الأحد، 18 ديسمبر 2011

عمل نموذج لمحرك آلي بمكبس


عمل نموذج لمحرك آلي بمكبس


يمكن أن يستخدم لمغذي آلي لورق التواليت أو لأي شيء آخر
 
 
عمل نموذج لمحرّك آلي ذو مكبس (يمكن أن يستخم لتغذية ورق التواليت مثلآ) ، هذا المشروع مرح وسهل وبسيط لتنفيذه وعَمْله ، فهذا المحرّكِ النموذجيِ يُعْمَلُ بسهولة ومكوناته من المواد رخيصةِ ويمكن إجادها بسهولة.
يَعْمل مكبس هذا المحرك على الهواءِ المَضْغُوطِ المجهّز من الرئتينِ ، فبينما تَنْفخُ المكبسَ للأسفل وبعد ذلك تَمتصُّه ليَرْتفع من جديد !.
شاهد هذا الفيلم الفديوي على الوصلة التالية والتي تبين فكرة عمل المكبس
 كذلك يَعْرضُ هذا المشروع مبادئَ عمليةِ حركة المحرّكَ ، ويَسْمحُ للطلابِ لتَعَلّم والتعرف على  الأجزاءِ الرئيسيةِ لأيّ محرّك باللغة العربية واللغة الأنكليزية : مثل علبة المرافق  Crankcase و العمود (الساعد) المرفقي (كرانك شافت Crankshaft) وعمود التوصيل Connecting Rod والمكبس Piston و الأسطوانة Cylinder والحذافة Flywheels.
أنه ليس بالأختراع الجديد ولكن هو شيء بسيط يمكن عمله وبنائه بسهولة وهو تطبيق عملي لما درسه أبنائنا في المدرسة ، كما يمكن تعريفهم بأنه يُمْكِنُ أَنْ يُستَعملَ للعديد مِنْ النشاطاتِ الأخرى مثل الإعداد والقياس ودراسة قوانين الحركة و حتى تذكر وترسيخ المادة العلمية التي درست بالمدرسة!!

الهدف والمحتوى:
بناء نموذج لمحرّك قد يستخدم لتغذية ورق التواليت في المرحاضِ وبالأساس لتفهيم طلابنا الأعزاء المبادئَ الأساسيةَ لفكرة عمل محرّكِ الإحتراقِ الداخليِ والتعرف على أجزائه وتميز أسمائها بالعربية و الأنكليزية.

أولآ:
الأدوات المطلوبة:
·      بندقية أو أداة الصمغِ الحارة Hot Glue Gun
·      مقصّ Scissors
·      قاطعة أسلاك Wire Cutters
·      زردية أو لاوية Pliers
·      مسطرة  Ruler
·      قلم رصاص Pencil
·      مثقاب أَو مثقابَ ضغطي وثاقبة  Drill or Drill press and Drill bit

التجهيزات:
·      ورق مقوّى تقريباً بمساحة 2 قدم مربع.
·      (لفّة ورق مرحاضِ أَو لفّةِ منشفة ورقية قَطعتْ مناصفةً).
·      سلك بطول 8 بوصة ( سلكِ تعليق سَيَكُونُ مثاليَ).
·      قطعة مسمارِ (خازوق) من الخشبِ (بطول أكثر قليلا  من 4 بوصة وبقطر حوالي 3/8 بوصة).
·      كرة منضدة بلاستيكية.
·      قرصين ليزرين تالفين (عدد 2).
·      شريط أنبوبي (قناة) Duct tape.
·      صمغُ للصق ليستعمل مع بندقية الصمغ الحار.
·      قطعة صغيرة من ورقِ الصقل أَو المبرد.



 
ثانيآ:
جهز بندقيةَ  (أداة) الصمغِ الحار حيث سَنَحتاجُ لها بعد قليل !
إقطعْ الأجزاءَ الرئيسيةَ الأربعة: القاعدة Base و اللوح الفاصل Spacer Plate  وداعم الأسطوانة  Cylinder Supportوداعم ساعد التدوير Crank Support
بإستعمالْ المقاييسَ كما في الصورتين التاليتين (صورة 4 التالية) ، وقبل أن يطوون ، حيث تكون كل القطع لها نفس السمك أي مقطوعة من نفس الكارتونة المموجة (المبطنة).
يفضل أن توشر القطع ويكتب عليها أسم القطعة كداعم الأسطوانة  و داعم التدوير المحرك الخ ... ، وذلك لأن قياساتها وحجومها متقاربة ويُمْكِنُ أَنْ يُخطَئَ بينها.

توحّيدْ الأجزاءَ الرئيسيةَ ولصقها سوية:
علم على القاعدةِ موقع التعليق لداعمِ الإسطوانةَ وداعمَ ساعدِ التدوير.
علم خطوط الثني على داعمِ الإسطوانةَ وداعمَ ساعدِ التدوير كما في (الصورة 2 التالية).
تحزْ خطوطَ  الثني وتطوْى الأجزاءَ ، ثم توحّدْ على القاعدةِ كما مبين في (الصورةِ 3 التالية).
يدخلْ اللوح الفاصل ، من المُهمِ الوصُول به بحد كافي جداً أسفل ذراعِ التوصيل لا أن يبلغه ، لكن ليكون بعيد عنه بما فيه الكفاية فوق تَقوّية المساند Supports .

ربطْ "مساند محامل التدوير bearings ":
إقطعْ مربعين (إثنان) مِنْ ورق المقوّى ، علمآ بأنه لا يَهْمُّ حجمها حقاً على أن لا يكونا بحجم أقل من 1 بوصة مربعة ، ويلصقان من خارج داعم ساعد التدوير Crank Support  كما في الصورة بحيث يَجِبُ أَنْ يَكُونا قريبين من الممَركَز بقدر الإمكان وعلى نفس المسافةِ (مسافة واحدة) مِنْ القمةِ ، حيث لاحقاً نَستعملُ هذين الثقبين للسيطرة على فتحتي داعم ساعد التدوير (ناقل الحركة) .


ثالثآ:
بناء وتجمّيعْ داخل المحرّكَ Build and assemble Engine Internals
بدآ بالقطعِ المتحرّكة!
ذراع التوصيل Connecting rod:
·      يقَطعَ المسمارُ (الخازوق) بطول  4.25 بوصةُ.
·      بالمثقاب تعمل  فتحة قُرْب نهايةِ واحدة بقطر أكبرُ قليلاً مِنْ قطرِ سلكِك.
العمود (الساعد) المرفقي أي الكرانك شافت Crankshaft:
تصنيع نموذج (باترون) على قطعة ورق و تَستعملُ المقاييسَ المبينة في الصورة. يبدِئ مِنْ جانب واحد ويعملِ نحو الآخر ، و تَعْملُ الإنحناءين الأولينَ.
قبل أن يَعْملُ الإنحناءَ الثالثَ ، يَمْرر ذراعَ التوصيل كما مبين بالصورة (1 و 6 التاليتين).
مِنْ الضروري أَنْ تَكُونَ الإنحناءات حادّة ومربّعة بقدر الإمكان وماعدا ذلك فذراع التوصيل يُمْكِنُ أَنْ يَنزلقَ إلى الجانبِ ويُستولْ على المحرّكِ.
في النهاية تَعْملُ الإنحناءاتَ ويُشذّبَ السلكَ ألى الأسفل إذا لزم الأمر.
تلميح
لتعمل الماكنة بصورة حَسنة ، يَجِبُ أَنْ يَكُونَ الكرانك شفت مثالي بقدر الإمكان.
لذا يجب أن يصرف الوقت اللازم للَتأكّدُ من أن الإنحناءاتَ مُربعة بشكل مضبوط  وأن نهايتي ساعد التدوير (الكرانك) مَتراصفانِ عند الأنتهاء.
المكبس Piston:
عندما يكون القضيب على الساعدِ (الكرانك) ، يُلصق المكبسَ (كرة المنضدة) على نهاية القضيبِ كما في (صورةِ 1 التالية) ، وجعلها بالمركز على القضيبِ قدر الإمكان.

الحذّافات Flywheels:
·      تقَطع 4 مربعاتِ مِنْ ورق المقوّى، بقياس ( 1"x1") أي واحد بوصة مربعة تقريباً.
·      ألصق مربعَ واحد على فتحةِ القرص الليزري مدمج على كُلّ جانب كما في (الصورةِ 3 التالية).


 
رابعآ:
التجميع سوية Put all together لتكون قطعة واحدة مجمعة.
·      بأستعمال المسطرة ، يُؤشّرُ (إكس X ) على محملي الساعد (الكرانك) كما مبين في (الصورةِ 1 التالية).
·      توخز فتحة على طول المحمل والساعد Bearing and Crank  ، ثمّ يعاد نفس الشيء على الجانبِ الآخرِ.
الحذر كي لا تؤذي أو تَطْعنُ أصابعَكَ.
·      يدخلْ الكرانك شافت  crankshaft  كما مبين.

الإسطوانة Cylinder:
ضع لفّةُ ورقةِ التواليت على قمةِ داعمِ الإسطوانةَ Cylinder support لكن لا تُلصقها الآن!
دور الكرانك شافت لفترة من الوقت وتأكّدْ من أن ذراعَ التوصيل لا يَتّصلُ بالإسطوانةِ في القمةِ أَو القاعِ.
إذا كان يَعمَلُ بصورة جيدة ، تَمْرّرُ الإسطوانةَ بعيداً عن كرانكشافت حتى لا يكون هناك إتصال أو ألتَصاقُ.
لاحظْ بأنّه يَجِبُ أَنْ يَكُونَ هناك بَعْض الفراغ بين المكبسِ والإسطوانةِ ، حيث لا حاجةٍ إلى وجود ختم ثام و مثالي ، فشدّة ختم يجب أن تؤمن حركة وتزحلق كرة المضدة بصفر إحتكاكِ.
تلميح
الغرضَ من الحذّافاتِ.
حاول أن تدور وتُسرّعُ المحرّكَ ولاحظ كم هو عدد الدوراتَ  سَتَكون قبل أن يتوقف.
الآن ركّبْ الحذّافاتَ وأعد المحاولة ثانيةً ، ستلاحظ بأن هناك إختلاف كبير!
المحرك سيستمر بالدوران لفترة أطول نتيجة عزم القصور الذاتي Moment of inertia.

الحذّافات Flywheels:
·      أشر وعلم بقدر الإمكان مركز الأقراص الليزرية على ورق المقوّى الذي الملصقَ عليها.
·      يَحْفرُ فيها ثقب بواسطة الكرانك شافت Crankshaft  أَو بقطعة إضافية مِنْ السلكِ.
الحذر كي لا تَطْعنُ أصابعَكَ.
·      بإستعمال ورقِ الصقل  تَضْربُ نهايتَي الكرانك شافت  Crankshaft لمُسَاعَدَة عودِ الصمغَ.
·      تركّبْ الحذّافاتَ على كرانك شافت كما مبين في (الصورةِ 3 التالية) ،  وبأبقائهم ما أمكن بعيدآ عِنْ محامل التدوير Bearings  وعلى الأقل بربع بوصة (0.25) بين نهايةِ الساعدِ والحذّافةِ للتصميغِ ، ثم صمغهم .

تلميح
وَضْع الصمغ على نهايةِ كرانك شافت وبعد ذلك تَمْرُّر الحذّافةَ يُساعدُ بشكل هائل لإحتِجازها وتثبيتها.
سَتَحتاجُ للَصْق من كلتا الجهتين الخارجية  و الداخلية ، حيث أن هذه هي نقطة ضعيفة بالمحرّكِ ، حيث تَمِيلُ الحذّافاتُ إلى الإفْلات من الكرانك شافت.
أن أستعمال الأبوكسي للصق و التثبيت يكون أفضل من الصمغ الحار.
لكن مع قليل من العناية يمكن أستخدام الصمغ الحار وسيعطي ذلك نتائج لطيفة.


 
خامسآ:
الجاهزية للإختِبار؟
الإختبار وحلّ المشاكل وأُدارُة المحرّكَ
الأطلاق!
يَجِبُ أَنْ يدور ويُسرّعَ المحرّك بحرية ، فإذا بدى متصلّباً أَو مَمْسكَآ في مُوقَعِه ، فيُدققُ الموقعَ ويَرى ما المشكلة ثم يُمْكِنُ أَنْ تَثبت الحالة بمتابعة قائمةَ حلَّ المشاكل فيما يلي.

ضِعْ المحرّكَ والمكبسِ Piston قُرْب جبهةِ (أمام) المحرّكِ و بعيداً عن كرانك شافت Crankshaft.
لا يُمْكن أنْ يكون طول الطّريق إلى الجبهةِ (الأمام) ، فإنه يجب أن يكون خارج للتو من مركز الميت الأعلى أي النقطة الميتةِ العلياِ.
ضِعْ الإسطوانةَ على فَمِّكِ وأنفخ!
يَحتاج الأمر بَعْض الممارسةِ لإنْزال الوقت ، لأن متى وصل المكبسَ إلى القاعِ (النهاية البعيدة) للإسطوانةِ ، يَجِبُ أَنْ يمتصَّ ليعود و شاهدْ كَيفَ يُمْكِنُ أَنْ تَجْعلَه يُسرّعُ ، وتَرى كَيفَ بتباطأُك يُمْكِنُ أَنْ تَجْعلَه يُسرّعُ.



حلّ المشاكل TROUBLESHOOTING:
هناك بَعْض المشاكلِ العامة تسترعي الإنتِباه إليها ، شاهدْ الصورَ الثلاث الأخيرةَ لمزيد من المعلومات.
1.   أصطدام ذراعُ التوصيل Connecting rod  بالإسطوانةَ Cylinder ويُوقفُ المحرّكَ ، فأمّا تُبعدُ وتحرك الإسطوانة عن الكرانك شفت  Crankshaft   من شقوقِ القطعِ في الإسطوانةِ لمَنْع القضيب من الأصطدام والضَرْب.
2.   سْقوطُ القضيبُ مِنْ جانبِ الكرانك شفتcrankshaft  مما يعمل أنحناءات أشدّ على الكرانك شفت أَو أثقب فتحات أصغر في ذراعِ التوصيل ، كما يَتأكّدُ أيضاً بأنّ الكرانك شافت مستقيم وركّبَ بشكل مستوي بقدر الإمكان في مساند الساعدَ Crank Bearing .
3.   الحذّافات لَيستْ مثبتة - الصمغ الحارً لَيسَ هوأفضل لهذا التطبيقِ ، والحذّافات يُمْكِنُ أَنْ تَنفكَّ.
تأكّدْ من جلخ وتنعيم الكرانك شافت حيث يُصبحُ مَصُقولآ وإنشرَ الصمغِ الحارِ فوق الكرانك شفت من أمام وخلف الحذافة ، والحذرْ لإبْعاده عن محامل التدوير  Bearings.
4.   صعوبة تدوير المحرّك - مراقبةِ كرةِ المنضدة في الإسطوانةِ ، يُمكنُ أَنْ تَكُونَ َبعْض لفّاتِ ورق التواليت ضيّقةَ جداً (معصوصة).
الطريق الأسهل لتَثبيت ذلك هو أستبدال لفة الورق بأخرى لا تكون معصوصة جدآ ، أو يُمْكِنُ أَنْ تَحْزَّ اللفّةَ طولياً ، أو أن تُقسّمُها قليلاً ، وبعد ذلك تَغطّيتها بشريطِ القناةِ  Duct Tape.
كذلك يُدقّقُ أيضاً الصمغُ الذي يَحْملُ الحذّافاتَ على أنه لا يَفْركُ على محامل تدوير الساعد Bearings وذراعَ التوصيل ليس ممسوكآ.
5.   المحرّكُ يدور بحرية لكن مهما كانت شدّة نْفخُ المكبسَ لا يَتحرّكُ بسرعة أَو لا يتحرك أبدآ - لفّة ورق التواليت يُمْكِنُ أن تكون كبيرةِ.
الطريق الأسهل لتَثبيت هذا هو بأستبدال اللفة بواحدة أخرى مختلفة ، لَكنَّ يُمْكِنُ أَنْ تَحْزَّ اللفّةَ أيضاً طولياً ، أو أن تُقسّمُها قليلاً ، وبعد ذلك تَغطّيتها بشريطِ القناةِ  Duct Tape.
فكرة
تطوير للمشوع في تنفيد ماكنة متعددة المكابس كما في الصورة التالية   Pistons








ملاحظة: للراغبين يمكن الأطلاع وتحميل كتيبين للرسومات من الوصلتين التاليتين:



أعمل بنفسك




مهند الشيخلي ... muhannad alsheikhly

ليست هناك تعليقات: