Намоточный станок своими руками для катушек. Как своими руками сделать намоточный станок

Страница 26 из 92

2. ТИПЫ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ НАМОТОЧНЫХ СТАНКОВ. СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Процессу намотки обмоток трансформатора предшествуют подготовительные работы. К числу этих работ в первую очередь относится выбор оборудования и приспособлений, с помощью которых будет осуществляться намотка обмотки. Основным оборудованием служит намоточный станок.
а) Намоточные станки
Намоточные станки можно разделить на две основные группы: с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Обе группы имеют свои достоинства и недостатки. Общие требования ко всем намоточным станкам, вытекающие из особенностей работы, выполняемой на станке, сводятся к следующему: станок должен обладать плавным пуском, иметь надежное тормозное приспособление против обратного хода, достаточную мощность, а также возможность регулирования скорости. Плавный пуск станка обеспечивает постепенное натяжение провода и равномерную укладку витков в процессе изготовления обмотки и осуществляется благодаря наличию у него специальной фрикционной конусной муфты, включаемой посредством ножной педали. При нажатии на педаль рычаг воздействует на конусную муфту, которая, раздвигаясь и создавая трение, производит плавное зацепление механизма станка, и шпиндель начинает вращаться. При уменьшении давления на педаль конусная муфта приходит в свое первоначальное состояние, сцепление нарушается, станок приостанавливает движение. Ножное управление движением станка вызвано тем, что во время намотки катушек обе руки рабочего заняты укладкой витков. Для того чтобы несколько подробнее ознакомиться с механизмом станка и его кинематикой, рассмотрим станок с горизонтальной осью вращения, схематически изображенный на рис. 11-8,а [Л. 17].
Левая часть станка, называемая передней бабкой, содержит передаточный механизм станка, обеспечивающий передачу движения от электродвигателя к планшайбе. Схема этого передаточного механизма изображена на рис. 11-8,6. От электродвигателя М движение передается шестерням 1 к 2, находящимся в постоянном зацеплении. От шестерни 2 дальнейшая передача движения осуществляется посредством конусной муфты К и через червяк 3 и червячную шестерню 4 к оси О. От оси О к шпинделю Ш движение передается через одну из четырех имеющихся пар шестерен, т. е. через шестерни 5 и 6, или 7 и 8, или 9 и 10, или 11 и 12, в зависимости от того, какую частоту вращения должен иметь шпиндель. Для того чтобы получить любой из этих вариантов, сделано следующее: шестерни 6, 8, 10 и 12 прочно закреплены на шпинделе Ш и вращаются вместе с ним. Шестерни 5, 7, 9 и 11 свободно сидят на оси О, и при том же положении, какое изображено на рис. 11-8,6, при вращении оси О они остаются неподвижными. Для того чтобы одна из этих шестерен начала вращаться вместе с осью О и, таким образом, начала передавать движение от оси О к шпинделю Ш, необходимо каким-то образом эту шестерню «сцепить» с осью О. Для этого имеются две специальные, так называемые кулачковые муфты 13 и 14, которые закреплены на оси О посредством шпонок и, следовательно, постоянно вращаются вместе с нею. В то же время они закреплены на оси так, что, Не нарушая сцепления с осью О, они могут легко передвигаться вдоль оси на небольшое расстояние вправо и влево. Это передвижение кулачковых муфт осуществляется посредством рукояток А и Б.
При среднем положении рукояток А и Б, как это видно на рис. 11-8,6, кулачковые муфты 13 и 14 находятся в нейтральном положении, т. е. не сцеплены ни с одной из шестерен 5, 7, 9 и 11. Следовательно, если ось О с кулачковыми муфтами 13 к 14 к вращается, то шпиндель станка остается неподвижным. Для того чтобы шпиндель начал вращаться, необходимо одну из кулачковых муфт сцепить с одной из шестерен 5, 7, 9 и 11. Предположим, что рукоятку А мы поставим в положение III, от передвижения рукоятки кулачковая муфта 13 передвинется вдоль оси О влево и войдет в зацепление с шестерней 5. При таком положении мы уже не получим холостого вращения оси О. Благодаря сцеплению кулачковой муфты 13 с шестерней 5 мы получим передачу движения от оси О к шпинделю Ш через пару шестерен 5 и 6. Рукоятку А мы можем поставить в положение 1; тогда кулачковая муфта 13 войдет в зацепление с шестерней 7, и передача движения будет осуществляться через шестерни 7 и 8.
Аналогичное явление будет иметь место, если мы, оставив рукоятку А в нейтральном положении II, будем передвигать рукоятку Б. В этом случае передача движения будет осуществляться соответственно через шестерни 9 и 10 или 11 и 12.

Рис. 11-9. Намоточный станок с вертикальной осью вращения (диаметр планшайбы 3 000 мм).
1 - подвижная станина (стол); 2 - верхняя рама; 3 - настил раздвижной; 4 - стойка; 5 - электропривод планшайбы, 6 привод подъема подвижной станины, 7- разжимная оправка; 8 - поводок оправки, 9- планшайба; 10 - гибкий металлический цилиндр; 11 - нижняя прессующая плита; 12 - металлические подставки (для прессовки обмоток), 13 - редуктор, 14 центральная труба (шпиндель) оправки; 15 - обмотка, 16 - винт ходовой, 17 - шпиндель; 18 - электропривод раздвижного настила, 19 - механизм раздвижного настила; 20 - кожух, 21 - настил; 22 - анкерное крепление кожуха, 23 - эксплуатационный люк, 24 - люк механизма раздвижения настила.

Так как все рассмотренные шестерни имеют разные диаметры, количество зубцов и передаточное число каждой из пар шестерен различно, то, передвигая рукоятку Л или Б в то или иное положение, мы получаем определенную, необходимую для конкретного случая частоту вращения шпинделя. Все шестерни смонтированы в коробке скоростей. Последняя закрыта и наружу выходят только рукоятки (рис. 11-8,а).
Установка рукояток А и Б в то или иное положение делается только 1 раз перед началом намотки катушек. В процессе намотки остановка и пуск станка осуществляются только посредством конусного сцепления К (рис. 11-8,6). От нажима ногой на педаль посредством ряда рычагов конус сцепляется или расцепляется с шестерней 2, а в соответствии с этим шпиндель станка вращается или останавливается.
Необходимость изменения частоты вращения шпинделя вызывается двумя обстоятельствами: 1) диаметром наматываемой катушки: чем больше диаметр, тем меньше должна быть частота вращения, так как в противном случае рабочий не будет успевать правильно и хорошо укладывать витки; 2) сечением наматываемого провода и количеством параллелей: чем больше сечение провода и число параллелей, тем меньшую частоту вращения должен иметь шпиндель, иначе не хватит мощности станка для получения необходимого крутящего момента.
Для того чтобы знать, какая частота вращения шпинделя получается при том или ином положении рукоятки Л или Б, на каждом станке имеется соответствующая табличка.
Правая часть станка, называемая задней бабкой 10 (рис. 11-8,а), содержит пиноль 7, в которой закреплен вращающийся центр 6. В станине 11 имеются механизм перемещения задней бабки и Т-образные пазы для ее закрепления. Межцентровое расстояние зависит от положения плиты относительно передней бабки.
Станок устанавливается на бетонном фундаменте и закрепляется анкерными болтами. На некоторых станках монтируются специальные приспособления осевой и радиальной подпрессовки обмоток во время намотки, счетчики и программно-счетные устройства для отсчета числа витков.
Перейдем к намоточным станкам с вертикальной осью вращения. В нашей стране впервые вертикальнонамоточный станок был спроектирован и изготовлен на ЗТЗ в 1901 г. В настоящее время в эксплуатации находятся три типоразмера станков.

Основные технические данные станка для вертикальной намотки обмоток напряжением 220-750 кВ
Частота вращения планшайбы, об/мин........................ 10-30
Электродвигатель привода планшайбы (постоянного тока):
частота вращения, об/мин..................................... 1 600
мощность, кВт................................................................. 34
Скорость вертикального перемещения, м/мин. . . 1,5
Электродвигатель для вертикального перемещения механизма вращения:
частота вращения, об/мин............................................ 970
мощность, кВт................................................................. 20
ход стола, мм.......................................................... 2 500
осевая нагрузка, Н (100 тс)......................................... 0,75
максимальный диаметр катушки (обмотки), мм 3 200 Масса станка, т, 22

Конструкция станка (рис. 11-9) предусматривает размещение его станины и приводного механизма ниже уровня пола в специальном котловане, и только планшайба с укрепленной на ней оправкой для намотки обмоток может находиться над уровнем пола. По мере намотки оправка с частью обмотки опускается вниз, благодаря чему рабочий может производить намотку обмоток на удобном для себя уровне.
На подвижной станине 1 закреплены шпиндель 17 с планшайбой 9 и электроприводом 5. Вращение планшайбы осуществляется электродвигателем постоянного тока через клиноременную передачу и редуктор. Подвижная станина перемещается тремя ходовыми винтами 16, закрепленными в нижней и верхней неподвижных рамах.

Ходовые винты приводятся в движение приводом 6, укрепленным на нижней раме. Для вращения и вертикального перемещения планшайбы приводы имеют большой диапазон регулирования скорости. Вертикальная разжимная оправка 7 для намотки обмоток устанавливается на поводок 8 таким образом, чтобы труба оправки была надета на шпиндель и своим нижним кондом входила в пазы поводка. Требуемый размер внутреннего диаметра обмотки может быть получен изменением диаметра оправки. Для намотки обмоток меньших диаметров станок снабжен раздвигающимися настилами 3.

В радиолюбительской практике, часто возникает необходимость намотать/перемотать различные обмотки трансформаторов, дросселей, реле и др. .
При разработке данного станка, ставились следующие задачи:

1. Малые габариты.
2. Плавный старт шпинделя.
3. Счётчик до 10000 витков (9999).
4. Намотка с автоматической укладкой провода. Шаг укладки (диаметр провода) 0.02 - 0.4мм.
5. Возможность намотки секционных обмоток без перенастройки.
6. Возможность закрепления и намотки каркасов без центрального отверстия.

Рисунок 1.
Внешний вид намоточного станка.

Состав намоточного станка.

1. Подающая бобина (катушка с проводом).
2. Притормаживание (тормозной механизм).
3. Шаговый двигатель центровки бобины.
4. Шариковые мебельные направляющие.
5. Шторка оптических датчиков механизма центровки бобины.
6. Ручка перемещения позиционера на другую секцию при намотке секционных обмоток.
7. Кнопки ручного переключения направления укладки.
8. Светодиоды направления укладки.
9. Шаговый двигатель позиционера.
10. Шторки оптических датчиков границы намотки.
11. Винт позиционера.
12. Шариковые мебельные направляющие.
13. Наматываемая катушка.
14. Двигатель намотки.
15. Счётчик витков.
16. Кнопки настройки.
17. Оптический датчик синхронизации.
18. Регулятор скорости.

Устройство и принцип действия.

Подающий узел.

Подающий узел предназначен для закрепления на нём бобины с проводом, различных величин, и обеспечения натяжения провода.
В него входит механизм крепления бобин и механизм подтормаживания вала.

Рисунок 2.
Подающий узел.

Подтормаживание.

Без подтормаживания подающей бобины, намотка провода на каркасах будет рыхлая и качественной намотки не получится. Войлочная лента «2», тормозит барабан «1». Поворот рычага «3», натягивает пружину «4» - регулировка силы торможения. Для разной толщины провода, настраивается своё притормаживание. Здесь используются готовые детали видеомагнитофона.

Рисунок 3.
Подтормаживающий механизм.

Центровка бобины.

Малые габариты станка и расположение в непосредственной близости, наматываемой катушки и подающей бобины с проводом, потребовали ввести дополнительный механизм центровки подающей бобины.

Рисунок 4, 5.
Центрирующий механизм.

При намотке катушки, провод с бобины воздействует на шторку «5», выполненной виде “вилки” и шаговый двигатель «3», через редуктор с делением 6 и зубчатый ремень, по роликовым направляющим «4», автоматически сдвигает бобину в нужном направлении.
Таким образом, провод всегда находится по центру см. рис 4, рис 5:

Рисунок 6.
Датчики, вид сзади.

Состав и устройство датчиков.

19. Оптические датчики механизма центровки бобины.
5. Шторка перекрывающая датчики механизма центровки бобины.
20. Шторки перекрывающие датчики переключения направления позиционера.
21. Оптические датчики переключения направления позиционера.

Позиционер.

Шторками «20» рис. 6 - выставляется граница намотки. Шаговый двигатель, перемещает механизм укладчика, пока шторка не перекроет один из датчиков «21» рис. 6, после чего меняется направление укладки.
В любой момент можно изменить направление укладки кнопками «1» рис. 7.

Рисунок 7.
Укладчик.

Скорость вращения шагового двигателя «9» рис. 7, синхронизирована с помощью датчика «10», «11» рис 8, с вращением наматываемой катушки и зависит от диаметра провода установленного в меню. Диаметр провода, может быть выставлен 0.02 - 0.4мм. С помощью ручки «8» рис. 7, можно передвинуть весь позиционер в сторону, не изменяя границы намотки. Таким образом, можно намотать другую секцию в многосекционных каркасах.

Рисунок 8.
Оптодатчик.

Состав позиционера и оптодатчика.

1. Кнопки ручного переключения направления укладки.
2. Светодиоды направления укладки.
3. Шторки перекрывающие датчики переключения направления позиционера.
4. Линейный подшипник.
5. Капролоновая гайка.
6. Ведущий винт. Диаметр 8мм, шаг резьбы 1,25мм.
7. Шариковые мебельные направляющие.
8. Ручка перемещения позиционера на другую секцию при намотке секционных обмоток.
9. Шаговый двигатель.
10. Оптический датчик синхронизации.
11. Диск, перекрывающий датчик синхронизации. 18 прорезей.

Приёмный узел.

Рисунок 9.
Приёмный узел.

Рисунок 10, 11.
Приёмный узел.

1. Счётчик витков.
2. Коллекторный высокоскоростной двигатель.
3. Шестерня редуктора.
4. Кнопка «сброс счётчика».
5. Регулировка скорости.
6. Включатель «Старт намотки».
7. Крепёж наматываемой катушки.

Вращение наматываемой катушки, производит коллекторный высокооборотный двигатель через редуктор.
Редуктор состоит из трёх шестерён с общим делением 18. Это обеспечивает необходимый вращающий момент на малых оборотах.
Регулировка скорости двигателя, производится изменением питающего напряжения.

Рисунок 12, 13.
Крепление каркаса имеющего отверстие.

Конструкция приёмного узла позволяет закреплять, как каркасы имеющие центральное отверстие, так и каркасы, таких отверстий не имеющие, что хорошо видно на рисунках.

Рисунок 14, 15.
Крепление каркаса не имеющего отверстие.

Электрическая схема.

Рисунок 16.
Электрическая схема намоточного станка.

Всеми процессами станка, управляет микроконтроллер PIC16F877.
Индикация количества витков и диаметра провода, отображается на светодиодном четырёх знаковом индикаторе. При нажатой кнопке «D», отображается диаметр провода, при отжатой количество витков.
Для изменения диаметра провода, нажать кнопку «D» и кнопками «+», «-» изменить значение. Установленное значение автоматически сохраняется в EEPROM. Кнопка «Zerro» - обнуление счётчика. Разъём «ISCP» служит для программирования микроконтроллера.

P.S. Чертежей механической части не существует, потому что устройство изготовлялось в одном экземпляре, и конструкция формировалась в процессе сборки.
В данной конструкции были использованы имеющиеся в разборке элементы и узлы (не имеющие маркировки) от видеомагнитофонов и принтеров.
Ни в коем случае я не настаиваю в точном повторении данной конструкции, а лишь как в использовании каких-либо узлов от неё в своих конструкциях.
Повторение данного устройства возможно опытными радиолюбителями, имеющие навыки работы с механикой и способными изменить конструкцию под свои, имеющиеся механические части.
Механическая часть соответственно, может быть реализована по другому.
Редукторы на двигателях, могут быть и с другим делением.

Критические элементы:

Чтобы программа работала правильно, необходимо соблюсти ряд условий, а именно;
Оптический датчик «17» рис 1. , может быть другой конструкции, но обязательно на 18 отверстий.
Винт позиционера, обязательно с шагом 1,25мм - это стандартный шаг для винта диаметром 8мм.
Шаговый двигатель позиционера 48 шагов/оборот, 7.5 градусов/шаг - это самые распространённые двигатели в оргтехнике.

Демонстрационный ролик работы станка:

Ниже в прикреплении (в архиве) собраны все необходимые файлы и материалы для сборки намоточного станка.
Если по сборке и наладке у кого-то возникнут какие либо вопросы, то задавайте их на форуме. По возможности постараюсь ответить и помочь.

Желаю всем удачи в творчестве и всего наилучшего!

Архив "Намоточный станок"."

Прошло почти два года после моего вселения в наш Дата-город. Пришло время отсчитаться о проделанной работе.
Первое, о чем хочу рассказать - это простейшая трансомоталка. Я решил победить миф о трудностях в намотке трансформаторов, как звуковых, так и силовых. Глаза боятся, а руки делают!

Началось всё с такого вот простейшего станка за 7 рублей 20 копеек,
приобретенного еще в 80-е годы прошлого столетия.

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.

Но, из-за незничительного расхождения диаметров шкивов и пробуксовывания пасика, показания счетчика несоответствовали количеству намотанных витков. От этого привода пришлось отказаться и переделать на шестеренчатый.

Намоточный станок – устройство, предназначенное для наматывания изделий имеющих значительную длину на специальное основание (катушку), их можно сделать своими руками.

Такие устройства в зависимости от размера и материала наматываемого изделия могут отличаться в конструкторском исполнении. Но в основе их лежит использование вала, имеющего силовой привод обеспечивающий вращение, а так же блок, отвечающий за направление подачи наматываемого изделия.

Для проведения операций по наматыванию, обязательно используется катушка, которая надевается на вал устройства. Эта катушка служит либо основанием изделия (например такого как, обмотка трансформаторов) либо для его транспортировки (например различные бухты с тросами, проводами и так далее).

Для проведения работ по наматыванию проволоки сечением до 3,2 мм, можно воспользоваться устройством – намоточным станком. Такой станок станет альтернативой промышленному агрегату и поможет в проведении работ, по изготовлению трансформаторов, катушек и дросселей.

Изготовление самодельного намоточного станка

1) Этот самодельный намоточный станок призван автоматизировать процесс намотки проволоки на электрические катушки. Он ни в чем не уступает своим заводским «собратьям». А собрать его довольно просто из подручных средств. В основном это детали уже отживших свой срок электрических приборов.

2) Каркас станка чем-то напоминает швейную машинку. На основе закреплены две вертикальные опоры. К ним крепится вращающийся вал с держателями для катушки. К одной из опор подведен электрический привод.

3) С ролью преобразователя электрического тока отлично справится импульсный блок питания тюнера марки «Tricolor». На его плате установлены защитные фильтры, предусмотрена защита от перегрузки. Также здесь установлен «плавный пуск» (Soft start). Заявленная мощность в пределах 30 Ватт.

4) Основным узлом является редуктор. Он взят с обычной мясорубки, отечественного производства. Крепление редуктора осуществляется при помощи саморезов.

5) Вращательный вал приводится в действие двигателем. Демонтирован движок с не рабочей старой швейной машинки.

Дополняет комплект педаль. Выполняет роль своеобразной пусковой кнопки. В зависимости от силы нажатия, педаль позволяет регулировать обороты. Была снята с вышеуказанного швейного агрегата.

6) Под столом располагается подвес. Он выполнен в виде горизонтально расположенного стального штыря. На него надевается катушка с обмоточной проволокой. Держатель имеет раскладной характер. Он компактно складывается, когда станок находится в не рабочем положении.

7) Вращение рабочего вала происходит при помощи ремня. Он передает вращательный момент от двигателя. Прямо под тросом, на рабочую поверхность нанесена стрелка. Она показывает направление движения ремня. А также не дает перепутать сторону, в которую необходимо провернуть вал.

8) Тут же располагается электросчетчик, который показывает количество совершенных витков. Путем нажатия кнопки, способен сбрасывать показатели циферблата. Такие двенадцативольтовые счетчики без труда можно найти на любом радиорынке.

9) Блок питания для счетчика является не стабилизированным. Рассчитан примерно на 15 Вольт. Функционирование счетчика обеспечивает кнопка и эксцентрик, который ее нажимает при вращении вала. Вся эта система соединена обычным проводом.

10) Одна из опор изготовлена из отходов текстолита и ваты. При помощи моментального клея в эту конструкцию надежно «внедрен» подшипник.

11) Держатель катушки выполнен из обрезка шестигранника. Хорошо виден вышеупомянутый эксцентрик. Вылеплен он из ваты и пропитан суперклеем.

12) Держатели изготовлены из дерева. Это позволяет оперативно подгонять их по необходимые габариты. Подгонка осуществляется путем стачивания.

Для того, чтобы наматываемый провод не терся об угол основания, к нему была приклеена втягивающая система. Такая есть в любом автомобильном проигрывателе. Благодаря, очень мягкой силиконовой резинке, проволоку повредить очень трудно.

Видео: как сделать намоточный станок для самодельных трансформаторов.

Станок для намотки трансформаторов

1. Счетчик витков.

2. Два режима оборотов

(MIN - 1 оборот за 3 сек. MAX - чуть больше секунды)

3. Реверс.

4. Плавный пуск.

5. Выход на СОМ-порт для управления намоткой с компьютера.

Шутка. Выход на педаль дублирующий переключатель вперед/назад.

Конструкция и детали:

Когда разобрал негодный электродвигатель с редуктором стеклоочистителя от автомобиля ВАЗ, то сразу натолкнуло на мысль, что это уже готовый станок для намотки трансформаторов.

1. Малые обороты.

2. Моментальная остановка после отключения питания.

3. Червячный редуктор не дает катушке произвольно прокручиваться.

Поменял щетки, смазал - моторчик заработал. Перепаял провода чтобы контакты работали на смыкание.

Из всего комплектующего купил только калькулятор. На плате калькулятора нашел дорожки идущие на кнопку = и подключил к контактам на редукторе. Теперь остается только перед намоткой трансформатора набрать +1, а эксцентрический вал при каждом обороте смыкает контакты и на калькуляторе при каждом оботроте добавляется единица. Если во время намотки какой-то косяк и нужно отмоталь назад, набрал -1 и счетчик осчитывает витки обратно.

Трансформатор нашел с вторичками 9 и 17 вольт. Для плавного пуска подобрал термистор около 10Ом.

Сразу выточил переходники под шпильки Ø3мм, Ø6мм, Ø8мм. И на всякий случай под патрон.