Ручной намоточный станок для радиолюбителя

Намоточный станок с укладчиком на шаговом двигателе. 13 апр 2016 14:03 #1

Пользовался я мини- моталкой времен СССР. Но не выдержала она (лихої долі) и с шестерни ускоренной передачи 1:3 вылетала часть зубов. А на малых оборотах мотать очень долго.
Было решено смастерить намоточный станок, но со всеми наворотами.
В сети проекта с моими хотелками не оказалось. Но для себя выбрал два как на мой взгляд удачных и в тоже время простых для повторения.
Первый от Eddy71 намоточный станок из шуруповёрта Здесь как всегда все максимально просто и функционально, но в нем нет укладчика провода.
Второй от Andkiev-а «Намоточный станок своими руками» в данном проекте сделанный укладчик провода на ШД, но собрано все на старых элементах.
Решил объединить два проекта в один, даже положено начало. Но все же хотелось чтобы все было в одном устройстве на МК. Думаю, многим радиолюбителям данное устройство было бы полезным, хотя бы для коллекции на компьютере .

Уважаемый Soir знаю Ваш поход к проектам, думаю что все придуманное мной не самый лучший вариант . Но все же прошу взглянуть, и если найдете свободное время то возьмитесь пожалуйста за данный проект.
Во вложении как я себе представляю данный автомат намоточного станочка. Составил не полную схему в протеусе (бред), но выложил для того чтобы Вы поняли ход моих мыслей. Также составить описание как можно понятнее, возможно с ошибками но очень старался.

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.

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 (рис. 7-8).

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.

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 здесь на форуме. По возможности постараюсь ответить и помочь.

Желаю всем удачи в творчестве и всего наилучшего!

Архив "Намоточный станок"."

  • grisha3109
  • Не в сети
  • I’m here long time
  • Сообщений: 140
  • Спасибо получено: 9
Читайте также:  Как сделать пилораму из электропилы