Станок для намотки катушек своими руками

Как я сделал станочек для намотки трансформаторов, простой и точный

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.

Похожие новости

Комментарии (20)

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.

Самодельный станок для намотки катушек трансформаторов

Для тех кто занимается самостоятельной сборкой ламповых усилителей или сборкой самодельной акустики , иногда возникает потребность намотать, самостоятельно, выходной трансформатор или катушку индуктивности для акустики. Можно купить готовое изделие, но хороший выходной трансформатор может стоить от 10 т.р. до 100 т.р., а во вторых его придётся долго ждать. Иногда, выполнение заказа на изготовление выходных трансформаторов затягивается на пару месяцев, а если заказывать из-за границы, то доставка, тоже, может затянуться на несколько месяцев. Так как трансформаторы это очень тяжёлые изделия, то , как правило, выбирается самая экономичная доставка, а экономичная — значит долгая.

Всё началось с того , что увидел открытый проект от TDM Lab с выложенным программным обеспечением (видео Намоточный станок , и Прошивка, модели и схема https://cloud.mail.ru/public/YTqk/46a49K5DN ).

Электроника собрана на АРДУИНО НАНО 3 и символьном 2-х или 4-х строчном экране. Схема из проекта от TDM Lab , за что автору проекта большое спасибо.

Первым делом, спаял электронику и напечатал на 3D принтере корпус для неё.

У меня были шаговые двигателя от старых принтеров на 7,5 градусов за шаг или 48 шагов на оборот. Для 3D принтера эти движки не подходят — мало количество шагов, а для этого проекта они подошли.

Если посмотреть все части видео от TDM Lab , то видно, что во второй версии увеличили мощность двигателя, так как не хватало мощности для навивки толстой проволоки, поэтому я реализовал схему с редуктором , с коэффициентом редукции 9,5. Шестерня — это штатная шестерня от лазерного принтера «донора»- через неё проворачивали вал лазерного картриджа в принтере.

Каретку укладчика выполнил с тремя роликами, которые поджимаются винтами и можно регулировать , частично, натяг проволоки.

Каретка укладчика перемещается на 10 мм валах и на линейных подшипниках. Просто, были в наличии такие валы и подшипники. Для винтовой передачи использована 8 мм строительная шпилька и обычная гайка. Шпильку выбирал «по ровнее», но и то её пришлось равнять напильником и шлифовать пастой ГОИ. Люфт гайки выбирается на первом витке при смене направления и затем он не влияет на укладку витков, затем при смене направления снова выбирается на первом витке и снова дальше не влияет на смену направления. Заказал винт-трапецию с шагом 1 мм (у 8 мм резьбы шаг 1,25мм) — приедет , поставлю.

Катушка подачи проволоки крепится на 5 мм валу без подшипников и своим трением также мешает само разматываться катушке и обеспечивает дополнительный натяг проволоки.

При настройке станка пробовал наматывать проволоку с разным диаметром — 1,2 мм мотает с трудом, но мотает, но идет перегрузка по току и соответственно идут сбои у укладчика. а 0,8 мм уже штатно с нормальным перемещением каретки мотает. Для пробы размотал старый трансформатор со старой лаковой пропиткой и остатками припоя на проволоке.

Также попробовал мотать 0,16 мм. Качество на фото ниже. В принципе, мотает для начала уже не плохо. Не идеально, но надо какое то время, чтобы отладить станок до конца. Но в принципе, уже можно мотать трансформаторы и качество будет лучше , чем при использовании ручной намотки. Ну. моей ручной намотки.

После намотки пробных катушек трансформаторов сделал натяжитель

провода- две фторопластовые плашки прижимаются друг другу двумя пружинками — винтами можно регулировать натяг. Один минус фторопласт быстро пропиливается.

Намотал пару выходных трансформаторов на железе от КИНАПОВСКОГО накального дросселя — пару без натяжителя и пару с натяжителем провода.

Изготовление намоточного станка своими руками

В работе радиолюбителей и электриков полезны устройства для наматывания медного провода диаметром 1,5 мм на специальную электрическую катушку. В промышленных условиях данный процесс требует скорости и точности. Домашние мастера могут воспроизвести такую технологию. Для этого понадобится самодельный намоточный станок. Для него характерны такие признаки:

• простота создания и эксплуатации;
• возможность использования разных трансформаторов;
• наличие дополнительных функций: подсчет количества проволочных мотков.

Метод работы намоточного станка

Станок для намотки – востребованное оборудование, с помощью которого наматывают трансформаторные однослойные и многослойные катушки цилиндрического типа и всевозможные дроссели. Намоточное устройство равномерно распределяет проволоку обмотки с определенным уровнем натяжения. Оно бывает ручным и автоматическим, и работает по такому принципу:

• Вращение рукоятки задает намотку проводки или кабеля на каркас катушки. Она служит основанием изделия и надевается на специальный вал.
• Проволока перемещается горизонтально благодаря направляющему элементу укладчика.
• Количество витков определяют специальные счетчики. В самодельных конструкциях эту роль может выполнять велосипедный спидометр или магнитно-герконовый датчик.

Ручной прибор для укладки провода довольно примитивный, поэтому редко применяются на производстве.

Намоточный станок на механическом приводе позволяет выполнять сложную обмотку:

Он функционирует с помощью электрического двигателя, который задает движение промежуточного вала с использованием ременной передачи и трехступенчатых шкивов. Большую роль при этом играет фрикционная муфта сцепления. Благодаря ей станок работает плавно, без толчков и обрывов проволоки. Шпиндель с закрепленной оправой, на которую надета катушка, производит запуск счетчика. Намоточный станок настраивается с помощью винта под любую ширину катушечного каркаса.

Современные модели оснащены цифровым оборудованием. Они работают посредством специально заданной программы, которая хранит информацию в запоминающем устройстве. Значение длины и диаметра провода позволяет точно определить точку пересечения линий.

Механизм намоточного станка

Станок для намотки классифицируют по группам:

• рядовой;
• универсальной;
• тороидальной намотки.

Каждое изделие имеет индивидуальную конструкцию.

Намоточный станок, выполняющий рядовую укладку проволоки, состоит из таких элементов:

• Механизм намотки имеет вид сварной рамы, которая оборудована двигателем, зубчато-ременной передачей, передней и задней бабкой.
• Механизм раскладки позволяет перемещать длинномерный материал вдоль оси намотки. Это сварная конструкция, по которой двигается каретка с направляющими роликами для провода.
• Модели устройств отличаются друг от друга габаритами и функциональными возможностями.

Стандартная модель прибора для укладки провода несколькими перегибами за один оборот предполагает наличие таких элементов:

• Основной каркас, состоящий из деревянных или металлических стоек, которые занимают вертикальное положение.
• Между опорами расположены две горизонтальные оси: одна предназначена для пластин, другая – для катушки.
• Сменные шестерни, посылающие на катушку вращение.
• Рукоятка, которая вращает катушечную ось. Для ее фиксации используют цанговый зажим.
• Фиксаторы: гайки, винты.

Намотка проволоки на тороидальные сердечники осуществляется посредством специализированного оборудования кольцевого типа:

• Приспособление имеет вид челнока, работающего по принципу швейной иглы.
• Шпуля представляет собой механизм двух пересекающихся колец с вынимающимся сектором, на который устанавливают тороидальный каркас.
• Вращение шпули задает электродвигатель.

Необходимые материалы и комплектация для изготовления

Чтобы собственноручно сделать станок для намотки проволоки на круглый каркас, понадобится несколько деталей.

Станина из листового материала, скрепленного сварочным методом. Оптимальная толщина основания – 15 мм, боковых частей – 6 мм. Устойчивость конструкции обеспечивается ее тяжестью:

• Боковые части прикладывают друг к другу, одновременно просверливают в них отверстия.
• Подготовленные элементы приваривают к основанию.
• В высоко расположенные пробоины монтируют втулки, в нижние – подшипники, которые можно взять из использованного дисковода.
• Крепежные детали с внешней стороны боковин надежно фиксируют крышками.

Важные составляющие конструкции станка – валы:

• Верхний вал диаметром 12 мм держит каркас катушки. Его роль может исполнять аналогичная конструктивная деталь вышедшего из строя матричного принтера.
• На средний вал такого же диаметра опирается устройство подачи длинномерного материала. Перед вводом в эксплуатацию его желательно отполировать.
• Нижний вал является подающим элементом. Его размеры зависят от шага резьбы.

Втулка укладчика диаметром и длиной по 20 мм. Ее внутренняя резьба совпадает с резьбой нижнего вала.

Шкивы – трехступенчатые, выточенные из стали, общей толщиной не более 20 мм. В противном случае придется увеличить хвостовики верхнего и нижнего валов. Каждый блок содержит три канавки с разным диаметром, в зависимости от сечения проволоки. Их ширина определяется пассиками. Такая комбинация обеспечивает большое разнообразие шагов намотки провода.

Устройство укладчика проволоки

Укладка и намотка проволоки осуществляются за счет трех пластин, скрепленных между собой винтами диаметром 20 мм. В верхней части делают небольшое отверстие 6 мм, куда вставляют винт регулировки натяжения:

• В верхнюю и нижнюю часть внутренней пластины монтируют фторопластовую и стальную втулки диаметром и длиной по 20 мм.
• Между наружными элементами вклеивают кожаный желобок толщиной до 2-х мм, необходимый для выравнивания и натягивания проволоки катушки.
• Вверху укладчика монтируют специальный стержень с резьбой или мини-струбцину, которая скрепляет внешние пластины и регулирует натяжение. Расстояние крепления зависит от диаметра провода.
• Для удобства работы конструкцию дополнительно оснащают откидным кронштейном для катушки.

Изготовление счетчика витков

Для определения количества намотанных витков на станке необходим специальный счётчик. В самодельном станке устройство делают так:

• К верхнему валу крепят электромагнит.
• Герметизированный контакт располагают на одной из боковин.
• Выведенные контакты геркона соединяют с калькулятором в том месте, где находится кнопка «=».
• Катушку с проводом размещают отдельно – на другом валу с рычагами, которые поднимают устройство вверх и складывают его внутрь станка.

Благодаря этим элементам, оборудование становится компактным и не занимает много места.

Принцип работы на станке

Трудиться на сконструированном станке несложно. Технологический процесс требует выполнения определенных действий:

1. Верхний вал подготавливают к работе: снимают шкив, задают нужную длину каркаса катушки, устанавливают правый и левый диски.
2. В отверстие верхнего вала вставляют крепежное изделие, центрируют и зажимают каркас специальной гайкой.
3. На подающий вал монтируют нужный шкив для первичной обмотки.
4. Напротив каркаса катушки устанавливается укладчик.
5. Пассик одевают на шкивы кольцом или восьмеркой, в зависимости от вида укладки.
6. Металлический провод заводят под дополнительный вал, укладывают в желобок, закрепляют.
7. Натяжение проволоки регулируют при помощи зажимов, расположенных вверху укладчика.
8. Провод должен плотно наматываться на основу катушки.
9. На калькуляторе фиксируют числовое значение «1+1».
10. Каждый оборот вала прибавляет заданный счет.
11. Если витки нужно отмотать назад, на вычислительном устройстве нажимают «–1».
12. Когда провод достигнет противоположной части каркаса, с помощью цангового зажима меняют положение пассика.

Под разную толщину металлического провода соотносят шкив с шагом намотки.

Видео по теме: Намоточный станок с укладчиком — своими руками

Намоточный станок на Arduino версия 2.0

С момента публикации первой версии намоточного станка на Arduino прошло уже больше года. С тех пор я переосмыслил некоторые важные моменты по механике, электронике и программе управления, и в данной статье расскажу о реализации обновления 2.0. По базовой конструкции и электросхеме обе версии весьма схожи и, чтобы не повторяться, я буду делать отсылки к первой статье и рекомендую уважаемому читателю ознакомиться с ней перед прочтением данной.

В ходе обсуждения на форуме и работы со станком одной из главных проблем был выявлен «дерганый» режим автонамотки, когда основному двигателю приходилось останавливаться во время работы укладчика, что приводило к рывкам проволоки и расшатыванию всей конструкции. В дополнение к предыдущему отсутствовал разгон основного двигателя, что еще больше усугубляло ситуацию. Второй проблемой являлся крайне неудобный способ установки и снятия оправки, на которую производиться намотка. Для этого необходимо было разобрать всю намоточную ось, что крайне затрудняло работу.

Итак, обо всем по порядку. Программа работы обоих шаговых двигателей теперь организована в одном прерывании, что позволило «рулить» ими одновременно. При этом для лучшей плотности витков двигатель укладчика делает перемещение в конце цикла витка, что позволяет поджимать новый виток к предыдущему. Плюсом к этому, основной двигатель выходит на заданную скорость с ускорением, а если точнее, то начинает движение с некоторой скоростью Vo≈4 об/мин и разгоняется за оборот до заданной. Это уменьшает рывок проволоки в начале намотки. Параметр меню «Speed» теперь устанавливает скорость в оборотах в минуту, программный предел 300 об/мин, хотя я не тестировал при реальной намотке скорости даже близкие к предельной, т.к. для этого необходимо исключить все или почти все пластмассовые детали из механики. В меню автонамотки добавлен параметр Direction, который назначает начальное направление укладчика.

Это было трудным решением, но упразднена вторая опора под ось оправки, что позволяет теперь ставить и снимать ее гораздо удобнее. Шпильку М8 держит на оси двигателя жесткая муфта, но автор оставляет за читателем право заменить это, не вполне надежное соединение, на цанговый патрон. Так же стоит отметить, что многое зависит от жесткости опоры двигателя 23HS5628 и, весьма вероятно, что ее нужно заменить на более крепкий вариант. В файлах проекта есть два варианта 3D печати этой опоры, предлагаю самостоятельно оценить их прочностные характеристики или изготовить опору самостоятельно. Укладчик теперь — это резьбовой вал М8 с шагом 1мм, по которому ходит гайка «анти-люфт», и обычный вал ø8. Все STL модели приложены внизу статьи, диаметры отверстий даны преимущественно под рассверловку. Шаг резьбы укладчика можно изменить в коде:

В связи с применением ШД 23HS5628 питание теперь обеспечивает БП LRS-75-24 с выходным 24 Вольта, драйвер для большого двигателя теперь TB6600, а для маленького оставлен прежний DRV8825. Про установку тока на DRV8825 читай предыдущую статью. Управляющие выводы микроконтроллера для драйверов остались неизменны. Если установлен CNC Shield, то это будут ось «A» для укладчика и ось «Z» для намоточного двигателя. Подшипники KP08 заменены на KFL08, но это уже частности и оба варианта вполне работоспособны.

Еще стоит сказать о натяжителе проволоки. Отдельного конструктива под него нет, автор реализовал его парой резиновых шайб и гаек, которые поджимаются к подшипнику катушки и тем создают трение. Работоспособно, но не идеально, надеюсь с вашей помощью найду лучшее решение.

Еще немного по программе:

Протокол обмена данными LCD с последовательного I2C заменен на параллельный полубайтовый (см. схему), он быстрее и, при наличии свободных ног, я не нашел причины ужиматься. Хотя на данный момент программа использует 2 строки и 16 символов (1602 LCD), но я к своей версии уже подключил LCD 2004 в сборке с энкодером и бузером что является заделом на будущее. Вернуть к варианту 1602 I2C в текущей версии ПО все еще возможно, раскомментировав нужные строчки:

В дальнейшем я все таки перейду на 4 строки и поддержку 2 строчных дисплеев обещать не могу. Версия программы 2.0 является «альфой» и я думаю в теме для обсуждения статьи мы с вами быстро поправим баги.