Своими руками изготовление токарного станка по дереву

Своими руками изготовление токарного станка по дереву

Своими руками изготовление токарного станка по дереву


Разместил 14.04.2011   nik34
Сделай сам popov прислал:

Генератор на постоянных магнитах своими руками
Часть 1. Подробно рассмотрено изготовление классического низкооборотного генератора на постоянных магнитах мощностью около 35Вт при 200 об/мин и около 160Вт при 400 об/мин.

    Поделиться этой страницей в:

1. Введение

Это инструкция по изготовлению генератора на постоянных магнитах (ГПМ), который выдает переменный ток. Он генерирует не «промышленное» напряжение 220В, а низкое переменное напряжение по трем фазам, которое затем выпрямляется и подается на выход в виде постоянного тока с параметрами, подходящими для зарядки батарей 12В.

Подобные генераторы широко используются в самодельных мини-ГЭС, ветряках и прочих электростанциях, изготовленных своими руками. Описание разработано доктором Смэйлом Хеннасом, опубликовано на сайте известного шотландского самодельщика и автора многочисленных пособий Хью Пигота.

Генератор на постоянных магнитах своими руками

Этот генератор на постоянных магнитах состоит из следующих узлов:

1. Стальные оси и цапфы (shafts and spines)
2. Статор, содержащий катушки из провода (Stator)
3. Два магнитных ротора (magnet rotor)
4. Выпрямитель (rectifier)

Статор содержит шесть катушек медного провода, залитых эпоксидной смолой. Корпус статора закреплен цапфами и не вращается. Провода от катушек подключены к выпрямителю, который производит постоянный ток для зарядки батарей 12В. Выпрямитель прикреплен к алюминиевому радиатору, чтобы не перегревался.

Магнитные роторы закреплены на составной, вращающейся на оси конструкции. Задний ротор установлен за статором и закрыт им. Передний ротор находится снаружи и прикреплен к заднему ротору длинными спицами, проходящими через центральное отверстие статора. В случае использования генератора на постоянных магнитах с ветряком, на тех же спицах будут монтироваться лопасти ветряка. Они будут вращать роторы, и таким образом перемещать магниты вдоль катушек. Переменное магнитное поле роторов генерирует ток в катушках.

Этот генератор на постоянных магнитах спроектирован для использования с небольшим ветрогенератором. Для того, чтобы сделать сам ветровой генератор, нужны следующие узлы:

• Мачта: стальная труба, закрепленная тросами (Tower)
• «Вращающаяся головка», которая устанавливается на верхушке мачты
• Хвост, для поворота ветряка по ветру (tail)
• Набор лопастей (blades)


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

Генератор на постоянных магнитах работает на малых оборотах . На графике ниже показана мощность генератора при зарядке 12В батареи. При 420 об/мин он выдаёт 180 Вт = 15А х 12В

При большей скорости генератор отдавать большую мощность. Но больший ток разогревает катушки и К.П.Д. падает. Для использования генератора для больших оборотов лучше мотать катушки другим проводом, более толстым и делать меньше витков в катушке. Но при этом на малых оборотах генератор работать будет плохо.

Для того, чтобы использовать данный генератор на большой и на малой скорости, можно менять способ соединения катушек: со звезды переключаться на треугольник и наоборот.

На графике представлена зависимость выходной мощности от скорости при разных типах соединения. «Звезда» начинает работать при низкой скорости (170 об/мин). «Треугольник» выдает больше мощности, но только при больших оборотах. Звезда хороша при малом ветре, треугольник – при большом.


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

Если увеличить размеры генератора на постоянных магнитах, то при тех же скоростях он сможет выдавать больше мощности.

Внимание

При изготовлении генератора на постоянных магнитах обращайте особое внимание на крепеж магнитов – ни при каких условиях они не должны отделяться от посадочного места! Болтающийся магнит начинает распарывает корпус статора и необратимо повреждает генератор.

• Строго следуйте инструкциям по заливке ротора – ни в коем случае не ограничивайтесь просто приклеиванием магнитов к стальным дискам.
• При сборке не бейте по ротору молотком
• Оставляйте как минимум 1 мм зазор между роторами и статором (при тяжелых условиях эксплуатации зазор надо увеличить)
• Не используйте генератор на постоянных магнитах на скоростях выше 800 об/мин. (При поворотах ветряка на такой скрости в нем возникают гироскопические силы , которые могут согнуть оси и вызвать касание магнитами ротора)
• Не прикрепляйте лопасти непосредственно к внешнему ротору, крепите только на спицы.
• При креплении лопастей к спицам держите генератор так, чтобы его ось вращения была вертикально, ни в коем случае не горизонтально.

2. Список материалов и инструментов

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


Ротор, узел подшипника, профиль с осью

Материалы для отливочных форм и оснастки.
  • Половые доски и клей по дереву

  • Наждачная бумага, восковая полировка (если есть  – полиуретановый лак + жидкость для его снятия )

  • Кисточки для рисования, губка для их очистки

  • Фанера 13 мм для оснастки и форм

  • Стальной стержень или трубка для намоточной машинки

  • Кусочки толстого металлического листа

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

Инструменты

  • Защитные очки, маска, перчатки

  • Верстак с тисками

  • Сварочный аппарат

  • угловая шлифовальная машина

  • ножовка, молоток, пробойник, зубило

  • рулетка, циркуль, транспортир

  • гаечные ключи : 8, 10, 13, 17, 19 мм, по 2 каждого типа

  • вороток и метчик М10 для отверстий в магнитном роторе

  • медная проволока для позиционирования магнитов

  • вертикальный сверлильный станок

  • сверла 6, 8, 10, 12 мм

  • насадка для дрели для проделывания отверстий 25 мм, 65 мм

  • токарный станок по дереву

  • резец для токарного станка

  • лобзик по дереву

  • весы для взвешивания эпоксидки. Распылитель для катализатора, пластиковы ванночки, ножницы

  • паяльник, припой с флюсом, кусачки, острый нож

3. Отливочные формы и оснастка

В этом разделе описано изготовление специальных устройств (оснастки) и форм для отливки. Существует масса способов изготовления таких устройств, здесь описан один из них. Отливочные формы и оснасткиу для генератора на постоянных магнитах можно использовать многократно.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

3.1 Намоточная машинка

Статор генератора содержит 6 катушек по 100 витков медной проволоки.


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

Катушки изготавливаются намоткой на фанерный шаблон. Шаблон смонтирован на конце ручки, между фанерных щечек.

• Делаем ручку


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


• Отрезаем кусочек стальной пластины 60 х30 х6 мм (плюс-минус) и надежно прикрепляем ее (или привариваем) к концу ручки, как показано ниже.
• Сверлим 2 отверстия диаметром 6мм на расстоянии 40 мм друг от друга

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

• Вырезаем 3 куска 13-мм фанеры, как на рисунке ниже

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

Шаблон имеет размеры 50 х 50мм, толщина 13 мм. Края закругленные. Две щечки – 125 х 125 мм, с вырезами глубиной 20мм вверху и внизу. Вырезы нужны для того, чтобы после намотки зафиксировать катушку изолентой.

• Собираем все детали, как показано ниже и сверлим сквозные отверстия для болтов, диаметр 6мм, на расстоянии 40 мм. Лучше всего использовать вертикальный сверлильный станок.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

• Вставьте два болта сквозь отверстия в стальной пластине и соберите всю конструкцию, шаблон между щечками. Лучше всего использовать барашковые гайки.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

3.2 Шаблоны для ротора

• Шаблон для крепежных отверстий.

Магнитные роторы монтируются на подшипниковом узле (bearing hub). У узла есть фланец с отверстиями. Например, это может быть 4 отверстия, расположенных на окружности диаметром 102 мм (по-английски есть специальный термин pitch circle diameter, PCD). Или вы можете спроектировать другое количество отверстий, в зависимости от узла подшипника. Далее мы рассматриваем PCD 102 мм.


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


PCD шаблон будет использоваться для сверления отверстий в роторе, а также для балансировки ротора. Отверстия должны быть размечены и просверлены с предельной точностью.

a) вырежьте квадратную стальную пластину 125 х 125 мм
b) проведите диагонали и накерните центр
c) разведите циркуль на радиус 51 мм, проведите окружность
d) диаметр окружности равен PCD
e) накерните 2 точки пересечения окружности и одной из диагоналей
f) разведите циркуль на 72 мм (цифра верна для PCD 102 мм). Разметьте на окружности две точки ровно на расстоянии 72 мм от двух предыдущих.
g) Просверлите 4 отверстия на расстоянии 72 мм друг от друга, сначала используйте сверло маленького диаметра.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

• Шаблон для позиционирования магнитов

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

a) Разметьте центр фанерной заготовки
b) Проведите из размеченной точки 3 окружности диаметром 50мм, 102 мм и 200м
c) Проведите 2 параллельные линии как касательные к окружности 50 мм (на рисунке вверху)
d) Проведите еще 3 пары параллельных линий под 45 и 90 градусов к первой паре.
e) Используя линии, разметьте места для магнитов, и вырежьте шаблон по жирной линии (рисунок выше)
f) Проведите линию между центрам двух противолежащих магнитов
g) Положите стальной PCD шаблон для крепежных отверстий на 102-мм окружность, выровняйте его относительно линии между центрами магнитов, и просверлите отверстия сквозь отверстия в стальном шаблоне.

3.3 Формы и оснастка: Изготовление отливочных форм

Приступаем к изготовлению форм для отливки ротора и статора. Они могут быть изготовлены из дерева или алюминия. Другой способ – вылепить формы из глины и выровнять на гончарном круге, как горшок. Поверхность формы будет внешней поверхностью статора или ротора. Затем внутри формы будут добавлены стеклопластиковые вставки. Поверхность формы должна быть максимально гладкой.

Формы должны быть прочные. Статор или ротор нелегко выбить из формы после застывания, может понадобиться пара ударов киянкой.

Далее описан один из способов изготовления отливочных форм.

3.3.1 Внешняя форма для статора.

• Вырежьте несколько дисков из половой доски (рис. ниже), около 500мм в диаметре.


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

• Во всех дисках, кроме одного, вырежьте круглые отверстия, диаметром 360мм, чтобы получить кольца.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


• На оставшемся диске начертите окружность 360 мм в диаметре
• Просверлите 12 мм отверстие в центре диска
• Приклейте кольца к диску, чтобы получилась стопка высотой 60мм. Мажьте побольше клея внутри.
• Вырежьте диск из 15-мм фанеры диаметром 140 мм, просверлите отверстие 12 мм в его центре
• Продев 12 мм болт сквозь оба отверстия, приклейте маленький диск к центру большого. Мажьте побольше клея по краям диска


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


• Приделайте конструкцию к еще одному самодельному диску, или к диску токарного станка, или к колесу. В общем вам нужно то, что на рисунке ниже называется faceplate (держатель).
• Поворачивая держатель, нарисуйте карандашом кружочек в его центре.
• Просверлите 12 мм отверстие в этом центре. Дрель должна быть строго параллельна оси.
• Прикрутите склеенные диски (далее будем называть это заготовкой) к держателю 12мм болтом. Дополнительно закрепите 4-мя шурупами.
• Проверьте вращение заготовки. Для этого надо держать карандаш возле поверхности, когда заготовка вращается. Если карандаш оставляет отметину, значит, на поверхности в этом месте выпуклость. Ослабьте шурупы и вставьте кусочки бумаги между держателем и заготовкой на противоположной поверхности заготовки напротив карандашных меток. Закрутите шурупы и попробуйте повторить все снова

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

Теперь можно обработать заготовку резцом.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

• Вырежьте ровную поверхность на внутренней стороне заготовки.
• Сделайте фаску в 7 градусов на внутренней поверхности
• Общий диаметр внутренней части должен быть 380 мм
• Диаметр плоской части 360мм (см. рисунок ниже)
• Внутренние углы закруглены, не острые


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


• Внутренний диск сточите до диаметра 130мм. Углы также закруглены (рисунок ниже)


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


• Проверьте, что катушка входит на свое место свободно – если нет, то или чуть расточите внутреннюю поверхность, или уменьшите диаметр внутреннего диска.
• Снимите заготовку с токарного станка.


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


• Просверлите 4 отверстия в центральной части (они нужны для разделения внешней и внутренней отливочных форм статора, внутренняя форма описана в следующем разделе). Забейте маленькие кусочки фанеры с обратной стороны отверстий, чтобы сделать «упор».

3.3.2 Внутренняя форма для статора.

• Вырежьте диски диаметром 370 мм


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


• Просверлите 12 мм отверстие в центре каждого
• Склейте их в стопку (рис. выше), скрепите 12 мм болтом
• Стопка должна быть минимум 45 мм толщиной, лучше 50 мм
• Пройдитесь 20-градусным резцом по краю, срежьте угол так, чтобы диаметр уменьшился с 368 мм до 325 мм

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

• Проверьте, что внешняя форма садится на внутреннюю форму с зазором 6мм по краю. Затем снимите внутреннюю форму со станка.
• Разметьте две линии на большей поверхности формы, на расстоянии 340 мм друг от друга.
• Срежьте фаски, как на рисунке ниже


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


Фаски позволят сделать в этих местах наплывы заливочного материала и усилить тем самым места крепления статора.

3.3.3 отливочная форма для ротора.

Для генератора надо 2 магнитных ротора. Отливочная форма для них нужна одна, но лучше иметь две, для ускорения процесса.

Внешняя форма для ротора (рис.ниже) похожа на внешнюю форму для статора, но попроще:

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


Используя шаблон для крепежных отверстий (о котором говорилось выше), просверлите 4 отверстия для последующего крепления магнитных роторов.

Отливка магнитного ротора требует также внутренней отливочной формы (рис. ниже), с такой же разметкой крепежных отверстий.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


Все формы надо зачистить наждачкой, чтобы получить очень гладкую поверхность, которую надо финально отделать затиркой полиуретановой губкой, смазаной воском.

Не надо красить формы: при нагревании краска потрескается и испортит поверхность отливки.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


3.3.4 шаблоны для статора

• Шаблон для штифтов.

При заливке в статор нужно заделать 4 поддерживающих 8 мм штифта. Для того, чтобы они не перекосились, пока сохнет эпоскидка, их крепят на местах с помощью шаблона, который мы сейчас изготовим. Шаблон делается из деревянного бруска 380 х 50 х 25 мм. Размеры должны быть точно выдержаны, иначе штифты потом не совпадут с крепежными цапфами.

a) разметьте центр бруска на самой большой грани (рис. ниже)
b) нарисуйте циркулем две дуги радиусом 178 мм
c) наметьте по 2 точки на каждой дуге, на расстоянии 30 мм друг от друга и в 10 мм от края.
d) Просверлите 4 отверстия 8 мм, лучше всего с помощью сверлильного станка
e) Аккуратно зашкурьте выходные отверстия от заусенец, чтобы не оставлять следа на отливке.

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.


• Бумажный шаблон

Для изготовления статора используется так называемый порошковый стекломат (стекломатериал с порошковым связующим). Чтобы вырезать из него составные части статора, сделайте бумажные шаблоны. Их можно обвести фломастером и вырезать получившуюся фигуру из стекломата.

Оберните форму листом бумаги и наметьте край.


Генератор на постоянных магнитах своими руками. Самодельный.

Продолжение следует.


Источник:

Поделиться этой страницей в:
Источник: http://www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=390


Своими руками изготовление токарного станка по дереву

Своими руками изготовление токарного станка по дереву

Своими руками изготовление токарного станка по дереву

Своими руками изготовление токарного станка по дереву

Своими руками изготовление токарного станка по дереву

Своими руками изготовление токарного станка по дереву