Драгоценный подшипник - Jewel bearing

Подшипники из рубиновых драгоценных камней, используемые в качестве балансира в механических часах.
Поперечное сечение ювелирного подшипника в механических часах. Этот тип подшипника в форме пончика (красного цвета) называется дыра драгоценность, используется для большинства обычных колес в зубчатой ​​передаче. Это, как правило, изготовлены из синтетического сапфира или рубина, прессовой посадки в отверстие в опорной пластине этого движения (серый). Углубление в форме чашки в верхней части драгоценного камня - это чаша для масла; его цель - удерживать смазочное масло (желтого цвета) в контакте с валом подшипника за счет капиллярного действия.
В колесах, где трение критично, замковый камень добавлен на конце, чтобы предохранить заплечик вала от контакта с лицевой стороной драгоценного камня.

А драгоценный камень это подшипник скольжения в котором металл шпиндель превращается в драгоценность поворотное отверстие с подкладкой. Отверстие обычно имеет форму тор и немного больше диаметра вала. Драгоценности обычно делаются из минерала. корунд, обычно либо синтетический сапфир или синтетический рубин. Подшипники Jewel используются в прецизионных инструментах, где важны низкое трение, долгий срок службы и точность размеров. Их наибольшее использование в механические часы.

История

Ювелирные подшипники были изобретены в 1704 году для использования в часах. Николя Фатио де Дуйе, Питер Дебофр и Якоб Дебофр, получившие патент в Англии на эту идею. Первоначально использовались натуральные драгоценности, такие как алмаз, сапфир, Рубин, и гранат. В 1902 г. процесс сделать синтетический сапфир и рубин (кристаллический оксид алюминия, также известен как корунд ) был изобретен Огюст Верней, делая подшипники с драгоценными камнями намного дешевле. Сегодня большинство ювелирных подшипников изготавливаются из синтетических рубинов или сапфиров.

Исторически сложилось так, что шарниры ювелирных изделий изготавливались путем шлифовки алмазным абразивом.[1] Современные шарниры для ювелирных изделий часто изготавливаются с использованием мощных лазеров, химических травление, и ультразвуковой фрезерование.

В течение Вторая Мировая Война ювелирные подшипники были одной из продуктов, ограниченных правительством США Совет по военному производству как критически важный для военных действий.[2]

Характеристики

К преимуществам драгоценных подшипников относятся высокая точность, очень малые размеры и вес, низкое и предсказуемое трение, хорошая температурная стабильность и способность работать без смазки и в агрессивных средах. Они известны своим низким кинетическое трение и очень последовательный статическое трение.[3] В статический коэффициент трения латунь по стали 0,35, сапфир по стали 0,10–0,15.[3][4] Сапфировые поверхности очень твердые и прочные, с Твердость по Моосу из 9 и Твердость по Кнупу 1800 г.,[5] и может сохранять гладкость на протяжении десятилетий использования, тем самым снижая изменчивость трения.[3] К недостаткам можно отнести хрупкость и хрупкость, ограниченную доступность / применимость для подшипников средних и больших размеров и грузоподъемности, а также колебания трения, если нагрузка не является осевой.

Использует

Драгоценные подшипники используются преимущественно в механические часы, где их низкое и предсказуемое трение улучшает точность часов, а также увеличивает срок службы подшипников. Производители традиционно указывали количество драгоценных камней на циферблате или обратной стороне часов в качестве рекламного элемента. Типичный полностью украшенный В часах только на время есть 17 камней: два камня на колпачке, два поворотных камня и импульсный камень для балансир, два поворотных камня и два камня для поддонов для вилка для поддонов, и по два поворотных камня для аварийного, четвертого, третьего и центрального колес. В современных кварцевых часах хронометрист - это Кристалл кварца в электронной схеме, питающей небольшой шаговый двигатель. Из-за небольшого крутящего момента, необходимого для движения рук, почти нет давления на подшипники и нет реального выигрыша от использования подшипников с драгоценными камнями, поэтому они не используются в значительной части кварцевых механизмов.

Другое важное применение подшипников с драгоценными камнями - это чувствительные механические измерительные приборы. Они обычно используются для тонких соединений, которые должны выдерживать очень небольшие усилия, в таких инструментах, как гальванометры, компасы, гироскопы, подвесы, циферблатные индикаторы, штангенциркуль, и турбинные расходомеры. В таких приборах подшипники с драгоценными камнями часто используются в качестве стержней для игл, которые должны двигаться надежно и с малой изменчивостью даже при измерении небольших изменений. Отверстия подшипников обычно меньше 1 мм и выдерживают нагрузки менее 1 мм. грамм, хотя они имеют размер 10 мм и могут выдерживать нагрузки до 500 г.[3] Их использование уменьшилось с популяризацией цифровых измерительных приборов.

Смотрите также

использованная литература

  • Бэйли, Г. Х. (1947). Часовщики и мастера мира (2е изд.). Наг Пресс.

Сноски

  1. ^ Национальная часовая компания Элгин. "Драгоценные подшипники". Paul Hance Productions, Inc. Получено 2019-01-10.
  2. ^ «Препараж - Ювелирные подшипники». elginnationalwatches.com. Получено 2019-01-10.
  3. ^ а б c d Байлио, Пол. «Подшипники Jewel решают проблемы с небольшими нагрузками» (PDF). Птичья точность. Получено 2008-07-16.
  4. ^ Хан, Эд (31 января 2000 г.). «Коэффициенты трения для различных часовых материалов». TZ Classic Forum. TimeZone.com. Получено 2018-08-02.
  5. ^ «Синтетический рубин и уплотнительные кольца». Получено 2013-06-01.

внешние ссылки