一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型，所述模型包括一个用于安装加热炉支架和蒸汽机支架的底座；一个固定安装在加热炉支架上，用于蒸汽输出的加热炉。本实用新型专利技术的优点是：解决了教学用蒸汽机模型的加热机构中内部工作效率低且加热效率低的问题，便于操作。

A steam engine training model based on safety in Metalworking Practice Teaching

【技术实现步骤摘要】
一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型
本技术涉及一种教学辅助装置，尤其是涉及一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型。
技术介绍
金工实习教学对于学生了解并掌握传统机械制造加工工艺以及现代机械制造加工技术有着至关重要的作用，同时还是培养学生实际操作能力的重要途径。目前金工实习的基本内容有普车、刨削、焊接、铸造、锻造、钳工、ＣＡＤ／ＣＡＭ、数控铣、数控车、快速成型等工艺知识及基本操作。蒸汽机是通过将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械，由机座、汽缸、活塞、连杆曲柄机构、蒸汽分配装置和飞轮等组成，结构相对简单，零部件涉及车、刨、焊、钳等所有工种，非常符合金工实习的学习要求。在高校金工实践教学中，没有模型，枯燥的理论讲课无法激发学生们的学习兴趣，很难让学生们真正理解蒸汽机的原理和工作过程。按蒸汽的活塞一侧或两侧工作，蒸汽机可分为单作用和双作用式两种。双作用式两个双动活塞同时被使用时，一般它们的曲柄的相正好差90度，这样一个引擎在任何时候都做功。经检索，中国专利申请号201220344242.9，申请日为2012.07.17，专利技术创造名称为：蒸汽机模型，本技术公开了一种蒸汽机模型，就是双作用式蒸汽机，可以实现对蒸汽机工作原理和工作状态的完美演示，让学生可以直观的观察，体会到蒸汽的产生和蒸汽通过汽缸带动飞轮转动的过程，使学生易于理解和接受蒸汽机的工作原理，并能激发学生的学习兴趣。然而就教学而言，该专利只能演示蒸汽机的工作原理，无法使学生深入的了解机械原理中存在的不足和缺陷，适用于中小学生认知教育，就大学生而言已经无法满足金工教学使用需求。单作用式因为蒸汽只在活塞的一侧进汽，结构简单，机械传动原理容易理解。在制造这种蒸汽机时必须特别注意摇摆式汽缸和机架的接触平面与汽缸的摆动的位置关系，否则在汽缸活塞在极限位置时容易因为蒸汽惯性动力不足而卡住不动；正是因为单作用式蒸汽机存在缺陷及如何解决以上问题，可以引导学生深入思考，启发学生的想象力和创造性思维，进一步的了解机械原理和开发设计过程。另外目前现有的蒸汽机模型通过酒精喷灯对加热炉进行加热，在上课观摩期间，有众多学生围绕模型观察，存在明火的安全隐患，且酒精喷灯加热效果查，加热过程慢，无法满足金工实习教学的需求。
技术实现思路
本技术针对现有产品的不足，而提供一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型。本技术所要解决的技术问题是：开发一种适用于高校学生了解机械原理的教学蒸汽机模型。本技术的一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型，所述模型包括一个用于安装加热炉支架和蒸汽机支架的底座；一个固定安装在加热炉支架上，用于蒸汽输出的加热炉；所述的底座通过螺栓和加热炉支架、蒸汽机支架连接，所述的加热炉支架的侧面顶部通过螺栓和加热炉固定连接，所述加热炉支架的内部开设有一号进气管道，所述底座内部开设有二号进气管道，所述蒸汽机支架内部开设有三号进气管道，所述一号进气管道和二号进气管道相互连接、二号进气管道和三号进气管道相互连接，一号进气管道的上端和加热炉的蒸汽出口连接；所述蒸汽机支架的上端安装有转轴，所述转轴的后端安装有飞轮，转轴的前端安装有曲柄，所述曲柄通过连接转轴和摆动座连接，所述摆动座下端安装有汽缸活塞，所述汽缸活塞安装在汽缸内，所述汽缸固定安装在气缸安装座上，所述气缸安装座通过安装座转轴和蒸汽机支架活动连接，所述气缸安装座开设有一个气缸进气通道和一个气缸出气通道，气缸出气通道的出口和蒸汽机支架的排气孔连接，蒸汽机支架的排气孔处装有排气管，气缸进气通道和二号进气管道连接；所述加热炉下方安装有加热机构；加热机构包括箱体、传热板、加热管，所述箱体的上端设置有传热板，所述传热板的下端与箱体的内部相通，所述箱体的内部设置有加热管、通风板和风机，所述加热管的左右端设置有安装座，所述箱体内部左右侧的位置相对应通风板的位置处设置有移动座，所述通风板上开设有通风孔，所述箱体的外部前侧设置有控制器，所述箱体外部后侧设置有安全门，所述箱体的下端设置有底座。进一步，所述飞轮外侧圆周排列安装有平衡杆，平衡杆转到底部时经过一个放置在底座上的放置泡沫液体的容器。进一步，所述平衡杆包括连杆和发泡圈，所述连杆的一端和飞轮连接，所述连杆的另一端和发泡圈连接。进一步，所述排气管包括直管、斜管、角度调节弯头，所述直管和蒸汽机支架的排气孔垂直连接，斜管和直管之间的夹角A为30-60夹角，斜管的出口斜对发泡圈壁。进一步，所述角度调节弯头包括最里面的管内层，套接在管内层外面的管中层，套接在管中层外面的管外层；管外层采用金属波纹管制成，管中层采用碳钢制成，管内层采用低密度高压聚乙烯软管制成。进一步，所述风机设置在箱体的内部底端，所述加热管设置在风机的上方，所述通风板设置在风机与加热管之间的位置。进一步，所述风机设置有三个，所述箱体的左右侧的位置相对应风机的位置均开设有通风框。进一步，所述箱体的侧壁上设置有合页，所述箱体通过合页与安全门连接，所述安全门上设置有把手。进一步，所述移动座与移动座的相对应方向的一侧均开设有移动槽，所述通风板的两端分别设置在相对应的移动槽内,所述箱体外侧相对应安装座、移动座的位置均设置有螺栓，所述箱体分别通过螺栓与安装座、移动座螺旋连接。本技术的有益效果是：1、结构合理，本蒸汽机模型相比双作用式的蒸汽机模型原理更加简单，对于刚接触机械原理的大学生来说，本蒸汽机模型更容易理解机械传动的原理。2、当汽缸活塞在极限位置时因为蒸汽惯性动力不足而卡住不动时，可以引导学生分析卡住不动的原因，再通过安装平衡杆利用蒸汽机排气的气流动力，推动发泡圈壁向前摆动进而带动汽缸活塞顺利度过极限位置，引导学生深入思考，提出自己的解决办法，启发学生的想象力和创造性思维。3、所有的进气管道均采用内孔加工，蒸汽机模型没有外置气管，更容易引起学生好奇，拆卸之后，可以让学生了解钻孔的工艺及部件之间密封件的使用。4、解决了教学用蒸汽机模型的加热机构中内部工作效率低且加热效率低的问题，便于操作，且消除了上课过程中使用明火的安全隐患。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的纵向A-A剖视图。图3为本技术的横向剖视图。图4为本技术的排气管的结构示意图。图5为本技术的角度调节弯头的结构示意图。图6为本技术图的加热机构内部结构图。图7为本技术图的加热机构外部侧视结构图。图8为本技术图的加热机构外部后视结构图。图9为本技术图的加热机构外部正视结构图。图中：底座1、加热炉2、加热炉支架3、曲柄4、蒸汽机支架5、转轴6、飞轮7、平衡杆8、排气管9、摆动座10、汽缸活塞11、汽缸12、气缸安装座13；一号进气管道31、二号进气管道32、三号进气管道33；直管91、斜管92、角度调节弯头93、管外层931、管中层932、管内层933；加热机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型，其特征是，所述模型包括一个用于安装加热炉支架（3）和蒸汽机支架（5）的底座（1）；一个固定安装在加热炉支架（3）上，用于蒸汽输出的加热炉（2）；所述的底座（1）通过螺栓和加热炉支架（3）、蒸汽机支架（5）连接，所述的加热炉支架（3）的侧面顶部通过螺栓和加热炉（2）连接，所述加热炉支架（3）的内部开设有一号进气管道（31），所述底座（1）内部开设有二号进气管道（32），所述蒸汽机支架（5）内部开设有三号进气管道（33），所述一号进气管道（31）和二号进气管道（32）相互连接、二号进气管道（32）和三号进气管道（33）相互连接，一号进气管道（31）的上端和加热炉（2）的蒸汽出口连接；所述蒸汽机支架（5）的上端安装有转轴（6），所述转轴（6）的后端安装有飞轮（7），转轴（6）的前端安装有曲柄（4），所述曲柄（4）通过连接转轴和摆动座（10）连接，所述摆动座（10）下端安装有汽缸活塞（11），所述汽缸活塞（11）安装在汽缸（12）内，所述汽缸（12）固定安装在气缸安装座（13）上，所述气缸安装座（13）通过安装座转轴和蒸汽机支架（5）活动连接，所述气缸安装座（13）开设有一个气缸进气通道和一个气缸出气通道，气缸出气通道的出口和蒸汽机支架（5）的排气孔连接，蒸汽机支架（5）的排气孔处装有排气管（9），气缸进气通道和二号进气管道（32）连接；所述加热炉（2）下方安装有加热机构（100）；加热机构（100）包括箱体（101）、传热板（102）、加热管（103），所述箱体（101）的上端设置有传热板（102），所述传热板（102）的下端与箱体（101）的内部相通，所述箱体（101）的内部设置有加热管（103）、通风板（107）和风机（108），所述加热管（103）的左右端设置有安装座（104），所述箱体（101）内部左右侧的位置相对应通风板（107）的位置处设置有移动座（105），所述通风板（107）上开设有通风孔（109），所述箱体（101）的外部前侧设置有控制器（115），所述箱体（101）外部后侧设置有安全门（112），所述箱体（101）的下端设置有底座（106）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型，其特征是，所述模型包括一个用于安装加热炉支架（3）和蒸汽机支架（5）的底座（1）；一个固定安装在加热炉支架（3）上，用于蒸汽输出的加热炉（2）；所述的底座（1）通过螺栓和加热炉支架（3）、蒸汽机支架（5）连接，所述的加热炉支架（3）的侧面顶部通过螺栓和加热炉（2）连接，所述加热炉支架（3）的内部开设有一号进气管道（31），所述底座（1）内部开设有二号进气管道（32），所述蒸汽机支架（5）内部开设有三号进气管道（33），所述一号进气管道（31）和二号进气管道（32）相互连接、二号进气管道（32）和三号进气管道（33）相互连接，一号进气管道（31）的上端和加热炉（2）的蒸汽出口连接；所述蒸汽机支架（5）的上端安装有转轴（6），所述转轴（6）的后端安装有飞轮（7），转轴（6）的前端安装有曲柄（4），所述曲柄（4）通过连接转轴和摆动座（10）连接，所述摆动座（10）下端安装有汽缸活塞（11），所述汽缸活塞（11）安装在汽缸（12）内，所述汽缸（12）固定安装在气缸安装座（13）上，所述气缸安装座（13）通过安装座转轴和蒸汽机支架（5）活动连接，所述气缸安装座（13）开设有一个气缸进气通道和一个气缸出气通道，气缸出气通道的出口和蒸汽机支架（5）的排气孔连接，蒸汽机支架（5）的排气孔处装有排气管（9），气缸进气通道和二号进气管道（32）连接；所述加热炉（2）下方安装有加热机构（100）；加热机构（100）包括箱体（101）、传热板（102）、加热管（103），所述箱体（101）的上端设置有传热板（102），所述传热板（102）的下端与箱体（101）的内部相通，所述箱体（101）的内部设置有加热管（103）、通风板（107）和风机（108），所述加热管（103）的左右端设置有安装座（104），所述箱体（101）内部左右侧的位置相对应通风板（107）的位置处设置有移动座（105），所述通风板（107）上开设有通风孔（109），所述箱体（101）的外部前侧设置有控制器（115），所述箱体（101）外部后侧设置有安全门（112），所述箱体（101）的下端设置有底座（106）。


2.根据权利要求1所述的一种基于安全的金工实习教学蒸汽机实训模型，其特征是，所述飞轮（7）外侧圆周排列安装有平衡杆（8），平衡杆（8）转到底部时经过一个放置在底座（1）上的放置泡沫液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：温从众，杨琦，耿艳娟，郭佳肄，邹宁，朱争明，
申请(专利权)人：马鞍山聚力科技有限公司，安徽工业大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34