Un cojinete de joya es un cojinete liso en el que un eje de metal gira en un orificio de pivote forrado con una joya . El orificio generalmente tiene la forma de un toro y es un poco más grande que el diámetro del eje. Las joyas suelen estar hechas de corindón mineral , generalmente zafiro sintético o rubí sintético . Los cojinetes joya se utilizan en instrumentos de precisión donde la baja fricción, la larga vida útil y la precisión dimensional son importantes. Su mayor uso es en relojes mecánicos .
Historia
Los rodamientos de joyas fueron inventados en 1704 para su uso en relojes por Nicolas Fatio de Duillier , Peter Debaufre y Jacob Debaufre, quienes recibieron una patente inglesa por la idea. Originalmente se utilizaron joyas naturales, como el diamante , el zafiro , el rubí y el granate . En 1902, Auguste Verneuil inventó un proceso para fabricar zafiro y rubí sintéticos ( óxido de aluminio cristalino , también conocido como corindón ) , lo que hizo que los cojinetes con joyas fueran mucho más baratos. Hoy en día, la mayoría de los cojinetes con joyas son rubí sintético o zafiro.
Históricamente, los pivotes de las joyas se hacían puliendo con abrasivo de diamante. [1] Los pivotes de joya modernos a menudo se fabrican con láseres de alta potencia, grabado químico y fresado ultrasónico .
Durante la Segunda Guerra Mundial, los rodamientos de joyas fueron uno de los productos restringidos por la Junta de Producción de Guerra del gobierno de los Estados Unidos como críticos para el esfuerzo de guerra. [2]
Caracteristicas
Las ventajas de los cojinetes joya incluyen alta precisión, tamaño y peso muy pequeños, fricción baja y predecible, buena estabilidad de temperatura y la capacidad de operar sin lubricación y en ambientes corrosivos. Son conocidos por su baja fricción cinética y su fricción estática de gran consistencia . [3] El coeficiente de fricción estático del latón sobre acero es de 0,35, mientras que el del zafiro sobre acero es de 0,10 a 0,15. [3] [4] Las superficies de zafiro son muy duras y duraderas, con dureza Mohs de 9 y dureza Knoop de 1800, [5] y pueden mantener la suavidad durante décadas de uso, reduciendo así la variabilidad de la fricción. [3] Las desventajas incluyen fragilidad y fragilidad, disponibilidad / aplicabilidad limitada en tamaños y capacidades de rodamientos medianos y grandes, y variaciones de fricción si la carga no es axial. Al igual que otros cojinetes, la mayoría de los pivotes con joyas utilizan lubricación con aceite para reducir la fricción. [6]
Usos
El uso predominante de cojinetes joya es en relojes mecánicos , donde su baja y predecible fricción mejora la precisión del reloj y mejora la vida útil de los cojinetes. Los fabricantes tradicionalmente enumeraban la cantidad de joyas de manera prominente en la esfera del reloj o en la parte posterior, como un punto de publicidad. Un típico completamente Jewelled reloj de tiempo solamente tiene 17 joyas: dos joyas casquillo, dos joyas de pivote y una joya impulso para la rueda de balance , dos joyas de pivote y dos joyas de palets para el tenedor pallet , y dos de pivote a joyas cada uno para el escape, cuarto , tercera y rueda central. En los relojes de cuarzo modernos, el cronometrador es un cristal de cuarzo en un circuito electrónico que alimenta un pequeño motor paso a paso . Debido a la pequeña cantidad de torsión necesaria para mover las manos, casi no hay presión sobre los cojinetes y no hay ganancia real al usar un cojinete de joya, por lo tanto, no se utilizan en una gran proporción de movimientos de cuarzo.
El otro uso importante de los cojinetes con joyas es en instrumentos de medición mecánicos sensibles. Se suelen utilizar para los vínculos delicados que deben llevar a fuerzas muy pequeñas, en instrumentos tales como galvanómetros , brújulas , giroscopios , cardanes , relojes comparadores , acceso telefónico pinzas , y medidores de flujo de turbina. En tales instrumentos, los cojinetes joya se utilizan a menudo como pivotes para sus agujas que necesitan moverse de manera confiable y con baja variabilidad incluso cuando se miden pequeños cambios. Los orificios de los cojinetes son típicamente menores de 1 mm y soportan cargas que pesan menos de 1 gramo , aunque se hacen tan grandes como 10 mm y pueden soportar cargas de hasta aproximadamente 500 g. [3] Su uso ha disminuido con la popularización de los instrumentos de medición digitales.
Ver también
- Sistema de protección contra golpes Incabloc
- El Reloj del Largo Ahora que utilizará cojinetes cerámicos sin lubricación a baja velocidad
Referencias
- Baillie, GH (1947). Relojeros y relojeros del mundo (2e ed.). Nag Press.
Notas al pie
- ^ Compañía Nacional de Vigilancia de Elgin. "Rodamientos joya" . Paul Hance Productions, Inc . Consultado el 10 de enero de 2019 .
- ^ "Preparage - Jewel Bearings" . elginnationalwatches.com . Consultado el 10 de enero de 2019 .
- ^ a b c d Baillio, Paul. "Los rodamientos Jewel resuelven problemas de cargas ligeras" (PDF) . Precisión de aves . Consultado el 16 de julio de 2008 .
- ^ Hahn, Ed (31 de enero de 2000). "Coeficientes de fricción para diversos materiales relojeros" . Foro clásico de TZ . TimeZone.com . Consultado el 2 de agosto de 2018 .
- ^ "Rubí sintético y juntas tóricas" . Consultado el 1 de junio de 2013 .
- ^ BHI
enlaces externos
- Paul Baillio, "Los cojinetes joya resuelven problemas de cargas ligeras" ( PDF )
- AC Lawson, "Factores de diseño para sistemas de rodamientos de joyas" (PDF)
- RH Warring, "Cálculo de pérdidas por fricción en movimientos de cojinetes de joyas" (PDF)
- Instituto Americano de Relojeros-Relojeros
- Discusión de TimeZone.com sobre la joyería de relojes
- Relojes monocromáticos, ¿Qué son los rodamientos de joyas? Xavier Markl
- Rodamientos de joyas: una presentación de Elgin National Watch Company
- El cojinete de joya está hecho de materiales sintéticos de rubí o zafiro.