Là một người bắt đầu chơi dòng đồng hồ quả lắc máy cơ, cũng như những vị khách đã sắm cho mình những chiếc đồng hồ quả lắc đẹp; thế nhưng vẫn chưa nắm rõ được hoàn toàn cơ chế, cũng như nguyên lý hoạt động của cỗ máy cơ khí trường tồn cùng thời gian.
Bài viết này, Đồ Gỗ Quốc Cường sẽ giải thích chi tiết nguyên lý hoạt động đồng hồ quả lắc nhé:
Nói về đồng hồ quả lắc
Đúng như tên gọi của nó: Đồng hồ quả lắc – đồng hồ hoạt động hoàn toàn nhờ vào năng lượng từ quả lắc. Quả lắc lắc lư chuyện động đều qua phải – trái rất ít khi dừng lại; nó chỉ dừng lại khi có tác động bởi yếu tố bên ngoài. Cùng với quả lắc chính là quả tạ với sức nặng kéo xuống khiến những bánh răng chuyển động và kéo toàn bộ bộ máy xoay vần.
Cũng có những dòng đồng hồ quả lắc không dùng quả tạ để kéo những bánh răng; những chiếc đồng hồ này lại dùng một bộ phận khác được gọi là hộp cót. Hộp cót bé nhỏ nhưng lại mang công việc to lớn; – đó chính là trái tim của bộ máy đồng hồ dây cót.
Sơ qua về cấu tạo đồng hồ quả lắc máy cơ
Các bài viết trước, Quốc cường cũng rất thường đề cập đến cấu tạo của bộ máy đồng hồ quả lắc. Về cơ bản, bộ máy đồng hồ quả lắc máy cơ bao gồm những chi tiết sau:
- Một bộ tập hợp, sắp xếp đầy đủ những bánh răng một cách chuẩn xác nhất: Những bánh răng này chuyển động giúp kim giờ, kim phút luôn xoay và đúng giờ. Ngoài ra, những bản nhạc bất hủ cũng được đánh nhờ những bánh răng này.
Những bánh răng vận hành và duy trì bộ máy. - Mặt diện: Gắn liền với bộ tập hợp những bánh răng chuẩn chỉ. Mặt diện chính là mặt để các bạn xem giờ.
- Quả tạ: Với sức nặng riêng biệt được móc vào đầu của một sợi dây xích, dây cước, dây cáp,… Sợi dây này sẽ đi qua bánh răng chính với nguyên lý ròng rọc.
- Hộp cót (đối với những chiếc đồng hồ dây cót): Thay thế quả tạ, hoạt động với cơ chế lên dây cót – lợi dụng lực đàn hồi.
- Quả lắc: Một đầu được thiết kế bản to với khối lượng riêng. Một đầu được làm thon gọn nhẹ nhàng và phải đều. Được gắn vào một bộ thoát (còn được gọi là NEO). Quả lắc được gắn vào neo sẽ chuyển động đều qua lại – tác dụng duy trì sự ổn định của thời gian, không bị nhanh cũng không bị chậm.
Nguyên lý hoạt động và vận hành của đồng hồ quả lắc máy cơ
“Năng lượng không thể tự nhiên sinh ra hoặc mất đi” – Chắc hẳn ai ai cũng đều biết về định luật này rồi đúng không ạ!. Vâng đó chính là định luật bảo toàn năng lượng – định luật giúp cho mọi thứ trái đất vận hành và phát triển. Và đương nhiên, chiếc đồng hồ quả lắc máy cơ cũng phải lợi dụng cái gì đó thành năng lượng để vận hành và duy trí chứ!
Và những người nghệ nhân tài ba của Châu Âu đã chế tác và phát triển ra được bộ máy đồng hồ mà tự chính nó vận hành; không phải dùng pin, không dùng năng lượng tiêu hao. Mà dùng chính những bộ phận của nó để vận hành.
Quả tạ – định luật vạn vật hấp dẫn
Chắc chắn mọi người cùng đều biết định luật vạn vật hấp dẫn rồi. Những quả tạ với khối lượng riêng biệt sẽ luôn luôn bị trái đất hút – Nói cách khác, quả tạ sẽ luôn luôn bị kéo xuống phía dưới với gia tốc tỷ lệ với độ nặng. Và đương nhiên, những quả tạ rất nặng – nó chính là động năng để kéo bánh xe chính xoay tròn và chuyển động.
Bộ bánh răng được thiết kế vô cùng công phu và tỉ mỉ. Mọi bánh răng sẽ chuyển động theo bánh răng chính; nó sẽ chuyển động nhanh hay chậm tùy vào đường kính to nhỏ của mỗi bánh răng riêng biệt cũng như khách cách chật; hẹp giữa các răng của bánh răng.
- Lấy ví dụ thực tế: Bánh răng của kim phút sẽ được thiết kế rất nhỏ; bánh răng giờ chắc chắn sẽ to hơn rất nhiều. Và bánh răng phút phải xoay đủ 60 vòng (mỗi vòng là 1 phút) thì bánh răng giờ mới xoay đủ một vòng (một vòng là 1 giờ). Hiểu một cách đơn giản thì bánh răng kim phút chạy nhanh hơn 60 lần bánh răng kim giờ.
Những quả tạ kéo từ trên xuống được gọi là hành trình dây cót. Khi quả tạ từ trên cao, gần máy hạ xuống chạm đáy thùng thì nó đã chạy hết một hành trình dây cót.
Quả lắc – chuyển động đều duy trì sự ổn định và chuẩn chỉ.
Chắc hẳn, nếu chỉ dựa vào quả tạ; lợi dụng định luật vạn vật hấp dẫn thì chắc chắn sẽ luôn xảy ra những sai số. Bởi quả tạ khi kéo lên cao gần máy chắc chắn sẽ sinh rất nhiều động năng khi ở dưới, gần chạm đáy thùng (Theo công thức F=GMm/r2 – Lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với tích của hai k.lượng; tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa quả tạ và nền). Nghĩa là khi quả tạ càng gần đáy thùng (gần hết 1 hành trình dây cót) thì bánh răng chính cũng sẽ chuyển động chậm hơn; quả tạ quá cao thì bánh răng lại chuyển động quá nhanh. Đây chính là những sai số nhất định.
Chính vì điều này mà quả lắc được sinh ra. Quả lắc chuyển động đều qua lại với tác dụng duy trì ổn định chuyển động của những bánh răng.
Cụ thể:
- Khi quả lắc chuyển động, guốc nhựa sẽ giữ và thả bánh răng; điều này sẽ tạo ra một đòn bẩy làm cho những bánh răng xoay nhanh hơn một tí xíu trong mỗi vòng.
- Có thể hiểu đơn giản: Guốc nhựa này sẽ khóa hoặc mở khóa bánh răng của nó. Những bánh răng này cũng sẽ khóa hoặc mở khóa chuyển động của các bánh răng trong bộ máy. Xét theo lý thuyết thì việc này sẽ làm tiêu trừ, giảm hoặc thoát trọng lực của quả tạ.
- Ví dụ: Quả tạ kéo quá nhanh, bánh răng chính xoay nhanh theo. Lúc này, guốc nhựa sẽ hãm lại và làm tiêu trừ những vòng xoay nhanh ấy.
- Ví dụ 2: Quả tạ chạy gần hết 1 hành trình – lúc này những bánh răng sẽ chuyển động chậm hơn; và lúc này guốc nhựa cũng sẽ mở bung ra để bánh răng xoay nhanh hơn. Lưu ý: Khi quả tạ đã chạy hết hành trình – đồng nghĩa việc ngắt năng lượng cho chiếc đồng hồ. Đương nhiên chiếc đồng hồ quả lắc máy cơ của bạn cũng sẽ dừng lại.
Âm thanh tick-tock tick-tock do đâu?
Ngoài ra, những âm thanh tick-tock tick-tock bất hủ – những âm thanh đặc trưng riêng biệt của đồng hồ quả lắc chính là âm thanh khi guốc nhựa chạm vào bánh răng. Cứ vậy 2 càng của guốc nhựa luôn phiên chạm vào và tạo ra những âm thánh vui tai và quen thuộc đó.
Hộp cót
Thông thường, những chiếc đồng hồ quả lắc máy cơ sử dụng hộp cót là những chiếc đồng hồ treo tường quả lắc; hoặc những chiếc đồng hồ quả lắc để bàn. Bởi kích thước nhỏ gọn, hạn chế nên việc có những quả tạ kéo rất khó. Hộp cót có kích thước nhỏ gọn nằm luôn trong bộ máy đồng hồ quả lắc. Các bạn có thể thấy trên mặt diện động hồ có những lỗ nhỏ; – đây chính là những lỗ để lên dây cót đồng hồ. Thông thường sẽ có 2-3 lỗ lên dây cót.
Việc đồng hồ tạ dùng quả tạ áp dụng định luật bảo toàn năng lượng; thay thế cho động năng tạo ra năng lượng để vận hành những bánh răng máy móc. Thì chiếc đồng hồ quả lắc dây cót sẽ dùng hộp cót để vận hành và duy trì. Việc hộp cót hoạt động chính là dựa vào nguyên lý của lực đàn hồi.
Dây cót của đồng hồ quả lắc có dạng 1 hoặc 2 thanh thép dài xoắn lại với nhau nằm bên trong hộp cót. Việc lên dây cót 1 chiều làm căng cuộn dây cót – cuộn căng dây cót bằng thép với lực đàn hồi sẽ tạo động năng khiến cho những bánh răng hoạt động.
Nguyên lý hoạt động:
- Cụ thể khi bạn vặn núm lên dây cót; cuộn dây cót bên trong máy sẽ dần dần co lại theo số vòng bạn vặn.
- Khi đã đạt đủ độ căng của mình, bạn dừng lại.
- Cuộn căng dây cót đã đạt đủ độ căng; nó sẽ bung ra về hình dạng ban đầu theo nguyên lý của lực đàn hồi.
- Việc bung ra trở về hình dạng ban đầu sẽ làm xoay trục của bánh xe chính.
- Bánh xe chính xoay thì đương nhiên đồng hồ sẽ hoạt động.
Đồng Hồ Quả Lắc Quốc Cường.
Trên đây là những chia sẻ chân tình nhất của Đồ Gỗ Quốc Cường. Và với những thông tin chia sẻ này, mong sẽ giúp cho các bạn có cho mình những kiến thức cơ bản khi bắt đầu niềm đam mê đồng hồ quả lắc máy cơ.
Nếu bạn có thắc mắc nào, xin vui lòng liên hệ ngay với Quốc Cường để được tư vấn và giải đáp với sự tận tình chu đáo nhất nhé.
Cùng xem bộ sưu tập đồng hồ quả lắc đẹp của Quốc Cường:
Đồ Gỗ Quốc Cường với kinh nghiệm hơn 10 năm trong lĩnh vực đồ gỗ nội thất, chúng tôi thấu hiểu thị yếu của khách hàng!