Драгоценный подшипник - Jewel bearing

Подшипники из рубиновых драгоценных камней, используемые в качестве балансира в механическом часовом механизме.
Поперечное сечение ювелирного подшипника в механических часах. Этот тип подшипника в форме пончика (красный), называемый кольцом с отверстием , используется для большинства обычных колес зубчатой ​​передачи. Обычно он изготавливается из синтетического сапфира или рубина, запрессовывается в отверстие в опорной пластине механизма (серый цвет). 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 имеет решающее значение, на конце добавлен замковый камень , чтобы выступ вала не касался поверхности драгоценного камня.

Ювелирное подшипник является подшипником скольжения , в котором металлический шпинделе поворачивается в драгоценном камне -lined поворота отверстие. Отверстие обычно имеет форму тора и немного больше диаметра вала. Драгоценные камни обычно изготавливаются из минерального корунда , обычно синтетического сапфира или синтетического рубина . Подшипники Jewel используются в прецизионных инструментах, где важны низкое трение, длительный срок службы и точность размеров. В наибольшей степени они используются в механических часах .

История

Драгоценные подшипники были изобретены в 1704 году для использования в часах Николя Фатио де Дуйе , Питером Дебофре и Якобом Дебофре, получившими патент в Англии на эту идею. Первоначально использовались натуральные драгоценные камни, такие как алмаз , сапфир , рубин и гранат . В 1902 году процесс , чтобы сделать синтетический сапфир и рубин (кристаллический оксид алюминия , также известный как корунд ) был изобретен Огюстом Верней , что делает Jeweled подшипники намного дешевле. Сегодня большинство ювелирных подшипников изготавливаются из синтетического рубина или сапфира.

Исторически сложилось так, что стержни для драгоценных камней изготавливались путем шлифовки алмазным абразивом. Современные шарниры для ювелирных изделий часто изготавливаются с использованием мощных лазеров, химического травления и ультразвукового фрезерования .

Во время Второй мировой войны ювелирные подшипники были одним из продуктов, ограниченных Управлением военного производства правительства США как критически важный для военных действий.

Характеристики

К преимуществам ювелирных подшипников относятся высокая точность, очень маленький размер и вес, низкое и предсказуемое трение, хорошая температурная стабильность и способность работать без смазки и в агрессивных средах. Они известны своим низким кинетическим трением и стабильным статическим трением . Статический коэффициент трения латуни по стали составляет 0,35, в то время как сапфир-на-стали 0,10-0,15. Сапфировые поверхности очень твердые и долговечные, с твердостью по Моосу 9 и твердостью по Кнупу 1800, и могут сохранять гладкость в течение десятилетий использования, тем самым снижая изменчивость трения. 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. Как и в других подшипниках, в большинстве шарниров с драгоценными камнями используется масляная смазка для уменьшения трения.

Использует

Подшипники с драгоценными камнями преимущественно используются в механических часах , где их низкое и предсказуемое трение повышает точность часов, а также увеличивает срок службы подшипников. Производители традиционно указывали количество драгоценных камней на циферблате или обратной стороне часов в качестве рекламного элемента. Типичные полностью украшенные драгоценными камнями часы, рассчитанные только на время, имеют 17 камней: два камня колпачка, два поворотных камня и импульсный камень для балансового колеса , два поворотных камня и два камня поддона для вилки поддона и два поворотных камня для спасения, четвертый , третье и центральное колеса. В современных кварцевых часах хронометрист - это кварцевый кристалл в электронной схеме, приводящий в действие 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. Как правило, они используются для тонких соединений, которые должны выдерживать очень небольшие усилия, в таких инструментах, как гальванометры , компасы , гироскопы , стабилизаторы , циферблатные индикаторы , штангенциркуль и турбинные расходомеры. В таких приборах подшипники из драгоценных камней часто используются в качестве шарниров для игл, которые должны двигаться надежно и с малой изменчивостью даже при измерении небольших изменений. Отверстия подшипников обычно имеют размер менее 1 мм и выдерживают нагрузки менее 1 грамма , хотя они имеют размер 10 мм и могут выдерживать нагрузки до 500 г. Их использование уменьшилось с популяризацией цифровых измерительных приборов.

Смотрите также

использованная литература

  • Бэйли, Г. Х. (1947). Часовщики и мастера мира (2-е изд.). Nag Press.

Сноски

внешние ссылки