Какое приспособление для намотки нити на коклюшки можно считать идеальным, если требуется намотать несколько десятков или сотен коклюшек? Авторы представляют себе такое устройство, которое обладает следующими функциональными свойствами:
- возможность намотки на коклюшки любых размеров и форм;
- автоматизированное вращение коклюшки и высокая скорость намотки;
- быстрая установка коклюшки под намотку без вспомогательных инструментов;
- надёжная фиксация коклюшки при намотке, но без вмятин в местах её зажима;
- мощность, достаточная для плотной укладки витков на коклюшку (при сильном натяжении нити).
К нашему идеалу очень близка канадская «моталка» (рис.4.4).
На фотографии можно заметить, что положение подвижного центра изменяется дискретно (предусмотрено 3 отверстия для фиксирующей шпильки). Достаточна ли мощность электропривода, по рекламному изображению трудно судить. Мы попытались самостоятельно приблизиться к своему идеалу «моталки».
Первому условию удовлетворяют «моталки» первого типа (по классификации в разделе 4.1 – это 2-й способ намотки), где коклюшка зажимается между вращающимися центрами, а пассивный центр имеет большой диапазон перемещения вдоль оси вращения коклюшки.
Второе требование удовлетворяется применением электродвигателя для вращения коклюшки. Обе задачи успешно решены в известном устройстве (рис.4.4).
Для выполнения третьего и четвёртого условий требуется быстрая и надёжная фиксация коклюшки между центрами, а также достаточно мощный электродвигатель.
Все перечисленные требования в течение последних 120 лет удовлетворяются в каждом токарном станке, поэтому идеальная «моталка», по нашему мнению, должна наследовать лучшие свойства именно токарного станка. Следуя выбранной концепции, авторы создали типично любительскую конструкцию, собранную как из готовых узлов, заимствованных из самых неожиданных источников, так и изготовленных своими руками (рис.4.12).
Основу конструкции составляет то, что осталось от миниатюрного токарного станка, предлагаемого в любительском наборе «Xendoll» (website: www.xendoll.com), а именно:
- основная станина;
- станина суппорта;
- левый центр с цанговым зажимом;
- электродвигатель с блоком питания.
Станина исходного оборудования оказалась такой миниатюрной (L = 270 мм), что пришлось удлинить её на 90 мм за счёт станины суппорта, благо профили деталей полностью совпадают, по крайней мере, в несущей верхней части. После такого преобразования расстояние между центрами увеличилось настолько, что стала возможной намотка коклюшек любого типа – от самых коротких, используемых западноевропейскими кружевницами (средняя длина 100 мм), до самых длинных из русских коклюшек (до 200 мм).
Головка коклюшки упирается в пластиковую чашку, взятую из одной детской игрушки (подобную деталь можно найти и в мебельной фурнитуре – это часть дверной ручки). Чашка надета на стальной стержень диаметром 4 мм. На правой части стержня имеется резьба. Стержень и чашка стягиваются гайкой. Гладкая часть стержня зажимается цангой левого центра. На внутренней поверхности чашки наклеена резиновая прокладка для увеличения силы трения головки коклюшки, чтобы при натяжении нити коклюшка вращалась без проскальзывания.
Хвостовой конец коклюшки упирается в аналогичную чашку, укреплённую на стержне, связанном неподвижно с внутренним кольцом шарикового подшипника. Внешнее кольцо последнего укреплено на плите каретки правого центра (рис.4.13 и рис.4.14). Резиновая прокладка в этой чашке необязательна.
На рис.4.14 станина показана в упрощенном виде (боковые пазы условно отсутствуют и фактически не используются).
Основанием каретки служит квадратная плита из набора Xendoll. В центре квадратной плиты и расположенной над ней промежуточной плиты и плиты, несущей подшипник, просверлено отверстие, в которое введён болт диаметром 6 мм. Головка болта спилена по размерам продольного паза станины. На конце болта, выступающего над кареткой, установлена гайка-«барашек». Под гайкой установлена шайба (или заменяющая её пластина из твёрдого пластика).
В нижней части квадратной плиты имеются пазы, идентичные пазу станины. Для того, чтобы каретка не вращалась вокруг болта, пазы плиты запрессованы две трубки, которые служат направляющими при скольжении каретки по станине.
Кружевница выбирает положение каретки по длине коклюшки, прижимает правый центр к хвостовой части коклюшки и «барашком» прижимает каретку к станине. Межцентровое расстояние регулируется в диапазоне от 60 мм до 220 мм. Для обеспечения плавного скольжения головки болта следует ввести густую смазку (например, технический вазелин или солидол) в рабочую часть паза станины.
Примечания:
- «Штатный» правый (подвижный) центр из набора Xendoll не пригоден как деталь «моталки» по двум причинам:
- центр фиксируется в выбранном положении заклинивающим устройством с помощью винта, а для этого нужна отвёртка; применение отвёртки противопоказано в устройстве, претендующем на удобство и оперативность управления;
- острый конус правого центра упирается в хвостовую часть коклюшки, оставляет вмятину в мягкой древесине, а при многократном использовании разрушает коклюшку.
- В идеале каретку удобно было бы перемещать винтовой передачей с маховиком; в наборе Xendoll такое устройство предусмотрено для суппорта, но длина винта (70 мм) слишком мала для «моталки».
Во всех известных механических приспособлениях для намотки нити на коклюшки приходится повышать скорость вращения от ручки привода до коклюшки в 4 – 8 раз. Когда вращение коклюшки обеспечивается электродвигателем, то возникает противоположная задача – как понизить скорость вращения от вала мотора до коклюшки. Дело в том, что маломощные двигатели эффективно работают только на больших скоростях (тысячи оборотов в минуту). Угловая скорость обычно понижается редукторами с зубчатыми, фрикционными, ремёнными и червячными парами.
В глобальной сети Интернет авторам удалось найти несколько примеров электрифицированных «моталок» (один из них показан на рис.4.4). По фотографиям трудно понять, как выполнены редукторы, но не приходится сомневаться в том, что они есть. Без редуктора нить будет наматываться так быстро (меньше двух секунд), что кружевница не успеет своевременно выключить мотор.
Вращение от вала электродвигателя, предлагаемого в наборе «Xendoll», передаётся на вал левого центра ремённой передачей, понижающей угловую скорость в 9 раз. Для «моталки» такая редукция недостаточна. Поэтому авторам пришлось конструировать собственный двухступенчатый редуктор. Его 1-й ступенью служит фрикционная пара с коэффициентом понижения 1:10, а 2-я выполнена как ремённая пара с редукцией 1:4. В итоге скорость вращения коклюшки оказывается в 40 раз меньше, чем скорость вала электродвигателя.
К сожалению, габариты авторского редуктора оказались довольно большими, но они определены размерами имевшихся колёсных пар. Существует реальная возможность сделать редуктор более компактным. Редуктор закрыт кожухом, защищающим как механизм от повреждения, так и кружевницу от травм.
Двигатель постоянного тока питается от адаптера (выпрямителя), включаемого в сеть переменного тока с напряжением 220 вольт. Если кружевница пожелает изменить направление вращения коклюшки, она может воспользоваться специальным разъёмом между мотором и адаптером. Разъём позволяет сменить полярность напряжения на входе двигателя и, тем самым, изменить направление вращения.
В процессе намотки кружевнице желательно работать с нитью обеими руками, а для этого управление электроприводом должно быть «ножным». Электродвигатель включается нажатием педали, а при отжиме педали выключается. Педаль заимствована от электромотора, предназначенного для швейной машинки (рис.4.15). Электронный блок управления внутри педали отключён. Используется только кнопочный включатель.
Иногда может оказаться полезным и ручное управление. Поэтому под левую руку кружевницы установлена кнопка, дублирующая педальный включатель.
Все узлы «моталки» уставлены на единой платформе с размерами 400х260 мм. В их числе:
- станина;
- электродвигатель;
- редуктор;
- коммутатор направления вращения;
- блок питания электродвигателя;
- кнопка ручного управления;
- разъём для подключения педали управления;
- коробка для хранения педали управления (в процессе намотки одна удобна для хранения коклюшек).
К основной платформе присоединяется ещё одна, на которой располагаются три штыря, несущие катушки с нитками (рис.4.16 и рис. 4.17). Вспомогательная платформа соединяется с основной с помощью пластины, плотно входящей в зазор между дном станины и основной платформой.
Устройство позволяет наматывать на коклюшку нить в три сложения (этого требуют некоторые технологии плетения). Утроенную нить приходится сильно натягивать, поэтому мощность электродви-гателя в 20 Вт нам не показалась излишней. Известные «моталки» с микродвигателями мощностью 1-2 Вт выглядят, естественно, гораздо компактней, но и рассчитаны они на слабое натяжение одинарной нити.
Установка очередной коклюшки под намотку занимает несколько секунд и выполняется без вспомогательных инструментов. Длительность намотки нити пропорциональна количеству витков и слоёв на шейке коклюшки и тоже не превышает нескольких секунд.
Есть все основания считать «моталку» универсальной, так как она совершенно нечувствительна к размерам и формам коклюшек, применяемых как во всех регионах России, так и в других странах.
