Rolamento de joia - Jewel bearing

Rolamentos de joias de rubi usados ​​para uma roda de balanço em um movimento de relógio mecânico.
Seção transversal de um rolamento de joia em um relógio mecânico. Esse tipo de rolamento em forma de rosca (vermelho) é chamado de joia de orifício , usado na maioria das rodas comuns do trem de engrenagens. Geralmente é feito de safira sintética ou rubi, encaixe à pressão em um orifício na placa de suporte do movimento (cinza). A depressão em forma de copo no topo da joia é o copo de óleo; sua finalidade é manter o óleo lubrificante (amarelo) em contato com o eixo do mancal por ação capilar.
Em rodas onde o atrito é crítico, uma pedra angular é adicionada na extremidade para evitar que o ressalto do eixo encoste na face da joia.

Um mancal de joias é um mancal liso no qual um eixo de metal gira em um orifício de pivô revestido de joias . O orifício normalmente tem o formato de um toro e é ligeiramente maior que o diâmetro do eixo. As joias são normalmente feitas do mineral corindo , geralmente safira sintética ou rubi sintético . Rolamentos de joias são usados ​​em instrumentos de precisão onde baixo atrito, vida longa e precisão dimensional são importantes. Seu maior uso é em relógios mecânicos .

História

Rolamentos de joias foram inventados em 1704 para uso em relógios por Nicolas Fatio de Duillier , Peter Debaufre e Jacob Debaufre, que recebeu uma patente inglesa para a ideia. Jóias originalmente naturais foram usadas, como diamante , safira , rubi e granada . Em 1902, um processo para fazer safira e rubi sintéticos ( óxido de alumínio cristalino , também conhecido como corindo ) foi inventado por Auguste Verneuil , tornando os rolamentos de joias muito mais baratos. Hoje, a maioria dos rolamentos com joias são de rubi ou safira sintéticos.

Historicamente, os pivôs das joias eram feitos por retificação com abrasivo de diamante. Os pivôs de joias modernos costumam ser feitos com lasers de alta potência, corrosão química e fresamento ultrassônico .

Durante a Segunda Guerra Mundial, os rolamentos de joias foram um dos produtos restritos pelo Conselho de Produção de Guerra do governo dos Estados Unidos como essenciais para o esforço de guerra.

Características

As vantagens dos rolamentos de joia incluem alta precisão, tamanho e peso muito pequenos, atrito baixo e previsível, boa estabilidade de temperatura e a capacidade de operar sem lubrificação e em ambientes corrosivos. Eles são conhecidos por seu baixo atrito cinético e atrito estático altamente consistente . O coeficiente estático de atrito do latão sobre aço é 0,35, enquanto o da safira sobre aço é 0,10–0,15. As superfícies de safira são muito duras e duráveis, com dureza Mohs de 9 e dureza Knoop de 1800, e podem manter a suavidade ao longo de décadas de uso, reduzindo assim a variabilidade de atrito. As desvantagens incluem fragilidade e fragilidade, disponibilidade / aplicabilidade limitada em tamanhos e capacidades de rolamentos médios e grandes e variações de fricção se a carga não for axial. Como outros rolamentos, a maioria dos pivôs com joias usa lubrificação com óleo para reduzir o atrito.

Usos

O uso predominante de rolamentos de joia é em relógios mecânicos , onde seu atrito baixo e previsível melhora a precisão do relógio, bem como aumenta a vida útil do rolamento. Os fabricantes tradicionalmente listavam o número de joias com destaque no mostrador ou verso do relógio, como um ponto de publicidade. Um relógio típico totalmente adornado com joias tem 17 joias: duas joias de tampa, duas joias de pivô e uma joia de impulso para a roda do balanço , duas joias de pivô e duas joias de palete para o garfo de palete e duas joias de pivô cada para a fuga, quarto , terceira e rodas centrais. Nos modernos relógios de quartzo, o cronômetro é um cristal de quartzo em um circuito eletrônico, alimentando um pequeno motor de passo . Devido à pequena quantidade de torque necessária para mover as mãos, quase não há pressão nos rolamentos e nenhum ganho real com o uso de rolamentos de joias, portanto, eles não são usados ​​em uma grande proporção de movimentos de quartzo.

O outro uso principal dos rolamentos com joias é em instrumentos de medição mecânicos sensíveis. Eles são normalmente utilizados para ligações delicadas que têm de efectuar forças muito pequenas, em instrumentos como galvanômetros , bússolas , giroscópios , giroscópios , indicadores de discagem , discagem pinças , e medidores de fluxo da turbina. Em tais instrumentos, os rolamentos de joias são freqüentemente usados ​​como pivôs para suas agulhas, que precisam se mover de forma confiável e com baixa variabilidade, mesmo quando medem pequenas mudanças. Os furos dos mancais são tipicamente menores do que 1 mm e suportam cargas com peso inferior a 1 grama , embora sejam feitos tão grandes quanto 10 mm e possam suportar cargas de até cerca de 500 g. Seu uso diminuiu com a popularização dos instrumentos de medição digital.

Veja também

Referências

  • Baillie, GH (1947). Relojoeiros e relojoeiros do mundo (2e ed.). Nag Press.

Notas de rodapé

links externos