バームクーヘン式ピストンの工作

２０１２／１／６　（金曜日）　晴れ


一昨日あたりから新しいスチームエンジンの工作を始めた。
これから作るスチームエンジンは１号と同じで縦型直列２気筒だ。
ただ１号よりは小型でパワーも出るものを作ろうと思っている。

それには漏れの少ないピストンを作ることが必須条件だ。
しかし、工作機械としては卓上ボール盤しか持たない実習生には
なかなか難しい工作だ。
だけど、無ければ無いなりに何とか工夫して工作を続けている。
今日の工作のバームクーヘン式ピストンもそんな工夫の一つだ。

手作りピストン工作の難しさは円筒形のピストンの中心に
真っ直ぐピストン棒を取り付けることにある。
旋盤があれば造作もないこの作業も、手作業でやるとなると
ピストン棒はどうしても中心から外れたところに斜めに取り付け
られてしまう。
このためピストンはシリンダー内をスムーズに往復できず、
止むを得ず、隙間を大きくして何とか動かしていると言うのが
実情である。
このため蒸気漏れが大きくなり、パワーが出ないのだ。

バームクーヘン式ピストンは径の細いパイプから順々に大きな
パイプを嵌めて同心円を描くように最終的には直径の大きな円筒に
していくもので、パイプ同士の隙間はほとんどないから中心の
細いパイプにピストン棒を立てればほぼ正確な中心にいくはずだ。
それにパイプ同士は平行に嵌められているから棒も平行になるはずだ。

このバームクーヘン方式は縦型１号エンジンのピストン弁工作に
応用して一応成功している。
ただピストン弁は直径は８ｍｍと小さい。
今回２号機のピストン直径は１３ｍｍと大きいのでちょっと心配ではある。
しかし、真っ直ぐ棒を立てるにはバームクーヘン式が一番安直だから
この方法を試してみた。


↓　　バームクーヘン式ピストンを作るパイプ達。　一番上の太いパイプはシリンダーになる。



↓　　先ずシリンダーになる１５ｍｍΦのパイプを切断して切り口を平らに削った。
　　　　小さな回転砥石を回して削ったが思うようには平らにならなかった。



↓　　切り口を平らにするにはやぱり手作業でやった。　定盤にサンドペーパーを敷いて丸く円を
　　　　描くようにして平らにしていく。



↓　　切り口を定盤に押し当ててパイプが直角に立つかを確認する。　左右に傾けばスコヤー（直角定規）との
　　　　間に隙間が出るからそれをサンドペーパーで修正しては全ての面が直角になるようにする。



↓　　買ったばかりのトースカンを使ってシリンダの長さを決めた。




シリンダー工作はここまでで中断してバームクーヘン工作に入った。
細いパイプを次のサイズの太いパイプに嵌めるとすんなり嵌るものと
きつくて入らないものがある。
規定の寸法上からは嵌るはずだが、わずかの公差のために入らないのだ。
こういうパイプはサンドペーパーで削って細くして嵌めた。


↓　　ボール盤に咥えてぐるぐる回してサンドペーパーを当てて削って細くしていく。　　



↓　　長い距離を削ると始めと終わりでは太さが変わってしまう。　マイクロメータを当てて
　　　　確認しながら削った。　だけどあまり効果は無かった。　（ただ、たまには使ってみたかった）



↓　　出来上がったバームクーヘンの素材。　右は嵌めたところ。



↓　　ハンダ付けで固定して気密にする。





↓　　出来上がったバームクーヘン円筒。　これがピストンになる。



↓　　今日の工作の成果物。



ここまで工作したらもう４時だった。
日は以前に比べるとまだ大分明るい。
やっぱり新春だなぁ・・・・・・・
まだ工作はできるけど、焦ると失敗するから今日はこの辺で止めとこっと・・・