Домой Печи и системы отопления Изготовление катушек на заказ. Ручная намотка и расчет индуктивности катушек «Универсаль

Печи и системы отопления

Изготовление катушек на заказ. Ручная намотка и расчет индуктивности катушек «Универсаль

ОАО «ЭЛТЕЗА» предлагает профессиональную намотку катушек трансформаторов в Москве, с полноценной гарантией качества. Наши производственные мощности состоят из парка специализированных станков, численностью 20 единиц, что позволяет нам оперативно справляться с самыми крупными заказами и всегда гарантировать качество и соблюдать сроки выполнения работ. Опытный, высококвалифицированный персонал является основой успешности нашей деятельности и способен быстро решить любые проблемы, которые могут появиться в процессе выполнения работ.

Профессиональная намотка катушек трансформаторов

Намотка трансформаторных катушек – это работа, требующая высокой точности и аккуратности при выполнении. Малейшая неточность здесь может привести к нарушению функциональности, работоспособности и эксплуатационных характеристик оборудования. Наша компания выполнит намотку трансформаторных и дроссельных, катушек и др. моточные изделия на оборудовании СРН-0,5 с применением специального провода диаметром от 0,1 до 1,4 мм. Высокая производительность нашей компании обеспечивается превосходными производственными мощностями и опытным персоналом, который сможет оперативно выполнить любые объемы предполагаемых работ. Заказывая у нас намотку трансформаторных катушек, вы сможете быть абсолютно уверенные в качестве выполняемых работ и рассчитывать на стопроцентный результат при выполнении любых заказов.

Профессиональные услуги ОАО «ЭЛТЕЗА»

Выполняемая нами намотка катушек трансформаторов полностью соответствует актуальным стандартам качества и является основой популярности данной услуги. Наши сотрудники всегда будут рады предложить наиболее выгодные цены и прочие условия выполнения работы, которые станут основой длительного взаимовыгодного сотрудничества. Обращайтесь к нашим менеджерам или звоните по телефонам на сайте. С нами всегда можно договориться о выполнении работы на самых выгодных финансовых условиях.

В данной статье речь пойдет об изготовлении катушек к металлодетекторам (далее МД). Способов изготовления катушек к МД в интернете описано достаточно много и данная публикация не ставит цель дискредитировать иные способы изготовления, скорее еще один способ изготовления в этой отрасли, каждый в праве выбирать сам то, что ему подходит. Итак приступим к описанию самого процесса изготовления катушки.

Собственно все начинается с каркаса или шаблона для намотки, как обычных так и DD катушек. Здесь мы особо нового ничего придумывать не будем, оставим этот отрезок изготовления без изменения. Согласно требований, наматываем на шаблон необходимое количество витков исходя из частоты МД, одно но катушка должна быть круглой, по крайней мере на начальном этапе процесса, независимо от того круглая она будет потом или DD. Если катушка DD формы ее необходимо перевести в круглую форму, это не так сложно с практической точки зрения, просто замеряем длину витка D формы и мотаем ее на шаблоне для круглой катушки, длина витка, повторяюсь должна быть одинакова для сохранения расчетных параметров катушки. Далее начинается авторская технология. Намотав необходимое количество витков катушки, плотно обматываем намотку несколькими витками толстой нити, чтобы получилось круглое сечение намотки. Этот промежуточный технологический шаг нам нужен для определения диаметра термоусадочного кембрика который будет использован в качестве чехла для жгута провода, после чего нить убирается. Когда с диаметром кембрика определились выбираем его длину, он должна быть на 15- 20 миллиметров больше чем необходимо. Лишние сантиметры кембрика заворачиваем на манер как подворачивают излишне длинные джинсы, пример на фото 1.

Трудностей при этом не возникает, нужен пинцет и небольшое терпение на начальном этапе подворачивания. Подворачивание производится с обеих концов кембрика, при этом его длина должна уменьшиться таким образом, чтобы от круга образованного намотанной катушки, появился разрыв 15-18 миллиметров. После этого берем первый виток намотанной катушки запускаем внутрь кембрика и протягиваем через всю длину пока он не появится с обратной стороны, концы проводов сводим вместе до получения нужного диаметра окружности, см. фото.2 .

Далее начало первого витка обматываем вокруг начала второго витка, таким образом, что бы избежать перемещения по второму проводу. Далее вращая весь моток катушки вкручиваем ее в кембрик, приблизительно как пружину. Вкручивание обычно не вызывает никаких затруднений так как диаметр жгута проводов значительно меньше внутреннего диаметра кембрика. При вкручивании по возможности нужно стараться, что бы витки не пересекались а ложились параллельно и не изменялся диаметр намотки. После того, как весь провод будет вкручен в кембрик первый и второй виток разъединяются, вносится правка в укладку витков. Приблизительный вид фото 3.

После этого нитью обматываются места начала и конца намотки, при этом устанавливается разрыв в экране (для передающей катушки) . Если результат работы Вас устроил пришло время отворачивать назад раннее завернутый кембрик. Постепенно отворачивая завернутый кембрик, при подходе к началу провода или к его концу, в нем делается прокол и через него провод выводится вне кембрика.После того как кембрик полностью отвернут он должен перекрыть друг друга на 15- 20 миллиметров. При этом одна сторона предварительно "усаживается" . Если будущей катушке необходимо придать жесткость перед отворачиванием кембрика внутрь при помощи медицинского шприца со снятой иглой вводится либо лак, либо эпоксидная смола которые равномерно распределяются внутри всей полости. Для входа излишков смолы в кембрике предварительно оставляется небольшое отверстие. После завершения всех операций кембрик с вкрученным в него проводом помещается на оправку необходимой формы и начиная со средины с противоположной стороны от выводов прогреваем кембрик добиваясь равномерной усадки и равномерного распределения внутри него полимерной или эпоксидной массы. В случае образования пузырьков со скоплением смолы она удаляется после прокола пузырька и место пузырька дополнительно прогревается. Когда одна полудуга усажена аналогичным образом усаживается и вторая. Катушка разравнивается на оправке, форма корректируется и остается там до застывания лака или полимеризации смолы. Таким образом можно изготовить приемную катушку которая как правило не требует экранирования. Для передающей катушки которая имеет экран из фольги или графита, технология немного другая, хотя можно поверх термоусадочного кембрика или нанести графит одним из описанных способов либо по описанию сделать экран из фольги. При изготовлении передающей катушки можно использовать два термокембрика с возрастающими диаметрами. Первый такой как описан выше, второй надевается на первый и имеет больший диаметр, учитывается толщина фольги или графитового покрытия. Больший по диаметру кембрик предварительно так же подворачивается, но с обеих сторон как можно больше, в идеале на половину длины, его можно одеть на первый уже предварительно подвернутым, это будет проще нежели подворачивать на проволоке. При этом он должен свободно перемещаться в «подвернутом» состоянии по первому кембрику. Длина большего по диаметру кембрика меньше диаметра катушки на 3-4 сантиметра. Когда провод катушки заправлен в первый кембрик и его полость заполнена смолой или лаком, производим усадку. Если в первом случае для этого можно было использовать почти любой источник тепла, как то фен, свеча, зажигалка и т.д., то во втором случае используется локальный источник тепла, лучше всего фен от паяльной станции, несколько худший но вполне удовлетворительный результат дает обычная газовая зажигалка, но пользоваться ею нужно не спеша, проводя усадку в несколько заходов. Когда катушка в первом кембрике усажена, приступаем к изготовлению экрана. В случае использования фольги в качестве экрана, перемещая подвернутый кембрик по катушке освобождаем начало или конец намотки. Оставив место для разрыва экрана начинаем наматывать фольгу, сделав несколько витков фольги и дойдя до края второго кембрика передвигаем его дальше освобождая места для намотки фольги и так до полной намотки фольги по всей длине катушки, исключая разрыв. По окончании намотки фольги конец ленты закрепляем, предотвращая ее разматывание. Обычно поверх алюминиевой фольги наматывается луженый медный провод 0.3-0.4 мм., который мотается одновременно с фольгой и служит выводом экрана. Когда эта процедура закончена, начинаем разворачивать кембрик большего диаметра на всю его длину. Отвернув кембрик и расправив его мы перемещаем его по намотке таким образом, что бы его концы были равноудалены от разрывов в экране из фольги. После этого можно производить усадку второго термокембрика при помощи строительного фена, фена паяльной станции, зажигалки и далее катушка как и в первом варианте до окончания затвердения смолы помещается на каркас.

При нанесении графитового экрана, второй кембрик перемещается по первому а на поверхность первого наносится лако-графитовая смесь, или производится нанесение графита в виде спрея. В отличии от намотки фольги, нанесение графита подразумевает затвердевание нанесенного графита во избежание стягивания последнего при перемещении кембрика большего диаметра. В кембрик как в первом случае запускается луженый проводник.Можно конечно как в первом случае просто заправить пространство между двумя кембриками графитосодержащей смесью и потом производить усадку. Но только в таком случае распределение графита будет производиться не контролировано и как следствие характеристика катушки изменится. После затвердевания катушек на шаблонах они помещаются в корпус балансируются и закрепляются там при помощи эпоксидной смоли или иного клея как описывается в руководствах по изготовлению поисковых катушек.

Недостатки описанного метода: более сложен нежели традиционный, требует аккуратности и внимания, нужны технические приспособления как то фен и т.д.

Преимущества: более аккуратный внешний вид полуфабриката катушки, при аккуратном исполнении получается почти заводская конструкция, но самое главное преимущество, после затвердевания смолы внутри кембрика получается довольно жесткая конструкция аккуратного внешнего вида. Жесткость позволяет сбалансировать катушку в корпусе и настроить в резонанс и получить такие же параметры после заливки катушек эпоксидной смолой.При формировании контура катушки необходимо учитывать форму катушек в месте их пересечений, приемной и передающей и изгибать по отношению друг к другу до затвердевания эпоксидной смолы, в противном случае можно порвать проводники.

30.03.2015

Катушки полюсов, выступающие в электрической машине в качестве обмоток возбуждения, подразделяются на два основных типа:

катушки полюсов синхронных машин;
катушки главных и дополнительных полюсов машин постоянного тока.

Исходя из специфики схемы включения различают следующие виды катушек полюсов с обмоткой:

шунтовые (с параллельной обмоткой);
сериесные (с последовательной обмоткой);
компаундные (со смешанной обмоткой).

Производство катушек с параллельной обмоткой осуществляется из прямоугольного или круглого изолированного провода; изготовление катушек с последовательной обмоткой - из неизолированного прямоугольного. Компаундные катушки представляют собой комбинацию из двух раздельно намотанных катушек (с последовательной и параллельной обмоткой), которые собираются вместе, изолируются и обрабатываются пропиткой. В зависимости от завода изготовителя и его технического регламента, условия по перемотке электродигателя следует выполнять точно в срок.

Каркасные и бескаркасные катушки

Катушки главных полюсов - как с последовательной, так и с параллельной намоткой - являются каркасными. Они наматываются на стальной каркас и на нем насаживаются на сердечник полюса. Перед намоткой каркас вручную изолируется несколькими слоями микафолия, после чего на нем укрепляется выводная пластина, которая припаяна к началу обмоточного провода.

По завершении намотки катушки сушатся и пропитываются, далее - покрываются лаком и вновь подвергаются просушке (на открытом воздухе).

Бескаркасные катушки относятся к катушкам дополнительных полюсов. Намотка изделий осуществляется на специальные деревянные или стальные шаблоны, служащие исключительно для этой операции. При ремонте электрических машин деревянные используются при намотке катушек малых машин, стальные - средних и больших. Для предотвращения истирания корпусной изоляции катушки о поверхность сердечника полюса между катушкой и сердечником вставляется специальный фланец из металла или картона.

После намотки бескаркасные катушки подвергаются тому же набору операций (сушка, пропитка, лакирование, сушка). В электрических машинах используются преимущественно бескаркасные катушки.

Компания «ПромЭлектроРемонт» оказывает с использованием как каркасных катушек, так и бескаркасных.

Технология намоточных работ

К атегория:

Производство радиоаппаратуры

Технология намоточных работ

Намоточные работы занимают значительное место в производстве радиоаппаратуры. Под намоткой понимают технологический процесс укладки провода для получения катушек контуров, обмоток трансформаторов, дросселей, реле, резисторов и других элементов радиоаппаратуры.

Ниже освещены, главным образом, вопросы изготовления катушек индуктивности - основных элементов колебательных контуров, фильтров, дросселей, трансформаторов.

Виды обмоток. В зависимости от функционального назначения к катушкам индуктивности предъявляют различные требования в отношении величины индуктивности, добротности, стабильности, собственной емкости, электрической прочности и т. д.

Функциональное назначение определяет также величины допустимых отклонений индуктивностей катушек при их производстве.

Катушки для контуров высокой и промежуточной частоты изготовляют с допуском по индуктивности ±(0.5-1,5)%, катушки обратной связи - с допуском ±10%.

Допуски на величину индуктивности высокочастотных дросселей устанавливают таким образом, чтобы наименьшее значение, которое может получиться в процессе производства, не выходило за определенные пределы.

Катушки индуктивности элементов низкочастотных цепей (дроссели и трансформаторы) изготовляют с допуском ±10%,

Токопроводящая часть катушки - обмотка - характеризуется следующими параметрами: шагом намотки р, диаметрами провода d и du3, диаметром каркаса dK, расстоянием между витками А и углом укладки провода ср.

Шагом намотки р называют величину смещения конца витка по отношению к его началу, измеряемую линейными мерами. Шаг намотки при плотной укладке витков будет равен da3, а при

Рис. 1. Схематическое изображение шага намотки и угла укладки провода: а - сплошная намотка, б - шаговая намотка

укладке провода с промежутками между витками определяется суммой d + А или dm + A. Отношение шага намотки р к длине проекции периметра витка F на плоскость, перпендикулярную оси обмотки, определяет тангенс угла укладки провода <р:

Все обмотки, наматываемые на каркасы, можно разделить на две основные группы - однослойные и многослойные.

Однослойная обмотка характеризуется малой собственной емкостью, простотой изготовления и наматывается с шагом, равным daa\ dm + А или d + A. В серийном производстве катушки с такими обмотками имеют малый разброс параметров, очнак0 ПРИ больших значениях индуктивности размеры таких обмоток становятся значительными, что ограничивает область их применения.

Однослойные обмотки можно разделить на рядовые, бифилярные и тороидальные. Рядовые обмотки применяют для изготовления катушек индуктивности; бифилярные - для изготовления безындукционных сопротивлений, а тороидальные - для изготовления реостатов, трансформаторов и др. Особенностью тороидальной обмотки является отсутствие в ней внешнего магнитного поля. Эта обмотка укладывается на тороидальных каркасах, витки ее располагаются радиально. Шаг намотки определяется по внутренней окружности тороида и обычно равен da3 или daa + А.

Многослойные обмотки применяют для получения достаточно большой индуктивности при относительно небольших размерах катушки. По принципу намотки многослойные обмотки могут быть: рядовыми, многослойными бифилярными, секционированными индукционными, секционированными безындукционными, галетными, спиральными, пирамидальными, универсальными, перекрестными и тороидальными.

Для изоляции слоез обмотки применяют прокладки из конденсаторной, телефонной или кабельной бумаги. Намотку ведут рядами: один ряд наматывается справа налево, следующий-наоборот и т. д. Провод для этих обмоток применяют только изолированный, и шаг намотки р получается равным йал.

Многослойная обмотка характеризуется повышенной разностью потенциалов между витками, расположенными в соседних рядах по краям обмотки, поэтому она должна удовлетворять жестким требованиям электрической прочности. Особенностью всех многослойных обмоток является наличие большой собственной емкости. Чтобы уменьшить величину собственной емкости, обмотку делают секционированной или применяют специальные типы обмоток: универсальную и перекрестную.

Универсальная обмотка характерна тем, что виток провода имеет два или несколько перегибов за один оборот вокруг каркаса. При такой намотке витки пересекают друг друга под определенным углом. Чем больше этот угол, тем меньше собственная емкость катушки. Однако по конструктивным соображениям этот угол нельзя сделать сколь угодно большим, он не может быть больше предельного значения для данного вида изоляции и диаметра провода. К достоинствам универсальной обмотки относятся большая индуктивность, компактность и высокая механическая прочность. Последнее обстоятельство позволяет применять ее в бескаркасных катушках (каркас требуется только в процессе намотки).

Если при намотке виток провода через оборот не достиг исходной точки, такую намотку называют универсальной с опережением (рис. 2, а). Если же при намотке виток через оборот подошел к

Рис. 2. Универсальная обмотка: а - укладка с опережением, 0 - укладка с запаздыванием

предыдущему витку, но с другой его стороны, такую намотку называют универсальной с запаздыванием (рис. 2, б). Обычно универсальную обмотку выполняют диаметром D, не превышающим 25-30 мм, и шириной b не больше 8-10 мм.

Для получения больших индуктивностей применяют перекрестную обмотку (рис. 3). По характеру укладки провода она напоминает универсальную, но отличается тем, что имеет только два перегиба. Перед намоткой провод закрепляют на каркасе, затем с определенным шагом делают несколько витков (витки идут слева направо). Дойдя до правого торца, делают перегиб, и намотку ведут в обратном направлении. Дойдя до левого торца, снова делают перегиб и т. д. Такой способ намотки обеспечивает достаточно малую собственную емкость обмотки.

Выбирают тип обмотки в зависимости от функционального назначения разрабатываемого узла.

Намоточные станки. Для изготовления обмоток применяют специальные намоточные станки. Их подразделяют на три основные группы: для рядовой, универсальной и тороидальной намоток.

Для рядовой намотки применяют станки разных конструкций. Типовая схема таких станков приведена на рис. 4. Станок приводится в движение специальным электродвигателем /, который передает вращение через ременную передачу с парой трехступенчатых шкивов промежуточному валу.

Рис. 3. Перекрестная обмотка

При помощи фрикционной муфты сцепления, расположенной на валу, обеспечивается плавный пуск и остановка станка, что необходимо для предупреждения обрывов провода. Устройство включается рычагом через вилку.

Посредством зубчатой передачи вращение передается шпинделю и укрепленной на нем оправке, на которую надет каркас катушки.

Рис. 4. Типовая кинематическая схема намоточного станка для рядовых обмоток: 1 - электродвигатель, 2 - промежуточный вал, 3- рычаг, 4 - фрикционная муфта сцепления, 5 - вилка, 6 - зубчатая пара, 7 -счетчик уложенных витков, 8 - сменные шестерни, В -червячная пара, 10-;тяга, 11- кулачок, 12 - регулировочный винт, 13 - кулиса, 14-камень кулисы, 15 - поводок, 16 - провод, 17 - водитель провода, 18 - обмоточный каркас, 19 - шпиндель, 20 - оправка

Привод счетчика витков и механизма укладки провода также осуществляется от шпинделя станка.

Движение от шпинделя через сменные шестерни передается на червячную пару и кулачок, а затем через тягу и кулису поводку.

Настройка станка на необходимую ширину намотки производится винтом путем изменения положения камня кулисы.

По известным значениям длины намотки и диаметра провода с изоляцией определяют точку пересечения линий, указывающих

Рис. 5. Номограмма для подбора сменных шестерен для намоточного станка СРН -0,1

эти величины. Затем по ближайшей (от этой точки) наклонной линии следуют вниз и находят в графе справа или снизу значения чисел зубьев сменных шестерен станка - Zb Z2, Zs, Z4.

Однако не всегда удается получить точно требуемый шаг путем подбора сменных шестерен, особенно для намотки тонких проводов диаметром менее 0,1 мм.

Настройка станка со сменными шестернями - трудоемкий процесс, требующий квалифицированного наладчика.

От этих недостатков свободны намоточные станки с бесступенчатой, или фрикционной, регулировкой шага, которая позволяет легко осуществлять быструю настройку различных шагов намотки.

Рис. 6. Механизм натяжения провода: 1 - храповое колесо, 2- ось рычага, 3 - спиралыыя пружина, 4-ручка для закручивания пружины, 5 -рычаг, 6 – перекидной ролик, 7- ось ролика, провод, 9-оправка для крепления шпули, 10 - шпуля с проводом, 11 - тормозная лента, 12 - тормозной диск

Важным узлом станка является устройство для крепления шпули с проводом и. механизм натяжения провода. Механизм (рис. 89) служит для создания определенного натяжения провода и поддержания его постоянным в процессе намотки.

Укладку провода непосредственно на каркас осуществляет водитель. На рис. 7 показаны типовые конструкции водителей, выбор ‘которых зависит прежде всего от вида обмотки, а также диаметра и марки провода. Стержневые водители, имеющие минимальный осевой люфт, применяются для рядовых намоток тонкими проводами; роликовые водители, обеспечивающие минимальное трение и перегибы, применяют при рядовых намотках проводами среднего и крупного диаметра. Вильчатый водитель характеризуется поперечной (осевой) жесткостью; его применяют при перекрестных намотках. Водители с отверстием используют в станках для тороидальной намотки. Рабочие поверхности водителей должны быть полированными и не должны иметь острых граней и углов, чтобы не повредить провод.

Рис. 90. Водители провода. а -с двумя роликами, б - в виде двух стержней, в -с отверстием для провода, г - в виде вилкн (с нажимной пружиной); 1 - поводок, 2 - провод, 3 -ролики, 4 - неподвижная часть водителя, б - поворотная часть водителя, 6 - стержни, 7 -нажимная пружина, 8 - направляющая для провода

нии каркаса на шпинделе станка, съеме его и минимальном биении при намотке. На рис. 10 показаны различные конструкции намоточных оправок.

Наиболее простой оправкой является стержневая, состоящая из стержня с резьбовым концом и хвостиком. Каркас катушки закрепляется гайкой (барашковой или круглой) на болванке, предварительно надетой на стержень оправки.

Для массового радиопроизводства наиболее приемлема быстро-съемная оправка.

Для многокатушечной обмотки используют оправку, показанную на рис. 10, е. Она имеет поворотный шарнир для облегчения установки и съема каркасов, а также пружинные прокладки, фиксирующие положение каркасов-шпулей.

Универсальная оправка представляет собой зажимной патрон с двумя раздвижными губками 18, посредством которых крепят каркас.

Рис. 10. Намоточные оправки: а -простая стержневая, б - быстросъемная с пружинным зажимом, в -для многокатушечного станка, г - универсальная раздвижная оправка-патрон; 1 -стопорный винт. 2-хвостовик, 3- стержень, 4 - круглая гайка с накаткой, 5 -втулка, 6 - пружина 7 -вилка, 8 - защелка, 9 - каркас, 10- поворотный шарнир, 11 - пружинная прокладка между каркасами, 12 -фиксирующие лунки, 13 - центр задней бабки станка, 14 - основание, 15 - корпус, 16 - винт с квадратами на торцах, 17 - разрезная запорная шайба, 18 - раздвижные зажимающие губки

Промышленность выпускает много типов намоточных станков для рядовых обмоток, два из которых показаны на рис. 11 и 12. Станок, показанный на рис. 11, предназначен для изготовления обмоток проводом от 0,05 до 0,5 мм.

Полуавтоматический намоточный станок ПР-159 имеет фрикционный передаточный механизм для бесступенчатой настройки шага раскладки провода и автоматическую остановку после намотки заданного числа витков или при обрыве провода. Станок предназначен для рядовой многослойной намотки на каркасы катушек; его основные данные: диаметр наматываемого провода от 0,08 до 0,6 мм, наибольший диаметр каркаса катушки 90 мм, длина намотки 180 мм, число скоростей шпинделя 6, число оборотов шпинделя 78, 137, 240, 1600, 2800, 4900 об/мин; мощность электродвигателя 0,4 кет, габариты 1110 X 585 X 1800 мм, вес 250 кГ.

Рис. 11. Станок для рядовых обмоток: 1-станина, 2 - кожух, закрывающий передаточный механизм из четЕлрех сменных шестерен, 3 - счетчик оборотов, 4 -шпиндель, 5 - поводок, 6- стойка, 7-шпуля, 5 -оправка

Полуавтоматический станок ПР-160 похож по конструкции на станок Г1Р-159; диаметр наматываемого провода от 0,2 до 3 мм.

Повышение производительности намоточных работ, их механизация и автоматизация - важный вопрос, представляющий большое поле деятельности для рабочих-рационализаторов и конструкторов. Намоточные станки последних марок имеют специальные устройства, предназначенные для автоматической укладки межслоевой изоляции.

При крупносерийном и массовом производствах применяются полуавтоматические многокатушечные станки, выполняющие одновременно укладку до двадцати и более обмоток на длинные каркасы круглого, квадратного или прямоугольного сечений.

Разработаны устройства, позволяющие обнаруживать коротко-замкнутые витки в процессе намотки катушек индуктивности при помощи специальной электронной схемы.

Большие возможности для механизации и автоматизации дает применение намоточных станков с программным управлением.

Станки для универсальных обмоток в отличие от станков для рядовых обмоток не имеют постоянной червячной пары; здесь применяют сменные кулачки, изготовленные на определенную ширину намотки, или дополнительное кулисное устройство, позволяющее в некоторых пределах регулировать ширину намотки (рис. 13).

Шестерни служат для обеспечения нужного передаточного отношения от шпинделя к кулачку. Для подбора шестерен применяют специальные номограммы для универсальных обмоток.

Для тороидальной намотки на каркасы замкнутого типа служит специальный намоточный станок, принцип действия которого показан на рис. 14. Провод предварительно наматывается на шпулю, введенную в каркас катушки. Каркас катушки устанавливают на столе станка и приводят во вращательное движение с помощью Двух ведущих и одного поджимного роликов. При медленном повороте каркаса вращается и шпуля, с которой провод сматывается на каркас. Станок должен быть настроен так, чтобы после укладки одного витка каркас поворачивался на величину шага намотки.

Кинематическая схема станка для тороидальных обмоток показана на рис. 15. Шпуля станка представляет собой систему двух колец, вставленных одно в другое. Кольца имеют вынимающийся сектор, посредством которого в шпулю заводится тороидальный каркас.

Рис. 12. Полуавтомат ПР-159 для рядовой намотки

Вращение колец шпули производится от электродвигателя через ременную передачу, шестерни и шестерню, укрепленную по окружности колец шпули. Каркас крепится в зажимном устройстве при помощи трех пружинных самоцентрирующихся роликов.

Рис. 13. Станок с кулачком для универсальной обмотки: а -кинематическая схема станка, б -конструкция кулачка; 1-электродвигатель, 2- фрикционный механизм, 3 - передаточный механизм, 4 - вал поводкового устройства, 5 - кулачок, б - пружина, прижимающая стержень поводка к рабочей поверхности кулачка, 7-стержень поводка, 8 - поводок, 9 - укладываемый провод, 10-ролик, 11-водитель провода! 12-каркас, 13-оправка, 14 - шпиндель, /5-счетчик оборотов, 16 - внутренний угол кулачка, 17 - наружный угол кулачка, 18 - стопорный винт для крепления кулачка, 19-рабочая торцовая поверхность кулачка, 6 -разность высот между внешним и внутренним углами рабочей поверхности кулачка, равная ширине обмотки

Ролик имеет кинематическую связь со шпулей посредством передаточного механизма, благодаря этому за один оборот шпули каркас поворачивается на угол, равный шагу намотки. Кинематическая связь осуществляется от шестерни через шестерни, эксцентрик, кулисный механизм, шестерни, червячную паруи шестерни.

Перед началом работы на шпулю станка наматывают определение количество провода, необходимое для изготовления обмотки (провод подается с питающей катушки). После этого конец провода закрепляют на каркасе, и станок включают на рабочий ход, в0 время которого провод сматывается со шпули и укладывается на каркас. Натяжение провода регулируют, тормозя шпулю. Скорость намотки на станках этой группы по сравнению с другими станками значительно ниже (до 300 витков в минуту).

На рис. 16 показан общий вид настольного станка модели СНТ -5 для тороидальных обмоток. Станок предназначен для круговой и секционной намотки провода на тороидальные сердечники с наименьшим диаметром отверстия после намотки 5 мм.

На рис. 17 показан общий вид аналогичного станка модели СНТ -12М. Станок также предназначен для круговой и секционной намотки провода на тороидальные сердечники с наименьшим диаметром отверстия после намотки 12 мм.

Оба станка состоят из типовых узлов: привода, механизма подачи провода, головки челнока, двух столов (для круговой и секционной намотки) и пульта управления.

В процессе намотки на станках можно вручную регулировать величину подачи, а также контролировать целостность провода.

Натяжение провода, укладываемого на тороид, осуществляется тормозом, который периодически в соответствии с циклограммой притормаживает шпулю.

Процесс намотки провода на тороидальные сердечники предусматривает установку тороида на рабочий столик, заполнение шпули проводом и перемотку его со шпули на тороид.

Техническая характеристика станка СНТ -5: диаметр наматываемого провода 0,05-0,15 мм, наименьший диаметр отверстия катушки после намотки 5 мм, наибольшая высота катушки после намотки при наименьшем внутреннем диаметре 6 мм, наибольшая высота катушки 12 мм, наибольший наружный диаметр катушки 20 мм, наименьший внутренний диаметр катушки при секционной намотке 7 мм, наименьший наружный диаметр сердечника 11 мм, пределы плавного регулирования шага по наружному диаметру 0,056 - 1,68 мм, скорость вращения шпинделя (регулирование бесступенчатое) 50-300 об/мин, внутренний диаметр челнока и шпули 45,5 мм, емкость шпули 400 мм3 или 14 м провода диаметром 0,05 мм, мощность электродвигателя МУН - 80 вт, габаритные размеры 580 х 680 X 515 мм, вес 42,6 кГ.

Рис. 14. Принцип действия станка для тороидальной намотки: 1 - поджимной ролик, 2- ведущие ролики, 3- шпуля, 4 - провод, 5 - каркас катушки

Рис. 15. Кинематическая схема станка для тороидальных обмоток: а -схема, б -вид магазина, каркаса и ведущего ролика сбоку, в -вид магазина, каркаса и роликов сверху; 1 - электродвигатель, 2 - ременная передача, 3-7, Ills, 15, 17, 26, 28 - шестерни передаточных механизмов, 8 - магазинные кольца, 9 - тороидальный каркас, 10 - ведущий ролик поворота каркаса, 14 - червячная пара, 16 - рукоятка включения механической подачи шага намотки, 18- рукоятка ручного поворота каркаса, 19 - рукоятка ручного поворота магазина, 20 - кулисный механизм, 21 -эксцентрик. 22 -кулачок, 23 - счетчик уложенных витков, 24 и 25 - опорные ролики. 27 - рукоятка установки шага, 29- шкала установки шага, 30 - провод, навиваемый из магазина на каркас

Рис. 16. Станок СНТ -5 для намотки на тороидальные сердечники

Рис. 17. СтанокСНТ-12М для намотки на тороидальные сердечники

Техническая характеристика станка СНТ -12М: диаметр наматываемого провода 0,15-0,4 мм, наименьший диаметр отверстия катушки после намотки 12 мм, наибольшая высота катушки после намотки при наименьшем внутреннем диаметре 15 мм, наибольшая высота катушки 80 мм, наибольший наружный диаметр катушки 120 мм, наименьший внутренний диаметр катушки при секционной намотке 16 мм, наименьший наружный диаметр сердечника 30 мм, пределы плавного регулирования шага по наружному диаметру 0,12-3,6 мм, скорость вращения шпинделя (регулирование бесступенчатое) 50-300 об/мин, внутренний диаметр челнока и шпули 161 мм, емкость шпули 13 000 мм3 или 420 м провода диаметром 0,05 мм, мощность электродвигателя МУН - 80 вт, габаритные размеры 580 X 680 X 515 мм, вес 47,2 кГ.

Типовые операции изготовления обмоток. Технологический процесс изготовления обмоток состоит из ряда типовых операций; заготовки прокладок и выводных концов; облуживания выводов; намотки и закрепления концов обмотки.

Заготовка прокладок заключается в нарезке прокладочного материала на ленты необходимой ширины, а также в подсечке лент по краям, если это предусмотрено чертежом. Прокладочный изоляционный материал (бумагу, лакоткань и др.) нарезают на ры.чажных или роликовых ножницах.

При заготовке выводов провод нарезают на куски одинаковой длины (от 25 до 120 мм), удаляют с них изоляцию на 7 -10 мм и облуживают концы. Основные марки выводных проводов: МГБД , МГБДО , МГШД , МГШДО , ПМВГ и МГШВ .

Высокопроизводительную заготовку выводных проводов ведут на специальном оборудовании - автоматах, совмещающих резку проводов со снятием изоляции.

Облуживание концов проводов, не имеющих гальванического лужения на токопроводящей жиле, обычно производят в электрических тиглях настольного типа.

Намотка провода на каркас во многом определяет качество обмотки и является основной операцией технологического процесса.

Станок для намотки выбирают исходя из размеров катушки, диаметра провода и программы выпуска изделий. Процессу намотки предшествуют подготовительные работы: установка катушек (бобин) с проводом, выбор и установка намоточной оправки; настройка шага и ширины намотки; настройка скорости намотки; регулировка натяжения провода; подготовка материалов и инструментов для пайки. Настройку станка выполняет наладчик, который делает также пробную катушку, и только после ее проверки приступают к изготовлению партии катушек.

Если партия небольшая, удобнее вначале намотать на все каркасы первую обмотку, а после перестройки станка намотать вторую обмотку и т. д. При большой партии рациональнее использовать пля каждого диаметра провода (обмотки) отдельный станок.

Скорость намотки или число оборотов шпинделя станка устанав-ливают в зависимости от допустимой окружной скорости провода, “которая определяется его диаметром, а также размером и формой каркаса.

Скорость намотки может быть повышена у круглых каркасов по сравнению с прямоугольными или плоскими каркасами на 15-20%. Рекомендуемые скорости намотки для станков ПР-159 и ПР-160 приведены соответственно в табл. 9 и 10.

Особое внимание следует уделять натяжению провода при наматывании, так как оно определяет качество обмотки. Недостаточное натяжение приводит к сползанию витков и изменению геометрических размеров обмотки, а излишнее натяжение - к механическому

Рис. 18. Способы заделки выводов обмоток и выводов промежуточной точки: а -выводным проводом, б -проводом обмотки, в -начало и конец обмотки выведены на одну щеку катушки, г -выводным проводом (круглого сечения) из промежуточной точки, д -выводным проводом (прямоугольного сечения шиной) из промежуточной точки, е - проводом обмотки из промежуточной точки, ж-выводным проводом и проводом обмотки при соединении двух обмоток разных диаметров, з -задс-лка выводов экрана, 1 - батистовая лента или хлопчатобумажные нитки, 2-электроизоляционная трубка, 3 - лакоткань ЛШ 1, 4 -электроизоляционный картон ЭВ, 5 -гибкий монтажный провод, 6 -медная шина, 7 - хлопчатобумажные нитки Л» 0, 8 - медный экран, 9 - изоляционная прокладка

изоляции, увеличению сопротивления провода, а также впёзанию провода между уложенными витками.

Закреплять концы обмотки необходимо у всех катушек. Крепление должно быть прочным и надежным, чтобы во время монтажа и эксплуатации обмотка не повредилась.

На рис. 99 показаны наиболее часто встречающиеся способы заделки выводов обмоток и выводов промежуточной точки. В качестве материала для закрепления концов и отводов используют миткалевую ленту, полоски лакоткани, капроновые нитки и др.

Особое внимание следует уделять качеству электрического соединения выводного конца с проводом обмотки. Место соединения выводного конца и обмотки прокладывают лакотканью.

Clone PI-W и, вот, дело дошло до изготовления поисковой моно-катушки. А так как в настоящее время я испытываю некоторые финансовые затруднения, то передо мной стояла непростая задача - сделать катушку самому из максимально дешевых материалов.

Забегая вперед, сразу скажу, что с задачей я справился. В итоге у меня получился вот такой датчик:

Кстати говоря, получившаяся катушка-кольцо отлично подойдет не только для Clone, но и практически для любого другого импульсника (Кощей, Tracker, Пират).

Рассказывать буду очень подробно, так как дъявол зачастую кроется в деталях. Тем более, что коротких историй изготовления катушек в инете пруд пруди (типо, берем вот это, тут отрезаем, обматываем, склеиваем и готово!) А начинаешь делать сам и оказывается, что о самом важном упомянули вскользь, а кое о чем вообще забыли сказать... И получается, что все сложнее, чем казалось в самом начале.

Здесь такого не будет. Готовы? Поехали!

Задумка

Проще всего для самостоятельного изготовления мне показалась такая конструкция: берем диск из листового материала толщиной ~4-6 мм. Диаметр этого диска определяется диаметром будущей обмотки (в моем случае он должен быть равен 21 см).

Затем к этому блинчику с обоих сторон приклеиваем два диска чуть большего диаметра, чтобы получилась как бы шпулька для намотки проволоки. Т.е. такая сильно увеличенная по диаметру, но сплюснутая по высоте катушка.

Для наглядности попробую изобразить это на чертеже:

Надеюсь, основная задумка ясна. Просто три диска, склеенные между собой по всей площади.

Выбор материала

В качестве материала я планировал взять оргстекло. Оно отлично обрабатывается и клеится дихлорэтаном. Но, к сожалению, так и не смог найти его забесплатно.

Всякие колхозные материалы типа фанеры, картона, крышек от ведер и т.п. я сразу отбросил, как непригодные. Хотелось чего-то прочного, долговечного и желательно водонепроницаемого.

И тогда мой взор обратился к стеклоткани...

Ни для кого не секрет, что из стеклоткани (или из стекломата, стеклохолста) делают все, что душе угодно. Даже моторные лодки и бамперы для автомобилей. Ткань пропитывают эпоксидной смолой, придают ей нужную форму и оставляют до полного отвердения. Получается прочный, водостойкий, легкообратываемый материал. А это как раз то, что нам нужно.

Итак, нам нужно сделать три блинчика и уши для крепления штанги.

Изготовление отдельных частей

Блины №1 и №2

Расчеты показали, что для получения листа толщиной 5.5 мм нужно взять 18 слоев стеклоткани. Чтобы снизить расход эпоксидки, стеклоткань лучше заранее нарезать кружочками требуемого диаметра.

Для диска диаметром 21 см как раз хватило 100 мл эпоксидной смолы.

Каждый слой нужно тщательно промазать, а затем всю стопку положить под пресс. Чем больше будет давление, тем лучше - лишняя смола выдавится, масса конечного изделия станет чуточку меньше, а прочность чуточку больше. Я нагрузил сверху примерно сотню килограмм и оставил до утра. На следующий день получился вот такой блинчик:

Это самая массивная часть будущей катушки. Весит он - будь здоров!

Потом расскажу, как за счет этой запчасти можно будет ощутимо снизить массу готового датчика.

Точно таким же образом был сделан диск диаметром 23 см и толщиной 1.5 мм. Его масса - 89 г.

Блин №3

Третий диск клеить не пришлось. В моем распоряжении оказался лист стеклотекстолита подходящего размера и толщины. Это была печатная плата от какого-то древнего устройства:

К великому сожалению, плата была с металлизированными отверстиями, поэтому пришлось потратить какое-то время на их высверливание.

Я решил, что это будет верхний диск, поэтому проделал в нем отверстие под ввод кабеля.

Уши для штанги

Остатков текстолита как раз хватило на уши для крепления корпуса датчика к штанге. Выпилил по два кусочка на каждое ухо (чтобы было прочно!)

В ушах надо сразу же просверлить отверстия под пластиковый болт, так как потом будет очень неудобно этим заниматься.

Кстати, это крепежный болт для стульчака унитаза.

Итак, все составляющие нашей катушки готовы. Осталось все это склеить в один большой бутерброд. И не забыть завести внутрь кабель.

Сборка в одно целое

Сначала верхний диск из дырявого стеклотекстолита склеил со средним блинчиком из 18 слоев стеклоткани. На это ушло буквально несколько миллилитров эпоксидки - этого хватило, чтобы промазать обе склеиваемые поверхности по всей площади.

Монтаж ушей

С помощью лобзика пропилил пазы. В одном месте, естественно, слегка перестарался:

Чтобы ухи хорошо легли, сделал небольшой скос на краях пропилов:

Теперь надо было решить, какой вариант лучше? Уши-то можно поставить по-разному...

Катушки промышленного производства чаще сделаны по правому варианту, мне же больше нравится левый. Я вообще частенько принимаю левые решения...

По идее, правый способ лучше сбалансирован, т.к. крепление штанги оказывается ближе к центру тяжести. Но далеко не факт, что после облегчения катушки, ее центр тяжести не сместится в ту или иную сторону.

Левый способ крепления чисто визуально выглядит приятнее (ИМХО), к тому же в этом случае общая длина металлоискателя в сложенном виде будет на пару сантиметров меньше. Для того, кто планирует возить прибор в рюкзаке, это может оказаться важным.

В общем, я свой выбор сделал и приступил к вклеиванию. Обильно намазал бокситкой, надежно зафиксировал в нужном положении и оставил застывать:

После застывания, все торчащее с обратной стороны сошкурил наждачкой:

Ввод кабеля

Затем с помощью круглого надфиля подготовил канавки для проводников, завел соединительный кабель через отверстие и вклеил его намертво:

Для предотвращения сильных перегибов, кабель в месте ввода нужно было как-то усилить. Для этих целей я заюзал, невесть откуда взявшуюся у меня, вот такую резиновую фигнюшку:

Короче, настругал немного стеклоткани:

и круто замешал ее с бокситкой с добавлением пасты от шариковой ручки. Получилась вязкая субстанция, похожая на мокрые волосы. Таким составом можно замазывать любые щели без проблем:

Кусочки стекловолокна придают шпатлевке необходимую вязкость, а после застывания обеспечивают повышенную прочность клеевого шва.

Чтобы смесь как следует уплотнилась, а смола пропитала витки провода, обмотал все это изолентой в натяг:

Изолента должна быть обязательно зеленой или, на худой конец, синей.

После того, как все хорошенько застыло, мне стало интересно, насколько прочной получилась конструкция. Оказалось, что катушка спокойно выдерживает мой вес (около 80 кг).

На самом деле такая сверхпрочная катушка нам не нужна, гораздо важнее ее вес. Слишком большая масса датчика обязательно даст о себе знать болью в плече, особенно, если вы планируете вести длительный поиск.

Облегчайзинг

Чтобы уменьшить вес катушки, было решено выпилить некоторые участки конструкции:

Данная манипуляция позволила скинуть 168 грамм лишнего веса. При этом прочность датчика практически не уменьшилась, в чем можно убедиться благодаря данному видео:

Теперь задним умом понимаю, как можно было изготовить катушку еще немного легче. Для этого надо было заранее наделать больших отверстий в среднем блинчике (перед тем, как все склеивать). Что-то типа такого:

Пустоты внутри конструкции почти не сказались бы на прочности, но зато снизили бы общую массу еще грамм на 20-30. Сейчас, конечно, уже поздняк метаться, но на будущее учту.

Еще один путь облегчения конструкции датчика - уменьшить ширину наружного кольца (где уложены витки провода) миллиметров на 6-7. Конечно, это можно сделать и сейчас, но пока нет такой необходимости.

Финишная окраска

Нашел отличную краску для стеклотекстолита и изделий из стекловолокна - эпоксидная смола с добавлением красителя нужного цвета. Так как вся конструкция моего датчика изготовлена на основе бокситки, то краска на основе смолы будет иметь отличную адгезию, и ляжет как родная.

В качестве красителя черного цвета применил алкидную эмаль ПФ-115, добавляя ее до получения нужной укрывистости.

Как показала практика, слой такой краски держится очень прочно, а выглядит так, будто изделие обмакнули в жидкий пластик:

При этом цвет может быть любым в зависимости от используемой эмали.

Итоговая масса поисковой катушки вместе с кабелем после покраски - 407 г

Кабель отдельно весит ~80 грамм.

Проверка

После того, как наша самодельная катушка для металлоискателя была полностью готова, надо было проверить ее на отсутствие внутреннего обрыва. Самый простой способ проверки - тестером измерить сопротивление обмотки, которое в норме должно быть очень низким (максимум 2.5 Ома).

В моем случае сопротивление катушки вместе с двумя метрами соединительного кабеля оказалось в районе 0.9 Ом.

К сожалению, таким простым способом не получится выявить межвитковое замыкание, поэтому приходится рассчитывать на свою аккуратность при намотке. Замыкание, если оно есть, сразу же проявит себя после запуска схемы - металлоискатель будет потреблять повышенный ток и иметь крайне низкую чувствительность.

Заключение

Итак, считаю, что поставленная задача была выполнена успешно: мне удалось сделать очень прочную, водостойкую и не слишком тяжелую катушку из самых бросовых материалов. Список расходов: