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pasar de 20 a 16 dientes poleas motores Nema 17
#1
Hola buenas a todos!

Alguien ha probado esta modificación? Tengo una Ender 3 y quería pasar de 20 dientes a 16 para ganar mas resolución. Alguien sabe si merece la pena? Se gana calidad? Sé que se pierde un 25% de la fuerza del motor y de velocidad...Mereceria la pena sacrificar eso para ganar un 25% mas de resolucion? Gracias y saludos
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#2
el resultado va ser inapreciable...
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#3
Hola, no sólo se ha probado sino que es la elección lógica en estos casos, ya que tu estimación del efecto del cambio no es correcta.
Efectivamente, se pierde velocidad de desplazamiento en el eje a igualdad de velocidad de giro del motor (es decir, el motor tendrá que girar más rápido para una velocidad de desplazamiento dada), pero eso implica que el motor tendrá más fuerza, no menos. Para ser precisos, lo que tendrá es que hacer menos fuerza para realizar el mismo desplazamiento. Y además se mejora la precisión de posicionamiento.
La variación de los parámetros que disminuyen es del 20% y la de los que aumentan del 25% (si no entiendes el porqué, te lo explico).
El desplazamiento mínimo realizable (lo que determina la precisión de posicionamiento) y la fuerza a realizar por el motor, disminuyen (un 20%).
La velocidad de giro del motor (para una concreta de desplazamiento del eje) y los micropasos por milímetro que habrá que configurar para la polea de 16 dientes, aumentan (un 25%).
Como bien indica @neoxM3, esa variación en la precisión de posicionamiento será inapreciable, pero sólo desde el punto de vista de los resultados visibles (impresiones).
Lo que es bastante lógico, ya que la precisión de posicionamiento sólo mejora 2,5 milésimas de milímetro, lo que pasa inadvertido dada la construcción de estas máquinas.
Pero otra cosa es desde el punto de vista del motor, para el que sí que será apreciable la disminución en la fuerza que tendrá que hacer.
En algunas circunstancias, mucho menos que eso puede ser la diferencia entre perder o no perder pasos.
Si se tienen ya los materiales para realizarla, es una transformación sencilla y recomendable. Pero si hay que comprarlos, entonces no creo que merezca la pena.
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#4
(10-04-2019, 01:38 PM)Simemart escribió: Hola, no sólo se ha probado sino que es la elección lógica en estos casos, ya que tu estimación del efecto del cambio no es correcta.
Efectivamente, se pierde velocidad de desplazamiento en el eje a igualdad de velocidad de giro del motor (es decir, el motor tendrá que girar más rápido para una velocidad de desplazamiento dada), pero eso implica que el motor tendrá más fuerza, no menos. Para ser precisos, lo que tendrá es que hacer menos fuerza para realizar el mismo desplazamiento. Y además se mejora la precisión de posicionamiento.
La variación de los parámetros que disminuyen es del 20% y la de los que aumentan del 25% (si no entiendes el porqué, te lo explico).
El desplazamiento mínimo realizable (lo que determina la precisión de posicionamiento) y la fuerza a realizar por el motor, disminuyen (un 20%).
La velocidad de giro del motor (para una concreta de desplazamiento del eje) y los micropasos por milímetro que habrá que configurar para la polea de 16 dientes, aumentan (un 25%).
Como bien indica @neoxM3, esa variación en la precisión de posicionamiento será inapreciable, pero sólo desde el punto de vista de los resultados visibles (impresiones).
Lo que es bastante lógico, ya que la precisión de posicionamiento sólo mejora 2,5 milésimas de milímetro, lo que pasa inadvertido dada la construcción de estas máquinas.
Pero otra cosa es desde el punto de vista del motor, para el que sí que será apreciable la disminución en la fuerza que tendrá que hacer.
En algunas circunstancias, mucho menos que eso puede ser la diferencia entre perder o no perder pasos.
Si se tienen ya los materiales para realizarla, es una transformación sencilla y recomendable. Pero si hay que comprarlos, entonces no creo que merezca la pena.

efectivamente, lo has explicado genial,, el motor sufrirá menos pero visualmente no vamos a notar mejoría.

creo que visualmente es mucho mejor apostar por eliminar vibraciones (juntas absorvedoras de vibración para motores, cambiar a drivers tmc2208 o similar...) antes que cambiar las poleas.

saludos!
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#5
(10-04-2019, 01:38 PM)Simemart escribió: Hola, no sólo se ha probado sino que es la elección lógica en estos casos, ya que tu estimación del efecto del cambio no es correcta.
Efectivamente, se pierde velocidad de desplazamiento en el eje a igualdad de velocidad de giro del motor (es decir, el motor tendrá que girar más rápido para una velocidad de desplazamiento dada), pero eso implica que el motor tendrá más fuerza, no menos. Para ser precisos, lo que tendrá es que hacer menos fuerza para realizar el mismo desplazamiento. Y además se mejora la precisión de posicionamiento.
La variación de los parámetros que disminuyen es del 20% y la de los que aumentan del 25% (si no entiendes el porqué, te lo explico).
El desplazamiento mínimo realizable (lo que determina la precisión de posicionamiento) y la fuerza a realizar por el motor, disminuyen (un 20%).
La velocidad de giro del motor (para una concreta de desplazamiento del eje) y los micropasos por milímetro que habrá que configurar para la polea de 16 dientes, aumentan (un 25%).
Como bien indica @neoxM3, esa variación en la precisión de posicionamiento será inapreciable, pero sólo desde el punto de vista de los resultados visibles (impresiones).
Lo que es bastante lógico, ya que la precisión de posicionamiento sólo mejora 2,5 milésimas de milímetro, lo que pasa inadvertido dada la construcción de estas máquinas.
Pero otra cosa es desde el punto de vista del motor, para el que sí que será apreciable la disminución en la fuerza que tendrá que hacer.
En algunas circunstancias, mucho menos que eso puede ser la diferencia entre perder o no perder pasos.
Si se tienen ya los materiales para realizarla, es una transformación sencilla y recomendable. Pero si hay que comprarlos, entonces no creo que merezca la pena.


Es un tema interesante, la cuestion es, vale el motor trabaja mas relajado a cambio de perder velocidad, pero realmente por el hecho de trabajar con la polea de 20 dientes le va a suponer un esfuerzo? Porque igual si tu puedes levantar 1000kg sobrado y estas levantando 500kg que mas da que te rebajen un 25% y pases a levantar 375kg vas a ir sobrado igual. Por el otro lado vale pierdes velocidad, pero la velocidad que pierdes la podias alcanzar? Porque si su velocidad maxima es 1000mm/s y ahora pasa a 800mm/s pues como nos da igual porque no vamos a ir ni a 800mm/s.

Lo del 25% lo veo al cambiar a la polea de 16 dientes tienes un 25% mas de pasos y resolucion. Pero no veo de donde sale que el motro pierde un 20% de fuerza podias concretar un poco mas.

Yo en la impresora que estoy diseñando que va a tener una superficie de impresion de 500x500 precisamente opte en el diseño por poner poleas de 20 dientes en vez de 16 para obtener un poco mas de velocidad, pero fue una decision logica sin tener en cuenta los maximos que comento al principio, seria interesante saber si es factible calcular estos valores de forma precisa. O es mejor prueba/error.  Al fin y al cabo una polea vale unos pocos euros...
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#6
Creo que no lo has entendido bien o quizá no me he explicado yo. No es que el motor pierda o gane velocidad, ni que pierda o gane fuerza.
Para una misma velocidad de desplazamiento del eje, con la polea de 20 dientes girará más despacio que con la de 16 dientes.
Para conseguir esa velocidad de desplazamiento, el motor tendrá que aplicar menos fuerza con la polea de 16 dientes que con la de 20 dientes.
Para entenderlo, veamos primero la teoría y después un ejemplo.
Para realizar un trabajo en un tiempo determinado, se necesita tener una potencia concreta y esta potencia se puede expresar como el producto de la fuerza que se aplica por la velocidad a la que se hace.
Es decir, una misma potencia se puede descomponer en poca fuerza y mucha velocidad o mucha fuerza y poca velocidad.
En este principio se basan, por ejemplo, los cambios de velocidades de los vehículos, como la bicicleta.
Si quieres subir una cuesta, pondrás una corona más pequeña y un piñon más grande: eso te obligará a pedalear más rápido, pero a cambio te costará menos esfuerzo (fuerza aplicada).
Para circular en llano, pondrás una corona mayor y un piñón más pequeño, lo que te permitirá ir más rápido, pero ante el más mínimo repecho te vendrás abajo (pues no tendrás fuerza suficiente).
En la impresora pasa lo mismo: para una misma velocidad de desplazamiento del eje de la impresora, como el motor gira más deprisa con la polea de 16 dientes, necesitará aplicar menos fuerza que con la de 20 dientes.
Y sobre los porcentajes, el factor en este caso es el cociente entre el número de dientes de las poleas (porque tienen los dientes iguales, sino serian los radios o diámetros): 16/20=0,8 o 20/16=1,25.
Si el parámetro a considerar aumenta (por ejemplo, la velocidad de giro), hay que multiplicar por 1,25. Es decir, aumenta en 25 por cada 100 o un 25%.
Si el parámetro disminuye (por ejemplo, la fuerza que tiene que hacer el motor), hay que multiplicar por 0,8. Es decir, disminuye 20 de cada 100 o un 20%.
Un ejemplo para verlo claro: para conseguir una velocidad de desplazamiento del eje de 100 mm/s, con la polea de 20 dientes el motor gira a 150 rpm y con la de 16 dientes a 187,5 rpm. Es decir, 150x1,25=187,5. Aumenta en 37,5 sobre 150, lo que es un 25%.
Para calcular la fuerza a esa velocidad, tendríamos que conocer otros valores que no sabemos, o medirla directamente. Pero si pudiesemos hacerlo, veríamos que la necesaria con la polea de 16 dientes será el resultado de multiplicar la que necesita la polea de 20 dientes por 0,8. Si fuese 100N (N=Newtons) por ejemplo, sería 100x0,8=80N. Es decir, diminuye 20 sobre 100, lo que es un 20%.
Sobre tu pregunta, por supuesto que todo esto se puede calcular. Pero precisamente, a estos motores les falta más fuerza que velocidad.
Por eso, lo mejor es poner las de 16 dientes directamente. De esa forma disminuimos la fuerza a realizar por el motor y a cambio aumentará la velocidad en un valor perfectamente asumible por él.
Será difícil que tengas un eje que se vaya a mover con la polea de 16 dientes, a más velocidad de la que puedan dar estos motores.
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#7
Buena explicacion, pero entonces porque poner una de 16 dientes pudiendo poner una de 8. El motor giraria a 375 rpm, e incluso se podria poner un motor mas pequeño. Tiene que haber algo mas ¿no?

Bueno edito porque he buscado y la polea mas pequeña q se hace es de 10 dientes. Pero bueno para el caso es lo mismo. ¿Porque no poner entonces la de 10 12?
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#8
Hombre, la pregunta planteada por @chuachealmagro era sobre esa polea en concreto y es el tamaño más habitual. Por cierto, no sabía que las había tan pequeñas.
Por lo demás, el concepto sigue siendo válido para la de 10 dientes y la fuerza que tendría que hacer el motor sería la mitad.
Pero la velocidad de giro del motor se duplicaría, lo que parece un poco excesivo en mi opinión.
Ahí podríamos tener ya problemas, aunque no es fácil saber la velocidad máxima que admiten estos motores.
No sé a que te refieres con que tiene que haber algo más.
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#9
He hechado un vistazo rapido a google sin pararme mucho y parece que los motores puedan ir a 900 800 rpm, Poniendo la polea de 12 dientes para ir a 100mm/s , El motor tendria unas rpm de 250 no parece nada descabellado, 12/ 16 0.75 un 25% menos de fuerza necesitaria el motor. Sin embargo en todas las impresoras ves poleas de 16 dientes y no 12... de ahi que no se si hay alguna otra cuestion..
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#10
Pues no creo que sea por otra cosa que por la disponibilidad. Las poleas más comunes son de 16 y 20 dientes.
Lo único que podría influir quizá sería la flexibilidad de la correa en unas poleas tan pequeñas, pero no creo que sea el caso.
Supongo que si no funcionasen no las harían, pero cualquiera sabe.
De todas formas, un poco mucho me parecen 800-900 rpm para estos motores tan pequeños y baratos.
A 800 rpm, con poleas de 20 dientes, el eje se movería a más de 500 mm/s. No lo creo físicamente posible.
La velocidad máxima de estos motores depende del voltaje que les suministre el driver y de la frecuencia de pulsos. Y no creo que en estas máquinas den para mucho.
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#11
Bueno he estado googleando un poco y parece ser que el minimo recomendado para que la correa no resbale y minimizar el backlash son 12 dientes y no se recomienda menos de 16. Luego entre 17,18,19 no se recomienda porque los pasos no serian enteros, y para evitar el posible error de redondeo.

Asi que nos quedaria la eleccion de poner 16 dientes o 20.  Aqui es donde empezo la conversacion. Gran sonrisa

A groso modo como resumen, y no desviar mas el tema.

La polea de 16, seria recomendable para una impresora pequeña o donde quisieras primar la precision sobre la calidad. Porque tienes un 25% mas de resolucion y el motor trabajaria con menos esfuerzo a costa de sacrificar velocidad.

La polea de 20, seria recomendada para una impresora grande, o que se centrara mas en la velocidad sobre la calidad. Ganando un 20% mas de velocidad a costa de perder un 25% de resolucion.


Mi impresora va a tener un area de impresion de 500x500 asi que creo que voy a seguir manteniendo la eleccion que habia echo usando un poco la logica, sin saber el porque de poner las poleas de 20 dientes.
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#12
Yo creo que @chuachealmagro ya se perdió como hace 10 mensajes... O igual no xD pero esta interesante el debate.

Iba a decir que en poleas tan pequeñas me parece que enganchan muy pocos dientes reduciendo la fricción entre correa y polea, pero has trabajado a la noche y creo que ya has llegado a esa conclusión xD.


Al final la fuerza que tiene un motor es siempre la misma, es una cualidad física y suele venir expresado en la gráficas del datasheet del motor. Otra cosa es la cantidad de fuerza que tiene que ejercer para realizar un trabajo x.

Yo como mejor lo entiendo es con el ejemplo del ciclista, al final tú al motor le dices que se mueva x distancia y no cierta cantidad de vueltas. La analogía sería: para subir un puerto un ciclista tiene que pedalear 1 hora. Da igual que lo haga con más desarrollo o con menos, va a llegar al mismo sitio y tardando lo mismo (va en el pelotón xD).

Pero si usa un plato grande tendrá que emplear más watios en cada pedalada. Sin embargo si usa el plato pequeño tendrá que mover las piernas más rápido para mantener la velocidad de desplazamiento.

Así que el límite máximo viene marcado por la fuerza del motor (se puede aumentar con más corriente), y el mínimo vendría marcado por el límite de velocidad, sino perdiese fricción.
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#13
Perdonad chicos. He estado liado estos días y no he podido entrar a ver el foro. Muchas gracias por vuestras aclaraciones. El motivo de la pregunta viene dado porque quería poner unos dampers a mi ender 3 Pro en los ejes X e Y. Para ello tengo que desmontar las poleas que vienen a presión. Sé que hay por ahí un mod para que no queden descentradas ya que el damper restaría 6mm de separación. Y pensé, ya que las voy a sustituir por unas poleas con prisioneros, pues me abordaba la duda de si 20 vs 16 dientes, en parte motivado por un vídeo donde decían lo de la resolución y que restaba vibración una polea mas pequeña. Pero sobre todo por experimentación propia. Muchas gracias a todos por vuestro interés!!!
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