› Ремонт и перемотка звуковой катушки громкоговорителя

Рано или поздно, каждый аудиофил-самодельщик сталкивается с проблемой ремонта или переделки источника звука своих (или чужих) акустических систем. Причиной может стать как механическое повреждение диффузора динамика, гофра или центрального подвеса, так и (что бывает чаще) электрическое повреждение звуковой катушки громкоговорителя. Нельзя исключать и вероятность перемотки этой катушки для изменения ее сопротивления, что иногда бывает нужно для согласования параметров акустической системы с имеющимся усилителем НЧ.
В этой статье мы не будем касаться вопросов, связанных с ремонтом диффузора, его гофра и подвеса – на эту тему в интернете можно найти достаточно публикаций. А вот по ремонту и перемотке звуковой катушки громкоговорителя материалов практически нет. Тем не менее, данная статья может быть полезна всем, кто занимается ремонтом и переделкой громкоговорителей.

Перемотка звуковой катушки требует практически полной разборки громкоговорителя (исключая разборку магнитного узла динамика – этого делать не следует во избежание уменьшения магнитного потока в зазоре). Во всяком случае, без демонтажа диффузора не обойтись в любом случае. Эта работа требует большой аккуратности и терпения: большинство динамиков – «одноразовые», и не рассчитаны на подобные экзекуции. Лишь некоторые динамики, предназначенные для профессионального использования в установках озвучания киноконцертных залов, имеют разъемную конструкцию, позволяющую относительно просто демонтировать диффузор. Чаще же диффузор и центральный подвес просто приклеиваются к корзине громкоговорителя, и хорошо, если это делается при помощи клея, который можно растворить или размягчить каким-либо растворителем или способом (например – локальным нагревом клеевого шва термофеном).
Для разборки громкоговоритель извлекают из ящика акустической системы, и помещают на чистую, ровную поверхность, исключая наличие на ней не столько бытовой пыли (которая, разумеется, не полезна для здоровья динамика), сколько наличие мелких металлических предметов, крошек, и тем более – опилок. Попадание последних в магнитный зазор динамика может свести на нет все усилия аудиофила по реанимации «пациента».
Первым делом необходимо отпаять от колодки гибкие проводники, идущие к звуковой катушке. Следует иметь в виду, что проводники, которые используются для этой цели, чаще всего имеют структуру «мишуры» - в них тонкие медные жилки свиты с синтетическими или натуральными нитями для обеспечения максимальной гибкости и эластичности. Для сохранения этого качества тоководов необходимо при пайке исключить случайную пропитку мишуры расплавленной канифолью, и тем более – оловом. Это сделать довольно просто – перед пайкой проводник пережимается максимально близко к месту пайки пинцетом или маленькими круглогубцами, и только затем отпаивается (или припаивается). При этом не следует применять больших усилий, так как механическое повреждение (деформация, смятие) проводника тоже может отрицательно сказаться на его эластичности. Применять для пайки жидкие флюсы я не рекомендую – слишком велика вероятность того, что флюс содержит активные кислотные составляющие, которые через какое-то время могут химически разрушить если не медные жилки токовода, то уж нитевую составляющую наверняка.

Следующий этап – демонтаж пылезащитного колпачка диффузора. На его месте (или вместе с ним) может оказаться ВЧ-рупор широкополосника, который при необходимости так же демонтируется.
Перед отклеиванием колпачка его аккуратно по всему диаметру смачивают каким-либо растворителем, для размягчения клея. Какой именно растворитель следует использовать для этого, сказать не возможно – разновидность клеевых составов, применяемых при сборке динамиков очень велика, поэтому выбор конкретного типа растворителя приходится осуществлять в процессе работы. Учитывая, что раньше большинство производителей динамиков применяло клеи или на спиртовой основе, или нитроцеллюлозные, то начинать следует именно со спирта (не с водки – она плохой растворитель), ацетона, или растворителей типа 646, 648 (предпочтение следует отдавать именно растворителям – они менее летучи, чем ацетон). Иногда приходится использовать толуол или дихлорэтан, только нужно иметь в виду их токсичность и летучесть, следствием которой является существенно больший расход. Разумеется, используя любой растворитель, следует позаботиться о вытяжке, или хорошей вентиляции, и соблюдать все меры предосторожности, исключая попадание любого растворителя на слизистые оболочки носа, рта и особенно – глаз. Если же такое произошло, необходимо промыть глаза большим количеством холодной воды, и незамедлительно обратиться к врачу. Можно попробовать смешать разные типы растворителей, для получения универсального «размягчителя» клея.
Наносить растворитель следует непосредственно на место склейки, исключая его растекание по поверхности диффузора. Делать это следует при помощи маленького одноразового шприца с затупленной иглой.

Применять кисть не стоит – даже беличья или колонковая кисточка иногда «сбрасывает» волос, который может попасть в магнитный зазор, и приклеиться там. После небольшой выдержки (3-5 минут) нужно острым лезвием ножа, скальпеля или большой иглы подцепить в одном месте край колпачка, и попытаться отделить его от диффузора. Если в одном месте удается это сделать, то дальнейшее уже не представляет больших проблем. При необходимости можно повторить процедуру нанесения растворителя на клеевой шов.

Далее точно так же смачиваем растворителем внешнюю часть гофра (юбку), приклеенную к корзине динамика, и постепенно отделяем ее от металла. Для этого лучше использовать обычный кухонный нож с закругленным не острым лезвием. Чтобы исключить повторное приклеивание отделенной части диффузора к корзине, устанавливаем между металлом и юбкой гофра прокладки из плотной бумаги, или тонкого, устойчивого к применяемому растворителю пластика.

Остается отклеить от корзины юбку центрального подвеса. Работа очень не удобная, кропотливая, и не всегда результативно выполнимая. Нередки случаи, когда юбка приклеена «намертво», и не хочет отклеиваться даже после длительного размачивания растворителями. В этом случае можно попробовать отклеить центральную часть подвеса от каркаса звуковой катушки. Универсальных рекомендаций здесь, к сожалению, дать трудно… Были случаи, когда даже приходилось срезать центральный подвес. Делать это нужно только в крайнем случае, стараясь разрезать подвес максимально близко к линии клеевого шва – тогда при сборке удается склеить подвес, практически без потери его эластичности.
Если динамик разборный (наподобие старых кинаповских динамиков, например, 2А9), то процесс разборки сильно упрощается – у таких динамиков и юбка гофра, и центральный подвес фиксируются прижимными дугообразными пластинами на винтах.
Сразу же после снятия диффузора с корзины, имеет смысл заклеить щель кольцевого магнитного зазора скотчем, изолентой, или просто «примагнитить» к фланцу подходящую по размеру стальную пластинку, или крышечку. Эта простая предосторожность исключит попадание в щель магнитного зазора любой грязи или мусора.

Теперь можно перейти к осмотру звуковой катушки. Если динамик работал, но «скрипел», что иногда бывает при «развалившейся» катушке, то можно попытаться приклеить отклеившиеся витки катушки. Для этого их нужно аккуратно уложить на старое место, и просто промазать на два-три слоя клеем, с промежуточной просушкой. Бывает так, что один из выводов катушки просто отпаивается от токовода или промежуточной плоской шины в результате перегрева. В этом случае достаточно просто припаять его на место. Разумеется, не стоит для этого использовать низкотемпературные трубчатые припои, гораздо лучше применить классический ПОС.
Если же катушка не только развалилась, но и почернела от перегрева, а лаковая изоляция провода обуглилась, то катушку однозначно лучше перемотать. Для динамиков с известными параметрами катушки (диаметра провода, числа слоев, и количества витков в каждом слое) можно просто удалить остатки старой обмотки катушки. Если же число витков не известно, то следует аккуратно смотать каждый слой обмотки, считая витки. Затем следует выбрать кусок смотанного провода с неповрежденной изоляцией, и замерив диаметр провода микрометром, подобрать провод с максимально близким диаметром.
Если же этого сделать не удалось, то зная количество витков и сопротивление катушки постоянному току, можно высчитать требуемый диаметр провода. Вот формула для таких вычислений:

d = √(ρ(πn(D+bm)+k)/(250πR)),

где: d – диаметр провода звуковой катушки (мм), ρ – удельное сопротивление меди (0,0175 Ом*мм²/м), n – общее число витков катушки, D – внешний диаметр каркаса катушки (мм), b - ориентировочный диаметр провода (мм), m – число слоев обмотки, k – суммарная длина выводов катушки от крайних витков обмотки, до места припайки к гибким тоководам, R – сопротивление катушки постоянному току (Ом), п - число пи. Величина b является ориентировочной, и необходима для более точного вычисления средней длины витка звуковой катушки. Можно указывать b с точностью +/-0,1 мм от реального диаметра, без существенного уменьшения точности вычислений. Приведенная формула имеет такой вид:

d = √((πn(D+bm)+k)/44880R).

Эту же формулу можно использовать при пересчете сопротивления звуковой катушки на другое значение.

Для перемотки катушки динамика стоит изготовить специальную моталку со сменными разрезными оправками. Ее конструкция проста и понятна из приведенных фотографий.

Этой моталке уже больше 20 лет, и на ней перемотан не один десяток катушек. Это просто две пластины из текстолита (что были под рукой), соединенные четырьмя винтами М5. Вдоль плоскости соединения пластин просверлено отверстие диаметром несколько меньшим, чем диаметр оси моталке. Конструкция позволяет регулировать величину трения между остью моталки и ее корпусом, что довольно удобно при работе с проводами разного диаметра. Такое подтормаживание оси исключает самопроизвольное вращение оси, и предотвращает ослабление витков в неизбежных паузах в работе. В качестве пластин можно использовать и плотное дерево (бук, дуб, граб, береза), но мне кажется, что текстолит долговечнее.
Разрезные оправки точатся под каждый диаметр звуковой катушки (их у меня набралось уже пара десятков) с плюсовым допуском примерно 0,05-0,07 мм. Разрезная оправка нужна для того, чтобы туго намотанную катушку после завершения работы было бы легче снять с оправки, слегка сжав ее.

У приведенного на фото динамика пластиковый каркас катушки не был поврежден (что чаще всего случается с бумажными каркасами), и я не стал его отклеивать от диффузора. В том случае, если бумажный каркас поврежден, приходится делать новый. После нескольких экспериментов по выбору материала для каркаса, я остановился (еще в те давние времена) на бумажных перфокартах от древних вычислительных машин типа "Минск-32", и пр. Думаю, сейчас найти такие перфокарты будет проблематично, но при желании - можно.
Хорошей альтернативой бумаге для изготовления каркасов катушек может служить алюминиевая фольга толщиной 0,05-0,1 мм. У меня сохранились запасы фольги толщиной 0,06 мм, из которой раньше делали крышки на стеклянные кефирные и молочные бутылки. Эта фольга довольно мягкая, легко выглаживается после случайного замятия и главное - не пружинит, и не напрягает медную обмотку катушки. Вес каркаса из такой фольги практически не больше веса бумажного каркаса. Прекрасный материал!
Для катушек больших диаметров (мощные НЧ динамики) вполне подходит фольга от пивных банок. Правда, она довольно жесткая, поэтому перед намоткой полоску такой фольги нужной длины следует намотать на круглую оправку с диаметром раза в 2,5-3 меньше, чем диаметр катушки диффузора, и плотно обмотать по всей ширине, допустим, изолентой. После "освобождения" через несколько часов полоска фольги будет иметь как раз нужный вам диаметр. Достоинством металлического каркаса является его увеличенная теплопроводность, что существенно облегчает тепловой режим звуковой катушки.
Маленькая хитрость, облегчающим процесс намотки: обязательно установите ограничивающие бордюры высотой 2-3 мм с обеих сторон от будущей обмотки, это позволит мотать катушку "от стенки до стенки", не боясь расползания нижнего слоя витков при намотке верхнего (-них) слоя (-ев). Бордюры лучше всего сделать из разрезных пластиковых шайб требуемого диаметра. В крайнем случае (как у меня на фото у правой щеки оправки) можно просто намотать в нужном месте один виток электрического провода в пластиковой изоляции. Левый бордюр в данном случае я намотал каким-то самоклеющимся эластичным пластиком (автомобильный декоративный молдинг).
Перед намоткой поверхность металлического каркаса обязательно обезжиривается. Я использую изопропиловый спирт (у любом радиомагазине - 30 рублей за 0,25 литра). После этого поверхность каркаса между бордюрами промазывается не толстым слоем клея. Раньше использовал исключительно БФ-2. Сейчас такой клей достать у нас проблематично, поэтому покупаю в аптеках БФ-6, ближний родственник БФ-2 с незначительно худшими адгезивными и прочностными свойствами. Использовать новомодные сопливо-моментальные клеи типа "88", "Момент" или "Супер-моменты" (на цианокрилатной основе) не рекомендую по ряду их свойств, не облегчающих склейку и пропитку звуковых катушек. Только спиртовый клей, в крайнем случае - какой-либо клей на нитроцеллюлозной основе (можно подобрать что-нибудь из мебельных лаков).
На фотографии

виден вращающийся на тонкой стальной оси поролоновый валик, который непосредственно перед началом намотки обильно пропитывается клеем. Валик я делаю из кусочка поролона, одетого на обрезок стержня от авторучки. Провод перед укладкой на каркас касается пропитанного клеем поролона, и попадает на него (каркас) уже вымазанный клеем. Это несложное приспособление существенно улучшает проклейку катушки.
Провод при намотке тоже обезжиривается - на фото этого не видно (сфотографировано до начала работы, там и валик еще не пропитан клеем), но обычно я держу провод салфеткой, смоченной в том же изопропиловом спирте.
На очередном снимке

показана "свеженькая" трехслойная катушка, на намотку которой у меня ушло не более 5-7 минут. После того, как катушка будет намотана, и слегка подсушена горячим воздухом (проще всего использовать бытовой фен), имеет смысл дополнительно пропитать ее на 2-3 слоя тем же клеем, можно слегка разведенным обычным спиртом. Я это делаю при помощи поролонового тампона.

До окончательного высыхания (примерно в течение суток) катушка оставляется на разрезной оправке. Затем с катушки снимаются ограничительные бордюры, сама катушка снимается с разрезной оправки, и распаиваются выводы обмотки катушки. После этого крайние витки катушки и места пайки еще на 2-3 раза пропитываются клеем, обязательно с промежуточной сушкой в течение 1-2 часов, и катушка окончательно высушиваются. Для ускорения высыхания каждого слоя клея можно также использовать термофен.

Сборка динамика производится в обратном порядке. Сначала следует максимально точно установить диффузор на свое старое место. Хорошими «направляющими» при этом служат остатки старого клеевого шва – их следует совместить с «отпечатками» на смежной поверхности. В том случае, если при разборке динамика не удалось отклеить центральный подвес от корзины, и пришлось «выгрызать» катушку, то на тканевой основе центрального подвеса наверняка останутся жесткие остатки клеевого шва, которые могут повредить обмотку звуковой катушки при сборке. Для исключения этого следует вставлять катушку в центральный подвес по направляющим. Можно попробовать свернуть направляющее кольцо из тонкого пластика, и вставить его внутрь центрального подвеса, и даже в магнитный зазор, и уже потом вставлять на место звуковую катушку.

Если же конструкция динамика не позволяет этого сделать, то вместо сплошного кольца можно нарезать узкие полоски из того же пластика, вставить их вертикально в центральный подвес и магнитный зазор, и уже по ним вставлять катушку. После того, как звуковая катушка окажется на месте, пластиковое кольцо или направляющие полоски извлекаются. Эта простая мера предосторожности существенно облегчит сборку динамика, и сохранит обмотку звуковой катушки от механических повреждений острыми краями старого клеевого шва.
Затем звуковая катушка тщательно центруется в магнитном зазоре динамика. Для центровки катушки можно использовать любой листовой материал подходящей толщины и плотности. Много лет использовал фотопленку, нарезанную полосками. Сейчас проще найти плотную лавсановую пленку (астролон, калька), или что-нибудь типа того.

При установке диффузора в корзину нужно обеспечить как абсолютную аксиальность катушки относительно магнитного зазора, так и выдержать ее высоту относительно фланца. Только после этого можно приклеивать (или скручивать) центральный подвес и загофровую юбку диффузора.
Для приклеивания центрального подвеса и юбки гофра можно использовать резиноподобные клеи – 88, «Момент», и т.д. Я же обычно применяю импортные сапожные клеи, которыми со мной делится ближайший сапожник. Положительным свойством сапожных клеев является то, что они наносятся на склеиваемые поверхности и высушиваю заранее (примерно за полчаса-час до склейки), и к началу сборки уже не пристают к рукам, а в момент склеивания поверхности просто прогреваются термофеном, и сжимаются на несколько секунд. После этого полоски, центрующие звуковую катушку, извлекаются из магнитного зазора, точность установки диффузора проверяется путем аккуратного перемещения диффузора вверх-вниз. Это следует делать, не перекашивая диффузор, т.е. усилие, прилагаемое к диффузору должно быть симметрично относительно его оси.
В течение нескольких часов после склеивания (этого вполне хватает для проверки собранного динамика) такое соединение может быть довольно легко разобрано повторным нагревом, без размачивания клея, для устранения возможных неточности установки диффузора и центровки звуковой катушки.
В последнюю очередь приклеивается на место пылезащитный колпачок, а тоководы припаиваются к колодке на корзине динамика (разумеется, с соблюдением описанных выше предосторожностей). Собранный динамик проверяется сначала на малой, а затем на максимальной мощности, и при отсутствии посторонних призвуков, монтируется обратно в акустическую систему.

1 год

Начинаем самостоятельный ремонт или перемотку (как вам будет удобно говорить) вышедших из строя динамических головок . Наверное все из вас имеют дома акустические системы. Они применяются очень часто, усилитель низкой частоты - на сколько бы мощным он не был, без качественной динамической головки не сможет воспроизвести звук. Сегодня на рынке можно найти головки самой разной мощности, иногда встречаются головки с безупречным внешним видом, просто глаз не оторвать, как право дизайнерские шедевры стоят немало денег.

Для сравнения, например, 1000 ватт громкоговоритель будет стоить в два раза дороже киловатного усилителя низкой частоты. Динамические головки большей мощности в основном бывают низкочастотными. Но вот беда - динамик сгорел. Во первых давайте поймем что значит сгорел?

Дело в том, что в головке звуковые колебания образуются за счет электромагнитных, звуковой сигнал подают на катушку динамика, который воздействует с постоянным магнитом и за счет этого образуются механические колебания. Катушка состоит из витков медного провода с лаковым покрытием, лак сгорает или сдирается таким образом сопротивление катушки снижается образуя замыкание.

Это может случится по разным причинам, например при подачи на громкоговоритель более большей мощности, чем она расчитана, или же от долговременной работы лак сдирается образуя замыкание с железным каркасом динамика. Что же делать в таком случае? Скажу сразу если у вас есть испорченные отечественные головки с бумажным подвесом не пытайтесь ремонтировать, это пустая трата времени, а если уж головка красивая, мощная а выбрасывать жалко быстро беритесь за монтажный нож, будем ремонтировать!

Смотрим на фотографии, аккуратно при помощи монтажного ножа отрезаем подвес и нижнюю часть - гармошку (своего рода амортизатор который приклеен к корпусу головки). После всего этого вынимаем диффузор с катушкой. На вид очень хорошо видно, что катушка сгорела, но если динамик не издает никаких звуков, скорее всего в катушке обрыв.

В любом случае нужно перемотать катушку, для этого осторожно снимаем сгоревшую катушку оставляя голый бумажный каркас на которой была намотана катушка. Иногда встречаются металлические каркасы. Берем провод с диаметром точно такой, какой была намотана сгоревшая катушка. В отверстие каркаса нужно вставить твердую гильзу (подойдет подходящий по диаметру конденсатор). Начинаем очень аккуратно виток к витку мотать катушку.