Ze strojírenského hlediska je vedení ozubeného rozvodového řemene přes hladkou napínací kladku na straně zubů geometricky neoptimální. Ačkoli v aplikacích 3D tiskáren s nízkým zatížením nemusí být účinky vždy okamžitě viditelné, základní mechanika je dobře známá.

Efektivní roztečný průměr a geometrie řemene

Když se ozubený řemen obtáčí kolem hladké řemenice na straně zubů, zuby řemene se nemohou správně zaseknout. Místo toho je každý zub nucen deformovat se při přechodu přes povrch řemenice. To způsobuje:

• Mikrolifting a opětovné usazení každého zubu
• Změna efektivního průměru rozteče
• Mírné prodloužení efektivní dráhy pásu
• Zvýšené lokální vibrace
• Zrychlené opotřebení boků zubů

Nejedná se o klouzavý jev. Řemen neklouže - neustále přizpůsobuje svou geometrii povrchu, který neodpovídá jeho profilu. Tato opakovaná deformace časem zvyšuje mechanické napětí v tahových lankách a struktuře zubů.

Ozubená kola udržují správnou geometrii rozteče

Ozubené napínací kolo (řetězové kolo), které odpovídá profilu řemene (např. 2GT / GT2 / GT3), zachovává navrženou rozteč záběru. Řemen čistě zapadá do drážek řemenice a zachovává:

• Konstantní průměr rozteče
• Žádná nucená deformace zubů
• Snížené cyklické namáhání
• Zlepšená konzistence polohy

Za předpokladu, že:

• Je použit správný profil pásu
• Minimální počet zubů řemenice a poloměr ohybu jsou dodrženy.

systém pracuje v rámci mechanických parametrů definovaných výrobcem.

Proč je tento problém u 3D tiskáren často nepovšimnut?

V typických stolních 3D tiskárnách:

• Rychlost pásu je mírná
• Mechanické zatížení je relativně nízké
• Pracovní cykly jsou přerušované

Za těchto podmínek se negativní účinky nemusí okamžitě projevit jako selhání. Absence viditelných problémů však neznamená optimální mechanickou konstrukci. Znamená to pouze, že aplikace pracuje hluboko pod prahem poruchovosti.

Specifikace výrobce od společnosti Gates

Společnost Gates zveřejnila podrobný soubor PDF, ve kterém je uvedeno vše, co s pásy souvisí:
https://www.gates.com/content/dam/documents-library/catalogs/light-power-and-precision-manual.pdf

Doporučená velikost volnoběžných koleček výrobce

Strana 68 se zabývá doporučenými rozměry napínacích kladek.

Výše uvedený obrázek shrnuje pokyny výrobce pro dimenzování napínacích kladek rozvodového řemene. Rozlišuje tři konfigurace:

• Vnitřní volnoběžka (ozubená řemenice na straně zubů)
• Zadní volnoběžka (hladká řemenice na zadní straně řemene)
• Vnitřní plochá kladka (hladká kladka na straně zubů)

Pro 2MGT / 2GT pásy, klíčová doporučení jsou následující:

• Minimum vnitřní ozubená volnoběžka: 12 zubů
• Minimum zadní hladká volnoběžka: Vnější průměr 0,50″ (12,7 mm)
• Minimum vnitřní plochá volnoběžka: Vnější průměr 1,00″ (25,4 mm)

Rozhodující je rozdíl mezi ozubeným a hladkým kontaktem na straně zubů řemene.

Vnitřní ozubená volnoběžka je povolena při relativně malých rozměrech (minimálně 12 drážek), protože zuby řemene se správně zasekávají do profilu řemenice a udržují konstantní geometrii rozteče.

Hladká volnoběžka na straně zubů, vyžaduje však výrazně větší průměr. Směrnice stanoví, že jeho vnější průměr musí odpovídat roztečnému průměru řetězového kola se 40 drážkami ve stejné rozteči. Pro 2MGT to odpovídá přibližně 25,4 mm.

Toto doporučení existuje proto, že hladký kontakt na straně zubu nutí zuby řemene k deformaci při průchodu přes řemenici, což může zvýšit opotřebení a hlučnost. Větší průměry snižují ohybové napětí a deformaci zubů.

Zadní volnoběžky se řídí jinými pravidly, protože zadní strana pásu je plochá a nespoléhá na geometrii ok.

Tyto specifikace jsou založeny na únavovém chování, rozložení napětí na šňůře a dlouhodobé životnosti pásu - nikoli na okamžitém funkčním selhání.

Praktické důsledky pro Prusa XL

Použití ozubených volnoběžných kol na straně zubů:

• Zachovává správnou geometrii pásu
• Snižuje dlouhodobé opotřebení
• Minimalizuje mikrovibrační buzení
• Sladění systému se zavedenými principy konstrukce rozvodového řemene.

Hladké volnoběžky na straně zubů v praxi fungují - představují však spíše kompromis než mechanicky ideální řešení.

U přesného pohybového systému, jako je Prusa XL, je technicky čistší udržovat správné zaseknutí řemene.

Stáhnout “Prusa XL upravený levý a pravý Y-vozík pro ozubené kladky s šířkou 10 mm (pro nové O-kroužky / podložky)” na Printables

Sloupec	Význam	2MGT Minimum	Prusa XL (20T)
Vnitřní volnoběžka (ozubená)	Ozubená volnoběžka na straně zubů	12 zubů	✔ Nad specifikací (20T)
Zadní volnoběžka	Hladká volnoběžka na zadní straně řemene	0,50″ (12,7 mm) O.D.	✔ Pravděpodobně vyhovující
Ploché vnitřní volnoběžné kolečko	Hladká volnoběžka na straně zubů	O.D. 1,00″ (25,4 mm).	❌ Relevantní pouze v případě, že se používá hladký... Proto byste měli používat ozubený!