Рубрика: Строительство

Самодельный станок для намотки катушек

Для всех радиолюбителей, либо энтузиастов увлекающихся звуковоспроизводящей аппаратурой, намоточный станок является крайне востребованным оборудованием. Такие устройства используются для намотки однослойных и многослойных катушек цилиндрического типа для трансформаторов.

В данной статье мы изучим устройство и принцип работы намоточного станка, а также рассмотрим пошаговую инструкцию, следуя которой вы сможете сделать такое оборудование своими руками.

1 Конструкция и принцип работы

Намоточный станок незаменим при производстве однотипных изделий. Существует два вида таких агрегатов — автоматические и ручные, при этом последние в промышленной сфере практически не распространены из-за ограниченной функциональности.

Однако габаритные размеры, большой вес и стоимость автоматических намотчиков делают их неприменимыми в быту, поэтому для дома лучше обзавестись ручным станком. Стандартная конструкция такого устройства состоит из следующих элементов:

  • несущий каркас из двух вертикальных стоек из металла либо дерева, между которыми зафиксированы горизонтальные оси (на центральной стойке — для пластин с колесиком, на внешней — для самой катушки);
  • большая и малая шестерни, передающие на катушку крутящий момент;
  • ручка, зафиксированная на большой шестерни, посредством которой вращается ось с катушкой;
  • крепежные элементы — винты и гайки.

Схема конструкции намоточного станка

Принцип действия такого устройства предельно прост — вращение ручки приводит к намотке на вращающийся каркас проволоки либо кабеля, за равномерность намотки отвечает направляющая укладчика, которая перемещает проволоку в горизонтальной плоскости.

Контроль количества витком может выполняться как визуально, так и с помощью специальных счетчиков, простейшим из которых является обычный велосипедный одометр. В более продвинутых станках в качестве счетчика используется специальный магнитно-герконовый датчик.
к меню ↑

1.1 Магазинные станки

Среди промышленных намоточных агрегатов повсеместной популярностью пользуется станок для намотки кабеля СРН-05М3. Данная модель была запущена в эксплуатацию еще во времена СССР, и с тех пор хорошо себя зарекомендовала благодаря высокой надежности и производительности. На вторичном рынке СРН-05М3 можно найти за 15-20 тыс. рублей.

СРН-05М3 выполнен в корпусе из чугуна, вес оборудования составляет 80 кг, габариты — 877*840*142 см . Станок позволяет наматывать однослойные, двухслойные и тороидальные катушки в режиме автоматической укладки. Минимальный диаметр кабеля — 0.05 мм, максимальный — 0.5 мм. Агрегат комплектуется однофазным электромотором типа УЛ-62, мощность которого составляет 0.18 кВт. Наибольшая скорость вращения при намотке — 5100 об/мин.

Для бытовой эксплуатации лучшим выбором будет ручной станок NZ-1 (Китай). Несмотря на страну происхождения NZ-1 является достаточно надежным и функциональным оборудованием. Агрегат предназначен для наматывания катушек диаметром до 150 мм, с максимальной шириной не более 100 мм. Коэффициент передаточного отношения составляет 1:08 в быстром режиме намотки и 1:0.1 в медленном. Максимальная скорость — не более 1000 об/мин.

NZ-1 укомплектован счетчиком витков механического типа. Корпус выполнен из металла, опорная станина — из чугуна. Станок оснащен шкивом, что позволяет подключаться к нему электродвигатель через ременную передачу и работать в автоматическом режиме. Стоимость такого оборудования варьируется в пределах 4-5 тыс. рублей.
к меню ↑

1.2 Самодельный намоточный станок (видео)


к меню ↑

2 Делаем станок для намотки своими руками

Представленный в данном разделе статьи станок для намотки кабеля позволяет работать с катушками на квадратном, круглом и прямоугольном каркасе с диагональю до 200 мм, его можно будет комплектовать разными шкивами, что позволит менять шаг намотки в пределах 0.3-3.2 мм.

Приведенная схема демонстрирует каркас станка. Для сборки станины используются металлические листы толщиной 15 мм (для основания) и 5 мм (для боковых участков). Экономия на толщине металла не приветствуется, так как она ведет к уменьшению веса агрегата и, как следствие, ухудшению его устойчивости.

Вам потребуется вырезать заготовки станины (размеры соблюдаются) и просверлить в них два сквозных отверстия, затем боковушки привариваются к пластине основания. В нижнее отверстие нужно смонтировать 2 подшипника, в верхнее — втулки под вал вращения.

В качестве вала можно использовать пруток гладкой арматуры 12 мм, которую предварительно нужно отшлифовать и покрасить. Для втулки укладчика можно брать пруток диаметром 10 мм, по всей длине которого нарезается резьба стандарта М12*1,0.

Шкивы лучше вытачивать тройные, однако учитывайте, что их совокупная толщина не должна превышать 20 мм. При большей толщине потребуется дополнительно увеличивать длину валов на аналогичный размер. Указанная в схеме комбинация шкивов позволяет применять 54 разных шага намотки. Если вам необходимо работать с проводами диаметром менее 0.31 мм, потребуется дополнительный шкив 12/16/20 мм, с ним вы сможете наматывать провода 0.15 мм.

Читайте также:  Рейтинг лучших антенн для телевизора

Рукоять намоточного станка

Для сооружения ручного привода вам потребуется крупноразмерная шестерня и рукоять, которые фиксируются посредством цангового зажима на верхнем валу. Благодаря использованию цанги вы сможете при необходимости прервать намотку фиксировать ручку, тем самым препятствуя разматыванию катушки.

Счетчик витков для намоточного станка делается из обычного калькулятора. Также вам потребуется магнит с герконовым датчиком (можно купить в любом магазине радиотехники), выводы которых необходимо присоединить к контактам калькулятора на кнопке «=».
к меню ↑

2.1 Как работать на самодельном станке?

И так, оборудование готово, как же на нем работать? Чтобы установить каркас для намотки необходимо выдвинуть из посадочного гнезда верхний вал на длину, равную длине оправы. Далее на вал монтируется правый диск и оправка катушки, поверх которой надевается сама катушка. На следующем этапе устанавливается левый диск и навинчивается гайка, после чего все устанавливается в первоначальную позицию.

Намоточный станок в сборе

В отверстие на верхнем валу размещается гвоздик и производится центровка оправы, после которой каркас зажимается гайкой. Дальнейшие операции выполняются в следующей последовательности:

  1. На подающем валу размещается подходящей по диаметру шкив.
  2. Посредством вращения шкива укладчик перемещается в крайнее положение, к одной из сторон катушки.
  3. На шкив одевается пассик провода — кольцом либо восьмеркой. Конец провода необходимо продеть под средним валом, размесить в желобе укладчика и зафиксировать на каркасе. Натяжение провода регулируется посредством зажимов на укладчике.
  4. В начале намотки на калькуляторе набирается комбинация «1+1», после чего производится вращение ручки. С каждым полным оборотом вала калькулятор самостоятельно будет увеличивать число на экране на единицу, тем самым считая количество витков провода.

Поскольку данное оборудование имеет предельно простое устройство, в котором отсутствует какой-либо контроллер управления намоточным станком, в процессе работы вам потребуется постоянно следить за катушкой и при необходимости поправлять кабель на каркасе вручную.

Соотношение диаметров шкивов станка

Если вы хотите сделать станок более функциональным, потребуется усложнить конструкцию добавив в нее контроллер. Это позволит автоматизировать рабочий процесс, однако для полностью механической укладки в пару к контроллеру необходимо установить шаговый двигатель (подойдет обычный 24-вольтовый привод, работающий в режиме 44-60 шагов на оборот). Силовые транзисторы к данному комплекту подбираются исходя из характеристик мотора. В качестве контроллера оптимально подойдет прибор АТмега8, купить который можно за 150-200 рублей.

При наличии времени и терпения это устройство вполне справлялось, один недостаток — обе руки заняты. Одной приходится крутить ручку, другой укладывать провод. И решил я этот процесс немного усовершенствовать.

В закромах копились годами всякие механизмы, электродвигатели и редукторы. Пришло время пустить их на благое дело. Решение было таким: сделать настольный намоточный станок с электроприводом, механическим счетчиком витков и ручным приводом укладчика провода.

Для корпуса был выбран листовой гетинакс толщиной 6 мм, хороший прочный материал. Выпилил две одинаковые боковые стенки, сразу разметил отверстия для валов. К основанию трансомоталки (также из гетинакса) прикрепил боковые стенки через алюминиевые уголки. Отверстия под вращающиеся валы были расширены для запресовки подшипников.

На боковой стенке, противополжной к приводу, сделано отверстие для подшипника и вертикальная прорезь сверху для удобства снятия приводного вала. С внутренней стороны сделан упор для подшипника, а с наружней стороны откидная скоба, чтобы фиксировать подшипник в его седле. Подняв скобу, можно вытащить вал вместе с левым подшипником. Правый остается в правой стенке.

Механический счетчик был извлечен из спидометра какого-то ВАЗа. Сначала привод счетчика был сделан через резиновый пасик.

Благо нашлось две одинаковых шестерни. Одну из которых установил на рабочий вал, а другую на вал привода счетчика. Теперь с количеством намотанных витков и показаниями счетчика расхождений нет.

Привод сделан из низковольтного (12В) двигателя в комплекте с понижающим редуктором. Питание двигателя от трансформатора ТН.

Для регулировки скорости намотки используется переключатель питания: 6В или 12В. Также смонтирован переключатель «намотка-нейтраль-реверс» и пружинная кнопка для подачи напряжения на привод.

Механический укладчик также прост и удобен в работе. Каретка укладчика приводится в движение вращением рукоятки вала диаметром 8 мм, сделанного из шпильки с резьбой по всей длине. Каретка движется по направляющей, взятой из струйного принтера, диаметром также 8 мм. На фото все прекрасно видно.

К диаметру провода легко приноровиться и левой рукой нужно с определенной частотой проворачивать вал укладчика, чтобы провод ложился виток к витку.

Читайте также:  Розетка вкручивающаяся в патрон

На этом простом устройстве уже намотано 3 выходных и 3 силовых трансформатора под двухтактные ламповые усилители для гитарных комбо типа Fender 5e3 на 6V6 и JCM800 на EL34. Но об этом в следующий раз.

В прошлой статье я поделился с Вами, как перемотать вторичные обмотки трансформатора под необходимое напряжение. Толстая проволока наматывалась вручную, так как другим способом в домашних условиях аккуратно уложить виток к витку не представлялось возможным. С меньшим диаметром обмоточного провода можно применить более технологичный способ, что позволит сократить время и усилия при намотке, а так же, что немало важно, изготовление трансформатора не будет отличаться от заводского исполнения. Далее будет описана простая конструкция самодельного намоточного станка, с помощью которого Вы с легкостью сможете намотать катушки, дроссели, силовые и звуковые трансформаторы.

Основание (станина) намоточного станка

Сделать станок для намотки трансформаторов можно из любого прочного легко обрабатываемого материала. Самым подходящим будет: метал, фанера (дерево) или пластмасса. В зависимости от того, что у Вас есть в наличии и с чем Вы любите больше всего работать, можно отдать предпочтение тому или иному материалу.

В основном мастерю самоделки из того, что у меня есть под рукой, так и в этом случае, в завалах барахла под названием «в хозяйстве пригодится» нашлись обрезки из 10 миллиметровой полужесткой пластмассы, которую успешно применил в конструкции намотчика и его элементов.

Изначально, при разработке, необходимо сделать пробный макет, продумать компоновку намотчика, задать себе вопрос, какие необходимые функции должно выполнять устройство. В процессе макетирования легко дополнять и совершенствовать, подгонять размеры, что позволит на выходе получить самый удачный вариант.

По проекту у нас три оси:

Первая ось (намотчик) — на ней будет вращаться наматываемая катушка трансформатора. На одном конце будет крепиться счетчик количества сделанных витков, а на другой стороне привод вращения оси с набором шкивов. Привод может быть ручным в виде закрепленной ручки на оси либо электрическим в виде шагового двигателя.

Вторая ось (укладчик) — на ней будет «бегать» поводок укладчика проволоки, также на оси будет закреплен второй набор шкивов, который через ременную передачу с помощью пассика будет сопрягаться с первым набором шкивов на первой оси.

Третья ось (держатель катушек) – служит опорой для катушки с обмоточным проводом.

На этапе проектирования следует правильно разнести оси между собой, чтобы каркас наматываемой катушки трансформатора не цеплялся за станок и не задевал другую ось, также выбрать высоту расположения катушки с проволокой, чтобы можно было свободно навешивать разные по габаритам катушки. Можно предусмотреть дополнительную ось для смотки-намотки проволоки с катушки на катушку.

По разметке на выбранном материале для станины ножовкой по металлу вырезаем части основания станка (боковины, дно, поперечины), также высверливаем необходимые отверстия. С помощью металлических уголков и саморезов скрепляем все составляющие вместе.

Счетчик оборотов для подсчета витков

Один оборот равен одному витку — так раньше в уме подсчитывал, мотая трансформатор на примитивном приспособлении. С появлением полноценного намоточного станка с предусмотренным счетчиком стало намного проще, но самое важно, что при намотке витков процент на ошибку свелся практически к нулю.

В рассматриваемом намотчике использован механический счетчик УГН-1 (СО-35) от советской аппаратуры. Его можно заменить на велосчетчик или механический счетчик от старого бытового магнитофона, где он отмерял расход ленты. Также можно собрать простой счетчик своими руками, имея только калькулятор, геркон, два провода и магнит.

Разберите калькулятор на два контакта, замыкаемых кнопкой «равно», припаяйте два провода, а на концы проводов запаяйте геркон. Если поднести магнит к геркону, то его пластины внутри стеклянной колбы замкнутся и на калькуляторе произойдет имитация нажатия кнопки. Используя функцию сложения калькулятора 1+1 можно подсчитывать обороты.

Далее закрепляем самодельный диск на первую ось. К диску приклеиваем магнит, а на корпусе станка или кронштейне крепим геркон. Геркон располагаем так, чтобы при обороте диска магнит проходил рядом с герконом и смыкал его контакты.

По такому принципу можно заменить геркон на концевой выключатель, а диск сделать в виде эксцентрика. Диск-эксцентрик, вращаясь своей выпуклой частью, будет нажимать на концевик

Укладчик витков

Укладчик проволоки служит для равномерной намотки, виток к витку, обмоточного провода на каркас изготавливаемого трансформатора или катушки. Плотность намотки зависит от того, с какой скоростью вращаются оси, а так же от диаметра выбранной проволоки. Необходимое соотношение скорости вращения первой и второй оси можно достичь с помощью шкивов и ременной передачи. При работе отлаженного механизма станка происходит одновременное перемещение ролика укладчика с определенным шагом и укладка проволоки на каркас наматываемого трансформатора. В двух словах не объяснить, но при дальнейшем прочтении статьи станет все понятно.

Читайте также:  Расчет производительности циркуляционного насоса на отопление

В рассматриваемой конструкции использована шпилька-штанга заводского изготовления М6 с шагом резьбы 1мм. В боковины станины намоточного станка параллельно друг другу закрепляют подшипники в заранее просверленные для них отверстия, далее в них вставляют шпильку. Для наилучшего скольжения смазываем подшипники. На шпильке перемещается направляющий ролик, через который продевается проволока.

Направляющий ролик для укладки проволоки можно изготовить самостоятельно, имея небольшой отрезок П-образного алюминиевого профиля, удлиненную гайку-втулку, соответствующую по резьбе шпильке, и подающий ролик с канавкой посередине.

В П-образном профиле сверлятся отверстия параллельные друг другу. Верхняя пара отверстий — для ролика, а нижняя — для удлиненной гайки. Диаметр верхних отверстий в стенках профиля подбирается по оси, на которой будет закреплен ролик, а нижние на миллиметр больше диаметра резьбы шпильки. Под расстояние между стенками профиля впритирку подгоняется по размеру удлиненная гайка. Затем эта конструкция наворачивается на шпильку укладчика.

Шпилька фиксируется гайками по бокам так, чтобы она могла вращаться без смещений. С одной из сторон оставляется запас шпильки, чтобы на нее накручивать шкивы для сопряжения первой и второй оси.

Два шкива соединены ременной передачей

Оси в намоточном станке соединены между собой системой шкивов различного радиуса. Шкивы, закрепленные на осях, вращаются с помощью ременной передачи. В качестве ремня используется пассик.

Чтобы рассчитать шкивы согласно диаметру обмоточной проволоки примем следующие условия и выведем формулу:

— Шкив оси укладчика равен 100мм;

— Шкив на оси с закрепленной катушкой (намотчика) равен толщине необходимой проволоки, помноженной на 100.

Например, для 0,1мм проволоки применим 10 мм шкив на оси намотчика. Для диаметра 0,25 проволоки 25 мм шкив.

По возможности лучше изготовить шкивы с шагом 1 мм и подбирать в процессе намотки, используя данную формулу

Погрешность зависит от точности диаметра изготовленных шкивов и натяжения пассика. Если применить в конструкции в качестве привода шаговый двигатель с шестереночной передачей вместо пассика и точно выпиленных шкивов, то погрешность можно приблизить к нулю.

Теперь расскажу, как сделать шкив своими руками в домашних условиях не обращаясь к токарю. Набор шкивов у меня сделан из того же материала, что и станина намоточного станка. Разметил с помощью циркуля необходимые диаметры шкивов и добавил несколько миллиметров в большую сторону, чтобы проточить канавку для пассика до нужного размера. По контуру разметки просверлены шуруповертом отверстия и прорезаны перегородки между ними. Так набрал необходимое количество заготовок для шкивов. В роли токарного станка у меня была приспособлена ненужная мясорубка «Помощница».

Точно уже не помню, нарезал резьбу на валу двигателя мясорубки либо там оказалась подходящая, но через длинную гайку-втулку была прикручена шпилька. На шпильку через гайки и шайбы прикручивалась заготовка чуть большего диаметра, чем требовался шкив. Включалась мясорубка и ножовкой по металлу/ напильником скруглялись все неровности до круглой формы, а надфилем протачивалась бороздка (канавка) для пассика. В процессе штангенциркулем периодически проверялись диаметры самодельных шкивов.

Составные части намоточного станка и принцип его работы

Элементы намоточного станка собирались неспешно. Почти все было взято от старой советской киноаппаратуры. Подвижные части: ручка, шпильки осей, направляющий ролик — все оснащено подшипниками. Шпильки, гайки, шайбы и уголки были куплены в магазине, торгующем метизами. Потратиться пришлось только на шпильки, длинные гайки и уголки. В остальном все сделано из подручных материалов, имеющихся в наличии.

Для точного подбора плотности намотки проволоки на шпильку укладчика нанизывается набор из нескольких шкивов. Так, в случае не плотной намотки, можно было на один размер перебросить пассик и подогнать скорость вращения осей. Пассик в процессе намотки проволоки перекручивают в зависимости от направления хода намотки по типу формы «Восьмерка» либо прямое расположение пассика. Следует сделать пару десятков пробных витков, чтобы правильно подогнать шкивы под диаметр проволоки.

Из дерева либо другого материала изготавливают основу по форме внутренней части катушки трансформатора и гайками-барашками фиксируется на шпильке. Так же для фиксации катушки можно сделать универсальные удерживающие уголки. Демонстрация работы намоточного станка показана на видео:

[Здесь будет видео процесса намотки трансформатора]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *