostaną sklejone. Na etapie projektowania nie zapominamy o otworach na kołki ustawcze. Pamiętam też o tym, aby radykalnie zwiększyć dokładność eksportu (dwa rzędy wielkości). Freecad pobiera dokładność eksportu do formatu pliku STL z opcji wyświetlania. Nie jest to szczęśliwe rozwiązanie i ta dokładność jest zwiększana specjalnie przed eksportem. Po dokonaniu tej czynności, aby nie spowalniać pracy, wracamy do standardowych ustawień.
+Koło zamachowe. Aby wyglądało ładnie i nie wymagało dodatkowej obróbki lub malowania, jest drukowane w postaci dwóch połówek, które zostaną sklejone. Na etapie projektowania nie zapominamy o otworach na kołki ustawcze. Pamiętam też o tym, aby radykalnie zwiększyć dokładność eksportu (dwa rzędy wielkości). Freecad pobiera parametry dokładności eksportu do formatu pliku STL z opcji wyświetlania. Nie jest to szczęśliwe rozwiązanie i ta dokładność musi być zwiększana specjalnie przed eksportem. Po dokonaniu tej czynności, aby nie spowalniać pracy, wracamy do standardowych ustawień.
 <center>
 [[File:Technique_pl_IMG_20230521_150814.jpg|400px]]
@@ Linia 58: / Linia 58: @@
 </center>
-Dalej było tylko trudniej. Modele były znacznie bardziej skomplikowane, a ich wydruk i późniejsze wydobycie z materiału podporowego dużo trudniejsze. Jednak nadal możliwe. Krzyżulec jest najprawdopodobniej najtrudniejszym obiektem do narysowania i wydrukowania. Ale udaje się to zrobić dość sprawnie z pierwszego podejścia.
+Dalej było tylko gorzej. Modele były znacznie bardziej skomplikowane, a ich wydruk i późniejsze wydobycie z materiału podporowego dużo trudniejsze. Jednak nadal możliwe. Krzyżulec jest najprawdopodobniej najtrudniejszym obiektem do narysowania i wydrukowania. Ale udaje się go zrobić dość sprawnie z pierwszego podejścia.
 <center>
 [[File:Technique_pl_Screenshot_20231229_081757.jpg|640px]]
@@ Linia 68: / Linia 68: @@
 </center>
-Wydrukowane elementy. Tu widać błąd konstrukcyjny. Tzn. zdecydowałem się uszczelnić tłok gumowym pierścieniem. Problem w tym, że tylko jednym. Przez to tłok rozszczelnia się, gdy pierścień przesuwa się przez otwór smarownicy cylindra. Później okazuje się, że silnik działa, ale jednak powinny być zastosowane dwa pierścienie rozstawione w odległości większej niż średnica otworu smarownicy cylindra. To by zapobiegło szkodliwemu efektowi.
+Wydrukowane elementy. Tu widać błąd konstrukcyjny. Tzn. zdecydowałem się uszczelnić tłok gumowym pierścieniem. Problem w tym, że tylko jednym. Przez to tłok rozszczelnia się, gdy pierścień przesuwa się przez światło otworu smarownicy cylindra. Później okazuje się, że silnik działa, ale jednak powinny być zastosowane dwa pierścienie rozstawione w odległości większej niż średnica otworu smarownicy cylindra. To by zapobiegło szkodliwemu efektowi.
 <center>
 [[File:Technique_pl_IMG_20230824_140525.jpg|640px]]
@@ Linia 75: / Linia 75: @@
 Należy podkreślić, że zarówno krzyżulec, jak i cylinder miały zaprojektowaną trochę mniejszą średnicę i po wydrukowaniu były rozwiercane na średnicę nominalną. Dzięki temu uniknięto takich problemów, jak na początku projektu, w wypadku górnych panewek podpory wału korbowego. Przylgnia zaworowa także została wyszlifowana drobnym papierem ściernym.
-A tu widzimy zmontowaną maszynę na zakończenie tego etapu prac.
+Tu widzimy zmontowaną maszynę na zakończenie tego etapu prac.
 <center>
 [[File:Technique_pl_IMG_20230903_095433.jpg|640px]]
 </center>
-W tym momencie wszyscy sobie powiedzą "jeszcze tylko skrzynia zaworowa i wszystko". Łatwiej powiedzieć, niż zrobić. Zarówno skrzynia, jak i jej zamknięcie z zaworem są chyba najprecyzyjniejszymi elementami do wykonania. Pamiętamy, aby przed narysowaniem wszystko dwa razy zmierzyć. A po narysowaniu, dwa razy sprawdzić. W projekcie uwzględniono, że pomiędzy poszczególnymi płaskimi elementami będą się znajdować uszczelki wykonane z tektury. Na poniższej ilustracji widoczna jest kompletna skrzynia, z przezroczystością pokazującą konstrukcję dławnicy i samego suwaka. Ta dławnica, z centralną śrubą, sprawdza się w modelu znacznie lepiej niż ta w tłoczysku. Przy czym dławnica tłoczyska (z dwoma śrubami dociskającymi) była projektowana pod kątem zgodności z oryginałem.
+W tym momencie wszyscy sobie powiedzą "jeszcze tylko skrzynia zaworowa i wszystko". Łatwiej powiedzieć, niż zrobić. Zarówno skrzynia, jak i jej zamknięcie z suwakiem są chyba najprecyzyjniejszymi elementami do wykonania. Pamiętamy, aby przed narysowaniem wszystko dwa razy zmierzyć. A po narysowaniu, dwa razy sprawdzić. W projekcie uwzględniono, że pomiędzy poszczególnymi płaskimi elementami będą się znajdować uszczelki wykonane z tektury. Na poniższej ilustracji widoczna jest kompletna skrzynia, z przezroczystością pokazującą konstrukcję dławnicy i samego suwaka. Ta dławnica, z centralną śrubą, sprawdza się w tym modelu znacznie lepiej niż ta w tłoczysku. Przy czym dławnica tłoczyska (z dwoma śrubami dociskającymi) była projektowana pod kątem zgodności z oryginałem.
 <center>
 [[File:Technique_pl_Screenshot_20231229_081158.jpg|640px]]

← poprzednia wersja		Wersja z 09:09, 29 gru 2023
Linia 102:		Linia 102:
	Pomimo wszystkich wad model spełnia rolę dydaktyczną, zarówno przy omawianiu samej maszyny parowej, jak i techniki druku 3D.		Pomimo wszystkich wad model spełnia rolę dydaktyczną, zarówno przy omawianiu samej maszyny parowej, jak i techniki druku 3D.

−	~~Warto~~ wspomnieć, że maszyna wydrukowana jest z materiału "Z-ultrat". Wstępne testy pokazują, że jest to tworzywo w jakiś sposób odporne na smary i oleje. W każdym razie przez ponad pół roku nic nie spuchło, ani nie popękało na skutek kontaktu z preparatami smarującymi.	+	Należy wspomnieć, że maszyna wydrukowana jest z materiału "Z-ultrat". Wstępne testy pokazują, że jest to tworzywo w jakiś sposób odporne na smary i oleje. W każdym razie przez ponad pół roku nic nie spuchło, ani nie popękało na skutek kontaktu z preparatami smarującymi.
		+
		+	Oczywiście pozostaje pytanie "czy warto było to robić"? Z formalnego punktu widzenia nie, ale z dydaktycznego już tak. Przy okazji takiego projektu można się bardzo dużo nauczyć.

@@ Linia 95: / Linia 95: @@
 [[File:Technique_pl_IMG_20231127_141546.jpg|640px]]
 </center>
 Maszyna działa. Tzn. obraca się. Pracuje na sprężonym powietrzu. Wymaga niedużego ciśnienia, znacznie mniejszego niż "prawdziwa" szkolna maszyna parowa, i musi być ono kontrolowane regulatorem. Przy większym ciśnieniu konstrukcja zapewne się rozleci.
-Widać, ze brakuje odśrodkowego regulatora prędkości obrotowej. Na tą chwilę, nie wiem, czy się zbiorę aby go dorobić (w odróżnieniu od smarowniczek).
+Pomimo wszystkich wad model spełnia rolę dydaktyczną, zarówno przy omawianiu samej maszyny parowej, jak i techniki druku 3D.
-Warto wspomnieć, że maszyna wydrukowana jest z materiału "Z-ultrat". Wstępne testy pokazują, że jest to tworzywo w jakiś sposób odporne na smary i oleje. W każdym razie przez ponad pół roku nic nie spuchło ani nie popękało na skutek kontaktu z preparatami smarującymi.
+Warto wspomnieć, że maszyna wydrukowana jest z materiału "Z-ultrat". Wstępne testy pokazują, że jest to tworzywo w jakiś sposób odporne na smary i oleje. W każdym razie przez ponad pół roku nic nie spuchło, ani nie popękało na skutek kontaktu z preparatami smarującymi.

← poprzednia wersja		Wersja z 09:02, 29 gru 2023
Linia 101:		Linia 101:
	Widać, ze brakuje odśrodkowego regulatora prędkości obrotowej. Na tą chwilę, nie wiem, czy się zbiorę aby go dorobić (w odróżnieniu od smarowniczek).		Widać, ze brakuje odśrodkowego regulatora prędkości obrotowej. Na tą chwilę, nie wiem, czy się zbiorę aby go dorobić (w odróżnieniu od smarowniczek).

−	Warto wspomnieć, że maszyna wydrukowana jest z ~~materiały~~ "Z-ultrat". Wstępne testy pokazują, że jest to tworzywo w jakiś sposób odporne na smary i oleje. W każdym razie przez ponad pół roku nic nie spuchło ani nie popękało na skutek kontaktu z preparatami smarującymi.	+	Warto wspomnieć, że maszyna wydrukowana jest z materiału "Z-ultrat". Wstępne testy pokazują, że jest to tworzywo w jakiś sposób odporne na smary i oleje. W każdym razie przez ponad pół roku nic nie spuchło ani nie popękało na skutek kontaktu z preparatami smarującymi.

@@ Linia 102: / Linia 102: @@
 Warto wspomnieć, że maszyna wydrukowana jest z materiały "Z-ultrat". Wstępne testy pokazują, że jest to tworzywo w jakiś sposób odporne na smary i oleje. W każdym razie przez ponad pół roku nic nie spuchło ani nie popękało na skutek kontaktu z preparatami smarującymi.
 Tekst przygotował: dr inż. Szymon Dowkontt
@@ Linia 115: / Linia 116: @@
 [[category:Drobne porady]]

← poprzednia wersja		Wersja z 09:00, 29 gru 2023
Linia 91:		Linia 91:

	==Wnioski==		==Wnioski==
		+	Widok maszyny na tym etapie prac.
		+	<center>
		+	[[File:Technique_pl_IMG_20231127_141546.jpg\|640px]]
		+	</center>
		+
		+	Maszyna działa. Tzn. obraca się. Pracuje na sprężonym powietrzu. Wymaga niedużego ciśnienia, znacznie mniejszego niż "prawdziwa" szkolna maszyna parowa, i musi być ono kontrolowane regulatorem. Przy większym ciśnieniu konstrukcja zapewne się rozleci.
		+	Pomimo wszystkich wad spełnia rolę dydaktyczną, zarówno przy omawianiu samej maszyny parowej, jak i techniki druku 3D jej wad.
		+
		+	Widać, ze brakuje odśrodkowego regulatora prędkości obrotowej. Na tą chwilę, nie wiem, czy się zbiorę aby go dorobić (w odróżnieniu od smarowniczek).
		+
		+	Warto wspomnieć, że maszyna wydrukowana jest z materiały "Z-ultrat". Wstępne testy pokazują, że jest to tworzywo w jakiś sposób odporne na smary i oleje. W każdym razie przez ponad pół roku nic nie spuchło ani nie popękało na skutek kontaktu z preparatami smarującymi.
		+
		+	Tekst przygotował: dr inż. Szymon Dowkontt
		+
		+
		+	Jeżeli nie zaznaczono inaczej, zdjęcia autora.
		+
		+
		+	[[Strona główna\|Powrót do "Strony głównej"]]
		+
		+
		+	[[Wydanie 2023\|Powrót do "Wydania 2023"]]
		+
		+	[[category:Drobne porady]]