Ювелирный подшипник

Подшипник с драгоценными камнями — это подшипник скольжения , в котором металлический шпиндель вращается в драгоценными камнями шарнирном отверстии, покрытом . Отверстие обычно имеет форму тора и немного больше диаметра вала. Драгоценности обычно изготавливаются из минерала корунда , обычно синтетического сапфира или синтетического рубина . Ювелирные подшипники используются в прецизионных инструментах, где важны низкое трение, длительный срок службы и точность размеров. Основное их применение – механические часы .

История

Ювелирные подшипники были изобретены в 1704 году для использования в часах Николя Фатио де Дюйе , Питером Дебофром и Якобом Дебофром, получившими на эту идею английский патент. Первоначально использовались натуральные драгоценные камни, такие как алмаз , сапфир , рубин и гранат . В 1902 году процесс изготовления синтетического сапфира и рубина (кристаллического оксида алюминия , также известного как корунд изобрел Огюст Верней ) , что сделало подшипники с драгоценными камнями намного дешевле. Сегодня большинство подшипников с драгоценными камнями изготовлены из синтетического рубина или сапфира.

Исторически стержни для драгоценностей изготавливались путем шлифовки с использованием алмазного абразива. ^[1] Современные стержни для драгоценностей часто изготавливаются с использованием мощных лазеров, химического травления и ультразвукового фрезерования .

Во время Второй мировой войны правительства США подшипники с драгоценными камнями были одним из продуктов, ограниченных Советом по военному производству как критически важных для военных действий. ^[2]

Характеристики

К преимуществам ювелирных 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 кинетическим трением и очень стабильным статическим трением . ^[3] Статический коэффициент трения латуни по стали составляет 0,35, а у сапфира по стали — 0,10–0,15. ^[3]^[4] Сапфировые поверхности очень твердые и долговечные: твердость по Моосу 9 и твердость по Кнупу 1800. ^[5] и может сохранять плавность хода в течение десятилетий использования, тем самым уменьшая изменчивость трения. ^[3] К недостаткам относятся хрупкость и хрупкость, ограниченная доступность и применимость для подшипников среднего и большого размера и грузоподъемности, а также изменения трения, если нагрузка не является осевой. Как и другие подшипники, большинство шарниров с драгоценными камнями используют масляную смазку для уменьшения трения. ^[6]

Использование

Подшипники с драгоценными камнями преимущественно используются в механических часах , где их низкое и предсказуемое трение повышает точность часов, а также продлевает срок службы подшипников. Производители традиционно указывали количество драгоценных камней на видном месте на циферблате или задней стороне часов в качестве рекламного аргумента. Типичные полностью украшенные драгоценными камнями часы, предназначенные только для измерения времени, имеют 17 камней: два камня на колпачке, два поворотных камня и импульсный камень для балансового колеса , два поворотных камня и два камня для поддона для вилки , а также по два поворотных камня для спускового механизма, четвертый , третье и центральное колеса. В современных кварцевых часах хронометрист представляет собой кварцевый кристалл в электронной схеме, питающий небольшой шаговый двигатель . Из-за небольшого крутящего момента, необходимого для перемещения стрелок, давление на подшипники практически отсутствует, и при использовании подшипников из драгоценных камней нет реального выигрыша, поэтому они не используются в большом количестве кварцевых механизмов.

Другое основное применение подшипников с драгоценными камнями — чувствительные механические измерительные приборы. Они обычно используются для хрупких связей, которые должны воспринимать очень небольшие силы, в таких инструментах, как гальванометры , компасы , гироскопы , подвесы , циферблатные индикаторы , штангенциркули и турбинные расходомеры. В таких приборах в качестве шарниров для игл часто используются подшипники с драгоценными камнями, которые должны двигаться надежно и с минимальной изменчивостью даже при измерении небольших изменений. Отверстия подшипников обычно меньше 1 мм и выдерживают нагрузки весом менее 1 грамма , хотя они изготавливаются диаметром до 10 мм и могут выдерживать нагрузки до 500 г. ^[3] Их использование уменьшилось с популяризацией цифровых измерительных приборов.

См. также

Система защиты от ударов Incabloc
«Часы долгого времени» , в которых будут использоваться керамические подшипники без смазки на низкой скорости.

Ссылки

Бэйли, GH (1947). Часовщики и часовщики мира (2-е изд.). Наг Пресс.

Сноски

^ Национальная часовая компания Элгина. «Драгоценные подшипники» . Пол Ханс Продакшнс, Инк . Проверено 10 января 2019 г.
^ «Подготовка – Ювелирные подшипники» . elginnationalwatches.com . Проверено 10 января 2019 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Байлио, Пол. «Подшипники Jewel решают проблемы с легкими нагрузками» (PDF) . Птичья точность . Проверено 16 июля 2008 г.
^ Хан, Эд (31 января 2000 г.). «Коэффициенты трения для различных часовых материалов» . Классический форум ТЗ . TimeZone.com . Проверено 2 августа 2018 г.
^ «Синтетический рубин и уплотнительные кольца» . Проверено 1 июня 2013 г.
^ БХИ

[elgin-1] Национальная часовая компания Элгина. «Драгоценные подшипники» . Пол Ханс Продакшнс, Инк . Проверено 10 января 2019 г.

[elgin1-2] «Подготовка – Ювелирные подшипники» . elginnationalwatches.com . Проверено 10 января 2019 г.

[Baillio-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Байлио, Пол. «Подшипники Jewel решают проблемы с легкими нагрузками» (PDF) . Птичья точность . Проверено 16 июля 2008 г.

[4] Хан, Эд (31 января 2000 г.). «Коэффициенты трения для различных часовых материалов» . Классический форум ТЗ . TimeZone.com . Проверено 2 августа 2018 г.

[5] «Синтетический рубин и уплотнительные кольца» . Проверено 1 июня 2013 г.

[6] БХИ

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]