Схема намоточного станка с шаговым двигателем

Для всех радиолюбителей, либо энтузиастов увлекающихся звуковоспроизводящей аппаратурой, намоточный станок является крайне востребованным оборудованием. Такие устройства используются для намотки однослойных и многослойных катушек цилиндрического типа для трансформаторов.

В данной статье мы изучим устройство и принцип работы намоточного станка, а также рассмотрим пошаговую инструкцию, следуя которой вы сможете сделать такое оборудование своими руками.

1 Конструкция и принцип работы

Намоточный станок незаменим при производстве однотипных изделий. Существует два вида таких агрегатов — автоматические и ручные, при этом последние в промышленной сфере практически не распространены из-за ограниченной функциональности.

Однако габаритные размеры, большой вес и стоимость автоматических намотчиков делают их неприменимыми в быту, поэтому для дома лучше обзавестись ручным станком. Стандартная конструкция такого устройства состоит из следующих элементов:

  • несущий каркас из двух вертикальных стоек из металла либо дерева, между которыми зафиксированы горизонтальные оси (на центральной стойке — для пластин с колесиком, на внешней — для самой катушки);
  • большая и малая шестерни, передающие на катушку крутящий момент;
  • ручка, зафиксированная на большой шестерни, посредством которой вращается ось с катушкой;
  • крепежные элементы — винты и гайки.

Схема конструкции намоточного станка

Принцип действия такого устройства предельно прост — вращение ручки приводит к намотке на вращающийся каркас проволоки либо кабеля, за равномерность намотки отвечает направляющая укладчика, которая перемещает проволоку в горизонтальной плоскости.

Контроль количества витком может выполняться как визуально, так и с помощью специальных счетчиков, простейшим из которых является обычный велосипедный одометр. В более продвинутых станках в качестве счетчика используется специальный магнитно-герконовый датчик.
к меню ↑

1.1 Магазинные станки

Среди промышленных намоточных агрегатов повсеместной популярностью пользуется станок для намотки кабеля СРН-05М3. Данная модель была запущена в эксплуатацию еще во времена СССР, и с тех пор хорошо себя зарекомендовала благодаря высокой надежности и производительности. На вторичном рынке СРН-05М3 можно найти за 15-20 тыс. рублей.

СРН-05М3 выполнен в корпусе из чугуна, вес оборудования составляет 80 кг, габариты — 877*840*142 см . Станок позволяет наматывать однослойные, двухслойные и тороидальные катушки в режиме автоматической укладки. Минимальный диаметр кабеля — 0.05 мм, максимальный — 0.5 мм. Агрегат комплектуется однофазным электромотором типа УЛ-62, мощность которого составляет 0.18 кВт. Наибольшая скорость вращения при намотке — 5100 об/мин.

Для бытовой эксплуатации лучшим выбором будет ручной станок NZ-1 (Китай). Несмотря на страну происхождения NZ-1 является достаточно надежным и функциональным оборудованием. Агрегат предназначен для наматывания катушек диаметром до 150 мм, с максимальной шириной не более 100 мм. Коэффициент передаточного отношения составляет 1:08 в быстром режиме намотки и 1:0.1 в медленном. Максимальная скорость — не более 1000 об/мин.

NZ-1 укомплектован счетчиком витков механического типа. Корпус выполнен из металла, опорная станина — из чугуна. Станок оснащен шкивом, что позволяет подключаться к нему электродвигатель через ременную передачу и работать в автоматическом режиме. Стоимость такого оборудования варьируется в пределах 4-5 тыс. рублей.
к меню ↑

1.2 Самодельный намоточный станок (видео)


к меню ↑

2 Делаем станок для намотки своими руками

Представленный в данном разделе статьи станок для намотки кабеля позволяет работать с катушками на квадратном, круглом и прямоугольном каркасе с диагональю до 200 мм, его можно будет комплектовать разными шкивами, что позволит менять шаг намотки в пределах 0.3-3.2 мм.

Приведенная схема демонстрирует каркас станка. Для сборки станины используются металлические листы толщиной 15 мм (для основания) и 5 мм (для боковых участков). Экономия на толщине металла не приветствуется, так как она ведет к уменьшению веса агрегата и, как следствие, ухудшению его устойчивости.

Вам потребуется вырезать заготовки станины (размеры соблюдаются) и просверлить в них два сквозных отверстия, затем боковушки привариваются к пластине основания. В нижнее отверстие нужно смонтировать 2 подшипника, в верхнее — втулки под вал вращения.

В качестве вала можно использовать пруток гладкой арматуры 12 мм, которую предварительно нужно отшлифовать и покрасить. Для втулки укладчика можно брать пруток диаметром 10 мм, по всей длине которого нарезается резьба стандарта М12*1,0.

Шкивы лучше вытачивать тройные, однако учитывайте, что их совокупная толщина не должна превышать 20 мм. При большей толщине потребуется дополнительно увеличивать длину валов на аналогичный размер. Указанная в схеме комбинация шкивов позволяет применять 54 разных шага намотки. Если вам необходимо работать с проводами диаметром менее 0.31 мм, потребуется дополнительный шкив 12/16/20 мм, с ним вы сможете наматывать провода 0.15 мм.

Рукоять намоточного станка

Для сооружения ручного привода вам потребуется крупноразмерная шестерня и рукоять, которые фиксируются посредством цангового зажима на верхнем валу. Благодаря использованию цанги вы сможете при необходимости прервать намотку фиксировать ручку, тем самым препятствуя разматыванию катушки.

Счетчик витков для намоточного станка делается из обычного калькулятора. Также вам потребуется магнит с герконовым датчиком (можно купить в любом магазине радиотехники), выводы которых необходимо присоединить к контактам калькулятора на кнопке «=».
к меню ↑

2.1 Как работать на самодельном станке?

И так, оборудование готово, как же на нем работать? Чтобы установить каркас для намотки необходимо выдвинуть из посадочного гнезда верхний вал на длину, равную длине оправы. Далее на вал монтируется правый диск и оправка катушки, поверх которой надевается сама катушка. На следующем этапе устанавливается левый диск и навинчивается гайка, после чего все устанавливается в первоначальную позицию.

Намоточный станок в сборе

В отверстие на верхнем валу размещается гвоздик и производится центровка оправы, после которой каркас зажимается гайкой. Дальнейшие операции выполняются в следующей последовательности:

  1. На подающем валу размещается подходящей по диаметру шкив.
  2. Посредством вращения шкива укладчик перемещается в крайнее положение, к одной из сторон катушки.
  3. На шкив одевается пассик провода — кольцом либо восьмеркой. Конец провода необходимо продеть под средним валом, размесить в желобе укладчика и зафиксировать на каркасе. Натяжение провода регулируется посредством зажимов на укладчике.
  4. В начале намотки на калькуляторе набирается комбинация «1+1», после чего производится вращение ручки. С каждым полным оборотом вала калькулятор самостоятельно будет увеличивать число на экране на единицу, тем самым считая количество витков провода.

Поскольку данное оборудование имеет предельно простое устройство, в котором отсутствует какой-либо контроллер управления намоточным станком, в процессе работы вам потребуется постоянно следить за катушкой и при необходимости поправлять кабель на каркасе вручную.

Соотношение диаметров шкивов станка

Если вы хотите сделать станок более функциональным, потребуется усложнить конструкцию добавив в нее контроллер. Это позволит автоматизировать рабочий процесс, однако для полностью механической укладки в пару к контроллеру необходимо установить шаговый двигатель (подойдет обычный 24-вольтовый привод, работающий в режиме 44-60 шагов на оборот). Силовые транзисторы к данному комплекту подбираются исходя из характеристик мотора. В качестве контроллера оптимально подойдет прибор АТмега8, купить который можно за 150-200 рублей.

JLCPCB — это крупнейшая фабрика PCB прототипов в Китае. Для более чем 600000 заказчиков по всему миру мы делаем свыше 15000 онлайн заказов на прототипы и малые партии печатных плат каждый день!

Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element

Контроллер управления намоточным станком

После намотки нескольких десятков трансформаторов вручную, невольно возникает идея как нибудь автоматизировать этот процесс. Немного поразмыслив, возникла идея создать намоточный станок с микроконтроллерным управлением. Порывшись в хламе, я нашёл шаговый двигатель, который когдато выдернул из лазерного принтера. Двигатель оказался 4-х фазным, 24-х вольтовым, имеющим 44 шага на 1 оборот.

На бумаге накидал схему, определился с количеством необходимых ног микроконтроллера, порывшись в интернете, заказал самый дешёвый PIC контроллер, подходивший моим нуждам, им оказался контроллер марки PIC16F883. Этот микроконтроллер богат портами ввода/вывода, что сильно упростило всю схему.

Из навесных деталей только стабилизатор на 5В, ограничительные резисторы для индикатора и буфферный каскад для двигателя.

Для отладки программы устройство было выполнено на монтажной плате, в качестве индикатора заиспользован индикатор с общим катодом от многофункционального телефона.

Двигатель может быть практически любым, на любое напряжение питания. В соответствии с двигателем подбираются силовые транзисторы.

В данный момент в программе заложены следующие возможности:

  • Изменение скорости вращения двигателя;
  • Пошаговое вращения двигателя в обе стороны;
  • Послойная намотка (количество витков в слое задаётся от 1 до 200 витков);
  • Безконечная намотка (остановка и запуск производиться кнопкой Start/Stop);
  • Сохранение в памяти намотонного числа витков, скорости вращения двигателя, числа витков в слое.

В прикреплённом видео наглядно показаны все возможности устройства:


В архиве две прошивки, одна для индикатора с общим анодом, другая — с общим катодом.

Намоточный станок с интеллектуальными системами заправки заданного числа метров с точностью до 5см.

Намоточный станок настольный предназначен для выполнения произвольной кольцевой намотки на тороидальные каркасы (трансформаторы, тороидальные катушки) с высокой скоростью (до 800 витков в минуту) при качественной раскладке.

Описание:

Намоточный станок настольный СНТ-0450ПБ предназначен для выполнения произвольной кольцевой намотки на тороидальные каркасы (трансформаторы, тороидальные катушки) со скоростью до 800 витков в минуту при качественной раскладке.

Намоточный станок имеет интеллектуальные системы заправки заданного числа метров с точностью до 5см: система подсчета истинных витков с использованием пролетного датчика; система остановки станка при обрыве или окончании провода ; система автоматической остановки станка при намотке на тор из за обрыва.

Сверхъемкая шпуля позволяет производить намотку многовитковых катушек без паяных соединений. Надежная система натяжения обеспечивает высокую равномерность намотки провода.

Преимущества:

– намотка провода на тор, как по количеству витков, так и по длине провода;

– наличие длиномера при намотке провода на шпулю;

– точный подсчет витков по пролетному датчику;

– датчик оборотов шпули;

– функция датчика обрыва провода при его намотке на шпулю и на тор. Останавливает станок менее чем за один оборот при обрыве провода или его окончании. Данная функция работает благодаря наличию трех датчиков: датчика оборотов шпули, пролетному и длиномера. Станок отслеживает работу датчиков и при прекращении работы датчика длиномера или пролетного датчика дает команду остановки станка;

– датчик закрытия шпули обеспечивает работу станка только с закрытой шпулей. Предотвращает поломку шпули, предохраняет оператора от травмирования;

– опорные ролики шпули расположены с внешней стороны шпули. Данная конструкция противодействует центробежной силе, стремящейся раскрыть шпулю, уменьшает стуки и предохраняет шпулю от вылета с опорных роликов, особенно, когда провод со шпули почти весь смотался;

– увеличенные до 47 мм диаметры опорных роликов шпули с подшипниками № 80026 гарантируют долговечность станка;

– программа компьютерной поддержки. Возможность составления программы намотки не только на станке, но и на компьютере и перенос ее с помощью внешней карты памяти на блок управления станка и обратно;

– защита программы намотки от постороннего вмешательства. Станок блокирует доступ к изменению программы, если в разъем внешней карты памяти не вставлена карта памяти. Этот режим можно выключить введением кода;

– всевозможные виды намотки: рядовая, ступенчатая, сегментная, логарифмическая и т.д.;

– система защиты от помех и перепадов напряжения в электросети. Устойчивость к российским сетям;

– режим электродинамического торможения двигателем . Обеспечивает резкую остановку шпули при обрыве или окончании провода и в конце намотки;

– наличие двух ручек ручного вращения шпули, с лева и с права, облегчает работу на станке;

– шпули №4–7 разъединяются на две части, что дает возможность устанавливать и наматывать торы больших размеров;

– поворотный стол для катушек имеет диапазон наружных диаметров наматываемых катушек от 25 до 120 мм.;

– возможность наклонять поворотный стол и регулировать его по высоте. Это позволяет центрировать катушку относительно шпули;

– удобство и быстрота установки на поворотный стол сердечника и снятие катушки. Подпружиненный поджимной ролик быстро отводится эксцентриком от катушки, освобождая ее;

– простота эксплуатации и обслуживания станка.

Применение:

– произвольная намотка тороидальных катушек.

Технические характеристики:

Характеристики:Значение:
Диаметр наматываемой провода, мм0,08-0,6 (зависит от № шпули)
Min. внутренний диаметр катушки после намотки (при высоте катушки до 20 мм мм9-32
Диаметр шпули, мм201
Полезное сечение шпули ВхН, мм25-170
Средняя длина одного витка на шпуле, мм617-565
Скорость намотки (при 70 Гц), об/мин0-800
Max диаметр катушки после намотки, мм120
Min. наружный диаметр сердечника, мм25
Max. Высота катушки, мм40
Высота роликов раскладчика, мм16 (32)
Диаметр роликов раскладчика, мм35
Мах. масса катушки после намотки, кг5
Механизм натяжения проводапружина (магниты)
Max задаваемое число витков намотки99999,9
Мах. тянущее усилие на шпуле, кгс5
Подводимая мощность к механизму намотки, кВт0,18
Диапазон регулирования крутящего момента, кг x м0-max
Тип двигателя механизма намоткиасинхронный
Тип трансмиссии механизма намоткиЗубчато-ременная
Тип датчика счета числа витковоптический
Дискретность счета числа витков1
Наличие вентилятора принудительного охлажденияпо требованию
Тип трансмиссии раскладчиказубчатая
Шаг раскладки, мм/об0,00121-24,2
Расстояние перехода между секциями, мм0,121-2420
Max скорость раскладчика, мм/сек150
Регулировка шага раскладкиэлектронный редуктор
Доступные кратности дробления шага раскладки0,5
Количество скоростей раскладчика20000
Мах. усилие приводного ролика раскладчика, кгс10
Количество приводных роликов раскладчика2
Материал роликов раскладчикабезуглеродистая вакуумная резина
Наличие электронной линейки раскладчикаесть
Тип двигателя раскладчикашаговый
Рекомендуемая частота работы двигателя, Гц0 – 70
Max возможная частота работы двигателя, Гц120
Время реверсирования раскладчика (min), сек1/300
Датчик закрытия шпуликонцевой выключатель
Длиномер провода на шпулеесть
Функция датчика обрыва провода при намотке на шпулюесть
Режимы намоткистарт, намотка, домотка
Архитектура (открытая/закрытая)открытая
Тип размещениянастольный
Габаритные размеры ДхШхВ :механизм намотки,мм. блок управления, мм450х720х520. 420х260х360
Масса станка с блоком управления, кг35
Наличие защитного экрананет
Номинальная потребляемая мощность, кВт0,26
Напряжение, частота питания, В/Гц220±10%/50±2%
Тип электрозащиты IP44
Климатическое исполнениеУХЛ4.1
Тип блока управленияс чпу
Возможность подключения педали (пуск/стоп)*
Возможность подключения интеллектуальной педали*
Возможность подключения пульта ДУ*
Наличие лампы освещения рабочей зоны*
Цветовая схема: RAL 7035 – серый, RAL 5018 – цвет морской волныRAL 7035
Возможность записи данных на ЭВМесть
Количество различных/повторяющихся секций1-100 (00…99)/1-3000
Количество программ (суперпрограмм) на 1 банке данных (всего)1-10 (1-160)
Тип натяжного устройстваФНУ – 2
Тип смоточного устройстваБСУ-0,5
Необходимость фиксации станканет
Необходимость установки станка на виброопорынет
Число операторов необходимых для работы на станке, чел1
Транспортная таракартон
Тип транспортировки (собранном/разобранном/частично разобранном виде)частично разобранным
Тип вывода данныхсветодиодный индикатор
Тип клавиатурыкнопочная
Наличие сменного носителя памятиесть
*по дополнительному соглашению

Примечание: описание технологии на примере намоточного станка СНТ-0450ПБ.

как намотать тороидальный трансформатор
намотка тороидального трансформатора
намотка тороидальных катушек
намоточное оборудование намоточный станок
намоточный станок для трансформаторов купить
намоточный станок для электродвигателей
намоточный станок с укладчиком на шаговом двигателе
намоточный станок чпу
способ намотки тороидальных катушек
счетчик витков для намоточного станка
тороидальные намоточные станки

Оцените статью
ТехПорт