viernes, 13 de julio de 2012

Pasos para construir un stirling en lata (I)

¿Que veremos en esta primera parte?

  1. Los ingredientes para nuestra particular receta.
  2. Preparación de las latas para que formen el cuerpo del motor.
  3. Construcción del diafragma.
  4. Como sacar y preparar las piezas metálicas que necesitaremos de unas regletas de empalme.
  5. Y finalmente como construir un volante de inercia.

Ingredientes

  • latas de 33 cl
  • 1 lata de ensalada en conserva, se usa de apoyo/sujeción así que es muy fácil usar otro cosa, también se usara una tapa redonda de plástico, las que traen estas latas están bien.
  • 3 cds viejos
  • 1 globo
  • 30 cm de nailon de pescar, ya sabes ese hilo transparente que se pone en las cañas de pescar, yo use de 0.40 mm de grosor.
  • Lana de acero
  • Clips/alambre. Clips  normales y finos y 1 clip de mariposa, que son mas gruesos y fuertes o alambres equivalentes. Abra que estirarlos para darles forma, así que si ya son rectos mejor.
  • Regletas eléctricas (fichas de empalme)
  • Pegamento tipo cianocrilato (la gotita, superglue, cualquiera de ese tipo sirve)
  • tapas de botellas de agua de un litro o de cualquier tipo de botella, pero no deben tener curvatura en el exterior de la tapa, las de refresco suelen tener cierta curvatura.
  • Aceite de maquinas, para lubricar.
Opcionalmente
  • El envoltorio de aluminio de un postre o lata de atún.
  • Soldadura plástica, poxipol o similar
Herramientas
  • Abrelatas
  • Cuter
  • Tijeras
  • Taladro
  • Brocas para metal pequeñas
  • Chinchetas, de las de marcar cosas en mapas.
  • Destornillador
  • Alicates
  • Lima pequeña o lija fina
  • Cinta métrica y/o regla de medir
  • Cañita

Preparando las latas

Vamos a cortar la lata, ¡¡CUIDADO!!, las herramientas de corte son muy peligrosas, la hojalata corta como una cuchilla y tiene astillas metálicas que se clavan, ten mucho cuidado y usa guantes de trabajo para cortar las latas.

Cortamos el fondo de una de las latas. Las latas suelen ser de una aleación muy fina de aluminio, fácilmente cortable con tijeras, cutter, una dremel o una herramienta especial para cortar llamada tijera de hojalatero (Esta tijera no la tengo):

Tijera, cuter, latas y la dremel con un disco de corte metálico.
Lata sin el fondo

Da igual la herramienta que uses para cortar el fondo de la lata, lo importante es que sea un corte lo mas limpio posible porque deben encajar la una sobre la otra de forma que queden ancladas:

Es importante que encajen bien y no se muevan.
A continuación vamos a preparar la lata superior. Lo mas fácil es terminar de preparar la lata superior sin desencajarla de la inferior. Hay que hacerle dos agujeros como a dos centímetro de la parte superior de la lata y uno frente al otro, para luego pasar por ellos el cigüeñal/eje.

Las latas miden 21 centímetros de contorno, así que la forma rápida de hacerlo es clavar la chincheta y luego medir con una cinta métrica 10.5 centímetros y clavar otra chincheta en ese punto:

Dos chinchetas, a dos centímetros desde la parte superior y en lados contrarios de la lata, para esto debe estar a 10.5 centímetros de contorno.
Ahora abrimos un lateral de la lata, con cualquiera de las herramientas de corte que mencionamos antes,  esta apertura solo sirve para acceder con el destornillador a las bielas y colocar el cigüeñal. Así que no es necesaria una gran precisión, solamente que puedas acceder al interior de la lata. Tiene que llegar mas o menos a la altura de las chinchetas y verlas clavadas en el interior:
Una elipse recortada con el cuter es suficiente.
Aprovechamos para ampliar ligeramente el agujero de las chinchetas con una broca pequeña, para ampliar el agujero al diámetro del grosor de un clip de mariposa:
La foto no es muy buena, pero se entiende :P

Para terminar con la preparación de las latas les quitamos la parte superior, preferentemente con un buen abrelatas. La lata inferior se abre para colocar el diafragma y la lata superior para poder acceder mas fácilmente al cigüeñal/bielas:

Latas con la apertura cortada por el abrelatas. Se han retirado las chinchetas para poder cortar con mas cuidado
Es importante que al recortar la lata inferior no quede con astillas o puntas afiladas, el diafragma, que estará hecho con un globo, se moverá arriba y abajo en ese sitio, por lo que si quedan filos o astillas metálicas podrían romperlo. Por eso se recomienda usar un buen abrelatas como el de la foto, para que el corte sea bien limpio.

Construyendo el diafragma

El diafragma sera el encargado de transmitir movimiento por el aumento de presión hasta el cigüeñal. También debe permitir el paso del hilo de nailon que une el cigueñal con el desplazador. Esto ultimo ademas tendrá la consecuencia que impedirá que el cilindro sea totalmente estanco sin embargo tendremos, por simplicidad, que conformarnos.

Tomamos el globo y lo cortamos con las tijeras o el cuter a la altura que aparece en la foto:
Globo cortado para el diafragma
Cortamos el fondo de una tapa de botella de la forma mas circular posible y lijamos un poco una de sus caras. Atravesamos el circulo plástico con la chincheta aproximadamente por su centro y le ponemos un poco de pegamento ciano en la cara del plástico por la que sale la chincheta. Con el conjunto, atravesamos la parte interior del globo, también aproximadamente por el centro del globo, de forma que el globo queda atravesado por la chincheta y el circulo plástico queda pegado en la parte interior del globo:
Tapa sin cortar

Tapa cortada
Circulo de plástico atravesado por la chincheta

Globo atravesado por la chincheta con el trozo de plástico
Tiramos un poco el globo para que quede mas o menos plana la zona en contacto con el trozo plástico y lo dejamos para que se seque un poco. No estaría de mas usar una pinza de la ropa o algo que pueda mantener bien pegado el conjunto mientras se seca. La punta de la chincheta debe sobresalir por el lado exterior del globo, mientras que el plástico y la cabeza de la chincheta están en el interior.
Ahora tomamos otra tapa, que usaremos para unir el movimiento del diafragma con las bielas, y aproximadamente a 5 milímetros desde la parte superior (el lado de la rosca y no el del fondo) atravesamos un lateral de la tapa con otra chincheta, para luego repetir simétricamente en la otra pared de la tapa:

Una vez este bien agujereada la tapa, retiramos las chinchetas y cogemos un clip fino, que hayamos estirado con unos alicates y lo hacemos pasar por ambos agujeros, de forma que quede atravesando la tapa:
La mitad del alambre por cada lado

Asegurándonos que aproximadamente el clip sobresale en partes iguales por ambos lados de la tapa lo doblamos hacia arriba (en dirección hacia la rosca de la tapa si la tuviera):
doblamos en la dirección de la rosca de la tapa
Finalmente lijamos un poco la tapa por el exterior y con el globo atravesado por la chincheta, atravesamos la tapa desde el exterior aproximadamente por el centro, aplicamos un poco de pegamento ciano a la cara de la tapa por la que le pasamos la chincheta y la pegamos a la zona firmemente, donde esta el plástico redondeado por la otra cara del globo:
Diafragma terminado
Nuevamente lo dejamos secar. Mas adelante retomaremos esta pieza que ya es el diafragma, para hacer pasar el hilo de nailon que unirá el desplazador con el cigüeñal.

Destrozando las regletas

Tanto como elemento de sujeción como elemento mecánico de giro, necesitaremos varias piezas metálicas que vienen dentro de las regletas, aproximadamente unas 6 piezas. Para ello tomamos la regleta y cortamos un lateral muy cuidadosamente con un cuter para luego extraer la pieza metálica:
Cortamos cuidadosamente el lateral
Extraemos la pieza metálica entera

Necesitaremos al menos 3 para los elementos móviles del cigueñal-biela, para ello tomamos estas piezas y perpendicularmente a la dirección de entrada de uno de los tornillos, lo taladramos de lado a lado con una broca metálica de ...:
Mucho cuidado
Mucho cuidado y tranquilidad, es muy fácil que se nos vaya el taladro y destrocemos la pieza o que los dos lados del agujero no sean simétricos. Cuanto mas alineado mejor, pero no es necesario que estén perfectas.

El sentido de hacer los agujeros a las piezas metálicas es poderlas colgar del cigueñal de forma que giren sin problemas, ademas el agujero debe ser suficientemente pequeño como para que al llegar a la dobles del cigueñal esta no tenga espacio para escurrirse fuera:

Construyendo el volante de inercia

El volante de inercia es un dispositivo usado para romper los equilibrios del motor y que este no se detenga, es decir almacena una parte de la energía obtenida por el motor en forma de energía cinética y la usa para sacar el motor de algún momento en que se quede estancado, haciendo que el motor continué su ciclo de funcionamiento. El mecanismo finalmente es muy simple, se trata de una rueda con cierto peso y que en algún momento convendrá que este desequilibrada. Lo que se traduce en nuestro caso en tres cds pegados...

Tomamos tres cds viejos y los pegamos con pegamento ciano, es conveniente usar algo para que queden bien centrados, tampoco esta de mas colocar algo de peso encima durante un rato para que se mantengan bien pegados:

Usando el propio bote de los cds para centrarlos.
La parte mas problemática del mecanismo es unirlos firmemente al eje del cigüeñal de forma que no resbalen y queden mas o menos centrados. Para ello, después de probar de varias formas, la manera que mas me ha gustado es usando la tapa de los botes de ensalada enlatada. Estos traen un pequeño tenedor de plástico trabado en la tapa por dentro, lo que obliga a dejarles un pequeño rabo justo en la parte interior de la tapa:

Usaremos este rabo, junto con una pieza metálica como elemento de unión y centrado con el eje, para ello recortamos un poco los bordes del rabo, hasta que entren dentro de la pieza metálica y la encajamos bien, convienen ponerle un poco de pegamento ciano:
Es posible añadir algo de pegamento para mantener bien firme el conjunto.

Ahora, usando un trozo de alambre fino, aguja o cualquier otro elemento fino y punzante atravesamos el centro por el frontal de la tapa hasta que sobresalga por la pieza metálica, ahora agrandamos un poco ese agujero, atravesamos con un tornillo suelto de las piezas metálicas, al final nos sobraran un montón de ellos. Finalmente apretamos el tornillo mas cercano a la tapa, en la pieza metálica, de forma que atrape el que atraviesa la tapa y deje firmemente anclada la pieza metálica a la tapa.

Una vez estén secos los cds y terminada la tapa, por el lado contrario a la pieza metálica aplicamos pegamento y prestando mucha atención a que queden bien centrados los pegamos a la tapa. Podemos usar como referencia la cabeza del tornillo. El aspecto final del volante es el siguiente:

Volante ya montado en el motor final.
Finalmente decir que aunque el volante de inercia parece una chorrada, lo cierto es que si no esta bien puede dar bastantes problemas, si resbala en el eje, el motor no funciona, si no tiene suficiente peso, el motor no funciona, si no tiene algo de desequilibrio puede que el motor se pare, si tiene demasiado desequilibrio el motor vibrara como una lavadora vieja... Vamos que para ser tres cds pegados es bastante  importante.

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10 comentarios:

  1. Disculpen se que esto es viejo pero quisiera saber si recuerdan como arman el piston con la lana de acero?

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  2. Perdona que tardase tanto en responderte.

    Creo que lo que necesitas esta en la segunda parte del post,si no es eso,pregunta de nuevo:

    http://laantiguafragua.blogspot.com.es/2012/07/pasos-para-construir-un-stirling-en_21.html

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  3. tengo un inconveniente, q al poner a funcionar el motor el globo q cubre la lata se infla y no deja escapar el aire haciendo q este no pueda bajar q solucion existe para este problema

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  4. Bueno en la ultima sección de la segunda parte de este post "Algunos problemas comunes" explico que esto es bastante común. La solución fue cortar un pequeño trozo de hilo de nailon, una punta la introduje en la lata inferior de manera que al colocar el "diafragma", el globo con la tapa, la otra punta del hilo de nailon sobresalga por debajo del globo, aunque haciendo esto luego tendrás que hacer + fuerza para encajar la parte superior del motor con la inferior, el resto es igual.

    La segunda parte de este post:
    http://laantiguafragua.blogspot.com.es/2012/07/pasos-para-construir-un-stirling-en_21.html

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  5. Muchas gracias por crear este blog sobre como fabricar un motor stirling, me ha sido de gran utilidad, pero ahora tengo un gran inconveniente, luego de construirlo trate de ponerlo en marcha pero este no funciona, solo empieza a inflarse el globo, y si empiezo a moverlo se chupa totalmente el globo, que no me deja nisiquiera mover la rueda porque la lata empieza a aplastarse, queria saber si esto se debe a algun problema de enfriamiento o algun problema del piston ya que al entran en la lata este no queda ajustado porque debo aplastarlo un poco para que entre en la lata?
    De antemano muchas gracias ya que el blog me a servido como manual para crear el motor.

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  6. Gracias a ti por escribir. En realidad estos post los escribir pensando en un auto manual de construcción del típico stirling en lata, del que hay miles de manuales por Intenet, pero ninguno como el que a mi me hubiera gustado encontrar.

    Por la descripción que haces del problema me da la impresión que tienes fundamentalmente dos problemas:

    1.- Tu globo es demasiado hermético, necesita se dejar escapar un poco de aire, la solución que yo utilice en este caso es: al ajustar el globo a la lata inferior introducir un trozo pequeño de hilo de nailon de forma que quede un lado dentro de la lata inferior mientras el otro sobresale por debajo del globo. Con esto consigues una pequeñisima fuga de aire que aliviara la presión de ser excesiva.

    2.- Creo que estas dando demasiado calor al motor, ten en cuenta que el calor que puede resistir una lata, un globo, algo de pegamento... Es limitado, procura usar no mas fuego que el de un mechero.

    A parte de eso si sigue sin funcionar te aconsejo revisar el montaje de la parte superior, el engrasado y sobretodo prueba a ponerle + peso a la rueda muchas veces poniendo otro cd mejora el funcionamiento.

    Si, cuando metes la lana de acero en la lata no queda perfectamente ajustada. No pasa nada en principio debería funcionara.

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  7. Amigo gracias por la respuesta el problema era el peso, le coloque unas piezas de metal en el timon y ya me funciona correctamente, muchas gracias por el manual.

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  8. Buenas noches, hermano hice el motor y cuando lo pongo a funcionar no llega a arrancar. El globo no llega a inflarse cuando lo pongo al calor.A que se puede deber que no funcione?

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  9. Muy buena la publicacion me sirvio un monton.pero yo le cambie el hilo plastico por un rayo de bici va a funcionar?

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  10. Un rayo de bici suelen ser bastante mas grueso que los hilos de pescar, por lo que no se que efecto puede tener en el escape del aire por el globo, ademas tampoco es flexible como el hilo, resumiendo :P No veo motivo para que no funcione pero me resultaría extraño que lo hiciera. Mi consejo es pruebalo y luego coméntame que tal te fue.

    Al anónimo del 2013 :P... Lo normal si no se infla suele ser por que el aire escapa con demasiada facilidad, igual deberías reintentar fabricar el diafragma entero con cuidado de no hacer el agujero para el hilo demasiado grande y tener cuidado al colocarlo para que no escape demasiado aire.

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