Jak správně určit rozměr náhradního řemínku u starší audio techniky

Jak správně určit náhradní řemínek pro gramofon, magnetofon nebo CD přehrávač

Řemínek patří mezi nejjednodušší součástky audio techniky, ale jeho správný výběr bývá překvapivě složitý. Nestačí najít kus pryže, který přibližně odpovídá délkou. Rozhoduje obvod, průřez, šířka, tloušťka, materiál, pružnost a především správné předpětí po nasazení.

V PAUDIOservice se s nesprávně zvolenými řemínky setkáváme poměrně často. Příliš volný řemínek prokluzuje, zhoršuje rozběh a nemusí spolehlivě přenášet potřebný moment. Příliš krátký naopak zbytečně zatěžuje ložiska motoru, capstanu nebo talíře a může negativně ovlivnit stabilitu chodu.

Situace je ještě složitější u přístrojů starých třicet, čtyřicet nebo padesát let. Původní řemínek už nemusí mít s původním rozměrem téměř nic společného. Může být vytahaný, ztvrdlý, popraskaný nebo naopak změněný na lepkavou hmotu.

Jak tedy určit správnou náhradu, pokud servisní dokumentace rozměr řemínku neuvádí a originální náhradní díl už dávno není dostupný?

Starý řemínek není spolehlivé měřítko

Jednou z nejčastějších chyb je změřit starý řemínek a podle stejného rozměru objednat nový.

U několik desítek let starého řemínku však nevíme, o kolik se během provozu a stárnutí prodloužil. Elastomer postupně mění svoje mechanické vlastnosti působením teploty, kyslíku, ozonu, olejů a dlouhodobého mechanického namáhání.

Řemínek dlouhodobě napnutý mezi dvěma řemenicemi může vykazovat trvalou deformaci. Po sejmutí se již nemusí vrátit na původní rozměr.

Pokud například naměříme na starém řemínku obvod 510 mm, neznamená to, že výrobce použil řemínek 510 mm. Původně mohl mít například 490 nebo 500 mm.

Proto při neznámém originálním rozměru raději určujeme geometrii skutečné dráhy řemínku.

Obvod, nikoliv průměr

Dalším zdrojem omylů je zaměňování průměru a obvodu.

Řemínky se zpravidla určují podle jejich celkové délky neboli obvodu. Představme si, že nový řemínek přestřihneme a položíme rovně. Jeho délka odpovídá obvodu řemínku.

Pokud známe průměr ideálního kruhu D, jeho obvod vypočítáme:

L = π × D

Například při průměru 160 mm:

L = 3,1416 × 160

L ≈ 503 mm

Řemínek označený jako 500 mm tedy rozhodně nemá průměr 500 mm. Jeho ekvivalentní kruhový průměr je přibližně:

D = L / π

D = 500 / 3,1416

D ≈ 159,2 mm

Právě záměna těchto dvou hodnot může vést k objednání naprosto nevhodného dílu.

Nejpřesnější praktická metoda: změření skutečné dráhy

Pokud nemáme servisní dokumentaci ani spolehlivý údaj o originálním řemínku, velmi dobře funguje jednoduchá metoda s nepružnou šňůrkou.

Použijeme tenkou, ale pokud možno nepružnou nit nebo šňůrku. Vedeme ji přesně stejnou cestou, jakou prochází řemínek.

Musí tedy obepnout motorovou řemenici, setrvačník, případně další řemenice mechanismu.

U profilovaných řemenic musí šňůrka ležet tam, kde skutečně pracuje řemínek. U drážky tedy nestačí vést ji přes její horní hrany.

Místo, kde se šňůrka překryje, označíme a po sejmutí změříme vzdálenost mezi značkami.

Tím získáme přibližný obvod skutečné dráhy:

Ld

Tato hodnota však ještě obvykle není rozměrem řemínku, který objednáme.

Proč musí být nový řemínek kratší

Řemínek musí být při provozu mírně natažený. Právě jeho předpětí vytváří potřebnou normálovou sílu mezi řemínkem a řemenicí a umožňuje přenos krouticího momentu třením.

Pokud bychom na dráhu dlouhou 500 mm nasadili řemínek s nezatíženým obvodem přesně 500 mm, jeho předpětí by bylo prakticky nulové.

Proto se jako praktický výchozí bod často používá nový řemínek přibližně o 3 až 5 % kratší než změřená dráha.

Výpočet:

Ln = Ld × k

kde:

Ln = orientační obvod nového nezatíženého řemínku

Ld = změřený obvod dráhy

k = korekční faktor přibližně 0,95 až 0,97

Pokud naměříme dráhu:

Ld = 500 mm

potom:

500 × 0,95 = 475 mm

500 × 0,97 = 485 mm

Jako první kandidát tedy vychází řemínek přibližně 475 až 485 mm.

Nejde však o univerzální výrobní pravidlo. Konkrétní předpětí závisí na materiálu řemínku, jeho průřezu, konstrukci mechanismu, požadovaném momentu a doporučení výrobce zařízení nebo řemínku. Pokud je znám originální rozměr nebo servisní specifikace, má přednost.

Předpětí můžeme vyjádřit i matematicky

Pro technické posouzení můžeme vypočítat relativní prodloužení řemínku po montáži:

ε = (Ld − Ln) / Ln

Máme například dráhu 500 mm a řemínek 480 mm:

ε = (500 − 480) / 480

ε = 0,0417

tedy přibližně:

4,17 %

Řemínek se tedy po nasazení prodlouží přibližně o 4,2 % proti svému volnému obvodu.

Pozor na rozdíl mezi větami "řemínek je o 4 % kratší než dráha" a "řemínek se po montáži prodlouží o 4 %". Matematicky nejde přesně o totéž, protože procento vztahujeme pokaždé k jiné výchozí hodnotě.

Proč vůbec předpětí umožňuje přenášet výkon

U řemenového převodu není rozhodující pouze to, zda řemínek na řemenici "drží". Krouticí moment vzniká rozdílem tahové síly v napnuté a volnější větvi řemínku.

Zjednodušeně můžeme přenášený moment vyjádřit:

M = (T1 − T2) × r

kde:

M = přenášený krouticí moment

T1 = tahová síla v zatížené větvi

T2 = tahová síla ve volnější větvi

r = účinný poloměr řemenice

Pokud je předpětí příliš malé, při požadavku na vyšší moment začne řemínek prokluzovat.

Příliš velké předpětí ale také není žádoucí. Zvyšuje radiální sílu působící na hřídel motoru a další ložiska mechanismu.

Proto neplatí:

čím kratší řemínek, tím lépe.

Správný řemínek musí poskytovat dostatečnou trakci, nikoliv maximální možné napnutí.

Dvě řemenice lze vypočítat i geometricky

U jednoduchého převodu se dvěma řemenicemi lze potřebnou délku přibližně určit také výpočtem.

Pro otevřený řemenový převod lze použít vztah:

L ≈ 2C + π/2 × (D + d) + (D − d)² / (4C)

kde:

L = délka dráhy řemínku

C = vzdálenost středů obou řemenic

D = průměr větší řemenice

d = průměr menší řemenice

Příklad:

větší řemenice D = 100 mm

motorová řemenice d = 10 mm

vzdálenost os C = 150 mm

Potom:

L ≈ 2 × 150 + π/2 × (100 + 10) + (100 − 10)² / (4 × 150)

L ≈ 300 + 172,8 + 13,5

L ≈ 486,3 mm

Pokud bychom jako orientační výchozí hodnotu použili řemínek o 3 až 5 % kratší:

486,3 × 0,95 ≈ 462 mm

486,3 × 0,97 ≈ 472 mm

Hledali bychom tedy přibližně v oblasti 462 až 472 mm.

V servisní praxi je ale u složitějších mechanismů metoda se šňůrkou často rychlejší a méně náchylná k chybě. Výpočet je výborný zejména jako kontrola výsledku.

Nestačí znát délku. Rozhoduje také průřez

Správný obvod představuje pouze jednu část výběru.

Řemínky používané v audio technice můžeme zjednodušeně rozdělit na ploché, čtvercové a kulaté.

Plochý řemínek bývá typický například pro pohon talíře gramofonu nebo capstanu magnetofonu. Důležitá je jeho délka, šířka a tloušťka.

Čtvercové řemínky často najdeme v pomocných mechanismech, počítadlech a různých převodech.

Kulaté řemínky se rovněž používají v pomocných pohonech a menších mechanismech.

Tvar původního řemínku lze někdy určit i podle řemenice.

Plochá pracovní plocha zpravidla ukazuje na plochý řemínek.

V-drážka může ukazovat na čtvercový profil.

Zaoblená U-drážka obvykle odpovídá kulatému řemínku.

Ani zde však není vhodné postupovat pouze podle vzhledu, pokud máme možnost ověřit konstrukci v servisní dokumentaci.

Šířka plochého řemínku je stejně důležitá jako délka

U plochého řemínku je nutné změřit také jeho šířku.

Příliš široký řemínek může narážet do hran řemenice nebo okolních částí mechanismu. Příliš úzký má menší styčnou plochu a může se hůře vést.

Ještě důležitější může být tloušťka.

Silnější řemínek není automaticky kvalitnější.

U některých mechanismů mění tloušťka řemínku účinný průměr malé motorové řemenice, a tím může nepatrně ovlivnit převodový poměr. Současně má silnější řemínek jinou ohybovou tuhost a při obíhání malé řemenice může vytvářet větší odpor a vibrace.

To je důležité zejména u přesných capstanových pohonů kazetových a kotoučových magnetofonů.

Řemínek může ovlivnit wow & flutter

U magnetofonu není úkolem capstanového řemínku pouze roztočit setrvačník.

Součástí jeho funkce je také mechanické oddělení vibrací motoru od capstanu.

Nevhodný řemínek může být příliš tuhý, příliš silný, nerovnoměrně vyrobený nebo může mít proměnlivou tloušťku.

Takový řemínek může způsobovat periodické změny rychlosti a přispívat ke zvýšení wow & flutter.

Proto se po výměně řemínků u kvalitního magnetofonu nespoléháme pouze na subjektivní kontrolu poslechem. Správným postupem je kontrola rychlosti a podle typu přístroje také měření kolísání.

Příliš krátký řemínek může být stejně špatný jako příliš dlouhý

Velmi napnutý řemínek na první pohled působí dobře. Neprokluzuje a mechanismus reaguje rychle.

Jenže nadměrné předpětí znamená vyšší radiální zatížení.

To se přenáší například na:

ložiska motoru

ložiska capstanu

ložisko talíře gramofonu

hřídele pomocných převodů

U starších motorů s kluznými ložisky může být rozdíl velmi významný.

Výsledkem může být zvýšený hluk, vyšší odběr motoru, zahřívání, rychlejší opotřebení ložisek a v krajním případě také horší stabilita otáček.

Příliš volný řemínek má opačný problém

Pokud je řemínek příliš dlouhý, nemá potřebné předpětí.

Projevit se může pomalým rozběhem, prokluzem, nestabilní rychlostí nebo nespolehlivou funkcí mechanismu.

U gramofonu může být problém nejvíce patrný při rozběhu těžkého talíře.

U magnetofonu může řemínek bez zatížení působit zcela normálně, ale po přitlačení pásku kladkou začne prokluzovat.

U kazetových mechanik se může objevit také problém s přepínáním funkcí, pokud řemínek pohání vačku nebo další část mechanismu.

Nezapomeňme na řemenice

Výměna řemínku bez vyčištění řemenic je pouze polovina práce.

Na jejich povrchu často zůstávají:

zbytky staré pryže

mastnota

prach

olej

produkty rozkladu původního řemínku

Nový řemínek pak může prokluzovat, přestože má správný rozměr.

Zvlášť nepříjemná je situace, kdy se původní řemínek změnil na lepkavou černou hmotu. Její zbytky je nutné z pracovních ploch odstranit opravdu důkladně.

Současně je potřeba dávat pozor na použité čisticí prostředky a na materiál řemenic. Agresivní rozpouštědlo může poškodit některé plasty nebo povrchovou úpravu.

Co když původní řemínek úplně chybí?

To je právě situace, kdy je metoda měření dráhy nejcennější.

Nejprve zjistíme, kudy řemínek vedl. Pomoci mohou stopy na řemenicích, konstrukce mechanismu, servisní manuál nebo fotografie stejného modelu.

Potom změříme celou dráhu nepružnou šňůrkou.

Určíme typ profilu podle pracovních ploch řemenic.

Změříme šířku příslušné dráhy a z konstrukce odhadneme potřebný průřez.

Teprve následně vybereme vhodný řemínek a po montáži ověříme skutečnou funkci.

A co když máme pouze starý řemínek?

Pak jeho rozměr bereme pouze jako orientační údaj.

Pokud je řemínek celý, položíme jej bez natahování do přirozeného tvaru a změříme jeho obvod. Jednou z možností je lehce jej zploštit a změřit délku od jednoho konce ke druhému.

Pokud naměříme například 250 mm, přibližný obvod je:

L ≈ 2 × 250

L ≈ 500 mm

Ale pozor: dostali jsme obvod starého řemínku, nikoliv jeho původní výrobní rozměr.

Pokud je roztržený, lze změřit jeho celkovou uvolněnou délku, ale pouze pokud máme jistotu, že žádný kus nechybí.

U rozpadlého řemínku složeného z několika fragmentů je podobné měření velmi nepřesné.

Správný řemínek se musí nakonec ověřit v přístroji

Ani perfektní výpočet nenahrazuje závěrečnou kontrolu.

Po instalaci sledujeme, zda řemínek správně sedí v dráze, nesjíždí, není nepřiměřeně napnutý a motor se nerozbíhá pod zbytečně vysokou zátěží.

U gramofonu kontrolujeme rychlost 33⅓ a 45 ot/min a její stabilitu.

U magnetofonu kontrolujeme rychlost posuvu pásku, rozběh mechanismu a podle úrovně opravy také wow & flutter.

U kazetových mechanismů ověřujeme všechny režimy PLAY, FF, REW, STOP a případně autoreverse.

U CD přehrávačů kontrolujeme funkci zásuvky, loading mechanismu, zdvihu mechaniky a dalších částí poháněných řemínkem.

Teprve tehdy můžeme říci, že jsme vybrali správnou náhradu.

Praktický příklad z PAUDIOservice

Představme si mechanismus, u kterého původní řemínek již neexistuje.

Šňůrkou naměříme skutečnou dráhu:

620 mm

Pro orientační výběr použijeme rozmezí 3 až 5 %:

620 × 0,97 = 601,4 mm

620 × 0,95 = 589 mm

Kandidáti tedy budou přibližně mezi:

589–601 mm

Pokud máme například dostupné řemínky 590, 600 a 610 mm, neznamená to automaticky, že 590 mm je nejlepší, protože je nejkratší.

Posuzujeme také materiál, průřez a mechanickou konstrukci.

Řemínek 600 mm se na dráze 620 mm prodlouží:

(620 − 600) / 600 × 100 ≈ 3,33 %

Řemínek 590 mm:

(620 − 590) / 590 × 100 ≈ 5,08 %

Oba tedy mohou být geometricky použitelné varianty. O konečném výběru rozhodne konkrétní mechanismus a vlastnosti řemínku.

Proč univerzální tabulka neexistuje

Bylo by příjemné říci, že každý nový řemínek musí být přesně o 4 % kratší než jeho dráha.

Tak jednoduché to ale není.

Dva stejně dlouhé řemínky mohou mít zcela rozdílnou tuhost. Rozhoduje použitý elastomer, tvrdost, průřez, tloušťka, způsob výroby i geometrie mechanismu.

Řemínek pro těžký talíř gramofonu pracuje za jiných podmínek než drobný čtvercový řemínek počítadla.

Stejně tak capstanový řemínek kvalitního kazetového magnetofonu má jiné nároky než loading belt CD přehrávače.

Hodnota 3 až 5 % je proto velmi užitečným servisním výchozím bodem, nikoliv náhradou konstrukčních údajů výrobce.

Závěr

Správný výběr náhradního řemínku není otázkou pouhého změření starého kusu pryže.

Pokud známe originální číslo dílu a spolehlivou specifikaci výrobce, použijeme ji.

Pokud ji nemáme, nejspolehlivější praktickou cestou je změřit skutečnou dráhu řemínku nepružnou šňůrkou, určit správný profil, šířku a tloušťku a následně zvolit vhodné předpětí.

Orientační zkrácení o 3 až 5 % poskytuje velmi dobrý výchozí bod:

Ln ≈ Ld × 0,95 až 0,97

Tím ale práce nekončí.

Správně provedená výměna zahrnuje také důkladné vyčištění řemenic, kontrolu ložisek a mechanismu a následné ověření rychlosti a stability chodu.

Řemínek za několik desítek nebo stovek korun totiž může rozhodovat o tom, zda bude několik desítek let starý gramofon, magnetofon nebo CD přehrávač pracovat tiše, přesně a spolehlivě – nebo zda bude jeho mechanika zbytečně namáhána nevhodně zvoleným náhradním dílem.

PAUDIOservice

Servis, opravy a renovace klasické audio techniky