Cojinete de joyas

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Un cojinete de rubí es un cojinete liso en el que un eje de metal gira en un orificio pivotante revestido de rubí . El orificio suele tener forma de toro y es ligeramente más grande que el diámetro del eje. Los rubíes suelen estar hechos de corindón mineral , normalmente zafiro sintético o rubí sintético . Los cojinetes de rubí se utilizan en instrumentos de precisión donde la baja fricción, la larga vida útil y la precisión dimensional son importantes. Su uso principal es en los relojes mecánicos .

Los cojinetes de joyas fueron inventados en 1704 para su uso en relojes por Nicolas Fatio de Duillier , Peter Debaufre y Jacob Debaufre, quienes recibieron una patente inglesa por la idea. Originalmente se usaban joyas naturales, como el diamante , el zafiro , el rubí y el granate . En 1902, Auguste Verneuil inventó un proceso para fabricar zafiro y rubí sintéticos ( óxido de aluminio cristalino , también conocido como corindón ) , lo que hizo que los cojinetes de joyas fueran mucho más baratos. Hoy en día, la mayoría de los cojinetes de joyas son de rubí o zafiro sintéticos.

Históricamente, los pivotes de joyas se fabricaban mediante pulido con abrasivo de diamante. ^[1] Los pivotes de joyas modernos a menudo se fabrican utilizando láseres de alta potencia, grabado químico y fresado ultrasónico .

Durante la Segunda Guerra Mundial, los cojinetes de piedras preciosas fueron uno de los productos restringidos por la Junta de Producción de Guerra del gobierno de los Estados Unidos por considerarlos críticos para el esfuerzo bélico. ^[2]

Las ventajas de los cojinetes de joya incluyen alta precisión, tamaño y peso muy pequeños, fricción baja y predecible, buena estabilidad de temperatura y la capacidad de operar sin lubricación y en entornos corrosivos. Son conocidos por su baja fricción cinética y fricción estática altamente consistente . ^[3] El coeficiente estático de fricción del latón sobre acero es de 0,35, mientras que el del zafiro sobre acero es de 0,10-0,15. ^{[3] [4]} Las superficies de zafiro son muy duras y duraderas, con una dureza Mohs de 9 y una dureza Knoop de 1800, ^[5] y pueden mantener la suavidad durante décadas de uso, reduciendo así la variabilidad de la fricción. ^[3] Las desventajas incluyen fragilidad y fragilidad, disponibilidad y aplicabilidad limitadas en tamaños y capacidades de cojinetes medianos y grandes, y variaciones de fricción si la carga no es axial. Al igual que otros cojinetes, la mayoría de los pivotes con joyas utilizan lubricación con aceite para reducir la fricción. ^[6]

El uso predominante de cojinetes de rubíes es en los relojes mecánicos , donde su fricción baja y predecible mejora la precisión del reloj y la vida útil del cojinete. Los fabricantes tradicionalmente enumeraban la cantidad de rubíes de manera destacada en la esfera o la parte posterior del reloj, como un punto publicitario. Un reloj típico con solo joyas tiene 17 rubíes: dos rubíes en el capuchón, dos rubíes pivotantes y una rubí de impulso para el volante , dos rubíes pivotantes y dos rubíes de paleta para la horquilla de paleta , y dos rubíes pivotantes para cada rueda de escape, cuarta, tercera y central. En los relojes de cuarzo modernos, el cronometrador es un cristal de cuarzo en un circuito electrónico, que alimenta un pequeño motor paso a paso . Debido a la pequeña cantidad de torque necesaria para mover las manecillas, casi no hay presión sobre los cojinetes y no hay ganancia real al usar un cojinete de rubí, por lo tanto, no se usan en una gran proporción de movimientos de cuarzo.

El otro uso principal de los cojinetes de rubí es en instrumentos de medición mecánicos sensibles. Por lo general, se utilizan para eslabones delicados que deben soportar fuerzas muy pequeñas, en instrumentos como galvanómetros , brújulas , giroscopios , cardanes , indicadores de cuadrante , calibradores de cuadrante y medidores de flujo de turbina. En tales instrumentos, los cojinetes de rubí se utilizan a menudo como pivotes para sus agujas que necesitan moverse de manera confiable y con baja variabilidad incluso cuando se miden pequeños cambios. Los orificios de los cojinetes suelen ser más pequeños que 1 mm y soportan cargas que pesan menos de 1 gramo , aunque se fabrican tan grandes como 10 mm y pueden soportar cargas de hasta aproximadamente 500 g. ^[3] Su uso ha disminuido con la popularización de los instrumentos de medición digitales.

• Sistema de protección contra impactos Incabloc
• El Reloj del Largo Ahora que utilizará cojinetes cerámicos sin lubricación a baja velocidad

• Baillie, GH (1947). Relojeros y fabricantes de relojes del mundo (2.ª ed.). Nag Press.