Устройство для намотки катушек

Устройство для намотки катушек

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.

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.

Читайте также:  Как подать заявку на замену электросчетчика

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]

Автор: ELcat
Опубликовано 21.07.2015
Создано при помощи КотоРед.

Здравствуйте, товарищи!

Снова за окном дождь и холодный ветер. Странное какое-то лето у нас в этом году. Уж чего в нём только не было: и невыносимая жара, и радиоактивные осадки, порождаемые лесными пожарами в Чернобыльской зоне отчуждения, и едкий смог от пожара на нефтебазе под Киевом, и похолодание до 14… Как бы к концу ещё снегом не «порадовало»?
Ну а я, пользуясь случаем небольшого отпуска, хочу поделиться с вами ещё одной полезной конструкцией.

Данный станочек позволяет без особых усилий наматывать миниатюрные дроссели и трансформаторы, обладает множеством полезных функций, прост в изготовлении и не содержит дефицитных компонентов. Собрать такой станочек под силу даже новичку!

Что умеет данный станок?
Мотать и считать витки! Счётчик станочка умеет вести как инкрементный (+1), так и декрементный (-1) счёт от 0 до 9999. Таким образом счёт витков производится как в направлении намотки, так и в обратном, если, например, необходимо отмотать лишнее. Станочек позволяет устанавливать скорость намотки (скорость вращения двигателя) и производит плавный разгон при пуске. Имеет два режима работы: режим свободной намотки — пуск и останов производятся пользователем; и полуавтомат — намотка заранее установленного количества витков со снижением скорости вдвое за 10 витков до окончания намотки и последующей автоматической остановкой. Кроме того станочек не теряет значение счётчика при случайном перебое питания, а все режимы и установки хранятся в энергонезависимой памяти.

И так, из чего же он состоит?
За основу станочка взята часть механизма микролифта компьютерного CD/DVD привода, который выдвигает деку для диска. Идея использовать данный узел заимствована у пользователя Shodan, за что ему отдельная благодарность. Находим ненужный привод, разбираем, снимаем шестерни, чтобы не повредить, и аккуратно отпиливаем нужную нам часть.

Дорабатываем полученный узел установкой оптического датчика. Для этого нам понадобятся ИК светодиод и сдвоенный фототранзистор, которые можно взять из старой компьютерной мышки шарикового типа. Данные элементы на плате имеют обозначения «LED» и «Q» соответственно.

Кто уже успел избавиться от подобного хлама – не отчаивайтесь. Эти же элементы иногда встречаются и в новых оптических мышках в качестве энкодера колеса скроллинга. Данные ИК фототранзисторы работают на высокоомную нагрузку и потому чувствительны к электромагнитным помехам, а так же световым пульсациям, создаваемым люминесцентными лампами. Потому для повышения помехозащищённости их желательно поместить в экран и подключение к плате выполнить экранированным проводом.

Читайте также:  Как организовать водоснабжение на даче

Для удобства крепления и дальнейшей настройки оформим фототранзистор в оптическую головку, для чего приклеим его с помощью суперклея на «Г»-образное пластиковое основание, выпиленное из того же CD привода. Будьте внимательны, так как у фототранзистора только одна чувствительная сторона и её нельзя пачкать клеем. Далее из медной фольги вырезаем экран и закрепляем суперклеем на фотоголовке. С помощью кусочка тонкого провода экран необходимо соединить с общим выводом (коллектором) сдвоенного фототранзистора.

В качестве экранированного провода применён обычный дешёвый тонкий аудио кабель. Далее примеряем получившуюся фотоголовку на её будущее место и делаем пометку на ведущем колесе как можно точнее по оси чувствительности фототранзистора. С помощью сверла диаметром 1,5мм сверлим одно сквозное отверстие в колесе и основании под ним.

С помощью термоклея закрепляем ИК светодиод с припаянными проводами с обратной стороны основания так, чтобы выпуклость корпуса светодиода вошла в отверстие.

В моём случае пластик ведущего колеса оказался слишком прозрачным для ИК лучей и потому мне пришлось окрасить его с обратной стороны чёрной аэрозольной краской. Пластик основания очень чувствителен к растворителям и их парам. Потому дождитесь полного высыхания краски и только потом устанавливайте колесо на место. В противном случае ось, на которую крепится колесо, может быть повреждена.

Для настройки фотоголовки потребуется собрать простую схему.

Снова ставим фотоголовку на место так, чтобы зазор между ней и ведущим колесом составлял 1,5-2мм.

Перемещением головки добиваемся того, чтобы при плавном вращении колеса зажигался первый светодиод, затем второй, затем гас первый, затем второй (смотрите пример на видео в архиве). То есть логика работы энкодера должна выглядеть так: 00, 10, 11, 01, 00 и 00, 01, 11, 10, 00 при вращении в обратную сторону. Теперь фотоголовку необходимо зафиксировать в таком положении и окончательно закрепить суперклеем.

Кто уж совсем не захочет искать детали для предложенного варианта датчика — не проблема. Его можно заменить магнитным на микрогерконах или даже датчиках Холла. Но конструкция такого датчика не является предметом данной статьи и полностью возлагается на ваши творческие способности. Главное при этом, чтобы сохранялась выше описанная логика работы.

Теперь перейдём к электронной части станочка.

Рассмотрим контроллер станочка.

Как можете видеть по схеме, всё довольно минималистично. Сердцем контроллера выбрана однокристальная микро-ЭВМ семейства AVR типа ATmega8A. Питает схему линейный интегральный стабилизатор типа 7805. Индикация динамическая, реализована на четырёхразрядном семисегментном светодиодном индикаторе типа KEM-5641-BSR, который является клоном CA56-21SRWA и RL-F5620RCBW (документация в архиве). В качестве разрядных ключей применены маломощные биполярные транзисторы типа MMBT2907. Вместо указанных подойдут любые транзисторы структуры p-n-p в подходящем корпусе и током коллектора не менее 200мА. Управление контроллером осуществляется с помощью трёх кнопок: «RUN/SET», «STOP/MODE» и «CLEAR». На элементах VT1 и VD2 выполнен импульсный регулятор частоты вращения двигателя. Указанный на схеме транзистор можно заменить на IRLML2402 или более мощный. Диод Шоттки — любым диодом в подходящем корпусе и током не менее 1А. На элементах R1 и R2 выполнен делитель напряжения детектора пропадания питания. Данный узел выполняет важную функцию – определяет момент пропадания питания для сохранения значения счётчика в энергонезависимую память, откуда оно будет считано при следующем включении. Функционирует детектор следующим образом. При снижении напряжения внешнего источника ниже порогового значения (5,6-5,7В) срабатывает встроенный в БИС микро-ЭВМ аналоговый компаратор и даёт прерывание, по которому программа выполняет все необходимые действия. Контроллер в это время питается энергией, запасённой в конденсаторе C4, которой с запасом хватает на доли секунды, необходимые для выполнения программы.

Плата контроллера изготовлена методом ЛУТ на одностороннем фольгированном стеклотекстолите. Мне удобней всего работать с материалом толщиной 1мм, вы же можете использовать более толстый текстолит – это дело личных предпочтений.

Обратите внимание на то, как припаян к плате индикатор. Его передние выводы были предварительно полностью пропущены в отверстия платы так, чтобы он стоял под максимальным наклоном вперёд.

Спаянная без ошибок и из заведомо исправных элементов плата в каких-либо дополнительных настройках не нуждается. Прошивка находится в архиве. Фуз-биты необходимо оставить заводскими с тем лишь изменением, что надо установить галочку в окошке «BODEN».

Теперь можно приступить к окончательной сборке. В качестве станины я использовал имеющийся кусок органического стекла размерами около 15,5х7,5см и толщиной 8мм. Конструкция получилась добротной и довольно надёжной, потому рекомендую, по возможности, взять размеры не меньше указанных. Первой закрепляется плата контроллера. Для этого в ней предусмотрено 4 посадочных отверстия, которые рассверливаются под винты М3. Далее с маленьким отступом с помощью суперклея к станине крепится механический узел. С другой стороны к станине приклеивается упор, который вырезается из того же CD привода.

Конструкция упора в моём случае получилась не самой удобной и потому не заслуживает отдельного внимания. Возможно у вас получится практичней и оригинальней. Расстояние между механическим узлом и упором получилось таковым, что длина вала составила 75,0мм (76,5мм с зубцами). Вал изготавливается под конкретный тип каркаса. К сожалению, мне так и не удалось придумать один универсальный вал под все типы сразу. Пока изготовлено два вала под каркасы размеров E12 и E6.3. Изготовлялись они из полосок оргстекла толщиной 3мм тщательным обтачиванием надфилями вручную.

На валу под каркасы E12 сделан фиксатор. В толщу оргстекла засверлены два не сквозных отверстия под углом около 90 градусов относительно друг друга. В одно отверстие вставлен кусочек пружинки, изъятый из контакта какого-то мобильного телефона. В другое — изогнутый кусочек вывода радиоэлемента. Данная конструкция надёжно фиксирует каркас на валу.

Читайте также:  Стеновые панели для облицовки фасада

Сразу за упором расположился узел «горячей» клавиши. Он изготовлен из микропереключателя, выпаянного с платы компьютерной мышки и обычного красного светодиода. Все элементы закреплены на маленьком кубике оргстекла, который в свою очередь приклеен к станине. Все провода, идущие к данному узлу, были спрятаны в «шахты», просверленные в толще оргстекла станины.

Все соединения (кроме экранированных проводов фототранзистора) выполнены проводом МГТФ.

Отдельного внимания заслуживает сопряжение вала с ведущим колесом.

Тонким ножом сделана выборка материала внутри шестерни ведущего колеса, соответствующая двум 1,5мм выступам вала. Сцепление оказалось довольно надёжным и ни разу не подводило в процессе эксплуатации. Места выборки пометил углублениями с красным лаком на торце шестерни для удобства установки вала.

Сзади плату контроллера закрывает щиток из тонкого оргстекла с отверстием под разъём питания. Данная мера была вынужденной, поскольку применённый тип разъёма оказался весьма хлипким и разламывался при малейших боковых нагрузках.

В качестве источника питания применено импульсное зарядное устройство с логотипом «ORANGE» от неизвестной мне марки мобильного телефона (см. на первой фотографии). Данное устройство довольно мощное, даёт около 8,5В на холостом ходу и ток к.з. порядка 0,75А. При подборе блока питания рекомендую в первую очередь обращать внимание на напряжение. Большинство телефонных зарядок имеют напряжение холостого хода 5…6В – они не подойдут. Вполне сгодится сетевой адаптер со стабилизированным выходом 9В. При недостаточной мощности источника питания станок не сможет выйти на полную мощность и всё время будет останавливаться. В общем, блок питания должен иметь напряжение от 7 до 10В и обеспечивать ток 0,5А при напряжении не ниже 6В.

Рекомендуемый порядок сборки платы: 1) паяются все резисторы, 2) все конденсаторы, 3) диоды и транзисторы, 4) разъём программатора, 5) микроконтроллер, 6) индикатор, 7) тщательная промывка платы от остатков паяльных материалов, 8) разъём питания и кнопки, 9) локальная протирка участков платы с предельной осторожностью, чтобы смывочная жидкость с остатками паяльных материалов не попала внутрь кнопок и разъёма.

Настройка станка и работа с ним достаточно просты и не заслуживают отдельного описания. Вкратце отмечу, что кнопка «CLEAR» производит обнуление счётчика. Кнопка «RUN/SET» разблокирует «горячую» клавишу. Кнопка «STOP/MODE» останавливает намотку, её длительное удержание (более 2с) переводит станок в режим настроек. В режиме настроек кнопки «RUN/SET» и «CLEAR» служат для изменения выбранного параметра, кнопка «STOP/MODE» используется для перехода к следующему параметру. Вместо более детального описания предлагаю вам просмотреть видео, в котором всё это рассказано и показано. https://youtu.be/1tLzHcztzx4

Данный станочек имеет огромный скрытый потенциал для творчества. Так, например, его можно доработать, снабдив такими важными узлами, как узел натяжения и укладчик провода. При этом даже не потребуется доработка платы контроллера – лишь изменение программной части и назначения некоторых её контактов. Мои возможности, к сожалению, ограничены, но я с радостью поделюсь своими мыслями с желающими подхватить эстафету.

Ну и пару слов о технике безопасности. Все работы проводить исправными инструментами, исключительно по их прямому назначению. Рабочее место должно быть оборудовано вытяжной вентиляцией, а помещение проветриваться. Кто ещё не знаком с правилами электростатической безопасности – настоятельно рекомендую ознакомиться, поскольку данная конструкция содержит компоненты, чувствительные к статическому электричеству. И, помните, что содержащийся в припое свинец и содержащиеся в изоляции проводов галогены – чрезвычайно опасные вещества, с которыми сегодня борется весь цивилизованный мир. Не подвергайте опасности своё здоровье и здоровье ваших близких! Никогда не обжигайте изоляцию с проводов! Срезайте её кусачками-бокорезами, перевернув их острой стороной от себя.

Всем удачной сборки и хорошего настроения!

Простой намоточный станок

(рис. 1) позволяет наматывать катушки проводом диаметром от 0,15 до 1,5 мм виток к витку или внавал с подсчетом количества витков провода, намотанных на катушку.

Рис. 1 Простой намоточный станок.

На деревянном основании размерами 370x230x18 мм укрепляют шурупами два направляющих бруска с фасками под углом 45°. Между ними устанавливают деревянные стойки, одна из которых подвижная, другая — неподвижная. Между стойками устанавливают деревянный брусок с каркасом для намотки провода. Размер бруска должен соответствовать размеру каркаса катушки. С одной стороны на ось бруска надевают и закрепляют винтом ручку для вращения, а с другой стороны подключают счетчик для подсчета количества витков провода (счетный механизм берут от старого электросчетчика). Во время работы намоточный станок крепят к столу шурупом или винтом.

Приспособление для намотки катушек на базе точильного станка

(рис. 2). Для намотки катушек проводом диаметром от 0,1 до 0,6 мм можно приспособить точильный станок, снабдив его специальной оправкой, навинчиваемой на валик точильного круга вместо крепежной гайки, как показано на рисунке.

Если намоточными работами приходится заниматься часто, то целесообразно изготовить универсальную оправку, состоящую из двух одинаковых частей в виде усеченных пирамидок (рис. 2).

Рис. 2. Приспособление для намотки катушек на базе точильного станка.

Приспособление для намотки катушек на базе ручной дрели.

(рис. 3). Для намотки высокочастотных катушек, дросселей, малогабаритных трансформаторов проводом диаметром от 0,1 до 0,5 мм в любительских условиях можно приспособить обычную ручную дрель, зажатую в тиски.

Рис. 3. Приспособление для намотки катушек на базе ручной дрели.

В.Г. Бастанов
Пособие для радиолюбителей конструкторов

Ссылка на основную публикацию
Устройства для экономии электроэнергии своими руками
Когда появляется спрос на какой-то продукт, появляется и предложение. Постоянно растущие цены на электричество породили большое количество "чудо-приборов" (к примеру,...
Установка ветряка на участке
На что способен ветрогенератор В европейских странах уже давно строятся дома, в которых предусмотрены солнечные батареи и ветрогенераторы, но эти...
Установка видеонаблюдения в частном доме своими руками
Чтобы быть спокойным, надо следить за сохранностью дома, коттеджа, дачи. Можно, конечно, нанять сторожа, но видеонаблюдение для частного дома работает...
Устройства защиты и заземления
Защитное заземление — это специальное электрическое соединение с контактом «земля» различных электроприборов, металлические элементы которых не находятся под напряжением, но...
Adblock detector