Quais fatores afetam a precisão de cronometragem dos relógios mecânicos

A precisão de cronometragem dos relógios mecânicos é influenciada por muitos fatores. Em termos gerais, eles são principalmente os seguintes 8 principais fatores:

1, Influências Externas

Estas são várias influências originadas de fora do relógio, dependendo do seu ambiente de trabalho. Medidas comumente adotadas incluem: design resistente a choques, design resistente à água, design antimagnético e caixas externas de proteção adicionais. Juntas de Cardan são frequentemente usadas em cronômetros marinhos de precisão para mantê-los nivelados durante movimentos bruscos.

2, Atrito  
   
O atrito geralmente tem efeitos positivos e negativos. Ele tem aspectos positivos, como rodas de minutos ajustadas por atrito, atrito entre a mola real do relógio automático e a parede do tambor, e autotravamento de parafusos. Por outro lado, o atrito leva a uma redução na eficiência de transmissão e desgaste nos componentes, afetando assim a precisão da marcação do tempo. Soluções comuns incluem: melhorar as condições de lubrificação selecionando diferentes óleos lubrificantes de acordo com vários requisitos; usar mancais de rubi ou agitadores; e melhorar as condições dos flancos dos dentes das engrenagens, incluindo a adoção de perfis de dentes conjugados científicos e a melhoria do acabamento superficial. No entanto, os flancos dos dentes geralmente não são lubrificados (nestes casos, a resistência gerada pela viscosidade do óleo lubrificante pode ser maior do que o atrito).

3, Regulador

O regulador é uma estrutura econômica que facilita o acerto de horas, mas tanto a teoria quanto a prática confirmam que ele afeta o isocronismo do sistema e também pode produzir erro posicional. Esses erros de marcação de tempo são relativamente aleatórios e não podem ser compensados ou cancelados. As soluções incluem: minimizar a distância entre os pinos reguladores interno e externo; no entanto, a melhor abordagem é não ter regulador e ajustar a taxa alterando o momento de inércia da roda do balanço, como o sistema de ajuste Microstella da Rolex.

4, Escapamento

A influência do escape é principalmente o efeito exercido sobre o sistema da espiral durante o processo de transmissão de energia. O sistema da espiral só consegue manter uma frequência de oscilação fixa em condições de oscilação livre; claramente, o processo de transmissão de energia do escape afetará essa frequência de oscilação. A teoria indica que, quando o processo de transmissão está próximo ao ponto de equilíbrio do balanço, essa influência é reduzida. As soluções incluem: empregar um escape de precisão, como um escape de detente, onde a transmissão de energia ocorre perto do ponto de equilíbrio, o ângulo de impulso é muito pequeno e o impacto também é relativamente menor. Além disso, seu impulso unidirecional dá ao sistema da espiral mais espaço para oscilação livre (nesse aspecto, o erro relativo pode ser reduzido pela metade!). É claro que o escape de âncora suíço tem as vantagens de uma fabricação sólida e facilidade de ajuste, tornando-se o escape principal nos relógios mecânicos internacionais hoje. No entanto, o ângulo de impulso deve ser minimizado o máximo possível durante o projeto. Para reduzir o impacto do escape na referência de cronometragem, a Omega suíça introduziu o escape coaxial, uma invenção do Dr. George Daniels da Grã-Bretanha, embora, do ponto de vista do princípio de funcionamento, seja um híbrido do escape de âncora e do escape de detente.

5, Influência da Temperatura

O efeito da temperatura se manifesta de duas principais maneiras: primeiro, as mudanças de temperatura alteram o comprimento de trabalho da espiral enquanto mudam simultaneamente o momento de inércia do balanço, o que impacta diretamente a precisão da cronometragem; segundo, as mudanças de temperatura afetam a viscosidade do óleo lubrificante e a eficiência de transmissão, influenciando assim a cronometragem. Os métodos para resolver isso incluem: adotar um sistema de espiral com compensação de temperatura bimetálica bipartida; usar materiais de liga especiais para fabricar a espiral e o balanço para que forneçam um certo grau de compensação de temperatura dentro da faixa de temperatura de operação (8°–38°); e empregar pinos reguladores móveis para compensação de temperatura. Óleos lubrificantes padrão são usados, enquanto para condições de temperatura extrema, como o Moonwatch da Omega, lubrificação seca ou lubrificação sólida é empregada.

6, Campos Magnéticos

Os campos magnéticos têm o maior impacto na espiral, alterando seu módulo de elasticidade e fazendo com que a espiral se deforme sob a ação do campo magnético, gerando estresse adicional. Em casos graves, os campos magnéticos podem fazer com que as espiras da mola grudem, afetando seriamente a precisão. A solução é: usar materiais antimagnéticos.

7, Equilíbrio da Espiral

Com uma espiral plana padrão, seu centro de gravidade muda com o ângulo de inclinação do balanço e, sob a ação da gravidade, produz erro posicional. As soluções incluem: adotar uma curva terminal (espiral Breguet) onde o centro se contrai e o centro de gravidade não muda com o ângulo de inclinação; usar espirais cilíndricas com curvas terminais Philips empregadas simetricamente na parte superior e inferior; usar espirais retas; historicamente, espirais esféricas têm sido usadas, oferecendo desempenho superior, mas sua fabricação é complexa, sendo raramente aplicadas na prática.  
 
    8, Equilíbrio do Balanço

O equilíbrio dos componentes do balanço afeta diretamente o erro posicional, e o equilíbrio estático do conjunto do balanço é um requisito fundamental.

Se os fatores supracitados forem relativamente ideais e a cronometria do relógio for relativamente estável, o desempenho da cronometria pode ser aprimorado de forma abrangente por meio do balanceamento dinâmico do relógio. Existe um método muito especial: o princípio é que, quando a amplitude do balanço atinge 220 graus, vários impulsos transmitidos ao balanço não têm efeito sobre a frequência. Alguém já usou um mecanismo de força constante instalado na roda de escape para controlar a amplitude para que permaneça próxima de 220, o que também é um método viável.