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0-4-0蒸汽模型机车

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发表于 2017-10-26 20:16:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
蒸汽机车 (图1) 是靠蒸汽的膨胀做功前进的,它主要包括锅炉、 蒸汽机和走行机构三个基本部分。

1.jpg

其工作过程是:锅炉中的燃料燃烧, 产生的热能把锅炉中的水加热、 汽化, 形成400℃以上的过热蒸汽;

过热蒸汽进入蒸汽机膨胀做功,推动活塞做往复直线运动;然后通过连杆、 摇杆等机构, 将活塞的往复运动转变为圆周运动, 带动机车动轮等走行机构运动, 牵引列车前进。  


         锅炉主要由前部的烟室和后部的燃烧室组成。 蒸汽机 (将蒸汽的热能转变为机械能) 由汽室、 汽缸、 传动机构和配汽机构组成。 汽室与汽缸是两个相叠的圆筒,在机车前端两侧各有一组。

上部的汽室与下部的汽缸组合, 通过进、排汽推动活塞做往复运动。

配汽机构带动汽阀做往复运动, 按一  定规律进汽和排汽。 传动机构则是通过活塞杆、摇杆、连杆等, 把活塞的往复运动变成动轮的圆周运动。 蒸汽机车的走行部分包括轮对、 轴箱等部件。

轮对分导轮、 动轮、从轮三种:导向轮对安装在机车前转向架上, 引导机车顺利通过曲线;机车中部能产生牵引力的大轮对叫动轮;从轮在机车后转向架上,除担负一部分重量外,机车倒行时

还能起导轮作用。 轴箱主要起润滑作用,防止车轴在高速运行时过热。


        如今蒸汽火车已退出历史舞台,它拖着长长烟雾在旷野上飞奔的场景也成了回忆, 而蒸汽模型机车的爱好者却在一些欧美国家兴起。 这些爱好者数量众多, 常以俱乐部形式组织活动。 每到周末各式各样的模型机车

汇集于各个俱乐部,琳琅满目、 热闹非凡, 简直就像机车博物馆。



       偶然在网上看到国外爱好者制作的相当精美的蒸汽模型机车,而且还能在微型铁轨上飞奔,立刻被深深吸引住了, 暗自打算也制作一台。之后一 直搜集模型机车制作方面的资料, 查看别人的制作心得。


后来找到一份 0—4—0蒸汽模型机车的图纸, 虽不是很全, 但关键部件都有, 且无太多复杂的外围零件, 制作难度不太大。

   
      模型机车的燃料通常有三种:煤、酒精和丁烷。 煤不易购买, 且燃烧产生的煤灰不好清理;而酒精点火不如丁烷方便, 因此选丁烷作燃料最好。

   
      图中的模型机车即是以丁烷为锅炉燃料。







目前模型机车的常用比例及相应轨距有以下几种:


                比例1/87, 轨距16.5mm ;


                比例 1/32, 轨 距32mm 或 45mm ;


                可坐人的大比例模型机车,轨距多为89mm 和127mm。  
  

                这里制作模型机车轨距为45mm , 比例适中。   



下面介绍这架蒸汽机车的制作过程:


          第一步加工汽缸、汽室和活塞,以铜为材料。


      这部分很关键,因为气缸和活塞间配合不紧密,产生漏气,降低输出功率。


      先制作汽缸:在铣床上加工好汽缸外形;打螺丝孔和进/出气口;钻出汽缸内腔后, 再用绞精加工;最后拿研磨棒把缸体打磨光滑


汽室的制作相对简单:先钻出内腔, 再用镗刀镗孔。 活塞和活塞环在车床上制成。 因活塞做往复运动时靠活塞环与汽缸接触,故活塞环与汽缸为紧密配合, 而活塞直径则比汽小。  

2.jpg
   

         第二步制作车架 (又称底盘,用来固定轮子和锅炉)。


因车架常与油水接触,故选不锈钢作材料。

3.jpg


      第三步制作锅炉 (图4、图5)。

      锅炉要承受高温高压,易漏气或爆炸,必须细心制作。   


先将一空心铜棒车制成锅炉体 (也可用成品管材代替),再加工燃烧室(图1)、烟室 和锅炉两头的挡板 (图6)。

6.jpg

      开好挡板上的燃烧室口。 注意锅炉要配合紧密, 以方便后续焊接。在铣床上钻好锅炉注水口、 安全阀和注水口的安装孔 (图4、 图5),

4.4.jpg



并加工连接件, 然后采用银焊,注意填满锅炉和挡板间的所有缝隙。焊好冷却后,将锅炉内充人压缩空气, 放到水中检查气密性。 若漏气, 再进行补焊。

        

      第四步做丁烷气罐 (图5)。
5.5.jpg



需自己设计。4片1mm厚的铜片在锅炉旁锡焊接成体气罐;拆下打火机充气口,自制接套, 焊到气罐上;再焊好出气阀,气罐即制作完毕。


接下来检查气罐密性:把气罐清洗干净, 向内充气如果发现有漏气现象, 且气罐中间鼓包则要在气罐中间焊一长螺丝加强, 并把所有焊缝重新加强。


      第五步制作烟筒 (图4)、 汽包、轮对 (图7)、 驾驶室 (图8)、 底板等套部件, 难度都不大。 若想做得漂亮, 需多花时间打磨和抛光。
7.jpg
8.jpg



      第六步装配车架。 把汽缸装到车架上 (图9);套好汽室连动偏心轮;装轮对和动轮连杆。 组装好后的模型机车如图lO、图11所示。


接下来调整动轮和活塞的连动部分, 使左右两活塞运动位置相差90°, 这样就不会因它们同时到达死点而导致模型机车无法起动。   

9.jpg

10.jpg

11.jpg



      第七步调整汽室和锅炉。


打开汽室上盖,转动汽室连动偏心轮,使活塞到达止点时, 配汽阀才打开给汽缸供气;装上汽室盖, 充入压缩空气试运行, 轮对转动应灵活自如。

   

然后调整锅炉:先把安全阀调到最松, 然后逐步旋紧, 最终达到锅炉内蒸汽压强升至5kPa 时,


安全阀即打开放 出部分蒸汽。 注意要确保安全阀无故障 (为此很多锅炉使用双安全阀)。




      第八步试车。 加水、 气、润 滑油 ( 图 12。14);

12.jpg

13.jpg


14.jpg


关闭蒸汽输出阀,将气罐气阀稍开一点, 点火(图15, 若长时间没点着则关掉气阀, 等燃烧室里的丁烷散发后再点火,否则气体太多易爆燃,可向燃烧室内吹气以加速丁烷散发);


火点着后再开大气阀, 调大火焰;等十分钟水烧开, 气压上到2-3  kPa  后,打开蒸汽输出阀向汽缸送汽。


因汽缸无放水装置, 开始时会有水进入汽缸,导致运转不顺畅,扳动轮子辅助运转几次即可。

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发表于 2017-10-27 16:25:25 | 显示全部楼层
厉害学习了!
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发表于 2017-10-29 08:18:49 | 显示全部楼层
大师向您学习,厉害
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大师向您学习,厉害了。
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点火流程学习了
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气罐不好弄啊,这里厉害
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发表于 2019-4-20 01:00:09 | 显示全部楼层
非常好的介绍,值得收藏学习!谢谢。
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向大师学习
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发表于 2020-3-7 12:59:58 | 显示全部楼层
楼主好手艺!
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发表于 2020-4-21 10:46:27 | 显示全部楼层
哇,又学到很多知识!感谢您的分享!
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