Профессия намотчика катушек трансформатора. Инструкция по изготовлению намоточного станка Должностные инструкции намотчик магнитных катушек

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.

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.

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.

1.2 Самодельный намоточный станок (видео)

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.

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 «=».

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.

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.

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.

Изготавливает на намоточном станке обмотку различных размеров и типов для трансформаторов. При планировании последовательности трудовых операций и подборе материала руководствуется чертежом обмотки и технологической картой на ее намотку. С помощью подъемного устройства устанавливает барабан с проволокой необходимого качества и сечения на каретку, движущуюся вдоль станка. Припаивает провода к выводам катушки. Производит намотку на станке, регулируя с помощью ножной педали ее скорость и отслеживая по счетчику необходимое количество витков. Деревянным молотком вручную подбивает витки для повышения плотности намотки. Прокладывает между витками или слоями витков изоляционные прослойки. Намотчики 1-2 разряда выполняют намотку катушек для трансформаторов малых габаритов на простых налаженных станках. Намотчики 3-4 разряда осуществляют намотку катушек сложной конфигурации. Намотчики 5-6 разряда изготавливают обмотки для трансформа­торов с переключением под нагрузкой, крупногабаритных, сверхмощных и уникальных трансформаторов. Использует ручные инструменты (деревянный молоток, паяльные клещи, резак и др.), электромеханическое оборудование (намоточные станки разных размеров). Для деятельности характерны немногочисленные контакты с кол­легами по работе (мастером смены, технологом). Намотка катушек для трансформаторов больших габаритов осуществляется группой намотчиков (намотчиком высокой квалификации и подручными) и требует делового общения для координации совместных действий. Намотчик катушек работает в помещении, как правило, в две смены. Рабочая поза - положение "стоя". Женщины работают на намотке катушек небольших габаритов или подручными при намотке крупногабаритных катушек. При изготовлении обмоток для трансформаторов больших габаритов требуются значительные физические усилия (при подтягивании проводов большого сечения к станку, рубке проводов пневмозубилом). Профессия имеет 1-6 разряды.

Должен знать

Основы электротехники; принципы работы намоточных станков; конструкцию трансформаторных обмоток; виды и свойства изоляционных материалов и проводников.

Профессионально важные качества

• физическая сила (для отдельных видов работ);
• хорошая координация движений;
• способность к длительной концентрации внимания;
• хорошее пространственное воображение;
• зрительная память.

Медицинские противопоказания

• сердечно-сосудистой системы (гипертония, сердечная недостаточность);
• опорно-двигательного аппарата, ограничивающими подвижность рук.

Пути получения профессии

Учебные центры, курсы, обучение на производстве.

Родственные профессии

Вальцовщик, сборщик электроаппаратуры, токарь-расточник, швея-мотористка.

Хочу Вам представить очень полезное устройство. Это контроллер для намотки катушек индуктивности и трансформаторов. Устройство позволяет выполнять намотку от 0 до 9999 витков. На борту имеется клавиатурная матрица, дисплей и шаговый двигатель для вращения «заготовки».

Схема:

В проекте можно использовать как биполярный так и униполярный шаговый двигатель.

Приведу несколько широко известных схем:

Рис. 1

Фото того что получилось:

Работает следующим образом:

Вы задали значение с клавиатуры, оно отобразилось на дисплее, нажав на кнопку «*» пойдет процесс намотки, повторное нажатие приведет к паузе. Нажав на решетку, данные из буфера сотрутся. Полезно если Вы ввели не правильные значения, или просто хотите изменить значения. В процессе намотки на дисплее также будет отображаться намотанное значение (очень удобно если надо знать сколько осталось до конца процесса).

Детали:

Детали использованные в проекте стоят копейки и практически мусорные. Основные составляющие можно выдрать из поломанного принтера и докупить МК Atmega 8 . Прошить также можно за вечер. Или можно попросить сделать это меня.

Особенности:

Если Вы заметили в схеме нету датчика определяющего положение двигателя. Я этого достиг благодаря шаговому двигателю. Я программно считаю количество витков.

Идеи на будущее:

В будущем планирую ввести системный пункт меню, в котором можно выполнять полное программирование параметров системы. Это для того чтобы можно было гибко корректировать параметры если применяется другой тип двигателя. Или если надо изменить скорость намотки витков.

К статье прилагаю исходный код. Он написан на Си, удобно прописан в файле. Человек понимающий код для МК на Си, без особого труда разберется. Надеюсь Вам устройство будет полезно.

Фьюзы для прошивки:

Прошить надо только фьюзы отвечающие за тактовую частоту. Она должна быть 4мГц, и тактироваться от встроенного генератора!

Данный контроллер может использоваться в составе ручного намотчика, надо только снять ручку а на ее место поставить двигатель. Либо еще лучше изготовить самому. Для этого надо взять шпильку с резьбой нужной длинны, треугольники 2 шт. для крепления каркасов катушек, две гайки для фиксации и соединительную втулку для крепления двигателя и штока. Это все может сделать токарь "по братски" из подручных "железяк" а треугольники может сделать слесарь.

Примечание:

ВНИМАНИЕ! В проекте применен дисплей WH0802 Чтобы использовать широко распространенный WH1602 Надо модифицировать код. Также следует обратить внимание на цепь сброса МК. К ней необходимо подключить резистор номиналом 10-22кОм и подтянуть на +5В и подключить конденсатор номиналом 0.1мкФ между цепью сброса и общим проводом.

Список радиоэлементов

1-й разряд
Характеристика работ. Намотка катушек со щеками круглого и прямоугольного сечений проводами различных марок на настроенных станках с автоматической укладкой проводов. Тороидальная наметка, рядовая с одной обмоткой (маловитковая). Прокладка изоляции между рядами при намотке с заделкой и пайкой выводных концов с подгонкой сопротивлений. Намотка простых катушек с универсальной обмоткой (в условиях поточно - массового производства). Намотка внавал односекционных катушек реле, дросселей и т.д.
Должен знать: основные сведения об обустройстве обслуживаемого оборудования; наименование и назначение его частей; назначение и условия применения наиболее распространенных простых приспособлений и контрольно - измерительных инструментов и приборов; наименование и маркировку применяемых материалов; способы изоляции катушек; правила пайки, лужения и сварки при заделывании концов проводов; типы намоток и технические условия на намотку; начальные сведения по электротехнике в объеме программы полной средней школы.
Примеры работ
1. Галеты отклоняющей системы электронно - лучевой трубки телевизора - намотка на специальных автоматах и полуавтоматах.
2. Дроссели - рядовая намотка проводом на налаженном станке.
3. Дроссели корректирующие - намотка типа "Универсаль".
4. Дроселли тороидальные, катушки электромагнитов, линий задержек на ферритовых стержнях и катушки типа Б и ОБ - намотка.
5. Катушки двухсекционные и бескаркасные - намотка внавал на ручном станке.
6. Катушки дросселя низкой частоты - намотка провода вручную.
7. Катушки контуров высокой частоты - намотка шаговая на ручном станке.
8. Катушки сопротивлений - одно- и двухслойная намотка на налаженном станке.
9. Катушки сотовые - намотка проводом на оправке со спицами с пропиткой витков лаками.
10. Катушки телефонных реле - намотка секций с ручной укладкой проводов.
11. Контуры стабилизирующие мультивибраторов строк - намотка секций типа "Универсаль".
12. Трансформаторы высокого напряжения - слойная намотка.
2-й разряд
Характеристика работ. Намотка катушек (многовитковая, многослойная, одно- и многосекционная, рядовая и нерядовая с несколькими обмотками, универсальная и др.) проводами различных марок и диаметров на каркасы, трансформаторы и другие детали средней сложности с прокладкой изоляции между рядами, с любым количеством выводных концов и окончательной заделкой их. Прогрессивная бифилярная и галетная намотка с заделкой выводных концов. Пирамидальная намотка катушек с ручной укладкой проводов (в условиях единичного производства). Подгонка сопротивлений и индуктивности катушек на короткозамкнутые витки. Намотка многосекционных потенциометров и катушек сопротивления и самоиндукций. Спайка концов и обрывов проводов.
Должен знать: принцип действия обслуживаемого оборудования и правила управления намоточными станками и установками; назначение и условия применения универсальных и специальных приспособлений и контрольно - измерительных инструментов и приборов средней сложности и точности; правила и способы намотки каркасов, трансформаторов и других изделий средней сложности; характеристику и способы настройки оборудования с выбором наивыгоднейших чисел оборотов намоточного станка; основные свойства и технологические характеристики применяемых материалов; элементарные сведения по электро- и радиотехнике в объеме полной средней школы и производственного обучения.
Примеры работ
1. Галеты импульсного трансформатора - намотка с изоляцией каждого четного витка лакотканью.
2. Дроссели восьмисекционные - намотка типа "Универсаль".
3. Катушки дросселей низкой частоты, контурные, многосекционные к высоковольтным приборам, на сборных каркасах прямоугольного сечения, трансформаторов модуляции - намотка.
4. Катушки многосекционные линейных направляющих фильтров - универсальная намотка.
5. Катушки секционных трансформаторов - намотка парным сдвоенным проводом.
6. Катушки силовых трансформаторов и типа Ш и ШЛ, электромагнитов - намотка рядовая.
7. Катушки телефонные релейные - комбинированная намотка.
8. Катушки тороидальные с одной или несколькими секциями разных размеров - намотка вручную и на станках.
9. Катушки трансформаторов и дросселей типа "Габарит" - намотка с зачисткой и припайкой выводных концов.
10. Обмотки вторичные высоковольтных трансформаторов - намотка с изоляцией каждого слоя кабельной или бахромированной электроизоляционной бумагой.
11. Резисторы проволочные - намотка, подгонка.
12. Секции статоров - намотка.
13. Сердечники витые ленточные, броневого и стержневого типа - навивка.
14. Трансформаторы - тороидальная намотка на специальном намоточном станке.
15. Трансформаторы импульсные - намотка на тороидальные сердечники.
16. Трансформаторы многосекционные - намотка с прокладкой межвитковой изоляции из конденсаторной или телефонной бумаги с прокладкой экрана из медной или плакированной оловом фольги.
17. Фильтры - намотка на ручном станке.
3-й разряд
Характеристика работ. Намотка разнообразных типов и форм (цилиндрическая, пирамидальная, сотовая, шаговая, рядовая, бескаркасная и др.) проводами любых марок и диаметров на сложные катушки, каркасы, трансформаторы и другие детали. Бескаркасная намотка катушек с ручной укладкой провода, с изолировкой каждого слоя и обмотки и подгонкой сопротивления. Намотка потенциометров проводом на кольцевые, плоские и фигурные каркасы с подгонкой сопротивления и проверкой плавности изменения снимаемых характеристик тока.
Должен знать: устройство, принцип действия и способы наладки обслуживаемого оборудования; устройство универсальных и специальных приспособлений, контрольно - измерительных инструментов и приборов и правила пользования ими; правила и способы намотки различных катушек, каркасов, трансформаторов и других изделий, встречающихся в производстве радиоэлектронной аппаратуры; типы намоток и технические условия на намотку изготавливаемых изделий; общие сведения по электро- и радиотехнике в объеме программы производственного обучения и обучения в системе ПТУ.
Примеры работ
1. Автотрансформаторы круглые регулировочные - намотка.
2. Каркасы стеклоэпоксидные - намотка на приспособлении.
3. Катушки корректирующие - секционная тороидальная намотка с изоляцией стеклянной лентой.
4. Катушки крупногабаритные импульсных трансформаторов - намотка многослойная.
5. Катушки малогабаритные микрореле - намотка.
6. Катушки отклоняющей системы - тороидальная многослойная намотка.
7. Катушки реостатные для аппаратных щитов включения - намотка.
8. Катушки реле симметричные для сложной аппаратуры и приборов - намотка.
9. Катушки силовых и выходных трансформаторов с количеством обмоток более двух - намотка.
10. Катушки тороидальные - намотка с подгонкой величины индуктивности каждого отвода.
11. Катушки тороидальные - намотка типа "Универсаль".
12. Катушки трансформаторов высоковольтных, трансформаторы с количеством отводов в одной обмотке свыше трех при диаметре провода до 1,5 мм - комбинированная намотка.
13. Катушки трансформаторов для звуковых колонок, катушки фокусирующие 6-секционные, роторы и статоры индукционных фазовращателей - намотка.
14. Фильтры - намотка на автомате.
4-й разряд
Характеристика работ. Намотка катушек и трансформаторов на различные каркасы повышенной сложности одновременно двумя и более проводами со сложными соединениями. Намотка катушек и трансформаторов опытных и экспериментальных образцов на автоматах, полуавтоматах и многошпиндельных автоматах разных типов для универсальной, бифилярной, тороидальной и ступенчатой намотки. Намотка ажурных каркасов проводами любых марок и диаметров. Бескаркасная намотка и раскладка в одной катушке до 14 обмоток (с укладкой тонких проводов на верх толстых с устранением набегов и выдерживанием заданной формы катушек) с выполнением до 28 выводов и отводов и закреплением крайних витков каждого слоя во избежание спадания. Многоместная намотка номиналов многообмоточных катушек на полуавтоматах с заделкой и оформлением выводов и отводов, а также их пайкой.
Должен знать: устройство, принцип действия оборудования различных моделей; кинематику, электрическую схему и способы наладки применяемого намоточного оборудования; взаимодействие узлов намоточных станков различных типов; схемы переключения оборудования; основные сведения по электро- и радиотехнике в объеме программы производственного обучения и обучения в системе ПТУ.
Примеры работ
1. Катушки сложной конструкции для передающих ФОС - намотка на шаблонах с укладкой вручную, с "проклейкой" или "спеканием" витков.
2. Катушки особо сложные - универсальная намотка.
3. Катушки опытных образцов - тороидальная намотка.
4. Трансформаторы экспериментальные - тороидальная многослойная намотка.
5. Трансформаторы и дроссели типа ТА, ТН, ТАН, ТПП,ТР, ДПП, "Фактор", "Потенциал", ДВК, дроссель высокочастотный - намотка.
6. Трансформаторы малогабаритные тороидальные - намотка вручную и на станках СНТ-1,5 и СНТ-3-у.
5-й разряд
Характеристика работ. Намотка особо сложных и особо стабильных катушек для высоковольтных и высокочастотных трансформаторов и трансформаторов печатного монтажа с малыми габаритными размерами (намоточное окно 4 - 5 мм с применением магнитопровода ШЛ5, ШЛ6, ШЛ8 с большим количеством обмоток и выводов) проводами различных диаметров с заделкой выводов монтажным проводом. Намотка опытных и экспериментальных трансформаторов и дросселей на автоматах, полуавтоматах и многошпиндельных станках разных типов всеклиматического и экспортного исполнения и с особой приемкой. Подгонка сопротивлений и индуктивности трансформаторов, проверка на короткозамкнутые витки. Намотка на ажурных каркасах проводами любых марок и диаметров.
Должен знать: устройство, принцип действия, порядок обслуживания используемого оборудования различных моделей; кинематику, электрическую схему и способы наладки применяемого намоточного оборудования; назначение и применение универсальных и специальных приспособлений и контрольно - измерительных приборов и инструментов любой сложности; свойства, технические и технологические характеристики применяемых материалов; типы намоток и технические условия на намотку изготовляемых изделий; основные сведения по электро- и радиотехнике в объеме программы производственного обучения и обучения в системе ПТУ.
Примеры работ
1. Трансформаторы типа "Потенциал" высоковольтные - намотка в условиях единичного, опытного, экспериментального производства.
2. Трансформаторы для схем печатного монтажа типа "Малютка" - намотка на магнитопроводы.
3. Трансформаторы тороидальные, опытные и экспериментальные - многослойная намотка в условиях мелкосерийного производства.
4. Трансформаторы - преобразователи тороидальные малогабаритные, трансформаторы для видеотехники малогабаритные - намотка катушек.
5. Трансформаторы особо стабильные в экспортном и всеклиматическом исполнении - намотка катушек.