¿Cuál es el principio de movimiento de un reloj mecánico?
El motor primario es un mecanismo que almacena y entrega energía de trabajo. Se divide en dos tipos: motor primario de martillo y motor primario de resorte.
El sistema de energía del martillo pesado utiliza la gravedad del martillo pesado como energía. Se utiliza principalmente en relojes de pared sencillos (Figura 2) y relojes de péndulo de suelo. El sistema de transmisión original del peso tiene una estructura simple y un par estable, pero cuando el peso aumenta, el sistema de transmisión se desconecta del sistema de transmisión original y el mecanismo del reloj deja de funcionar.
El sistema de potencia del resorte utiliza la energía liberada por el resorte helicoidal (resorte) para restaurar su deformación como fuente de energía. Un extremo del resorte de banda está conectado al eje y el otro extremo está conectado a la parte estacionaria o la carcasa del cilindro del resorte. Los sistemas de accionamiento por resorte se utilizan como fuente de energía para relojes portátiles y también para relojes de péndulo. Hay tres tipos de motores primarios de resorte: cajas con varillas fijas, cajas sin varillas y cajas con varillas móviles.
El sistema de transmisión transmite la energía del sistema motor primario a un conjunto de engranajes de transmisión del sistema de regulación de velocidad del escape. Suele estar formado por una serie de ruedas y piñones (Figura 3). En la transmisión principal, la rueda es el engranaje impulsor y el eje del engranaje es el engranaje impulsado. La relación de transmisión se calcula según la siguiente fórmula:
i=Z1/Z2
Donde Z1 es el número de dientes del engranaje impulsor y Z2 es el número de dientes del engranaje impulsado. Para un reloj con segundero, la relación de transmisión desde la hoja de la rueda central al eje de engranaje de la segunda rueda debe ser igual a 60. Las formas de los dientes de los sistemas de transmisión de relojes están diseñadas en su mayoría de forma especial (ver formas de los dientes de los relojes).
El sistema de transmisión se puede dividir en dos tipos según la configuración plana de las "dos ruedas" (rueda horaria y rueda de minutos) en el movimiento del reloj: ① Dos ruedas en el centro y dos ruedas en el centro del movimiento del reloj. También incluye los tipos de tracción directa, de segundo resorte, de segundo corto, sin segundo y de doble tres ruedas. ②Dos ruedas, y las dos ruedas no están en el centro del movimiento del reloj. También incluye formación de primera rueda, formación de dos ruedas y formación de tres ruedas.
La transmisión directa es uno de los sistemas de transmisión más utilizados (Figura 3). En este modo de transmisión, hay una ranura en la parte superior de la rueda secundaria, y la rueda secundaria coopera con el tubo de la rueda central mediante fricción; el movimiento del mecanismo de movimiento de la aguja es impulsado por la rueda central;
El sistema de regulación de velocidad del escape consta de un mecanismo de escape y un sistema de vibración. Según las características del sistema de vibración, se puede dividir en dos categorías: ① Sistema de regulación de velocidad de escape con período de vibración inherente. Tiene un sistema de vibración que puede vibrar de forma independiente y tiene un ciclo estable. A esta categoría pertenece el sistema de regulación de la velocidad de escape del sistema de tiempo de viaje en relojes y despertadores. ② Sistema de control de velocidad de escape sin período de autooscilación (Fig. 4). No tiene sistema de vibración que pueda vibrar de forma independiente. La vibración alternativa del llamado sistema de vibración en este sistema de regulación de velocidad depende completamente del movimiento alternativo del escape. A esta categoría pertenece el sistema de regulación de la velocidad de escape del sistema de alarma en un despertador mecánico. Este sistema de control de velocidad tiene las ventajas de baja precisión, estructura simple, operación confiable y fuerte capacidad antiinterferencia, y se usa ampliamente en temporizadores mecánicos y espoletas de reloj.
El mecanismo de escape es un mecanismo que conecta el sistema de transmisión y el sistema de vibración. Su función es transferir la energía del sistema de energía al sistema de vibración para mantener la vibración de amplitud constante del sistema de vibración para transferir el número de vibraciones del sistema de vibración al mecanismo del puntero para lograr el propósito de sincronización. Hay muchos tipos de escapes, que se pueden dividir en dos categorías según su conexión con el sistema de vibración. ①Mecanismo de escape no libre: el mecanismo de escape y el sistema de vibración siempre se mantienen en movimiento. Incluye escapes de avance, retroceso y I-wheel. ②Escape libre: Solo en las etapas de liberación y transmisión de impacto, el escape mantiene contacto de movimiento con el sistema de vibración, y en otras etapas el sistema de vibración está en un estado de libre movimiento. Incluye escape de pasador, escape de zapata de horquilla y escape de cronómetro.
①Escape telescópico (Figura 5): muy utilizado en relojes de péndulo de baja precisión. La superficie de bloqueo de la zapata de la horquilla y la superficie del punzón son el mismo plano (la superficie de trabajo de la loseta es una superficie cilíndrica y su centro del círculo no coincide con el centro de rotación de la superficie de trabajo de la horquilla); de la baldosa cerámica es una superficie plana. La zapata de horquilla y la horquilla de paleta son una sola pieza. Una vez pasado el impacto, la superficie de trabajo de la zapata de la horquilla obligará a la rueda de escape a retroceder en un cierto ángulo.
②Escape de pezuña de horquilla (Figura 6): uno de los escapes más utilizados.
Cuando está en funcionamiento, la rueda de escape obtiene energía del sistema de transmisión, y mediante la acción de los dientes de la rueda de escape y las zapatas de la horquilla (zapata dentro o fuera de la zapata), se convierte en impulso y se transmite a la horquilla de escape a través de la horquilla de la; horquilla de escape y disco de impacto de doble disco. Los pasadores pendulares del sistema de vibración interactúan entre sí y transmiten el impulso al sistema de vibración. La placa de seguridad de doble disco y los clavos de horquilla, clavos de péndulo y boca acampanada de la horquilla de paleta son dispositivos de seguridad que garantizan el normal funcionamiento del mecanismo.
(3) Escape de pasador (Figura 7): La diferencia con el escape de zapata de horquilla es que se utilizan dos pasadores cilíndricos para reemplazar las zapatas de la horquilla en la horquilla de escape, y el impulso solo se mueve a lo largo del escape. Se transmite la superficie de impacto del diente de la rueda. Este tipo de escape tiene una estructura simple, baja precisión y es fácil de fabricar. Se utiliza a menudo en despertadores y relojes de baja precisión. Se le conoce comúnmente como estructura de caballo tosco.
Sistema de vibración como mecanismo de referencia temporal. El período de vibración del sistema de vibración multiplicado por el número de vibraciones del proceso medido es el tiempo experimentado por el proceso. Los sistemas de vibración comunes en los relojes mecánicos incluyen sistemas de vibración de péndulo, torsión y espiral.
① Péndulo: Consta de un péndulo, una varilla de péndulo, un dispositivo de suspensión del péndulo y un dispositivo de ajuste del período. Se utiliza para arreglar el reloj (Figura 2). Cuando el péndulo se desvía de la línea vertical (posición de equilibrio) en cualquier ángulo bajo la acción de una fuerza externa y se suelta, el péndulo oscilará alrededor del punto de apoyo bajo la acción de la gravedad. El proceso de vibración es el proceso en el que la energía cinética y la energía potencial del péndulo cambian alternativamente.
②Péndulo giratorio: Compuesto principalmente por péndulo y alambre colgante (Figura 8). El extremo inferior del cable colgante se fija con una placa oscilante y el extremo superior se fija sobre un punto de apoyo fijo. La sección transversal del alambre colgante puede ser rectangular o circular. La torsión se combina a menudo con un escape retrógrado o un escape en forma de horquilla para formar un sistema de regulación de velocidad del escape. El período de vibración torsional es largo (de varios segundos a decenas de segundos) y se utiliza principalmente para relojes fijos con menos energía y mayor tiempo de funcionamiento.
③El sistema de vibración del resorte de equilibrio (Figura 9): Los extremos interior y exterior del resorte de equilibrio están fijados en el eje de equilibrio y la madera contrachapada de equilibrio, respectivamente. Cuando el volante se desvía de su posición de equilibrio y comienza a oscilar bajo la acción de una fuerza externa, la espiral se tuerce para generar energía potencial, generalmente llamada par de restauración. Este par hace que el volante se mueva a su posición de equilibrio.
La aguja de cuerda es un dispositivo mecánico que aprieta el resorte del motor primario y mueve las manecillas de las horas y los minutos para corregir la hora indicada por el reloj (Figura 10). Al dar cuerda, la rueda vertical y la rueda del embrague están engranadas. Cuando se fija la aguja, la rueda del embrague y la rueda vertical se desacoplan y se acoplan con la rueda del pasador.