Способ намотки соленоида сильного магнитного поля. Катушки соленоида

Какие катушки подходят для соленоидных клапанов? Инженерные системы РУ100

Основная задача электромагнитной катушки соленоидного клапана заключается в изменении положения плунжера, с помощью использования энергии электрического тока. Изначально сердечник служит препятствием на пути потока воздуха. Специальные отверстия в верхней части диафрагмы способствуют формированию давления под воздействием рабочей среды. После подачи электрического напряжения, магнитное поле сжимает обмотку, тем самым втягивая плунжер и открывая проход. Далее напряжение исчезает, и пружина возвращает сердечник на место, вновь перекрывая отверстие. Таким образом, соленоид исполняет роль главного механизма, качество которого обеспечивает исправную работу всего клапана. Как следствие из этого, именно благодаря данному элементу осуществляется поддержка давления и потока жидкой среды в системе.

Особенности катушек для соленоидных клапанов

В целом, электромагнитные катушки поставляются как в комплекте с клапаном, так без него. Напряжения или мощность могут быть разными. Цилиндрический каркас соленоида обычно обмотан медным проводом, иногда – алюминиевым, либо другими сверхпроводниками. Сердечники могут изготавливаться из сплавов чугуна, железа или феррита. Длина цилиндра должна быть больше своего диаметра. Если на обмотку подается постоянный электрический ток, то магнитное поле имеет однородный характер, если переменный, то и поле будет таким же. Большой выбор продукции с разными характеристиками и комплектацией даст возможность подобрать катушку к разным видам клапанов. Дополнительно также можно пробрести регулятор тока, который служит для предотвращения сгорания соленоида при скачках напряжения.

Как правильно подобрать катушку

Если вам необходимо подобрать катушку соленоидного клапана, то обратите внимание на то, какие аспекты буду важными при выборе:

• Размеры катушки, в частности диаметр посадки и высота катушки.
• Напряжение питания катушки.
• Мощность катушки.

Несоответствие этих параметров может привести к трудностям в установке, снижению энергоресурса, либо вовсе сгоранию.

В ассортименте нашего магазина представлены электромагнитные катушки соленоидного клапана фирмы АСТЕМА. Серия ЭКО имеет стандартные размеры и выполнена для разных напряжений (от 12 до 220 В) и токов (прямого или переменного). Такая катушка оснащена медной защищенной обмоткой и заземляющим контактом. Из основных преимуществ:

• возможность вращения на 360°;
• устойчивость к высокому напряжению;
• низкое энергопотребление;
• высокие прочность и надежность материалов;
• класс защиты IP65;
• комплектация включает клеммную коробку и прокладку.

Где купить катушку

Чтобы купить электромагнитную катушку соленоидного клапана и оценить ее преимущества обращайтесь по указанным контактам.

py100.ru

Соленоид. Электромагниты. Все о магнитах :: Класс!ная физика

СОЛЕНОИД

ЭЛЕКТРОМАГНИТ

Соленоид – это катушка индуктивности в виде намотанного на цилиндрическую поверхность изолированного проводника, по которому течёт электрический ток. Электрический ток в обмотке создает в окружающем пространстве магнитное поле соленоида.

Соленоид становится магнитом.Железные опилки притягиваются к концам катушки при прохождении через нее электрического тока и отпадают при отключении тока.

Сила магнитного поля катушки с током зависит от числа витков катушки, от силы тока в цепи и от наличия сердечника в катушке. Чем большее число витков в катушке и чем больше сила тока, тем сильнее магнитное поле. Железный сердечник, введенный внутрь катушки с током усиливает магнитное поле катушки___

Если подвесить соленоид на нити, то он повернется и сориентируется в магнитном поле Землиподобно свободно вращающейся магнитной стрелке.

Конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, становится северным полюсом, а другой конец, в который магнитные линии входят, - южным полюсом магнита-соленоида. ___

Графически изображение магнитного поля соленоида похоже на магнитное поле полосового магнита.

Магнитные линии магнитного поля катушки с током замкнутые кривые и направлены снаружи катушки от северного полюса к южному полюсу.___

Внутри соленоида, длина которого значительно больше диаметра, магнитные линии магнитного поля параллельны и направлены вдоль соленоида. Здесь магнитное поле однородно, его напряжённость пропорциональна силе тока и числу витков. Внешнее магнитное поле соленоида неоднородно.____

Соленоид с сердечником во внутренней полости представляет собой электромагнит.

Электромагнит – это устройство, состоящее из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается при прохождении по обмотке электрического тока и притягивающегося якоря.

Обмотка выполняется из изолированного алюминиевого или медного провода.Существуют также электромагниты с обмоткой из сверхпроводящих материалов. Сердечники изготавливают из стали или чугуна, или железоникелевых ( железокобальтовых ) сплавов, которые с целью уменьшения вредных вихревых токов выполняют не цельными, а из набора листов.

Дуугообразный электромагнит используется для поднятия тяжестей. Через катушку пропускается электрический ток, в результате намагничивается сердечник и притягивает якорь с подвешенным грузом.

Действие электромагнита зависит как от силы магнитного поля, так и от силы и направления электрического тока в обмотке.

Полезные свойства электромагнитов:быстро размагничиваются при выключении тока,можно изготовить любых размеров,при работе можно регулировать магнитное действие, меняя силу тока в цепи.

___

В основном область применения электромагнитов - электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру защиты электротехнических установок. Электромагниты используют в подъемных устройствах, для очищения угля от металла, для сортировки разных сортов семян, для формовки железных деталей , в магнитофонах. Электромагниты применяются и в электроизмерительных приборах. Развивающейся областью применения электромагнитов является медицинская аппаратура.

СДЕЛАЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ САМ

ИЗ ИСТОРИИ СОЗДАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ

Вильям Стержен ) (1783–1850)

- английский инженер электрик, создал первый подковообразный электромагнит, способный удерживать груз больше собственного веса( 200-граммовый электромагнит был способен удерживать 4 кг железа). Первые электромагниты В.Стержена:

Первые электромагниты, когда ещё не умели изготавливать изолированную проволоку, делали так: железный стержень обматывали шелком, поверх него наматывали проволоку так, чтобы витки не соприкасались!

  Джозеф Генри ) (1797–1878)

  - американский физик, работы по электричеству и магнетизму. Усовершенствовал электромагнит. В 1827 г. Дж. Генри стал изолировать уже не сердечник, а саму проволоку. Только тогда появилась возможность наматывать витки в несколько слоев. Исследовал различные методы намотки провода для получения электромагнита. Создал 29 килограммовый магнит, удерживающий гигантский по тем временам вес - 936 кг.

Дж. Генри сконструировал праобраз электромагнитного телеграфа, который состоял из батареи и электромагнита, соединенных медным проводом длиной в милю (1.85 км), протянутого по стенам лекционного зала.

Сэмюэл Финли Бриз Морзе

- публично продемонстрировал практически пригодную телеграфную систему, которую позднее назвали телеграфным аппаратом Морзе.

Электрические импульсы, переданные аппаратом Морзе по проводам на расстояние 2-х миль (3.7 км), привели в действие электромагнит и на бумажной ленте точками и черточками чернил (кодом Морзе) были напечатаны символы первого телеграфного сообщения.

ЧИТАЕМ !

Электромагниты Дж. Генри.

"Ювелирные" соленоиды.

Телеграф С. Морзе.

Тайны магнита.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ?

Почему для переноски раскаленых болванок нельзя воспользоваться электромагнитом?- потому, что чистое железо, нагретое выше 767 градусов, совершенно не намагничивается!

САМЫЙ - САМЫЙ!!!

Крупнейший в мире электромагнит используется в Швейцарии.Электромагнит 8-угольной формы состоит из сердечника, изготовленного из 6400 т низкоуглеродистой стали, и алюминиевой катушки весом 1100 т. Катушка состоит из 168 витков, закреплённых электросваркой на раме. Ток силой 30 тыс. А, проходящий по катушке, создает магнитное поле мощностью 5 килогауссов. Размеры электромагнита, превосходящие высоту 4 этажного здания, составляют 12х12х12 м, а общий вес равен 7810 т. На его изготовление ушлобольше металла, чем на постройку Эйфелевой башни.___

Самый тяжёлый в мире магнит имеет диаметр 60 м и весит 36 тыс. т. Он был сделан для синхрофазотрона мощностью 10 ТэВ, установленного в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, Московская область.

ЗНАКОМЬТЕСЬ!

"ШАТТЛ" на электромагнитной тяге.

Японцы придумали «ювелирные» соленоиды.

ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ

Электромагнитные подъемные краны

На заводах применяются электромагнитные подъемные краны, которые могут переносить огромные грузы без их крепления. Здесь используются электромагниты.

Пока в обмотке электромагнита есть ток, ни одна железяка не упадет с него.  Но если ток в обмотке почему-либо прервется, авария неизбежна. И такие случаи бывали. На одном американском заводе электромагнит поднимал железные болванки.Внезапно на электростанции Ниагарского водопада, подающей ток, что-то случилось, ток в обмотке электромагнита пропал; масса металла сорвалась с электромагнитаи всей своей тяжестью обрушилась на голову рабочего.

Чтобы избежать повторения подобных несчастных случаев, а также с целью сэкономить потребление электрической энергии, при электромагнитах стали устраивать особые приспособления. После того как переносимые предметы подняты магнитом, сбоку опускаются и плотно закрываются прочные стальные подхватки, которые затем сами поддерживают груз,ток же во время транспортировки прерывается.

В морских портах для перегрузки металлолома используются , наверное, самые мощные круглые грузоподъемные электромагниты. Их масса достигает 10 тонн, грузоподъемность до 64 тонн,а отрывное усилие до 128 тонн.

В зависимости от назначения электромагниты могут весить от долей грамма до сотен тонн и потреблять электрическую мощность - от долей ватта до десятков мегаватт.

Электрический звонок

принципиальная электрическая схемаШкольный звонок, квартирный звонок имеют подобную электрическую схему. После подсоединения контактов 1 и 2 к выходу источника тока по замкнутой цепи начинает протекать электрический ток ( часть якоря Я выполняет роль проводника в этой эл. цепи, именно через якорь течет эл. ток и только первоначальное положение якоря создает замкнутую эл. цепь). Вокруг электромагнита Э возникает магнитное поле и притягивает к себе железный якорь Я. Электрическая цепь размыкается и магнитное поле пропадает. Якорь возвращается в первоначальное положение, ударяясь своим другим концом о металлическую чашку (слышен звук удара). При возвращении якоря в первоначальное положение цепь опять замыкается, и по ней снова начинает течь электрический ток. Опять образуется вокруг электромагнита магнитное поле, и все начинается по новой.

Автопогрузчик с магнитным ковшом

Обычный автопогрузчик для сбора металлолома оборудован электромагнитом. Разбросанные по земле железяки сами притягиваются внутрь ковша, облегчая погрузку и перенос груза.

Очиска крови с помощью электромагнита

Очень перспективный метод очистки крови при серьезных заражениях крови, которые не поддаются медикаментозной очистке, разработан медиками. Создан безвредный для организма солевой раствор, содержащий мельчайшие железные шарики, покрытые реагентом. Реагент способен "прилипать" к определенному виду вредных микробов, которые появляются в крови человека при болезнях. Раствор вводится в организм человека, а затем кровь с раствором пропускается через электромагнитную установку, которая "отлавливает" и удаляет из крови железные частицы с налипшими на них бактериями.

Электромагнитный скоростной транспорт

Перспективно использование электромагнитов на скоростных транспортных средствах для создания " магнитной подушки".

или

Смотри другие страницы по теме «Всё о магнитах»:

Магнитное поле

Постоянные магниты

Органические магниты

Магнитные жидкости

Электромагниты

Электромагниты Дж. Генри

Телеграф С. Морзе

"Ювелирные" соленоиды

"Шаттл" на электромагнитной тяге

Опыты с магнитными иголками

Опыт: влияние температуры на свойства магнита

Магнитное поле Земли

Можно ли намагнитить шар?

Намагничивание в магнитном поле Земли

Часы и магнетизм

"Поющие" магниты

Размагничивание

Дрейф магнитных полюсов Земли

"Магометов гроб"

Проект магнитного транспорта

Лечение магнитами

Магнитная летательная машина

Сражение марсиан с земножителями

Магнитный вечный двигатель

Магнитные фокусы

Оружие 21 века

Как влияет электросмог на всё живое?

Как работает микроволновка?

Загадки Николы Тесла

О полярных сияниях

Научные игрушки с элементами "антигравитации"

Применение электромагнита

Бури, которые не видит глаз

Может ли бритва самозатачиваться?

class-fizika.narod.ru

Способ намотки соленоида сильного магнитного поля

Изобретение относится к технике сильных импульсных магнитных полей и может быть использовано для создания как статических, так и импульсных устройств. Технический результат состоит в повышении качества намотки путем намотки плоской спирали с постоянным контролируемым натяжением. Способ намотки соленоида включает намотку единым проводом двух неодинаковых и изолированных секций - в виде многослойного соленоида и плоской спирали на одном из торцов, пропитку соленоида связующим диэлектрическим составом, полимеризацию, обмотку поверхности соленоида диэлектрическим бандажом с полимеризацией. Указанные операции осуществляют на закрепленной в шпинделе станка оснастке, имеющей вал с прокладками и устройство для натяжения провода. Перед намоткой соленоида отматывают от катушки провод с длиной, необходимой для намотки плоской спирали на наружную поверхность барабана, и через составную прокладку с криволинейными поверхностями обеспечивают плавный переход провода на вал оснастки. Намотку многослойного соленоида, пропитку связующим диэлектрическим составом с последующей полимеризацией осуществляют отдельно для каждого слоя. Затем с барабана провод перематывают на катушку с проводом, удаляют составную прокладку и осуществляют намотку плоской спирали на станке через регулируемое натяжное устройство. Криволинейную поверхность составной прокладки, обеспечивающей плавный переход провода с барабана на вал, выполняют в виде архимедовой спирали между точками касательной к поверхности барабана и касательной к поверхности оси вала, на которую наматывают многослойный соленоид. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники

Изобретение относится к технике сильных магнитных полей и может быть использовано для создания как статических, так и импульсных устройств.

Уровень техники

Известен способ намотки соленоидов сильных импульсных магнитных полей [1], в котором на высокопрочный провод, например, микрокомпозит Cu-Ag, накладывают изоляцию, а затем провод наматывают на оправку в виде толстого многослойного соленоида, возможно с упрочняющей диэлектрической нитью, пропитывают эпоксидным компаундом и закрепляют внешним бандажом из высокопрочного диэлектрика. Осевой разрез такого соленоида представляет собой прямоугольник за исключением внутреннего слоя, который выходит за пределы прямоугольника. В этом случае провод внутреннего слоя выходит за пределы области сильного магнитного поля, что позволяет избежать сильных механических нагрузок на внутренний вывод соленоида. Данный способ намотки позволяет изготавливать соленоиды, многократно генерирующие импульсы магнитного поля с пиковым значением до 58 Тл.

К недостаткам данного способа относятся большие габариты, за счет удлиненного внутреннего слоя, сложная организация осевого сжатия.

Наиболее близким способом намотки соленоидов сильных импульсных магнитных полей, выбранным в качестве прототипа, является способ, описанный в работе [2]. Способ включает намотку единым куском провода двух неодинаковых и изолированных секций, одной из которых служит обычный многослойный соленоид, а другой - плоская спираль на одном из его торцов. Для предотвращения электрического пробоя между секциями помещалась прокладка из текстолита толщиной 1 мм. Такая двухсекционная обмотка позволяет вынести оба токопровода на внешний слой соленоида, где механические напряжения значительно меньше. Неизбежная при этом неоднородность обмотки специально смещена от центральной плоскости, где механические напряжения максимальны, к одному из торцов.

Провод наматывался на оснастку, представляющую собой текстолитовую прокладку и две тефлоновые втулки, закрепленные на стальной шпильке, одна из которых навинчивалась на шпильку, а другая имела свободную посадку. Такая конструкция была необходима для того, чтобы извлечь втулки после пропитки соленоида эпоксидным компаундом. Шпилька (вал) с закрепленными на ней втулками устанавливалась в шпиндель токарного станка, на суппорте которого крепилось устройство для натяжения и выравнивания провода.

Сначала отрезок провода длиной около 1 м протягивают через прорезь в текстолитовой прокладке и наматывают на вспомогательную шпульку, затем с помощью этой шпульки вручную наматывают плоскую спираль, провод выводят через прорезь в щечке втулки и закрепляют на пластине, жестко связанной со шпилькой. Такое закрепление необходимо для предотвращения прокручивания втулки в процессе намотки. По боковой поверхности плоской спирали наматывают в четыре слоя стеклоткань толщиной 0.5 мм, тем самым обеспечивают надежную изоляцию спирали от токопровода второй секции. После этой операции наматывают вторую секцию - многослойный соленоид обычного типа. При намотке суппорт станка вместе с закрепленными на нем приспособлениями смещался вправо или влево пропорционально шагу намотки, что обеспечивало ее высокое качество. Токопровод второй секции также проходил через прорезь в щечке втулки: прорези для токопроводов были разнесены на 90 градусов по окружности щечки. Затем токопровод второй секции крепят вместе с токопроводом спирали на пластине. Поверхность соленоида обматывают в один слой стеклотканью толщиной 0.5 мм. Полученный таким образом соленоид помещался в цилиндрический стакан из жести, в котором и осуществлялась пропитка в вакууме эпоксидным компаундом, полимеризация происходила при температуре 80-90 градусов С в течение 36 часов. По окончании этого процесса лишняя часть компаунда стачивалась до слоя стеклоткани. Затем соленоид обматывался по внешней поверхности многими слоями стеклонити, также пропитанной эпоксидным компаундом, полимеризация которого происходила при тех же условиях, образуя диэлектрический бандаж. Для предотвращения растрескивания в аксиальном направлении диэлектрический бандаж стягивают с помощью двух фланцев из текстолита толщиной 20 мм и четырех болтов из нержавеющей стали диаметром 12 мм.

Достоинством такого способа намотки является то, что оба вывода соленоида оказываются на внешней стороне соленоида. Поскольку максимальные магнитные поля создаются внутри соленоида, внутренние слои испытывают наибольшие механические деформации. Внешние слои испытывают гораздо более слабые деформации, поэтому расположение выводов на внешней поверхности соленоида позволяет избежать их обрыва.

К недостаткам прототипа относится сильный изгиб провода на вспомогательной шпульке. Намотка соленоидов сильных магнитных полей осуществляется высокопрочными микрокомпозитными проводами типа Cu-Nb, Cu-Ag, Cu-Ni3Ti, которые обладают жесткими требованиями к минимальному радиусу изгиба. Размеры шпульки определяются минимальным радиусом изгиба. Поскольку шпулька при намотке плоской спирали движется вокруг оси соленоида, устройство для намотки должно обладать большим свободным пространством вокруг оси, т.е. необходим крупногабаритный станок. Кроме того, при ручной намотке плоской спирали невозможно обеспечить необходимый постоянный натяг провода для ее равномерной, плотной навивки.

В связи с этим возникает техническая задача уменьшения габаритов станка для намотки соленоида при сохранении большого радиуса изгиба провода и улучшения качества намотки.

Раскрытие изобретения

Технический результат заявляемого решения заключается в повышении качества намотки соленоида путем намотки плоской спирали с постоянным контролируемым натяжением.

Технический результат заявляемого способа намотки соленоида сильного магнитного поля по пункту 1 достигается тем, что он включает намотку единым проводом двух неодинаковых и изолированных секций - в виде многослойного соленоида и плоской спирали на одном из торцов, пропитку соленоида связующим диэлектрическим составом, полимеризацию, обмотку поверхности соленоида диэлектрическим бандажом с полимеризацией, которые осуществляют на закрепленной в шпинделе станка оснастке в виде вала с прокладками и устройства для натяжения провода. При этом перед намоткой соленоида отматывают от катушки провод с длиной, необходимой для намотки плоской спирали.

Новым в способе намотки соленоида сильного магнитного по пункту 1 является то, что провод для намотки плоской спирали отматывают от катушки на наружную поверхность барабана соосного с валом оснастки, через составную прокладку с криволинейными поверхностями, обеспечивающую плавный переход провода на вал оснастки. Намотку многослойного соленоида и пропитку связующим диэлектрическим составом с последующей полимеризацией осуществляют отдельно для каждого слоя, затем с барабана провод перематывают на катушку с проводом, удаляют составную прокладку и осуществляют намотку плоской спирали на станке через регулируемое натяжное устройство. Новым в способе намотки соленоида сильного магнитного по пункту 2, является то, что криволинейную поверхность составной прокладки, обеспечивающую плавный переход провода с барабана на вал, выполняют в виде архимедовой спирали между точками касательной к поверхности барабана и касательной к поверхности оси вала, на которую наматывают многослойного соленоид.

Отмотка провода для плоской спирали от катушки с проводом на наружную поверхность барабана, соосного с валом оснастки, и обеспечение его плавного перехода через составную прокладку с криволинейными поверхностями на вал позволяет уменьшить габариты станка и сохранить большой радиус изгиба провода.

Намотка многослойного соленоида и пропитка связующим диэлектрическим составом с последующей полимеризацией, осуществляемая отдельно для каждого слоя, позволяет улучшить изоляцию межвитковой зоны и увеличить ресурс работы соленоида.

Перемотка провода с барабана на катушку, удаление составной прокладки и намотка плоской спирали, осуществляемая на станке через регулируемое натяжное устройство, позволяет обеспечить более плотную намотку плоской спирали и увеличить ресурс работы соленоида.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется фигурами 1 и 2.

На фиг.1 представлена оснастка для намотки соленоида, где: 1 - шпиндель станка, 2 - болт, 3 - текстолитовая прокладка, 3а - составная прокладка с криволинейными поверхностями, 4 - вал, 5 - прокладка из фторопласта, 6 - съемный диск, 7 - гайка, 8 - задняя бабка станка, 9 - суппорт станка, 10 - катушка с проводом, 11 - устройство натяжения и выравнивания провода, 12 - выталкивающий диск, 13 - барабан.

На фиг.2 представлен вид по А-А конструкции составной прокладки с криволинейными поверхностями 3а, где: 1 - вкладыш, 2 - вкладыш, 3 - барабан, 4 - вал.

Осуществление изобретения

Оснастку для намотки соленоида (рис.1), имеющую барабан 13, съемную составную прокладку с криволинейными поверхностями 3а, закрепленную на торцевой поверхности барабана, прокладки из фторопласта 5, съемный 6 и выталкивающий 12 диски размещают на валу 4, крепят гайкой 7 и устанавливают в шпинделе 1 станка. Конец провода от катушки 10 проводят через устройство для натяжения и выравнивания провода 11 и закрепляют болтом 2 на барабане 13. Устройство для натяжения и выравнивания провода 11, имеющее регулируемую величину натяга провода, крепят на суппорте 9 станка. На вал 4 оснастки наносят изоляцию из фторопластовой пленки. Изоляция вала 4 фторопластовой пленкой и фторопластовые прокладки 5 применены для возможности последующего отделения изготовленного соленоида от оснастки. К внутреннему торцу барабана 13 для формирования пространства кольцевой зоны и обеспечения плавного перехода провода с барабана на вал 4 крепят съемную составную прокладку 3а в виде вкладышей 1 и 2 (рис.2). Криволинейные поверхности съемной составной прокладки 3а, обеспечивающие плавный переход провода на вал оснастки, выполняют в виде архимедовой спирали между точками касательной к поверхности барабана 13 и касательной к поверхности оси вала 4, на которую наматывают многослойного соленоид.

Способ намотки соленоидов сильного магнитного поля реализуется следующим образом.

При намотке первые 6 витков (около 1.5 м) наматывают на наружную поверхность барабана 13, а затем провод по криволинейной поверхности съемной составной прокладки 3а (рис.1) перемещают на вал 4 и пропускают через прорезь в прокладке 3.

Далее осуществляют послойную намотку соленоида с пропиткой каждого слоя эпоксидным составом с последующей сушкой в течение 24 часов. Послойное нанесение эпоксидного состава на провод было применено для улучшения изоляции межвитковой зоны и придания большей прочности соленоиду. После сушки последнего слоя отрезают провод необходимой длины и фиксируют на соленоиде. Затем удаляют вкладыши 1 и 2 (рис.2) составной прокладки с криволинейными поверхностями 3а, формировавшие кольцевую зону и обеспечивающую плавный переход провода на вал 4 оснастки. Для намотки кольцевой зоны соленоида конец провода открепляют от барабана 13, закрепляют на катушке 10 и перематывают на нее провод вручную. Намотку спирали кольцевой зоны также осуществляют на станке через регулируемое натяжное устройство. На поверхность провода при намотке спирали наносят эпоксидный состав с последующей его полимеризацией.

После сушки отрезают провод необходимой длины и фиксируют его на соленоиде. От оснастки для намотки соленоида отсоединяют барабан, концы провода выводят через пазы в прокладке 5, выталкивающего диска 12, фланца вала 4, сворачивают в бухты и фиксируют на патроне станка.

На предприятии реализован заявленный способ намотки соленоида сильного магнитного поля. Проведенные испытания показали, что, благодаря намотке части провода на барабан оснастки, плавного перехода провода с барабана на вал оснастки и намотке основной секции соленоида и кольцевой спирали через регулируемое натяжное устройство обеспечивается повышение качества намотки соленоида и увеличивается ресурс работы соленоида.

К положительным результатам следует отнести и то, что устройство для намотки соленоида выполнено компактным и не потребовало применения станка больших габаритов при сохранении большого радиуса изгиба провода, а также обеспечения более плотной навивке провода при намотке плоской спирали соленоида.

Заявляемое изобретение может быть использовано для изготовления соленоидов с целью их применения в статических и импульсных устройствах в технике сильных магнитных полей.

Источники информации

1. T. Asano, Y. Sakai, G. Kido, K. Inoe, H. Maeda. Development of wire wound pulsed magnet, Physica B, Vol.211, p.46, 1995.

2. Лагутин А.С., Ожогин В.И. Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперименте. М.: Энергоатомиздат, 1988, стр.49, рис.2.29.

1. Способ намотки соленоида сильного магнитного поля, включающий намотку единым проводом двух неодинаковых и изолированных секций в виде многослойного соленоида и плоской спирали на одном из торцов, пропитку соленоида связующим диэлектрическим составом, полимеризацию, обмотку поверхности соленоида диэлектрическим бандажом с полимеризацией, которые осуществляют на закрепленной в шпинделе станка оснастке, имеющей вал с размещенными на нем прокладками и устройство для натяжения провода, при этом перед намоткой соленоида отматывают от катушки провод с длиной, необходимой для намотки плоской спирали, отличающийся тем, что провод для намотки плоской спирали отматывают от катушки на наружную поверхность барабана и через составную прокладку с криволинейными поверхностями обеспечивают плавный переход провода на вал оснастки, причем намотку многослойного соленоида, пропитку связующим диэлектрическим составом с последующей полимеризацией осуществляют отдельно для каждого слоя, затем с барабана провод перематывают на катушку с проводом, удаляют составную прокладку и осуществляют намотку плоской спирали на станке через регулируемое натяжное устройство.

2. Способ намотки соленоида сильного магнитного поля по п.1, отличающийся тем, что криволинейную поверхность составной прокладки, обеспечивающей плавный переход провода с барабана на вал, выполняют в виде архимедовой спирали между точками касательной к поверхности барабана и касательной к поверхности оси вала, на которую наматывают многослойный соленоид.

www.findpatent.ru

Строим соленоидный двигатель « Учи физику!

«Сердце» любой движущейся модели — двигатель. В большинстве моделей используются электрические моторы постоянного или переменного тока. Вращение выходной оси такого мотора передается колесам модели через редуктор. Реже применяется двигатель с воздушной тягой. Это малогабаритные компрессионные моторы с пропеллером, устанавливаемые на быстроходных плавающих, летающих и гоночных моделях.

Существует и еще один тип двигателя — соленоидный, принцип работы которого основан на магнитном действии тока. Знают его немногие, в то же время он наиболее прост в изготовлении, и это его основное преимущество.

Катушка, это которой пропущен ток, втягивает железный сердечник — плунжер. Движение сердечника можно преобразовать во вращательное движение вала, применив шатунно-кривошипный механизм. Катушек следует брать одну, две, три и более, соответственно изменяя распределительный механизм для тока. Проще всего сделать двухкатушечный двигатель (см. чертеж).

Трехкатушечный двигатель несколько сложнее, зато мощность его больше и работает он равномернее (даже без маховика). Действует он так: ток от сети поступает через щетку одного из соленоидов к распределителю тока, затем идет в данный соленоид. Пройдя по обмотке, ток возвращается в сеть через общие кольца и щетку распределителя. Возникающее при этом сильное магнитное поле втягивает внутрь катушки плунжер, который стремится к середине катушки, а шатун и кривошип поворачивают коленчатый вал. Вместе с валом поворачивается распределитель тока, пускающий вход следующий соленоид.

Второй соленоид включается еще при работе первого, тем самым помогая ему в нужный момент, когда сила тяги первого плунжера ослабевает (при уменьшении длины плеча силы при повороте кривошипа). За вторым соленоидом включается третий. Далее все повторяется.

Лучшие каркасы катушек (соленоидов) получаются из текстолита, другой материал — крепкое дерево (размеры см. на чертеже). Наматываются катушки проводом ПЭЛ-1 диаметром 0,2—0,3 мм по 8—10 тысяч витков так, чтобы сопротивление каждой из них было 200—400 ом. Катушки нужно наматывать до заполнения каркаса, делая через каждые 500 витков прокладки из любой тонкой бумаги. Для более мощных двигателей нужны катушки с сопротивлением не ниже 200 ом.Плунжеры изготовляются из мягкой стали (железа). Длина их 40 мм, диаметр 11 мм.

Шатун легко сделать из велосипедной спицы (см. чертеж). Длина его 30 мм (между центрами головок). Верхняя головка шатуна представляет собой кольцеобразное ушко с внутренним диаметром 3 мм. Нижняя головка имеет специальный захват для шейки коленчатого вала. К прямому концу шатуна нужно припаять две полоски жести — получится вилка, надевающйяся на шейку кривошипа. Чтобы вилка не соскакивала, на концах полосок предусмотрены отверстия под медную проволоку для стягивания вилки.Вилки шатунов надеты на втулки, изготовленные из латунной, бронзовой или медной трубки с наружным диаметром 4 мм, внутренним — 3 мм.

Коленчатый вал (см. чертеж) делается из спицы колеса мотоцикла «К-58». Согнуть из спицы хороший вал довольно трудно, поэтому он делается из четырех частей, соединенных шейками кривошипов диаметром 3 мм и длиной 18 мм. Кривошипы вала расположены под углом в 120°. Концы спиц, уже имеющих нужную форму, сначала расклепывают, а затем сверлят отверстия диаметром 3 мм под пальцы кривошипов. Когда шейки кривошипов вставлены на место, их следует припаять с нерабочей стороны.С одной стороны вала насаживается распределитель тока, а с другой — маховик диаметром 40 мм (он же и шкив с канавкой для ремня).Распределитель тока напоминает коллектор электромотора.

Ток идет по катушке в течение поворота на 180°. Тем самым другой соленоид помогает первому в конце периода его работы. Распределитель тока изготовляется из латунной охотничьей гильзы любого калибра или любой другой трубки диаметром 15—20 мм.

Отрезав втулку, следует расчертить ее на четыре кольца шириной по 5 мм. Один конец в виде целого кольца, а остальные три — полукольца, повернутые относительно друг друга на 120°. Щетки делаются из стальной проволоки, немного расклепанной, или любых пружинящих пластинок шириной не более 3—4 мм.Полукольца распределителя в изготовлении еще проще. Нужно опять взять втулку длиной 20 мм. Один конец тоже оставляется в виде кольца шириной 5 мм, а другой — в виде полукольца шириной 15 -мм. Но

Насаживать эти детали следует с клеем БФ-2. Валик зажимается на валу гайками (предварительно в месте насадки нарежьте резьбу) или вкрепляется шпонкой (иглой).Распределитель тока ставится на валу так, чтобы первая катушка включалась в тот •момент, когда ее плунжер находится в самом низком положении. Бели поменять местами два провода, идущие от катушек к щеткам, то получим вращение вала в обратном направлении. Схема включения — на чертеже.

Катушки устанавливаются вертикально и сжимаются двумя деревянными планками с углублениями под бока катушек. Перпендикулярно к планкам с обеих сторон укрепляются боковые стойки (фанера или листовой металл). В боковых стойках устанавливаются подшипники под вал или просто латунные втулки.

Если боковые стойки металлические, то подшипники припаиваются, а если фанерные — на места установки подшипников нужно приклеить фанерные кружки диаметром 20 мм для утолщения гнезд. Желательно установить подшипники -и в средней части коленчатого вала. Промежуточные подшипники укрепляются специальными стойками из дерева или жести.

Чтобы коленчатый вал не сдвигался в стороны, на его концах, с отступом по 0,5 .мм от подшипников, припаиваются кольца из медной проволоки. Обязательно защитите двигатель чехлом из жести, фанеры или органического стекла.

Рассчитан двигатель на сеть 220 в переменного тока, но может работать и от постоянного тока. Не трудно приспособиться -и к сети напряжением 127 в, уменьшив число витков катушек на 4—5 тыс. и увеличив сечение провода до 0,4 -мм. При аккуратном изготовлении двигателя гарантируется мощность в 30—50 вт на валу.Изготовить такой двигатель может любой юный техник, лучше делать его в кружке или школьной мастерской.

Автор: В. НИРОШИН, Журнал Юный техник №4-65г.

uchifiziku.ru

• 
  Маркировка выпрямительных диодов
• 
  При прохождении электрического тока через какие среды происходит перенос вещества
• 
  Статические и статические системы
• 
  Своими руками тэц
• 
  Распределители тепла в квартире
• 
  Схемы с узо
• 
  Будет ли проходить в цепи постоянный ток если вместо источника эдс включить заряженный конденсатор
• 
  Договор между управляющей организацией и ресурсоснабжающей организацией
• 
  Ток утечки как найти
• 
  Сварочный аппарат постоянка
• 
  Повторная аттестация по электробезопасности