Dây cót đồng hồ: Thông tin cơ bản, bố cục và tính năng đặc biệt
Thông tin cơ bản về dây cót
Lò xo giúp đồng hồ có thể lưu trữ năng lượng, bất kể vị trí của nó. Đó là lý do tại sao chúng là sự lựa chọn hoàn hảo cho đồng hồ đeo tay, chẳng hạn như đồng hồ bỏ túi và đồng hồ đeo tay, không thể sử dụng các phương pháp đo trọng lượng đã được thử nghiệm theo thời gian của đồng hồ đứng hoặc đồng hồ treo tường. Dạng xoắn ốc cuộn đặc trưng của dây cót chính là kết quả của những hạn chế về không gian do chuyển động của đồng hồ gây ra, cũng như nhu cầu quay. Về lý thuyết, các thiết kế khác có thể hoạt động nhưng chúng sẽ chiếm quá nhiều không gian và yêu cầu chuyển đổi từ chuyển động tuyến tính sang chuyển động quay.
Về cơ bản, lò xo hình xoắn ốc hoạt động không khác gì lò xo mềm hoặc lò xo lá đơn giản. Ở phiên bản xoắn ốc dạng cuộn, toàn bộ chiều dài của lò xo chiếm ít không gian nhất có thể. Bằng cách này, các lò xo dài vài inch hoặc thậm chí dài hơn nữa có thể được đặt trong một thùng mà bản thân nó chỉ chiếm một phần chuyển động.
Bố cục và tính năng đặc biệt của dây cót
Độ cứng của dây cót phụ thuộc vào vật liệu cũng như chiều dài, chiều rộng và độ dày của nó. Khi bạn tăng gấp đôi độ dày, độ cứng tăng gấp tám lần. Chiều dài ảnh hưởng ngược lại đến đặc tính này: Gấp đôi chiều dài và nó sẽ bớt cứng hơn tám lần. Mối quan hệ giữa chiều rộng và độ cứng là tuyến tính, vì vậy nếu bạn tăng gấp đôi chiều rộng của lò xo thì độ cứng của nó cũng tăng gấp đôi. Bởi vì chiều rộng ảnh hưởng trực tiếp đến độ dày của bộ máy (và do đó của chính đồng hồ), tốt nhất nên tránh dây cót rộng. Tóm lại, đối với bất kỳ vật liệu nào, các biến số chính là độ dày lò xo và chiều dài lò xo. Vì về mặt lý thuyết, việc điều chỉnh của chúng ảnh hưởng đến các tính chất cơ học ở mức độ tương tự nên phải tính đến các yếu tố khác, bao gồm cả việc lắp đặt lò xo trong thùng.
Thông thường, một chiếc đồng hồ được lên dây bằng cách sử dụng trục ở giữa thùng. Trục này móc vào một lỗ trên dây cót. Đầu ngoài của lò xo tiếp xúc với thành trong của thùng, có kết nối cố định hoặc (ở đồng hồ tự động) có cơ cấu trượt cho phép đầu lò xo trượt xung quanh bên trong thùng khi lên dây hoàn toàn. Do đó, dây cót chiếm không gian giữa trục và thành trong của thùng và mục tiêu là sử dụng không gian đó hiệu quả nhất có thể. Việc giảm thiểu đường kính của trục có một số hạn chế tự nhiên. Độ bền cơ học của trục phải được bảo toàn. Ngoài ra, đường kính trục nhỏ dẫn đến độ uốn tăng ở đầu trong của lò xo chính, độ uốn này không được vượt quá giới hạn vật lý của vật liệu lò xo. Để chịu được sự uốn cong này, lò xo không được quá dày. Cuối cùng, lượng không gian có sẵn sẽ quyết định giới hạn đường kính của thùng.
Rõ ràng là không có một dây cót “hoàn hảo” nào cho mỗi chiếc đồng hồ. Một số yếu tố phải được xem xét và việc điều chỉnh một trong các thông số hình học của lò xo chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến các thông số khác. Đó là lý do tại sao việc tính toán kích thước của dây cót và thùng của nó là một quá trình lặp đi lặp lại, được thực hiện đơn giản hơn nhờ các giá trị thực nghiệm và công thức gần đúng. Chỉ vì các thùng có cùng kích thước không có nghĩa là các chuyển động khác nhau có thể sử dụng cùng một dây cót. Lý tưởng nhất là dây cót phải được tùy chỉnh phù hợp với chuyển động nhất định và nó phải được thiết kế để đạt được mức dự trữ năng lượng tối đa (một số vòng quay nhất định) đồng thời cung cấp đủ năng lượng cho đồng hồ chạy.
Cũng cần lưu ý rằng hình dạng nhỏ gọn của dây cót hình xoắn ốc có một số nhược điểm cố hữu. Một đặc tính chung của lò xo gây ra một vấn đề khi áp dụng trên đồng hồ: Lực lò xo tăng theo độ lệch (tức là có thêm cuộn dây) và lực truyền động dao động này làm cho tần số của chuyển động thay đổi theo thời gian. Bạn không bao giờ có thể loại bỏ nó hoàn toàn, nhưng có một số thủ thuật giúp giảm thiểu nó đến mức tối thiểu. Một thủ thuật như vậy là đường cong ngược ở lò xo con, chỉ có thể nhìn thấy đường cong này khi lò xo được tháo ra khỏi thùng. Ở trạng thái thư giãn, các dây cót hiện đại trông không giống một hình xoắn ốc thuần túy mà các đầu của chúng bị uốn cong về phía sau, tạo thành hình chữ S. Khi được lắp vào thùng, hình dạng này mang lại công suất phát đều hơn khi lò xo giãn ra.
Như vậy với những thông tin trên bạn đã biết được thông tin cơ bản về dây cót - một trong những bộ phận quan trọng góp phần vào việc duy trì độ chính xác ổn định và mức dự trữ năng lượng của đồng hồ.
