Your browser doesn't support JavaScript, so you can't post here.
НП МАСОД - Изготовление электроискрового карандаша
  • Изготовление электроискрового карандаша

    Идея сделать такое устройство возникла давно, и только недавно возникла необходимость его изготовления.
    Поскольку данный инструмент был у меня на бывшей работе, я знал, с чем мне придётся иметь дело, и каким образом он должен работать. Начав искать в интернете его схемы, чертежи, описание и картинки, столкнулся с существенной проблемой: никто не описывал, как изготавливал электроискровый карандаш; только сухая информация об общих данных устройства. Также просмотрел несколько видео уже продаваемых электрокарандашей, примерно понял, каким образом они работают. Я отталкивался от определённой информации: ПЕРВЫЙ ИСТОЧНИК, ВТОРОЙ ИСТОЧНИК, ТРЕТИЙ ИСТОЧНИК и ЧЕТВЁРТЫЙ ИСТОЧНИК. В каждом из источников относительно полно описывался только один из элементов устройства (кроме четвёртого), поэтому информацию пришлось брать понемногу из каждого. В четвёртом источнике показана работа самого электрокарандаша, уже готового, его легко можно купить в интернет магазине. Посмотрев на всё со стороны, понял, что изготовить устройство сложно, но реально, поэтому решил продолжить работу над ним.

    Подробно изучив все источники информации, сделал вывод, что само устройство состоит из двух основных частей: понижающий трансформатор с выводами под регулировку напряжения и собственно электрокарандаш.
    Я, в свою очередь, тоже буду описывать устройство по частям, как два основных отдельных элемента. Первым элемент — понижающий трансформатор. Купить готовый трансформатор довольно тяжело и относительно дорого. В одном из источников информации написано, что можно взять старый трансформатор и перемотать его, что я и сделал. Для изготовления понижающего трансформатора мне понадобился старый чёрно-белый телевизор времён СССР. Внутри такого телевизора стоял понижающий трансформатор. Сняв трансформатор, рассмотрел его марку. Это был ТСШ – 170, который вполне подходил мне по всем характеристикам. Его фотография ниже:

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    Для перемотки мне нужно было снять все пластины и размотать все обмотки трансформатора (которые были на нём). Без помощи я бы не справился с перемоткой трансформатора, так что пришлось обратиться к знакомому электрику. Мы намотали новую первичную и вторичную обмотку трансформатора. Во время наматывания вторичной обмотки трансформатора сделали выводы для жесткой регулировки напряжения, чтобы в дальнейшем иметь возможность переключения мощности, не используя регулятор напряжения. Фотографии трансформатора ниже:

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото. Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    Первичную обмотку наматывали медным проводом диаметром 0,6 мм (количество витков и общую длину не знаю, так как наматывал электрик без моего участия), а вторичную обмотку намотали проводом диаметром 2 мм до полного заполнения каркаса. По мощности трансформатор получился, примерно, 180 ватт. Собрав трансформатор, установили его в корпус. Для подключения электроискрового карандаша вывели 5 клемм, оборудовали установку предохранителем (подключили на первичную обмотку), поставили лампочку и установили включатель. Все соединительные клеммы установили в один ряд (от меньшего к большему) и наклеили примитивную схему подключения с указанием мощности (чтобы ничего не перепутать). При включении трансформатора загоралась лампочка, оповещая о работе установки. Для подсоединения второго вывода с трансформатора сделали ещё одну клемму для вилки, соединённой кабелем с зажимом типа “крокодил”.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    Для устойчивости корпуса оборудовали его регулируемыми ножками, которые можно купить в большинстве мебельных магазинов. Также оборудовали корпус ручкой (находится сверху), для комфортного переноса.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото. Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    Соединения проводов осуществлял пайкой оловом. Провода припаивал многожильные, сечением не менее 1,5 мм2.
    Мне бы хотелось рассказать о проблемах, которые возникли у меня во время испытаний трансформатора. Клеммы, которые я установил для подключения электроискрового карандаша, оказались слабенькими. Они сильно нагревались при работе, что вызывало в свою очередь перегрев и плавление втулок. Для исправления этой проблемы пришлось купить бронзовую трубочку (не было медной) и метчиком нарезать резьбу. Длина втулок составляла от 8 до 12 мм (главное, чтобы была большая площадь контакта). Фото ниже:

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    Также хочу показать фотографии установки трансформатора с разных сторон, что бы было более понятно, как я установил всё внутри корпуса. Фотографии ниже:

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото. Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото. Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото. Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото. Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото. Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    Многожильный кабель питания с сечением 1,5 мм2 мы присоединили к сети 220 вольт. Так же вывели кабель заземления и подсоединили его на корпус (красный кабель, его видно на общих фотографиях).
    Думаю, что первый элемент полностью описал, пришло время упомянуть о втором элементе электроискрового карандаша.
    Описание изготовления электрокарандаша есть во всех трёх источниках, и все они отличаются друг от друга. Есть два вида карандаша: карандаш с простейшим зажимом наконечника (А) и электроискровой карандаш с возвратно поступательным движением сердечника (Б). Картинки ниже:



    Когда я работал в инструментальном цехе, у меня был очень простой электроискровый карандаш. Он представлял собой цельный медный стержень, который, прикасаясь к детали, производил короткое замыкание. При проведении стержнем по металлу происходило плавление, как стержня, так и металла. Я пытался воспроизвести ттакую схему работы, но у меня ничего не получилось (стержень невероятно быстро грелся и грелся трансформатор), так что мне пришлось изготавливать второй вид карандаша (Б) с возвратно-поступательным движением сердечника.
    Из всех имеющихся у меня источников выбрал только необходимые данные, которые в дальнейшем использовал для изготовления карандаша. За основание взял медную трубку внутренним диаметром 4,3 мм и наружным диаметром 6,2 мм. Общая длина карандаша составляла 150 мм. На трубку прикрепил две колечка, сделанных из гетинакса и, для надёжности фиксации, приклеил их на эпоксидную смолу. Поскольку электроискровый карандаш не должен превышать в диаметре 20-24 мм, я обточил колечки на наждаке до диаметра 20 мм. Теперь у меня было место для наматывания медного провода (между двумя колечками). С одного конца трубки я нарезал резьбу М5 длиной 15мм, а со второй стороны вбил упорную втулку, тем самым уменьшив внутренний диаметр на выходе до 2,7 мм. Со стороны втулки сделал скос на колечке, уменьшив его диаметр со стороны наконечника до 13 мм. К сожалению фотографий нету, поэтому для наглядности сделал чертёж.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    После изготовления корпуса на него нужно было намотать медный провод. В источниках информации указано, что для этого нужно припаять один конец провода к корпусу и наматывать виток к витку до полного заполнения каркаса, что я и сделал. Взяв провод ПЭЛ диаметром 0,6 мм и намотал его до полного заполнения каркаса, после этого сделал присоединение на гибкий изолированный многожильный кабель сечением 1,5 мм2 и тщательно заизолировал место соединения. На саму трубку и между каждым слоем обмотки наматывал один слой лакоткани, для изоляции, и потому что электрик на этом сильно настаивал. Тщательно всё заизолировав, в три слоя намотал на катушку электроискрового карандаша изоленту, и присоединил штекер по вторую сторону гибкого кабеля.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    Следующим этапом было изготовление сердечника, который будет выполнять возвратно поступательное движение внутри электроискрового карандаша. Материал, из которого нужно сделать сердечник, должен очень легко намагничиваться. Я взял обычный электрод диаметром 4 мм и, отбив обмазку и зачистив до блеска, с одной стороны уменьшил диаметр и нарезал резьбу на М2 для закрепления переходной втулки.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото.

    Теперь о более мелких деталях. Готовую упорную втулку я не нашёл, так что пришлось изготавливать её из подручных материалов. Самым основным показателем, которым она должна обладать, должно быть её свойство не намагничиваться, иначе произойдёт прилипание сердечника к втулке и возвратно-поступательного движения сердечника не получится. Раздобыть трубку необходимого размера мне не удалось, поэтому я использовал медную трубку с внутренним диаметром 3 мм и наружным 5,2 мм, заточив её под конус, чтобы её можно было вбить, и разрезав её вдоль. Эту идею подсказала Светлана, за что ей огромное спасибо.
    Следующей деталью было изготовление переходной втулки, которая крепилась бы на сердечник и зажимала сменные наконечники. Это было бы удобно, так как будет возможность менять наконечники, уже заранее подготовленные и заточенные под определённый угол. Вариантов было много (все опишу ниже). Изначально я хотел взять шестигранник на 6 и, просверлив центр, нарезать резьбу на М2, а по другую сторону просверлить место под зажим наконечника и зажимать всё сбоку болтиками на М2.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание и фото.

    Немного подумав за чашкой чая, решил, что можно найти и более подходящий вариант, и начал искать что – то, из чего можно сделать переходник, с минимальным приложением усилий. И нашёл пару вариантов.



    Первая деталь (слева направо) была взята из обыкновенной заклёпки, их можно купить в любом строительном магазине, с огромнейшим выбором внутренних диаметров и длины. Все они алюминиевые. Вторая деталь является обыкновенной регулируемой головкой с велосипедного колеса. В нём есть уже всё готовое. Внутри на половину длины нарезана резьба на М2, а на второй половине с регулируемым квадратом просверлено отверстие на 2,5 мм, что является отличным местом под посадку наконечника. Остаётся только просверлить два отверстия под зажим и нарезать резьбу (сам использую зажимы из них). Он изготовлен из обыкновенной стали.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото.

    Третий вариант — тот самый шестигранник, чертёж к которому я показал. Он оказался неудобным в пользовании из-за своего слишком большого размера, а я люблю что-то маленькое и компактное. Если кто-то захочет его использовать, вы сможете найти такой шестигранник в старых замках.
    Все три варианта можно использовать и они будут эффективно работать. Мне удобен второй вариант, но, как говорится: "Что хорошо одному, то другому смерть".
    Последней деталью, как я думал в то время, является подбор пружинки, которая будет выталкивать сердечник в момент втягивания его в корпус электроискрового карандаша. Хоть и писалось в источниках, что нужно подобрать мягкую пружинку, я решил поэкспериментировать. Найти их очень легко для того, кто хоть раз в жизни разбирал цилиндры замков. У меня их немного, хоть я и аматер (собирал на всякий случай, вот и понадобились).

    Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото.

    Взял три пружины (от мягкой до очень жесткой) и решил испытать их.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото.

    Собрал весь электроискровый карандаш, с помощью зажима типа «крокодил» подсоединил к детали второй вывод трансформатора и попытался что-либо написать им. К сожалению, практически ничего не происходило, даже когда полностью отпустил регулируемую гайку и поставил на максимальную мощность трансформатор. В недоумении отсоединил электроискровый карандаш и попытался писать простым медным стержнем, результат был отличным. Трансформатор работал хорошо. Я начал искать проблемы в самом карандаше, и отказалось, что в нём было достаточно недоработок. Сопротивление медного провода, который я намотал на корпус карандаша, составляло больше 5 Ом, в результате вся мощность трансформатора на выходе делилась на 5 (закон Ома). Я очень расстроился такому просчёту, так как уже немного понимал, как сопротивление влияет на силу тока на выходе. Было необходимо перемотать медный провод. Для уменьшения сопротивления было необходимо использовать провод большего диаметра, примерно 1,3 мм в диаметре, или уменьшить длину кабеля, намотанного на корпусе карандаша, и делать намотку сразу в несколько жил. Рассчитав, что мне понадобится примерно 25 метров кабеля большого диаметра, я решил пойти и купить его, но его цена оказалась неожиданно высокой для меня (свыше 150 грн за весь). Обычно я придерживаюсь правила: "Изготовить инструмент, затрачивая минимум средств и, по возможности, времени". Так что принял решение разделить уже имеющий кабель на четыре части и намотать его параллельно, уменьшив сопротивление и увеличив сечение кабеля (чтобы мой электроискровой карандаш сильно не грелся). После перемотки сопротивление на кабеле составляло 0,82 Ом (в идеале сопротивление должно составлять 1 Ом, но и мой приближенный к истине результат достаточно хороший).
    Исправив свою ошибку, решил испытать карандаш. Он уже стал лучше искрить по металлу (сила тока была достаточной), но возвратно-поступательного движения сердечника не было и качество надписи оставляло надеяться на лучшее. Выпив ещё литр чая, задумался по поводу электромагнитной силы, которая воздействует на сердечник и оказался прав. Сердечник не двигался, так как полностью находился в электромагнитном поле и, в момент прикасания кончиком электроискрового карандаша к детали прижимался к корпусу и не двигался. Регулирование с помощью увеличения или уменьшения жесткости пружины не давала результатов. Посоветовавшись с электриком, приняли решение уменьшить длину сердечника, находящегося в корпусе карандаша. Что бы не гадать с размером, решили укоротить сердечник вдвое.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото.

    Теперь моя пружинка находилась между двумя прутками, только один служил упором, а второй (укороченный) являлся сердечником. Я предполагал, что если поместить пружинку между двумя прутиками, есть вероятность, что через неё будет проходить напряжение и пружинка накалится, тем самым придя в негодность.
    Собрав ещё раз электроискровый карандаш, стал его испытывать. Рисовал, регулируя натяжения пружины с помощью регулирующего винта и прижимной гайки. Всё было отлично некоторое время. Спустя 1 – 2 минуты испытания почувствовал, что пружинка перестала отталкивать сердечник. Когда посмотрел на неё, понял, что я был прав. Пружинка накалилась и пришла в негодность (через неё проходило напряжение). Взяв часть старой платы, которая, скорее всего, была из гетинакса, вырезал себе шайбу, которую разместил между пружинкой и сердечником (изготовить шайбу можно из любого диэлектрика). Вот из чего делал я (фото ниже).

    Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото.

    Пришло время подобрать жесткость пружинки, так как электрокарандаш теперь считал полноценным. Испытывал я долго и настойчиво, но всё-таки остановился на решении использовать самую мягонькую пружинку. При использовании жестких пружин довольно тяжело плавно регулировать силу выталкивания сердечника, а это основное требование к пружине.
    После исправления всех ошибок электроискровый карандаш работал отлично. Несмотря на достаточно большое количество источников, ни в одном из них не оказалось описания данных мелочей, поэтому пришлось делать всё методом испытаний и исправлений ошибок. Вот как выглядит мой электроискровый карандаш в последовательности его сборки.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото.

    Последний момент, который я бы хотел описать, это выбор наконечников для качественной маркировки на металле. В источниках информации предлагают массу вариантов использования разных наконечников для электроискрового карандаша. Я выбрал три варианта наконечников, о них и расскажу.



    Начну рассказывать от худшего к лучшему (то есть слева направо). Первым наконечником является резец из закалённой инструментальной стали (по крайне мере, так о нём утверждал продавец), напильником не брался, так что могу поверить, что она закалённая. Испытывал на мощности то 8,2 до 13,4v в течение одной минуты на каждой. Делал перерывы между каждой мощностью, что бы дать прибору остыть. В результате он сгорел (так же часто прилипал к самому металлу, на котором писал), и испытание не выдержал.

    Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото. Изготовление электроискрового карандаша, описание, чертежи и фото.

    Следующим испытывал нихромовый наконечник (на фото он посредине) таким же образом, как и первый. На моё удивление наконечник держался нормально (слегка подгорал заострённый кончик и не более) аж до самой последней мощности. На 13,4v он всё-таки сдался (стержень не горел как первый), кончик хорошо подгорел и стал часто прилипать к металлу, на котором я рисовал.



    И последний наконечник (справа) из вольфрама. Считается что вольфрам — один из лучших тугоплавких металлов. Я купил один из самых дешевых вольфрамовых стержней (самый простой) но я доволен им, так как работает он вполне хорошо. Единственное, что (как и все стержни) начал пригорать заостренный носик и изредка прилипать на мощности 13,4v.
    Для использования в работе для электроискрового карандаша рекомендую использовать вольфрамовые наконечники, так как они хорошие проявляют себя в работе, но если нет возможности их взять, подойдут и нихромовые наконечники, но придётся часто подтачивать их носики и работать на более слабых напряжениях.
    Также хотел бы дать совет по поводу выводов концов с понижающего трансформатора. В источниках информации указывалось, что нужно делать выводы с 2 вольт. Это неправильно. Первый вывод с моего трансформатора в 2,9 вольта не работает. Искры идут очень слабенькие, при этом маркировки и возвратно-поступательного движения сердечника не происходит. Рекомендую начинать выводить с 4 вольт; это будет соответствовать самой тоненькой линии маркировки, при которой всё будет работать. Наоборот, вывод в 13,4 вольта является очень сильным и портит (подгорает заостренный кончик) даже вольфрамовый наконечник. Я бы сделал максимум 12 вольт. В дальнейшем я не буду пользоваться выводом в 13,4 вольта.
    Для наглядности было снято видео работы прибора:



    Вывод. Откровенно говоря, я не могу сказать, что сделал что-то особенное, так как у меня были источники информации и определённые навыки работы с похожим инструментом, но никто до меня не описывал сам процесс изготовления электроискрового карандаша, так что на мой взгляд данная статья может помочь таким как я, если они захотят изготовить похожее устройство. Считаю, что я сделал хороший инструмент, для гравировки и маркировки всего метала, который будет работать и приносить мне пользу в моих будущих разработках, но этого инструмента не было бы, если бы не помощь моих друзей. В заключение вспомню ещё одну поговорку: "Совершенству нет предела". Каждый, кто будет отталкивается от моих данных, всегда что-то изменит и сделает иначе, получив лучший результат, и это будет замечательно, так как именно для этого я и написал эту статью.
    Эта статья изначально была опубликована в теме форума: Статья Никиты автор темы Никита Посмотреть оригинальное сообщение
    Комментарии 12 Комментарии
    1. Аватар для Bragin-911
      Bragin-911 -
      Никита, +100! Ваша энергия и настойчивость делают вам честь. Я на подобные подвиги уже не способен
      Почитал ваш материал и немножко понастальгировал. Помню за подобным экспериментом меня застал рассвет и эврика, а задачка была проще некуда - нарисовать задуманое на предназначенном в подарок другу клинке из нержавейки. Технология правда использовалась другая, эффект - друг с папой подрался, когда папа решил присвоить подарок
    1. Аватар для Светлана
      Светлана -
      А что за технология использовалась?
      Оффтоп
    1. Аватар для Bragin-911
      Bragin-911 -
      Цитата Сообщение от Светлана Посмотреть сообщение
      А что за технология использовалась?
      Оффтоп
      Оффтоп
    1. Аватар для АСП
      АСП -
      Цитата Сообщение от Bragin-911 Посмотреть сообщение
      Оффтоп
      Оффтоп
    1. Аватар для Никита
      Никита -
      Хочу дополнить эту статью. Давно уже хотел выложить эти фотки сюда, никак руки не доходили.
      Как я и писал в статье, электроискровый карандаш я впервые увидел на заводе. Теперь хочу написать про заводской карандаш. Пришлось сильно постараться, чтобы дали разрешение разобрать его.
      Описание: корпус, в котором установлен повышающий трансформатор (самодельный) без какой-либо регулировки мощности. Какой провод намотан на первичке — не знаю (не разматывал его) и сколько витков, тоже неизвестно. На вторичке намотана медная шина шириной 9 мм и толщиной 2 мм. Сколько витков на вторичке — тоже непонятно. Сам карандаш, которым пишут по металлу, сделан из прутка меди и никакого импульса на нём нету. Принцип его работы заключается в том, что при соприкосновении с маркируемой деталью происходит короткое замыкание и металл в месте соприкосновения начинают плавиться. Никакого элемента, совершающего возвратно-поступательные движения, как у меня на карандаше, нет.
      Для вывода второго конца вторичной обмотки сделали очень просто: взяли медный многожильный кабель, сняли с него обмотку и положили на металлический стол; то есть можно положить деталь на стол и свободно писать на ней карандашом.
      Вольтаж на вторичной обмотке не превышал 2,3 вольта, а вот ампераж замерить так и не удалось. Трансформатор выдаёт переменный ток, а я максимум мог замерить до 10 А. Я предполагаю, что на вторичной обмотки более 40 А сила тока, а то и гораздо больше. Ну и, конечно, фотографии его ниже.

      Вложение 9805 Вложение 9806 Вложение 9807

      Вложение 9808 Вложение 9809 Вложение 9811
      Может кому и понадобится .
    1. Аватар для Eihwaz
      Eihwaz -
      для ленивых есть приспособа попроще, обычный карандаш.
    1. Аватар для Светлана
      Светлана -
      Цитата Сообщение от Eihwaz Посмотреть сообщение
      для ленивых
      и отважных
    1. Аватар для Никита
      Никита -
      Видел и пробовал. Фигня. Без возвратной поступательного движения очень долго и регулировки нету. Тем более перчатки обязательно нужны.
    1. Аватар для Eihwaz
      Eihwaz -
      Цитата Сообщение от Никита Посмотреть сообщение
      регулировки нету
      вместо лампочки можно взять шим или диммер и регулировать, а с регулировкой частоты может и вибрации не так актуальны. Попробовать бы...
    1. Аватар для vitali
      vitali -
      Ой поубивает тут вас всех.
    1. Аватар для reg12
      reg12 -
      Цитата Сообщение от vitali Посмотреть сообщение
      Ой поубивает тут вас всех.
      это надо писать большими красными буквами . НЕ ВЛЕЗАЙ УБЬЕТ . такое видио нужно удалять , дети насмотреться и начнут пробовать .. развелось безответственных извините дебилов , выкладывающих на ютуб всякую хрень . раньше они тупо дохли в одиночку , ни кем не признанные . теперь ютуб позволяет им утащить за собой еще кучу народу .

      - - - Добавлено - - -

      Цитата Сообщение от Eihwaz Посмотреть сообщение
      вместо лампочки можно взять шим или диммер и регулировать, а с регулировкой частоты может и вибрации не так актуальны. Попробовать бы...
      а для выработки иммунитета к напряжению класть батарейку под язык с утра
    1. Аватар для кккккк
      кккккк -
      Вот ребята вчера сделали из БП от компа ,конденсатора какого то совсем маленького и лампочка 5вт от подфарника-другой просто не было. Пишет просто концом провода медного в руках держать можно-не греется.
      Если лампочку взять ватт 250 - то возможно получится что нибудь более интересное.

    Комментарии Оставить комментарий

    Для входа нажмите здесь

    Какой сейчас год? (цифрой)

      Вход

      Вход