Rellotge mecànic: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
Cap resum de modificació |
Creada per traducció de la pàgina «Reloj mecánico» |
||
Línia 1:
[[Fitxer:
Un '''rellotge mecànic''' és un tipus de rellotge que utilitza un procediment mecànic per mesurar el pas del temps, distingint-se d'aquells que mesuren el [[temps]] a partir d'un fenomen natural [[Mesura|mesurable]] (com els [[Rellotge de sol|rellotges de sol]], les [[Clepsidra|clepsidras]], o els [[Rellotge|rellotges]] basats en l'oscil·lació del quars, que a més incorporen components electrònics).
Tècnicament parlant, la maquinària que està a l'interior d'un rellotge es diu ''calibre'', i és producte del dissenyo [[Rellotge|rellotger.]] La part externa i els seus ornaments (cridada ''caixa'') poden ser considerats més aviat un producte de la [[joieria]], de manera que algunes marques de rellotges dissenyen el part externa i munten calibres interns d'altres manufactureras diferents.
== Principis bàsics ==
[[Fitxer:Clock-pendulum.gif|dreta|thumb|379x379px|Mecanisme bàsic de fuita, en aquest cas d'un rellotge el [[pèndol]] del qual fa d'oscil·lador]]
En el seu disseny simplificat, un mecanisme de rellotgeria mecànic es compon de tres elements mínims: un [[motor]], un rodatge i un òrgan regulador.<ref>Consultat el 13 de març de 2014.</ref> Els dos últims elements han d'estar units per una [[Escapament (rellotge)|fuita]].
* El '''motor''' sol ser un [[Molla|moll]] o ressort (també anomenat [[Molla|ressort]] principal) que acumula energia. Normalment és una làmina de metall que s'enrotlla sobre si mateixa, acumulant l'energia que fa moure's a tot el mecanisme. Al procés d'enrotllar el moll se li crida ''donar corda'', alguna cosa que en els rellotges mecànics més simples ha de fer-se periòdicament.
* El motor transmet la seva energia a un '''tren de rodatge''' o conjunt de rodes que descomponen aquesta energia acumulada. Als eixos d'aquestes rodes aniran unides les agulles (o més pròpiament, les ''manetes'') que des de l'exterior del mecanisme permeten consultar l'hora en una esfera. Les rodes giren de manera solidària, de manera que la roda de les hores fa un volt completa cada dotze [[Hora|hores]], i en fer-ho fa girar la dels minuts una vegada cada hora, que al seu torn fa girar la dels [[Segon|segons]] una vegada cada [[Minut|minut.]] La perfecta coordinació entre les agulles s'aconsegueix mitjançant l'estudi dels [[Radi (geometria)|radis]] i el mesurament de les dents de cada [[engranatge]].
* El tercer element és l'oscil·lador o regulador. Es troba en l'altre extrem del tren de rodatge, i serveix per contenir i dosar l'energia alliberada pel motor. De no existir l'oscil·lador i la fuita que ho uneix al tren de rodatge, tota l'energia acumulada es descarregaria sense control. Per evitar això, és necessari dosar aquesta descàrrega, i d'això s'encarrega l'oscil·lador, un element que funciona de manera alterna (normalment mitjançant un gir) i que acciona la fuita, que al seu torn allibera el tren de rodatge perquè avanci una mica amb cada moviment de l'oscil·lador, fent girar així les manetes del rellotge cap a endavant amb velocitat constant. Aquest mecanisme (oscil·lador i fuita) és el que produeix el característic "tic-tac" de tots els rellotges mecànics.
Sobre aquest esquema bàsic cada rellotge pot incorporar altres funcions (cridades en rellotgeria ''complicacions''), com marcar el dia del mes o de la setmana, o l'any, o les [[Fase lunar|fases lunars]], subdividir els segons o fer sonar una alarma o melodia. Asímismo, cada ''calibre'' pot introduir millores tècniques, com a sistemes antixoc (com el incabloc), sistemes contra el fregament, mecanismes per compensar el moviment de l'usuari o parar o carregar-se d'energia amb el moviment de l'usuari. Hi ha fins i tot mecanismes que permeten ''remontuar'' un rellotge mitjançant els canvis de temperatura ambienti, com el model Atmos.
[[Fitxer:HowaWatchWork1949.ogv|thumb|Video explicatiu del funcionament d'un rellotge mecànic]]
== Característiques tècniques generals ==
Aquests rellotges van evolucionar a Europa al [[segle XVII]] dels rellotges accionats per ressorts, que van aparèixer al [[Segle XV|segle]] XV. Des del punt de vista tècnic, la rellotgeria mecànica deu la seva capacitat per mesurar el temps a la invenció del mecanisme de fuita. A partir del funcionament dels grans rellotges de façana, situats en [[Campanar|campanars]] i façanes, i mitjançant els avanços progressius en matèria de micromecánica, es van ser reduint les grandàries, fins a arribar als rellotges de polsera.
El funcionament d'un rellotge mecànic està sotmès al fregament de totes les seves peces, al desgast de les mateixes, a la pèrdua de lubricació, a les variacions de [[temperatura]] i humitat, a la seva vulnerabilitat als cops o al moviment de qui si escau ho porta, per la qual cosa la seva precisió és variable, si ben van ser la principal forma de mesurar el temps fins a l'aparició en els [[Dècada del 70|anys 70]] dels rellotges de [[Rellotge de quars|quars]], basats a la tecnologia [[electrònica]], i que són molt més exactes. Els rellotges mecànics, per aquesta raó, necessiten un manteniment periòdic, que si es realitza adequadament pot perllongar la seva vida per dècades, i en els més resistents i millor dissenyats, per segles.
[[Fitxer:Modern_Classic_Back_View.jpg|thumb|Rellotge de polsera mecànic]]
Malgrat el desavantatge en precisió i delicadesa segueixen usant-se per raons [[Estètica|estètiques]], sentimentals o d'estatus associades al seu mecanisme o el seu [[disseny]] interior o exterior. Solen tenir un preu major a un rellotge de calibre electrònic equivalent, si ben molts rellotges mecànics de fabricació actual poden tenir preus inferiors al d'un rellotge digital.
Avui dia se segueixen fabricant rellotges mecànics, si bé en menor quantitat que abans de la introducció del quars, i es continuen [[Patent|patentant]] innovacions i complicacions mecàniques. Una de les empreses més reconegudes que es dediquen a la manufactura de calibres és ETA,.<ref>{{Cite web|título=ETA|url=http://www.eta.ch/|fechaacceso=21 de julio de 2013}}</ref> Algunes marques de luxe com [[Rolex]] fabriquen els seus propis calibres, i existeixen manufactureros més populars, com [[Seiko]], Orient Watch Company (coneguda com Orient) o Raketa, que fabrica rellotges molt precisos a preus més baixos.
== Funcionament i parts ==
El funcionament del rellotge és senzill. Manualment es dóna corda al rellotge i el ressort principal del barrilete s'enrosca emmagatzemant energia cinètica. A través del tren d'engranatges es transmet l'energia del ressort principal fins a arribar a l'oscil·lador. La roda I gira però de forma controlada ja que una altra força de l'espiral de l'oscil·lador fa que en ser empès cap a un extrem est reaccioni exercint una força contrària, s'aconsegueix que el ancora oscil·li deixant passar una dent d'I cada dues alternançes.
# Energia (del barrilete B)
# Rodes o engranatges (de B C T F i I)
# Fuita ( peça en contacte amb I)
# Regulador (roda amb ressort molt prim que oscil·la)
# Pantalla (que permet veure l'hora)
[[Fitxer:Movimiento_Reloj_mecanico.svg|center|700x700px|Moviment típic d'un rellotge mecànic. Es destaca el tren de engrajes.]]
* '''El barrilete o galleda''': [[Fitxer:Dscf3997_FederhausKleinuhr.jpg|thumb|Barrilete]] Lletra B en la figura, és una caixa circular que conté el moll real o entenimentada o ressort principal, que és una làmina de metall dins del barrilete enrotllada en forma d'espiral. Un extrem anomenat ojete s'enganxa en l'eix del tambor del barrilete l'altre extrem es diu brida i va subjecte a una part interior del tambor. La Galleda té tres parts: el tambor que conté un engranatge solidari a ell, una tapa que cobreix la corda i un eix. La seva funció és donar energia al rellotge a través del ressort principal usant l'engranatge fix al barrilete.
* '''Tren de rodatge''': són tots els engranatges principals involu''c''rats en el rellotge des del solidari al barrilete B fins a la roda de fuita I. Els engranatges tenen pinyons al centre fixos a aquests per tant si es mou l'engranatge C majúscula també ho fa el pinyó c minúscula. La seva funció és augmentar el nombre de revolucions per unitat de temps des del barrilete que gira molt lent fins als engranatges de minuts i segons. També permetrà a través d'un disseny intel·ligent de dents d'engranatges que cadascun giri una volta completa en una hora (mostrant els minuts).
# Barrilete o roda primera: Designat amb lletra B
# Centre o roda segona: Etiquetatge amb lletra C, és la roda dels minuts. Normalment l'agulla que marca els minuts se situa al centre d'aquest engranatge. Fa un volt completa en 60 minuts.
# Roda tercera: Designat amb lletra T, la seva funció és canviar el sentit de gir. Si aquesta roda no existís l'agulla dels minuts giraria en un sentit i el dels segons al contrari. També és necessària per aconseguir les 3600 voltes de l'última roda de fuita I.
# Quarta roda: Designat amb la lletra F. Habitualment mesura els segons
# Rueda de fuita: És l'últim engranatge que està en contacte amb l'oscil·lador.
<center style=""><gallery /></center>
* '''Rueda de balanç''' o '''Volant''': Extrem dret en la figura. És la roda que vibra oscil·lant en un sentit i després en el contrari que està connectada a l'espiral. El seu objectiu és oscil·lar i treure de repòs al ancora.
* Regulador: Com els engranatges són fixos, per modificar la precisió del rellotge es fa actuant sobre el '''regulador''', que governa el llarg de l'espiral. Mentre més llarg menor freqüència.<ref>{{Cite web|url=http://horologyzone.com/watch/watch-school/structure-theory.html|fechaacceso=31 de diciembre de 2013}}</ref>
* '''Espiral''': Extrem dret en la figura. És un fi filferro un extrem està subjecte al volant de l'oscil·lador i l'altre a una part fixa del rellotge. Aquesta part fixa pot moure's així avanci o cap a enrere lleument per endarrerir o avançar el rellotge, segons indicacions gravades en el calibre.
* '''Ancora''': És una peça normalment amb un extrem en l'oscil·lador i un altre en forma de c en contacte amb la roda de fuita (I). La seva funció és evitar que totes la corda es perdi en un gir ràpid i descontrolado. La seva funció és frenar i amb ajuda del regulador passar un engranatge alhora d'I cada dues oscil·lacions o alternançes.
* Fuita: És un grup de peces formades per la roda de '''fuita''' (I). el ancora i el platet situat al centre del volant. Converteix el moviment rotatori en oscil·latori.
[[Fitxer:Watch_jewel_bearing_and_capstone.svg|esquerra|thumb|250x250px|joia de suport i de coronamiento en pivot roda de balanç]]
[[Fitxer:Watch_jewel_bearing.svg|esquerra|thumb|250x250px|joia de suport comú]]
* '''Rubís''': S'usen per reduir la fricció i reduir l'energia necessària per moure les diferents parts. Estan fetes de robí sintètic generalment.Originalment s'usaven pedres naturals, però només en els rellotges més fins. Però ara hi ha disponibles [[Safir|safirs]] i [[Robí|robins]] sintètics de poc cost. La causa de la inexactitud d'un rellotge és el desgast causat per la fricció. A causa de la seva duresa, les pedres són ideals com a coixinets per als punts de major desgast - els punts on giren els pivots de les rodes o engranatges. El nombre de pedres comunament usat varia de set a 23. Per a una bona protecció contra el desgast, el rellotge polsera convencional ha de tenir almenys 17 - 10 per als cinc engranatges principals, dos per als diminuts dits de la palanca de fuita i la resta en altres parts de la fuita. En els rellotges amb només set pedres, aquestes es troben instal·lades en la fuita - el mecanisme més crític de tots - però no existeixen al tren d'engranatges o rodes. A més de les 17 pedres bàsiques, alguns rellotges fins a les tenen dobles que s'instal·len sobre els coixinets per impedir l'entrada de la pols i la sortida de l'oli. De gens serveix usar més de 22 o 23 pedres, excepte en algunes peces de tipus especial. En el passat, alguns joiers instal·laven algunes pedres addicionals que no complien cap fi; ho feien només per impressionar al comprador. Les lleis suïsses i nord-americanes prohibeixen això ara; només es pot donar a conèixer el nombre real de pedres funcionals en un rellotge.
* '''antixoc''': Per protegir contra els xocs del rellotge als eixos, s'usen diversos sistemes antigolpes com el Incabloc, el etachoc (ETA) o el diaschock (Seiko).
{| class="" style="background: rgb(238, 238, 238) none repeat scroll 0% 0%; color: green;" align="right"
|On s'usen les joies en els rellotges<ref>{{Cita libro|nombre=Willis I.|año=1945|título=Time and Timekeepers|páginas=114–116|editorial=MacMillan}}</ref><ref name="Hahn">{{Cite web|url=http://www.timezone.com/library/wwatchfaq/wwatchfaq631668591017665598|título=What does 17 jewels mean?|fechaacceso=2 de julio de 2008|apellido=Hahn|nombre=Ed|obra=Sec. 1.1.3 Mechanical Watch FAQ v.1.0}}</ref><ref>{{Cita libro|año=1950|título=What is a Watch? Advertising pamphlet|URL=http://elginwatches.org/help/what_is_a_watch.html|url=http://elginwatches.org/help/what_is_a_watch.html|editorial=The Elgin Watch Co.}}</ref>
|-
|Rellotge de '''7 joies''' - Té les següents joies:
|- style="color: red;"
|
* 1 el·lipse (joia clavilla de platet)
* 2 en áncora
* 2 joies de suport en eix de volant
* 2 joies de coronamiento en eix de volant
|-
|Rellotge d'11 joies - afegeix:
|- style="color: red;"
|
* 2 joies de suport en bàscula (lever)
* 2 joies de suport en roda de fuita
|-
|Rellotge de '''15 joies''' - afegeix:
|- style="color: red;"
|
* 2 joies de suport roda quarta
* 2 joies de suport roda tercera
|-
|Rellotge de '''17 joies''' - afegeix:
|- style="color: red;"
|
* 2 joies de suport roda centre
|-
|Rellotge de '''21 joies-''' afegeix:
|- style="color: red;"
|
* 2 joies de coronamiento en bàscula (lever)
* 2 joies de coronamiento en roda de fuita
|-
|Rellotge de '''23 joies''' - afegeix:
|- style="color: red;"
|
* 2 joies de suport en barrilete
|-
|Rellotges automàtics afegeixen 4 o més
en el mecanisme per donar corda,
amb un total de 25-27 joies
|}
<div style="clear: both;">
=== Complicacions ===
[[Fitxer:Stuhrling_Tourbillon_Movement.ogv|thumb|280x280px| Moviment Tourbillon de rellotge marca Stührling(high resolution).]]
Un rellotge mecànic com a mínim presenta l'hora, expressada en minuts i hores, i ocasionalment en segons. Pot tenir data dia de la setmana i dia del mes (l'anomenat datador). A les funcions afegides les hi crida ''complicacions.'' Existeixen infinitat de complicacions. Aquestes són algunes d'elles:
Un rellotge mecànic pot tenir les següents complicacions:
* Rellotge automàtic —per eliminar la necessitat de donar corda al rellotge, aquest mecanisme dóna corda al ressort principal usant el moviment natural de la nina amb un mecanisme amb un pes rotatori.
* ''Calendari—'' mostra la data, el dia de la setmana, el mes, l'any. rellotges de ''calendari simple'' no tenen en compte el llarg dels mesos (28, 30 i 31 dies), necessiten que l'usuari canviï la data 5 vegades l'any, però el ''calendari perpetu'' compta amb això i considera a més anys de traspàs.
* ''Alarma'', Una campana que pot ser configurada per sonar.
* ''[[Cronògraf]]'', un rellotge amb funcions addicionals de parada. Els botons en el dial, detenen i reprenen la marxa de la maneta dels segons i les col·loquen en zero. En general diversos sub dials mostren el temps que transcorre en unitats majors.
* ''Hacking'', en els rellotges militars, un mecanisme que per a la maneta del segundero mentre el rellotge està funcionant. Això habilita la sincronització dels rellotges al segon. Avui dia és una característica comuna.
* ''Fases de la lluna'', assenyala la fase de la lluna amb la cara de la lluna en un disc.
* ''Indicador de reserva d'energia'', en alguns rellotges automàtics, és un dial que mostra quanta energia, emmagatzemada en el ressort principal, li queda al rellotge, generalment en termes d'hores restants.
* Repetidor—un rellotge que emet campanadas de les hores en pressionar o moure un botó. Aquesta exclusiva complicació va ser usada per poder saber l'hora en la foscor abans que aquests tinguessin il·luminació artificial. Solament es troba en rellotges de luxe extremadament cars.
* ''Tourbillon'', una cara característica dissenyada originalment per fer el rellotge més precís, però ara solament és una demostració de la virtuosidad de la rellotgeria. En un rellotge comú la roda de balanç oscil·la a diferents taxes, pel biaix introduït per la gravetat quan el rellotge passa per diferents posicions. En el tourbillon, la roda de balanç es munta en una gàbia rotatòria, de tal forma que sofreix la mateixa influència de la gravetat en totes les adreces. El mecanisme gairebé sempre s'exposa en la part davantera per mostrar-ho.
=== Disseny ===
==== Càlcul engranatges ====
Abans de calcular és necessari entendre que el mecanisme, és un tren, que pren una engranatge de pocs revolucions o girs per unitat de temps, on s'emmagatzema l'energia en un ressort principal(B) el qual s'augmenta en velocitat de per etapes fins a arribar a (I) que gira a moltes revolucions per unitat de temps.<ref>{{Cita libro|apellidos=Harold Caleb|nombre=Kelly|título=A practical course in horology (1944)|año=1944|editorial=The manual arts press, Poria, Illinois}}</ref><ref>{{Cita libro|apellidos=Hood|nombre=Grant|título=Modern methods in horology|año=1904|editorial=Kansas City, Mo. : Kansas City Jeweler and Optician|editor=W. S. Smyth}}</ref>
Se suposa dos engranatges la B el barrilete i el pinyó c (minúscula). Com el nombre de dents del pinyó és menor que el dels barriletes, el pinyó haurà de girar moltes vegades per aconseguir una sola volta de B. Per tant per obtenir el nombre de voltes que gira el pinyó en una volta completa de B, es divideix el nombre de dents de l'engranatge B pel nombre de dents del pinyó.
<math />
Prenent la figura com a referencial suposarem que B té 72 dents i el pinyó té 12.
B/c = 72/12 = 6 voltes del pinyó per una del barrilete
En la literatura es trobarà B/c = 6:1
(això significa que el barrilete farà un volt i si el pinyó gira 6 vegades llavors l'engranatge C de la roda de minuts també. Són 6 hores)
Com a exemple es tindria:
B/c = 72/12 = 6
C/t = 80/10 = 8
T/f = 75/10 = 7,5
F/i= 80/8 = 10
Multiplicant 687,510 =3600 el qual representa el nombre de voltes que dóna la fuita per una del barrilete. En altres paraules amb aquest disseny quan el barrilete giri lentament una volta completa l'engranatge I dels segon haurà girat 3600 vegades.
Oblidant-se del barrilete i deixant-ho fos com si no existís tindríem 87,510 = 600 indicaria que la fuita gira 600 vegades per una volta de C dels minuts. C en 60 minuts hauria de completar una volta, llavors en una hora l'engranatge I gira 600 vegades.
Com tots els càlculs es refereixen a la roda centro s'estableixen les següents fórmules, tornem a imaginar que el barrilete no està present:
<math />
La quarta roda en tots o gairebé tots els rellotges es dissenya per registrar els segons. Ara imaginem que la roda I de fuita no està present. Per l'anterior la quarta roda F dels segons ha de donar 60 voltes per una de la roda del centre:
<math />
Per tant la regla general és en un tren d'engranatges multimplicar tots els nombres de dents i dividir-los pel nombre de dents dels pinyons. El resultat serà el nombre de girs de l'última roda per un gir de la primera
==== Càlcul alternançes ====
Una alternança és un moviment del ancora cap a un costat. Dues alternançes cap a un costat i cap al contrari permeten que es mogui una dent de la roda de fuita I. Després per calcular el nombre d'alternançes per hora A/h s'ocupa la següent fórmula:
<math />
Exemple càlcul d'alternançes:
<math />
Exemples d'alternançes típiques són 18000 A/h per l'any 1944. Abans d'aquesta data s'ocupaven 16200 A/h i 14400 A/h. Actualment en el 2013 s'ocupa 28800 A/h amb els materials i tècniques actuals. On I és el nombre de dents de la roda de fuita per exemple 15. Una raó deguda al fet que es va començar a utilitzar majors alternançes és que les de 18000 tenien problemes de bloqueig, és a dir l'oscil·lació es detenia. Alternançes majors requereixen un ressort de la roda de balanç més fort i amb la inèrcia generada pel moviment ràpid va fer que els rellotges de polsera amb alternançes més ràpides s'imposessin.
Amb la fórmula anterior i buidant l'equació és possible calcular el nombre de dents que hauria de tenir una roda en cas que aquesta falti o aquest danyada.
==== Càlcul nombre d'hores de funcionament ====
Òbviament hem de saber el nombre d'engranatges del barrilete B i del pinyó de la roda de minuts c.
<math />
Per exemple:
<math />
Com dóna 7 voltes i se sap que una volta de la roda dels minuts és una hora. Llavors el barrilete dóna un gir complet en 7 hores. Experimentalment pren uns 5,5 girs enrotllar completament el ressort amb la perilla. Llavors el nombre d'hores que funcionés el rellotge amb aquesta corda completa serà 7 per 5,5 aprox. 38,5 hores.
== Vegeu també ==
* Rellotge esquelet
== Referències ==
{{Referències}}
== Enllaços externs ==
</div>
[[Categoria:Rellotges]]
| |||