Укладчик витков для намоточного станка

Устройства для наматывания медного провода часто используются в работе электриков и радиолюбителей. В качестве основы для провода используют специальную катушку. При проведении работы в промышленности процесс требует точности и скорости. В домашних мастерских намоточный станок также может применяться для проведения рассматриваемой работы.

Метод работы намоточного станка

На сегодняшний день намоточный станок считается весьма востребованным оборудованием, при его применении проводится создание однослойных и многослойных катушек трансформаторного типа. За счет подобного механизма можно равномерно распределить проволоку на подготовленные барабаны. Выделяют ручные и автоматические варианты исполнения станков, оба работают по схожему признаку:

1. Основное вращение может передаваться от установленного электрического привода или механической рукоятки. В случае рукоятки она крепится на вал, который также используется для крепления барабана.
2. Укладка проволоки упрощается за счет специального направляющего элемента. Именно он также обеспечивает равномерность распределения мотков.
3. Специальный счетчик может определять количество витков, которые укладываются на барабан. При изготовлении самодельных конструкций в качестве счетчика может использоваться велосипедный спидометр.

Устройство намоточного станка

Применение специального механизма позволяет проводить рядовую и тороидальную, перекрестную укладку проволоки. Электрический вариант исполнения характеризуется высокой эффективностью, вращение передается от электрического двигателя через ременную передачу и шкивы. Фрикционная муфта делает работу более плавной, что исключает вероятность обрыва.
Современные варианты исполнения оснащены цифровым оборудованием. Установленные блоки памяти могут не только считать количество витков, но и запоминать эту информацию.

Механизм намоточного станка

Рассматривая ручной намоточный станок нужно учитывать, что в продаже есть несколько различных вариантов конструкции: рядовой, тороидальный и универсальный. Все варианты исполнения характеризуются определенными особенностями, которые нужно учитывать.

Схема сборки намоточного станка

Намоточный станок, который проводит рядовую укладку проволоки, состоит из следующих элементов:

1. В основе конструкции лежит сварная рама, которая имеет посадочные места и отверстия для фиксации других основных элементов.
2. Подобный станок обладает механизмом, за счет которого длинномерный материал распределяется по всей длине барабана равномерно. Распределение проводится за счет каретки с направляющими роликами, которая и переводится вдоль барабана.
3. Модели намоточных станков могут отличаться друг от друга размерами и функциональными возможностями.

Встречаются и стандартные механизмы, предназначенные для укладки проволоки. Среди их особенностей можно отметить следующие моменты:

1. Основная часть конструкции представлена каркасом, который изготавливается из металла и дерева. Она расположена вертикально.
2. Опоры служат для расположения двух горизонтальных осей: одна используется для установки пластин, вторая катушки.
3. Механизм имеет и сменные шестерни, которые предназначены для передачи вращения.
4. Ось соединена с рукояткой. Для ее фиксации используется цанговый зажим.
5. В качестве фиксатора используются винты и гайки.

Если наматывать нужно на тороидальные сердечники, то используется механизм кольцевого типа. Он имеет следующие особенности:

1. Конструкция напоминает челнок, который работает по принципу швейной иглы.
2. Намоточное устройство подобного типа имеет шпулю. Она представлена сочетанием двух пересекающихся колец со съемным сектором.
3. Для того чтобы шпуля вращалась устанавливают электрический двигатель.

При учете особенностей подобных механизмов можно создать самодельный намоточный станок. Он не будет существенно уступать покупным, при этом обойдется недорого.

Необходимые материалы и комплектация для изготовления

Основным элементом практически любой конструкции можно назвать каркас. Он изготавливается при скреплении всех элементов сваркой. Особенности конструкции следующие:

1. Самодельный намоточный станок не должен выдерживать большую нагрузку. Поэтому в отдельных элемента просверливаются отверстия, после чего привариваются к основанию.
2. В ранее созданных отверстиях монтируют втулки, в нижних располагают подшипники.
3. С внешней стороны конструкции крепежные элементы прикрываются крышками.
4. Верхний вал должен иметь диаметр 12 мм. Он предназначен для фиксации катушки.
5. Средний предназначен для распределения нити по барабану. Перед тем как использовать механизм этот элемент полируется.
6. Нижний вал предназначается для подачи длинномерного материала. Его размер может варьировать в большом диапазоне.

Намоточное устройство может изготавливаться самостоятельно. Рекомендуется использовать трехступенчатые шкивы, которые вытачиваются из закаленной стали.

Устройство укладчика проволоки

Процесс распределения длинномерного материала осуществляется за счет трех пластин, которые соединяются между собой. В верхней части создаваемой конструкции просверливается отверстие 6 мм. Он служит для установки винта:

1. В пластины монтируются втулки, диаметр и длина которых 20 мм.
2. Наружные элементы соединяются при вклеивании желоба из кожи. Они требуются для выравнивания и натягивания катушки.
3. Сверху крепится стержень из стали, на котором есть витки резьбы. Он предназначен для скрепления пластин.
4. Упростить процесс можно при установке откидного кронштейна.

Устройство укладчика проволоки

Самодельный намоточный станок характеризуется высокой эффективностью. Намоточное устройство изготовить достаточно просто даже при использовании простых материалов и инструментов.

Изготовление счетчика витков

В некоторых случаях нужно знать количество уложенных витков. Для этого устанавливается специальное устройство, которое также можно изготовить самостоятельно. Среди особенностей отметим следующие моменты:

1. На верхний бал крепится обычный электрический магнит.
2. К одной из сторон подводится изолированный провод.
3. Отводимые контакты подсоединяются к специальному калькулятору.
4. Катушка с проводом размещается отдельно.

За счет подобно расположения основных элементов счетчик получается компактным и весьма эффективным в применении. Станок для намотки с самодельным устройством подсчета витков дает небольшую погрешность, что стоит учитывать.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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.

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.

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!

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.

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.