Jump to content

Sign in to follow this  
Valery I'am

Что может быть проще "безколлекторника"?!

Recommended Posts

Казалось бы, что может быть проще "безколлекторника" :) !? Говоря "проще", - умышленно опускаю очень не простую электронику и, пока считаем, что это не наших рук дело. Но вот попытаться построить аутрайнер и не из CD-юшника, а ватт на 500÷800, благо стали достаточно доступны неодимовые магниты – вполне достойное предприятие для тех, у кого иногда появляется желание сделать что-то своими руками. Подшипники, оси, как понимаете тоже не проблема. Минимум токарных работ, но если собираемся построить действительно приличный мотор, точность выполнения этого минимума необходимо обеспечить. Посадочные места: под подшипники, вал с корпусом ротора и особенно рабочий зазор между ротором и магнитами необходимо обеспечить с учётом температурных поводок. А, следовательно, требуется тщательно подобрать материалы для изготовления входящих деталей. Но даже и в этом проблемы нет, и всегда можно подобрать «обмылок» нужного материала, благо это десятки граммов, а не килограммов :wub: .

Теперь, как мне кажется, я подошёл к главному, и самому сложному в этом начинании, а именно к сердечнику – статору будущего мотора. Конечно, говорим не о тех, у кого есть возможность с помощью лазерного раскроя вырезать из трансформаторной стали необходимое количество "звёздочек". Мы пойдём другим путём, а именно, попытаемся подобрать подходящий по диаметру и по количеству полюсов ротор от обычного коллекторного электродвигателя. Имеем в виду вышедшую из строя бытовую технику: кофемолки, миксеры, дрели и пр., не забываем и соседей опросить. И вот, когда мы стали счастливыми обладателями подходящего ротора, можно приступать к работе. Для начала необходимо аккуратно его разобрать. На этом останавливаться не будем, важно добыть необходимое количество "звёздочек". Помним, что строим достаточно «серьёзный» мотор и нам необходим пакет для статора миллиметров 20÷25. Конкретно, исходим из размеров магнитов, которые имеем в виду для этого начинания.

С помощью эпоксидной смолы в оправке прессуем пакет требуемой толщины, тщательно совмещая зубцы полюсов. Естественно принимаем меры для защиты от склеивания нашего будущего статора с оправкой. По завершении полимеризации, убираем все подтёки эпоксидной смолы, аккуратно сверлим необходимые для монтажа отверстия. Теперь необходимо тщательно изолировать зубцы будущего статора. Для этого применяют специальные компаунды, эпоксидка из-за большого поверхностного натяжения собирается вовсе не там, где нужно и совершенно не защищает от острых кромок. Но её можно "обхитрить", обмотав каждый зубец х/б ниткой, аккуратно, - виток к витку. Теперь она (эпоксидка) ляжет там, где нам нужно, и держаться будет прочно! Вот, пожалуй, и всё. Осталось правильно уложить обмотки, но об этом говорено много. Могу только добавить, - провод ПЭВ-2, желательно новый. Прекрасно держит пропитку кремнеорганическими лаками горячей сушки. Кончики под пайку зачищаются муравьиной кислотой (на несколько секунд в кислоту, и снять салфеткой изоляцию, залудить).

Конструкция аутрайнера, а именно его "железа", действительно очень проста, и "рисуем", то есть конструируем :huh: с учётом уже приобретённых (подшипники, магниты и пр.) и изготовленных нами деталей и узлов. Не забываем, однако: что он должен хорошо продуваться (охлаждаться) в процессе работы; и элементы крепления должны соответствовать ожидаемой мощности.

Поговорим.

С уважением, Валерий.

Share this post


Link to post

Валерий, очень интересная для меня тема. Особенно после санкций, введенных Пайпалом в отношении Крыма. Длинна магнитов должна быть равна толщине набранного пакета статора?

Share this post


Link to post

Валерий, забыли пару тонких моментов.

1. Нитка, даже тонкая, намотанная на сердечник, крадет полезную площадь окна намотки.

2. Эмаль витка провода обмотки наиболее вероятно повреждается на "углах" сердечника - если не в процессе намотки, то при эксплуатации от всяких вибраций. Для их сглаживания берем шабер и вручную "снимаем фаску" по всему периметру "окна". Надфили и прочее здесь применять нельзя - один заусенец все испортит. Делается это после склеивания пакета, но до покрытия сердечника эмалью. Кстати, в этом случае достаточно эмалить только на торцевых сторонах сердечника. И эмаль применять термостойкую, чтоб выдерживала не менее 100град.

3. При намотке толстым проводом после каждого ряда витков берем небольшую плоскую отвертку и ровняем витки в окне. Больше витков влезет. После каждого зубца полезно проверить тестером, не замыкает ли обмотка на сердечник.

 

И еще: проще беЗколлекторника модет быть только беСколлекторник.

Share this post


Link to post

Ну, вот и началось! В смысле - поле для эксперимента образовалось, да и погода ...

Подвернулся вот такой ротор. Естественно убитый, то есть то, что и надо для эксперимента. И так, имеем ротор коллекторного мотора: полюсов - 12; диаметр по железу - 32,2мм; толщина пакета 40мм. Жалко, что 12-ть полюсов, - обмотка довольно “хитрая” будет :( . Но не очень уверен, что именно с этим ротором дело дойдёт до намотки. Пока не знаю даже с чего начать, попытаться культурно разобрать или в оправку его, на токарный станок и торцануть под самые пластины! :huh: Варварство конечно, но роторы разбирать не приходилось.

А железо, примерно под такие магниты - 20х6.5х1.5мм, если на пару движков. Вот, как выглядит исходник.

С уважением, Валерий.

post-18952-1437683954_thumb.jpg

post-18952-1437683968_thumb.jpg

Share this post


Link to post

1. Спилить медь с торцов, можно ножовкой. До вала. Коллектор тоже долой.

2. Выдавливать медные "столбики" из окон. Они легко вылезают, молоточком, и тупым стержнем как штоком.

3. Аккуратно снимать пластины по одной, периодически высверливая и срезая трубу пластикового переходника между валом и сердечником (держит в основном он). Можно с двух сторон, если удобнее.

Share this post


Link to post

Если один Sapiens что-то построил, то завсегда найдётся другой Sapiens, который всё это изломать может... В общем - кое-что удалось, и вот что имеем на текущий момент. Пока это ещё не мечта моторостроителя, но железо мне уже нравится! :excl:

Теперь необходимо извлечь оставшуюся часть вала. Пластик очень прочный и достаточно термостойкий. Пытался нагреть до цветов побежалости и выкрутить, но не вышло. :blink: Остаётся попытаться высверлить в оправке на токарном станке.

Кроме этого нужно очистить от остатков старой изоляции пазы, механически или попытаться чем-то размочить. Лохмотья старой изоляции видны на фото.

post-18952-1438083942_thumb.jpg

post-18952-1438083949_thumb.jpg

Share this post


Link to post

Я высверливал пластик бормашинкой и фрезой 1.5мм, потом снимал по одной 2-3 пластины, просовывая между ними лезвие по периметру, снова высверливал и т.д. По отдельности пластины сами облетят шелухой. Главное - при съеме их не погнуть.

Еще в середине может встретится "шпонка" на пластике, и не одна.

Поверхности пластин очищать не надо. Лучше, чтобы в пакете они были изолированы.

Share this post


Link to post

Евгений, спасибо за предупреждение про возможную шпонку. Буду иметь в виду, и насчёт лака на пластинах, - токи Фуко никто не отменял!

Share this post


Link to post

Увы, железо делается не так быстро. :blink: Вот примерно то, что надо реализовать в металле. А это то, что нужно добыть и прикупить: сердечник двенадцатиполюсный, диаметром 32,2 мм, толщина набора 20 мм; магниты - 20 х 6.5 х 1.5 мм 16 штук; подшипники 13 х 5 х 4 мм 2 штуки и вал стальной калиброванный пруток (серебрянка) диаметром 5 мм. :( В Rar-архиве этот движок в сборе, файл в формате x_t, можно получить все входящие детали с размерами и габаритный чертёжик.

С уважением, Валерий.

post-18952-1438986694_thumb.jpg

post-18952-1438986722_thumb.jpg

post-18952-1438986759_thumb.jpg

post-18952-1438986776_thumb.jpg

Outrainer_2.rar

Share this post


Link to post

Самое страшное - чашка ротора и фланец статора. Точить и фрезеровать.

Кольцо ротора точится из отрезка водопроводной трубы.

Подшипники поискать в магазинах в разделе вертолетов.

Share this post


Link to post

Для тех, кому это интересно. Второй вариант двигателя, более простой в изготовлении, на этом же железе (12 полюсов, диаметр 32,2 мм), только пакет толщиной 10 мм. Магнитов у этого мотора 16 шт. Размер применённых магнитов 10х6х1,5 мм, (можно 10х6,5х1,5 мм), попались такие типоразмеры в магазине торгующим этим товаром.

По количеству магнитов при 12-ти полюсном сердечнике возможны варианты: 16 магнитов, 14 и даже 10. Естественно вариант намотки будет совершенно другой и, момент на валу тоже.

При 16-ти магнитах очень простой способ укладки витков, через два зуба и все мотаются в одну сторону, т.е. – мотаем первый, переходим на четвёртый, далее на седьмой и на десятый. Так далее следующая 2, 5, 8 и 11; 3, 6, 9 и 12.

При ином количестве магнитов в двигателе, либо их толщины, придётся подкорректировать диаметры: обоймы магнитопровода и посадочного места на корпусе ротора. Это необходимо для сохранения рабочего зазора «ротор – статор».

Прилагаю рисунки этого движка и заархивированный файлик сборки его же в Parasolid – овском формате, файл «Outrainer_1.rar».

С уважением, Валерий.

post-18952-1441387254_thumb.jpg

post-18952-1441387267_thumb.jpg

post-18952-1441387277_thumb.jpg

Outrainer_1.rar

Share this post


Link to post

На всякий случай, может быть, кому пригодится. Чертёжики основных деталей упрощённого варианта движка в формате “pdf”, под сердечник - 12 полюсов, диаметром 32,2 мм и толщине пакета 10 мм. Магниты - 10х6х1,5 мм 16 шт. Возможен вариант 14 магнитов, но порядок намотки изменится. Об этом уже говорил.

Две детали, где необходимо обеспечить точность изготовления: «Корпус ротора» и «Основание статора», т.е. точность посадки подшипников (и соосность) в основание статора и вала в корпус ротора.

Корпус ротора выглядит страшновато, но если оставить только токарные работы, а вместо фрезеных операций воспользоваться сверлильным станком или дрелью и надфилями, то можно получить тоже приличный результат. Удачи. B)

С уважением, Валерий.

Outrainer_1.rar

Share this post


Link to post

Ступицу чашки ротора (крайняя левая деталь на последней картинке, дюралевая) лучше продожить не столько внутрь, сколько наружу, и подлинее. Тогда она и на валу будет сидет надежнее (+капля фиксатора резьбы красного), и на нее можно и наружную резьбу нарезать - для возможной посадки пропеллеров. И при достаточной точности изготовления стопорные винтики не нужны - кольцо осаживается на чашку нагретым и держится крепко. Вряд ли этот узел планируется разборным. На крайний случай - фиксируется жидким циакрином (до 100град нагрева) или высокопрочной эпоксидкой типа UHU-300, "холодная сварка" и т.п.(до 110град).

Действительно, токарных работ достаточно, а окна охлаждения сделать сверлом.

 

Для корпуса статора разумно поискать какой-нибудь стандартный дюралевый фланец и доточить его.

Share this post


Link to post

Предлагаю ещё один вариант двигателя на этом же сердечнике. Вариант, что называется для изготовления на «коленке». Минимум деталей, из под токарного резца, корпус статора и чашка ротора. Обе детали предельно упрощены. Чертёжики прилагаю. В таком варианте корпуса статора, посадочные места для подшипников проточены с одного установа в токарный патрон, что гарантирует соосность даже при недостаточных токарных навыках.

Подшипники 12х4х4мм, (Обозначение по ГОСТу 14, международное 604) особолёгкая серия диаметров 1 – 2 шт. Между ними распорная втулка, которая фиксируется в корпусе винтом М2х3мм с потайной головкой.

С фланца корпуса и чашки ротора напильником и дрелью убираем лишний материал, облегчаем, оформляем крестовину и продувочные отверстия. Материал - алюминиевый сплав Д16Т.

Вал диаметром 4мм с проточкой под фиксирующую шайбу.

Удачи. С уважением, Валерий.

post-18952-1443991049_thumb.jpg

Outrainer_3a.rar

Outrainer_var3a_x_t.rar

Share this post


Link to post

Непонятен "колодец" сзади во фланце. Что мешает задний подшипник сдвинуть заподлицо с задней стороной фланца? Плечо крепления вала увеличится, и появится доступ к фиксирующей шайбе.

 

Стопорный винт для вала - если и делать, то снаружи ротора, а не внутри.

Share this post


Link to post

Евгений, по «колодцу», - специально вынес собственно двигатель на 14 мм вперёд от крестовины. Причин несколько: во первых – для улучшения условий продувки (охлаждения) обмоток движка, второе – удобство фиксации выводов этих обмоток на цилиндрической поверхности этого, как бы кронштейна, нитками с клеем (самый простой способ) и третье – для удобства монтажа непосредственно на мотораме модели. Отсюда этот «колодец». База между подшипниками вполне достаточна – 16 мм между центрами. Увеличивать её переносом установкой тылового подшипника заподлицо с крестовиной, означает изготовление этой детали за два установа в токарном патроне, а это либо должен быть классный станок, либо хороший токарь (есть приёмы соблюсти соосность и на не очень хорошем станке).

Порядок же окончательной сборки движка следующий. Сначала ставим на место вал с фиксирующей шайбой, а затем сажаем на него собранный ротор без одного крепёжного винта. Остаётся только затянуть уже наживлённый стопорный винт через свободное пока верхнее (по рисунку) отверстие, а затем вернуть на место крепёжный винт.

Спасибо за конструктивную критику.

С уважением, Валерий.

 

Share this post


Link to post
Порядок же окончательной сборки движка следующий. Сначала ставим на место вал с фиксирующей шайбой, а затем сажаем на него собранный ротор без одного крепёжного винта. Остаётся только затянуть уже наживлённый стопорный винт через свободное пока верхнее (по рисунку) отверстие, а затем вернуть на место крепёжный винт.

Вот и не понял оправдания этому геморрою. Т.о. при необходимости замены вала (гнутся обычные и ломаются калёные) - развинчивать ротор. Так и не понял, что мешает организовать стопорный винт снаружи - проще доступ.

Share this post


Link to post

Евгений, принимаю. Это серьёзно.

 

Share this post


Link to post

Кстати, винт крепления распорной трубки у вас в финале оказывается почти под обмотками (или под проводами с нитками и клеем). Не лучшее место для отвертки.

 

 

При массовом производстве никаких распорных трубок не устраивают. А просто вытачивают у фланца с двух сторон цилиндрические выемки под посадку подшипников. Да, это два раза зажимать в патрон, но делается это специальным инструментом - ступенчатой разверткой. Первая ступень развертки - гладкая, под внутренний диаметр фланца, вторая ступень - резцовая под диаметр подшипника. Так обеспечивается соосность при любом качестве станка и любой квалификации токаря. И тут все получается заподлицо и с большой базой. Подшипникам деваться некуда. Крепежных элементов всего два - стопорный винт спереди и стопорное кольцо сзади. Вал при этом можно высунуть как спереди, так и сзади - как требует того крепление мотора на модели. Так у большинства китайских БК.

Share this post


Link to post

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...