Hvilke faktorer påvirker nøyaktigheten til mekaniske klokker

Nøyaktigheten til mekaniske klokker påvirkes av mange faktorer. Generelt sett er dette hovedsakelig de følgende 8 faktorene:

1, Ytre påvirkninger

Dette er ulike påvirkninger som stammer utenfra urverkets indre, avhengig av arbeidsmiljøet det befinner seg i. Vanlig benyttede tiltak inkluderer: støtsikker design, vanntett design, antimagnetisk design og ekstra beskyttende ytterkasser. Kardanledd brukes ofte på presise marine kronometre for å holde dem i vater under kraftige bevegelser.

2, Friksjon  
   
Friksjon har generelt både positive og negative effekter. Den har positive sider, slik som friksjonstilpassede minuttveier, friksjon mellom drivfjæren i en anmerkning og tønneveggen, samt selvlåsende skruer. På den annen side fører friksjon til redusert overføringseffekt og slitasje på komponenter, noe som dermed påvirker tidsvisningen. Vanlige løsninger inkluderer: å forbedre smøreforholdene ved å velge forskjellige smøreoljer i henhold til ulike krav; å bruke steinvirkninger eller ristere; og å forbedre tannflankeforholdene på tannhjul, inkludert innføring av vitenskapelige konjugerte tannprofiler og forbedring av overflatefinishen. Imidlertid er tannflanker generelt usmurte (i slike tilfeller kan motstanden som genereres av smøreoljens viskositet være høyere enn friksjonen).

3, Justeringsorgan

Justeringsorganet er en økonomisk struktur som forenkler tidsinnstilling, men både teori og praksis bekrefter at det påvirker systemets isokronisme og kan også produsere posisjonsfeil. Disse tidtakingsfeilene er relativt tilfeldige og kan ikke kompenseres for eller oppheves. Løsninger inkluderer: å minimere avstanden mellom de indre og ytre reguleringspinnene; den beste tilnærmingen er imidlertid å ikke ha noe reguleringsorgan og justere gangen ved å endre svinghjulets treghetsmoment, slik som Rolexs Microstella-justeringssystem.

4, Gangverk

Innflytelsen fra gangen er først og fremst effekten som utøves på spiralfjærsystemet under energioverføringsprosessen. Spiralfjærsystemet kan bare opprettholde en fast svingningsfrekvens under betingelser med fri svingning; det er åpenbart at gangens energioverføringsprosess vil påvirke denne svingningsfrekvensen. Teori indikerer at når overføringsprosessen er nær balansepunktet til balansehjulet, reduseres denne innflytelsen. Løsninger inkluderer: å ta i bruk en presisjonsgang, for eksempel en frittstående gang, der energioverføringen skjer nær balansepunktet, impuls-vinkelen er svært liten, og støyen er også relativt liten. Videre gir dens ensrettede impuls spiralfjærsystemet mer rom for fri svingning (i denne forbindelse kan den relative feilen halveres!). Selv om den sveitsiske ankergangen har fordelene med god håndverksmessig utførelse og enkel justering, noe som gjør den til den vanlige gangen i internasjonale mekaniske klokker i dag, bør impuls-vinkelen minimeres så mye som mulig under design. For å redusere påvirkningen av gangen på tidsmålingsreferansen, introduserte sveitsiske Omega det koaksiale gangverket, en oppfinnelse av Dr. George Daniels fra Storbritannia, selv om det fra et funksjonelt prinsippperspektiv er en hybrid av ankergangen og den frittstående gangen.

5, Temperaturinnflytelse

Effekten av temperatur viser seg på to hovedmåter: For det første endrer temperaturendringer arbeidslengden til spiralfjæren samtidig som treghetsmomentet til balansehjulet endres, noe som direkte påvirker nøyaktigheten i tidsvisningen; for det andre påvirker temperaturendringer viskositeten til smøreoljen og overføringseffektiviteten, og påvirker dermed tidsmålingen. Metoder for å håndtere dette inkluderer: å ta i bruk et bimetallisk delt temperaturkompensert spiralfjærsystem; å bruke spesielle legeringsmaterialer for å produsere spiralfjæren og balansehjulet slik at de gir en viss grad av temperaturkompensasjon innenfor driftstemperaturområdet (8°–38°); og å bruke bevegelige regulatorpinner for temperaturkompensasjon. Standard smøreoljer brukes, mens for ekstreme temperaturforhold, slik som Omegas Moonwatch, brukes usmurt eller fast smøring.

6, Magnetfelt

Magnetfelt har størst innvirkning på spiralfjæren, endrer dens elastisitesmodul og fører til at spiralfjæren deformeres under påvirkning av magnetfeltet, noe som skaper ekstra påkjenning. I alvorlige tilfeller kan magnetfelt få spiralfjærens vindinger til å klebe seg sammen, noe som i alvorlig grad påvirker tidsvisningen. Løsningen er: å bruke antimagnetiske materialer.

7, Spiralfjærens likevektsforhold

Med en standard flat spiralfjær endres tyngdepunktet med balansehjulets tiltvinkel, og under påvirkning av tyngdekraften gir det posisjonsfeil. Løsninger inkluderer: å ta i bruk en overcoil (Breguet-spiralfjær) hvor senteret trekker seg sammen og tyngdepunktet ikke endres med tiltvinkelen; å bruke sylindriske spiralfjærer med Philips-endebevegelser brukt symmetrisk oppe og nede; å bruke rette spiralfjærer; historisk har sirkulære spiralfjærer blitt brukt som gir overlegen ytelse, men håndverket deres er dårlig, så de blir sjelden brukt i praksis.  
 
    8, Balansehjulets likevekt

Balansen i balansehjulets komponenter påvirker posisjonsfeilen direkte, og statisk balanse i balansehjulenheten er et fundamentalt krav.

Hvis de nevnte faktorene er relativt ideelle og klokkens tidsvisning er relativt stabil, kan tidsvisningsytelsen forbedres helhetlig gjennom dynamisk balancering av klokken. Det finnes en svært spesiell metode: prinsippet er at når balansehjulets amplitude når 220 grader, har ulike impulser som overføres til balansehjulet ingen innvirkning på frekvensen. Noen brukte en gang en konstant kraft-mekanisme installert på ankret for å kontrollere amplituden til å holde seg nær 220, noe som også er en gjennomførbar metode.