РУЧНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ НАМОТКИ МНОГОСЛОЙНОЙ КАТУШКИ
HAND TOOL AND METHOD FOR WINDING MULTILAYER COIL

Способ и устройство относятся к электротехнике, к намотке катушек для электрофизических установок.
Известен способ ручной намотки многослойной катушки трансформатора, включающий вращение основания (вал намоточного устройства) с закрепленным на нем каркасом и рукояткой (А.Н. Подъяпольский «Как намотать трансформатор», Госэнергоиздат, Москва, 1953, с.11). Одной рукой вращают намоточное устройство с таким расчетом, чтобы провод ложился на каркас сверху, а другой рукой - придерживают и натягивают провод, направляя его движение так, чтобы он ложился равномерно виток к витку. Устройство для ручной намотки электрической многослойной катушки состоит из намоточного устройства с закрепленным на нем каркасом наматываемой катушки.
Известные способ и устройство предназначены для намотки катушек, имеющих круглое или квадратное сечение. Однако в некоторых электрофизических установках в случае необходимости отклонения электронного пучка, транспортируемого в цилиндрическом канале, наиболее рационально использование катушек, имеющих каркас с сечением в виде кольцевого сектора.
Известные способ и устройство не позволяют наматывать катушки, имеющие каркас с сечением в виде кольцевого сектора.
При создании заявляемого изобретения решалась задача создания устройства и способа для намотки многослойной катушки, имеющей каркас с сечением в виде кольцевого сектора.
Техническим результатом при решении данной задачи явилось расширение возможностей намотки на каркасы более сложной формы.
Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным ручным устройством для намотки многослойной катушки, содержащим основание с закрепленным на нем каркасом и с рукояткой для вращения, новым является то, что каркас имеет сечение в виде кольцевого сектора и закреплен на основании так, что оси цилиндрических поверхностей каркаса совпадают с осью основания, основание выполнено с выемкой, в которой расположен качающийся рычаг с рукояткой с возможностью установки на нем сменных роликов радиусом R так, что при повороте рычага ось роликов совпадает с осью основания, причем R=r-n·t, где r - радиус внутренней цилиндрической поверхности каркаса, n - количество слоев намотки, t - толщина провода, при этом рукоятки выполнены съемными, а рукоятка основания имеет возможность установки, по меньшей мере, в двух положениях.
Указанный технический результат достигается также тем, что по сравнению с известным способом намотки многослойной катушки, включающим вращение основания с закрепленным на нем каркасом за рукоятку, новым является то, что на каркас, имеющий сечение в виде кольцевого сектора, сначала наматывают часть витка до расположения провода напротив внутренней цилиндрической поверхности каркаса, останавливают вращение, устанавливают на рычаг ролик и рукоятку, переставляют рукоятку основания в положение, не препятствующее дальнейшему вращению, затем, поворачивая рычаг, прижимают провод к внутренней цилиндрической поверхности каркаса, удерживая ролик в прижатом состоянии, вращают основание до соприкосновения провода с роликом, образовывая второй виток, затем снимают ролик и рукоятку рычага, а рукоятку основания возвращают в исходное положение, и повторяют вышеуказанные операции.
Закрепление каркаса на основании так, что оси цилиндрических поверхностей каркаса совпадают с осью основания и совпадение оси ролика с осью основания при повороте рычага необходимо для прижатия провода равномерно по всей внутренней поверхности каркаса.
Рычаг установлен в выемке основания так, чтобы при намотке он не выступал над верхней поверхностью основания.
На рычаге устанавливается ролик для того, чтобы прижать провод к внутренней поверхности каркаса и сохранять его прижатым при дальнейшем вращении основания до тех пор, пока образовавшиеся изгибы на каркасе не позволят ему распрямиться при снятии ролика. Так как радиусы слоев намотки меняются, то меняются и ролики.
Рукоятки и ролики выполнены съемными, так как в некоторых положениях при намотке они мешают движению провода.
На фиг.1 изображено устройство ручной намотки многослойной катушки (вид сверху), а на фиг.2-3 - поперечное сечение устройства, где:
1 - основание;
2 - каркас для намотки;
3 - болты крепления каркаса к основанию;
4 - ось основания;
5 - рычаг;
6 - ось рычага;
7 - втулка;
8 - болт фиксации втулки;
9 - съемная рукоятка рычага;
10 - ролик;
11 - ось ролика;
12 - рукоятка основания;
Г и Д - положения для установки рукоятки основания.
На фиг.4 показано расположение элементов устройства на столе.
На фиг.5-9 схематически изображен процесс намотки катушки, имеющей каркас с сечением в виде кольцевого сектора, где:
13 - стол;
14 - смоточная катушка;
15 - изолированный провод.
Ручное устройство для намотки многослойной катушки содержит основание 1 с закрепленным на нем каркасом 2 для намотки и рукояткой 12 для вращения. Каркас, имеющий в сечении вид кольцевого сектора, закреплен при помощи болтов 3 на основании так, что оси цилиндрических поверхностей каркаса совпадают с осью 4 основания. Основание 1 выполнено с выемкой, в которой расположен качающийся рычаг 5 с рукояткой 9 и с роликом 10 радиусом R. Ролик 10 закреплен на рычаге 5 с помощью втулки 7, зафиксированной болтом 8. Втулка имеет эксцентрично расположенное отверстие для оси 11 ролика. Эксцентриситет позволяет точно регулировать расстояние от оси 6 рычага до оси 11 ролика. Обе рукоятки (рукоятка 12 основания и рукоятка 9 рычага) выполнены съемными, а рукоятка основания имеет возможность установки, по меньшей мере, в двух положениях Г и Д.
Способ намотки осуществляется следующим образом.
Каркас 2 закрепляют на основании 1 болтами 3 и в верхнюю щечку каркаса пропускается провод от смоточной катушки 14. В исходном положении рукоятка 9 рычага 5 и ролик 10 сняты, а рукоятка 12 основания установлена в положении Г. Намотка провода на каркас может производиться в любом направлении. На фиг.5-9 показаны этапы намотки по часовой стрелке. Поворачивают основание до положения, показанного на фиг.5. В этом положении провод располагается напротив внутренней цилиндрической поверхности каркаса. Затем производят установку ролика и рукоятки на рычаг, переставляют рукоятку для вращения основания в положение Д (фиг.6), прижимают провод к внутренней цилиндрической поверхности каркаса (фиг.7). Производят дальнейшее вращение, удерживая ролик в прижатом состоянии, до соприкосновения провода с роликом (фиг.8), при этом закончился первый виток, и началась намотка второго витка.
Снимают ролик и рукоятку рычага, а рукоятку основания возвращают в исходное положение (фиг.9) и повторяют вышеуказанные операции. После окончания намотки первого слоя ролик меняется на меньший (согласно формуле).
2
По предложенному способу на изготовленном устройстве для намотки была намотана партия трехслойных катушек изолированным проводом марки ПНЭТП сечением 1×3 мм. Радиус внутренней цилиндрической поверхности каркаса r=77 мм. Жесткость выбранного провода достаточна для того, чтобы при намотке после снятия ролика уложенный виток сохранял свое положение и форму.
Вместо устройства с рычагом может использоваться деталь с поверхностью, повторяющей форму внутренней поверхности каркаса, и другое устройство прижатия провода. Данная конструкция выбрана из условия максимальной простоты изготовления и удобства процесса намотки.