Ce factori influențează precizia cronometrării ceasurilor mecanice

Precizia cronometrării ceasurilor mecanice este influențată de mulți factori. În general vorbind, aceștia sunt în principal următorii 8 factori majori:

1, Influențe externe

Acestea sunt diverse influențe care provin din exteriorul ceasului, în funcție de mediul său de lucru. Măsurile adoptate în mod obișnuit includ: design rezistent la șocuri, design rezistent la apă, design anti-magnetic și carcase exterioare de protecție suplimentare. Articulațiile cardanice sunt utilizate frecvent la cronometrele marine de precizie pentru a le menține nivelate în timpul mișcărilor bruște.

2, Frecarea  
   
Frecarea are, în general, atât efecte pozitive, cât și negative. Are aspecte pozitive, cum ar fi roțile minutare fixate prin frecare, frecarea dintre arcul motor al ceasului automat și peretele casetei, precum și auto-blocarea șuruburilor. Pe de altă parte, frecarea duce la o reducere a eficienței transmisiei și la uzura componentelor, afectând astfel precizia cronometrajului. Soluțiile comune includ: îmbunătățirea condițiilor de lubrifiere prin selectarea unor uleiuri lubrifiante diferite în funcție de diverse cerințe; utilizarea lagărelor cu rubine sau a dispozitivelor de oscilație; și îmbunătățirea condițiilor flancurilor dinților angrenajelor, inclusiv adoptarea unor profile de dinți conjugate științifice și îmbunătățirea finisajului suprafeței. Totuși, flancurile dinților sunt în general nelubrifiate (în astfel de cazuri, rezistența generată de vâscozitatea uleiului lubrifiant poate fi mai mare decât frecarea).

3, Regulatorul

Regulatorul este o structură economică ce facilitează setarea orei, dar atât teoria, cât și practica confirmă că acesta afectează izocronismul sistemului și poate produce, de asemenea, erori de poziție. Aceste erori de cronometrare sunt relativ aleatorii și nu pot fi compensate sau anulate. Soluțiile includ: minimizarea distanței dintre știfturile interioare și exterioare ale regulatorului; totuși, cea mai bună abordare este să nu existe un regulator și să se ajusteze rata prin modificarea momentului de inerție al balansierului, cum este sistemul de ajustare Microstella de la Rolex.

4, Eșapamentul

Influența eșapamentului este în principal efectul exercitat asupra sistemului balansier-spiral în timpul procesului de transmisie a energiei. Sistemul balansier-spiral poate menține o frecvență de oscilație fixă doar în condiții de oscilație liberă; în mod clar, procesul de transmisie a energiei al eșapamentului va afecta această frecvență de oscilație. Teoria indică faptul că, atunci când procesul de transmisie este aproape de punctul de echilibru al balansierului, această influență este redusă. Soluțiile includ: utilizarea unui eșapament de precizie, cum ar fi eșapamentul cu detentă, unde transmisia energiei are loc aproape de punctul de echilibru, unghiul de impuls este foarte mic, iar impactul este, de asemenea, relativ minor. Mai mult, impulsul său unidirecțional oferă sistemului balansier-spiral mai mult spațiu pentru oscilație liberă (în acest sens, eroarea relativă poate fi înjumătățită!). Desigur, eșapamentul cu ancoră elvețian are avantajele unei măiestrii solide și ale ușurinței de reglare, făcându-l eșapamentul principal în ceasurile mecanice internaționale de astăzi. Cu toate acestea, unghiul de impuls ar trebui minimizat pe cât posibil în timpul proiectării. Pentru a reduce impactul eșapamentului asupra referinței de cronometrare, Swiss Omega a introdus eșapamentul coaxial, o invenție a doctorului George Daniels din Marea Britanie, deși din perspectiva principiului de funcționare, acesta este un hibrid între eșapamentul cu ancoră și eșapamentul cu detentă.

5, Influența temperaturii

Efectul temperaturii se manifestă în două moduri principale: în primul rând, schimbările de temperatură modifică lungimea de lucru a spiralei, schimbând în același timp momentul de inerție al balansierului, ceea ce afectează direct precizia cronometrării; în al doilea rând, schimbările de temperatură afectează vâscozitatea uleiului lubrifiant și eficiența transmisiei, influențând astfel cronometrarea. Metodele de abordare a acestui aspect includ: adoptarea unui sistem balansier-spiral bimetalic cu compensare termică; utilizarea unor materiale speciale din aliaj pentru fabricarea spiralei și a balansierului, astfel încât acestea să ofere un anumit grad de compensare termică în intervalul de temperatură de operare (8°–38°); și utilizarea unor pini de reglaj mobili pentru compensarea temperaturii. Se utilizează uleiuri lubrifiante standard, în timp ce pentru condiții de temperatură extremă, cum este cazul ceasului Moonwatch de la Omega, se folosește lubrifiere solidă sau fără lubrifiere.

6, Câmpuri magnetice

Câmpurile magnetice au cel mai mare impact asupra spiralului, alterându-i modulul de elasticitate și determinând deformarea spiralului sub acțiunea câmpului magnetic, generând tensiuni suplimentare. În cazuri severe, câmpurile magnetice pot face ca spirele spiralului să se lipească între ele, afectând grav precizia cronometrică. Soluția este: utilizarea de materiale antimagnetice.

7, Echilibrul spiralului

În cazul unui spiral plat standard, centrul său de greutate se modifică odată cu unghiul de înclinare a balansierului și, sub acțiunea gravitației, produce erori de poziție. Soluțiile includ: adoptarea unei curbe terminale ridicate (spiral Breguet) unde centrul se contractă, iar centrul de greutate nu se modifică în funcție de unghiul de înclinare; utilizarea de spirale cilindrice cu curbe terminale Philips folosite simetric sus și jos; utilizarea de spirale drepte; istoric, au fost utilizate spirale sferice care oferă performanțe superioare, dar măiestria lor este precară, așa că sunt rar aplicate în practică.  
 
    8, Echilibrul balansierului

Echilibrul componentelor balansierului afectează direct eroarea de poziție, iar echilibrul static al ansamblului balansierului este o cerință fundamentală.

Dacă factorii menționați anterior sunt relativ ideali și precizia ceasului este relativ stabilă, performanța cronometrică poate fi îmbunătățită în mod cuprinzător prin echilibrarea dinamică a ceasului. Există o metodă foarte specială: principiul este că atunci când amplitudinea balansierului atinge 220 grade, diversele impulsuri transmise balansierului nu au niciun efect asupra frecvenței. Cineva a folosit odată un mecanism cu forță constantă instalat pe roata de eșapament pentru a controla amplitudinea astfel încât să rămână aproape de 220, ceea ce este, de asemenea, o metodă viabilă.