4. Fabricación y restauración de máquinas de vaporPrincipioFuncionamientoPágina principalMaquinaria

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Tanto la fabricación artesanal de máquinas de vapor de cilindro oscilante como la restauración de antiguos modelos deteriorados no plantea serias dificultades si se cuenta con las herramientas adecuadas, se obtienen los materiales necesarios y se dispone del tiempo y habilidad manual suficiente.

       

        Para una mejor descripción de los trabajos de fabricación de las piezas que componen estas máquinas, se diferencia en éstas dos conjuntos de elementos:

·        Elementos estáticos: formados por la base, el hogar, la caldera, el conducto de vapor, la hornilla y el soporte de mecanismos

 ·        Elementos dinámicos: formados por el cilindro, el pistón, la manivela, el volante de inercia y los ejes

Elementos estáticos

-        Base: Generalmente se construye con una plancha metálica de espesor, forma y dimensiones adecuadas. Dan muy buen resultado, tanto desde el punto de vista estético como del funcional, las bases construidas con mármol u otro material pétreo. También resultan muy atractivas las máquinas montadas sobre una base de madera, pero en este caso es necesario colocar entre ésta y la máquina una placa de metal que reduzca de alguna forma los efectos del calor sobre la madera.

-        Hogar: El material que lo compone debe resistir la llama directa. Se construye esta pieza con chapa de aluminio, acero galvanizado o cobre. Y porqué no, incluso se puede realizar el hogar a semejanza de las primeras máquinas de vapor de Newcomen, que eran de albañilería. Para ello emplearemos pequeñas piedras o ladrillos pegados con algún tipo de masilla o adhesivo resistente al calor. Existe en el mercado un mortero sellante refractario que se utiliza en las chimeneas o cocinas de leña y que es idóneo para este fin.

-        Caldera: Según los modelos, está fabricada en acero inoxidable o cobre. Para reparar o construir calderas es más práctico y económico este último material. En los almacenes de fontanería existen tubos de cobre rígido de diámetros variables, siendo apropiados los de 35 y 54 mm. Para las tapas de la caldera se pueden usar bridas ciegas para los diámetros citados, pero son muy caras, por lo que se pueden fabricar coronas adaptables a estos tubos a partir de chapa de cobre dúctil. Por ejemplo, para el tubo de 35 mm. recortaremos de la chapa dos discos de 45 mm. y los preformaremos de manera que recubran ligeramente los bordes del tubo. No es recomendable construir las tapas ajustadas al interior o exterior del tubo, ya que por muy bien que se suelden a éste, la enorme presión del vapor que se produce en la caldera puede desprenderlas.

-        Orificio de llenado y tapón de la caldera: Ya que es difícil encontrar en el mercado rácores o válvulas con los que construir esta pieza, se puede recurrir a un sencillo canutillo de latón con rosca exterior para madera de 8 mm. e interior M6 (se utiliza en carpintería para fijar las patas a las mesas o sillas), cuyo tapón será un tornillo cincado y arandela M6.

-        Para elaborar el conducto de vapor se emplea tubo de cobre dúctil 2-4 mm. (diámetro interior-exterior), nada más sencillo.

-        La hornilla o cazoleta que contiene el combustible puede fabricarse fácilmente con un segmento de tubo de cobre rígido de 35 mm., cuyo fondo será una corona similar a las descritas para la caldera. El mango de la hornilla puede hacerse con una varilla de latón que se soldará al segmento.

-        En la mayoría de los modelos a escala de máquinas de vapor de cilindro oscilante que se comercializan, el soporte de los mecanismos está compuesto por tres piezas: la propia placa de sujeción del cilindro (como se ha visto en el capítulo 3, también tiene la función de conducir el vapor entrante o saliente del cilindro) y los dos angulares de fijación del volante y manivela a la base de la máquina. Este conjunto de elementos puede diseñarse en una sola pieza, de forma que se simplifican los trabajos de elaboración. El soporte se construye a partir de una chapa de acero de 2 mm. de espesor cortada en L, en la que realizaremos los respectivos orificios para la conducción del vapor y ejes de los mecanismos, teniendo especial cuidado en establecer con precisión sus distancias y diámetros correspondientes, pues de no hacerlo así la pieza resultante será inservible.

-        Dado que todas las piezas descritas están sometidas a un fuerte calor, si no a la llama directa, para su decoración hay que elegir necesariamente pintura al esmalte anticalórica. Solo se comercializan pinturas de este tipo en color negro o aluminio, existiendo otra blanca para radiadores que no serviría, pues no soporta altas temperaturas. Se puede mezclar la pintura anticalórica con otras pinturas al esmalte de diversos colores (éstas en muy baja proporción) obteniendo muchas tonalidades. Si se opta por no pintar, hay que tener en cuenta que el cobre presenta un aspecto sucio y envejecido cuando se suelda o se aplica la llama.

 

 

 

 

           

                     Piezas que componen la caldera                                                                                   Canutillos

Elementos dinámicos

-        Cilindro: La elaboración del cilindro resulta complicada y tan solo podremos emprender el trabajo copiando con la mayor precisión posible uno original. Se realiza a partir de una barra cilíndrica de latón (en muchas ferreterías venden varillas de diversos diámetros al peso) o mejor con una cuadrada (en este caso, tan solo en industrias auxiliares de los astilleros o en ciertas caldererías es posible que encontremos secciones que nos puedan valer).

-        Pistón: En este caso, la fabricación de un pistón es muy simple. Podemos recurrir a ensamblar dos secciones de varilla de latón de distinto diámetro, siendo el correspondiente al émbolo el mismo que el del interior del cilindro, con un calibre de tolerancia inferior a una décima de milímetro. Al objeto de reducir la fricción entre estas piezas (y también favorecer la creación de un pequeño colchón de aire entre ellas), se practican en el émbolo dos o tres surcos transversales. 

-         Manivela: Se utiliza para su construcción un disco u ovoide de metal (acero o aluminio). Como se ha descrito en el capítulo 3, la excentricidad de esta pieza (distancia entre su eje y brazo) está directamente relacionada con la longitud del pistón y posición geométrica de los orificios del cilindro. También es importante comprobar que la masa de la pieza esté lo mejor equilibrada respecto a su eje.

-        Volante de inercia: Para un mayor rendimiento de la máquina, el volante de inercia deberá estar construido de forma que concentre la mayor parte de su masa en la periferia, asemejándose esta pieza a la rueda de un vagón de ferrocarril. Obviamente, la construcción de esta pieza es muy complicada, por lo que es mejor utilizar alguna rueda metálica de tamaño adecuado, procedente de una vieja máquina de vapor, del Meccano u otro juguete mecánico. Es posible encontrar volantes en algunas tiendas de modelismo que venden accesorios de máquinas de vapor. También se puede fabricar un volante con un disco de chapa de acero de 2,5-3,0 mm. de espesor y diámetro variable, siendo fundamental que se trate de un círculo perfecto y tenga su eje bien centrado.

-        Ejes: El eje del cilindro puede construirse con varilla roscada M3 (o M4), provisto de su correspondiente tuerca, arandela y muelle. No tiene mayor dificultad su construcción, aunque hay que tener cuidado en elegir la métrica y paso de la varilla acorde con la rosca del cilindro. El eje del volante y brazo de la manivela puede realizarse a partir de varilla de acero o latón. Si se dispone de un buen juego de terrajas y machos de roscar, es mejor hacer roscas en las piezas que soldarlas entre sí, pues de esta forma no podrán ser desmontadas.

 

 

 

 

 

                 Soporte, volante, manivela y ejes                                                          Piezas que componen el cilindro y pistón

Máquina WILESCO restaurada                                                            Máquinas construidas por el autor del web

Máquina funcionando

                                                                                                                        Juan José Gómez Sanz

e-mail: juasiohotmail.com

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