עם מספר הרכיבים הנעים הגדול שבו, שעון היד המכני מתאים ככפפה ליד למדע החדש והמתקדם של הטריבולוגיה

חקר החיכוך, הבלאי, השימון והאופן בו משטחים מגיבים למגע זה עם זה. שעון מודרני ומדויק עלול פשוט לעמוד מלכת ללא נקודת המבט ההוליסטית של הטריבולוגים ויכולתם לגרום לרכיבים להסתובב, להחליק או לאחוז באופן מושלם.

טריבולוגים נוהגים לומר כי רק רכיב אחד בשעון חומק בצדק מתשומת ליבם: לוח המחוגים. הוא סטטי, אינו בא במגע עם חלקים נעים ומוגן מפני בלאי ושחיקה. כל השאר, ממנגנון השעון וחלקיו הנעים הזעירים ועד לגוף השעון, המסגרת, הקריסטל, הצמיד והאבזם, וכן תהליכי הייצור, המכונות, הכלים וחומרי הסיכה – כולם עוברים תחת עינם הבוחנת של אנשי ונשות רנסנס אלו. המדע שלהם משלב בין עולמות הידע של המהנדס, הכימאי ובונה השעונים. כיום, הצוותים הייעודיים של טריבולוגים הפועלים ברולקס הם גורם מהותי בהעלאת האמינות, הדיוק והנוחות לרמות חסרות תקדים.

טריבולוגים

מדע חדש

הטריבולוגיה התפתחה רק בין שנות ה-60 המאוחרות לשנות ה-80, עם ההבנה הגדלה והולכת של ההשפעות הרבות שיש ללחץ על החומרים המשמשים בתעשיות הנדסיות טכנולוגיות מתקדמות. ואולם כמה מהעקרונות של מדע רב-תחומי זה יושמו מבלי דעת במשך מאות שנים. כאשר השען החלוצי ג'ון הריסון בנה במאה ה-18 את השעונים הסופר-מדויקים הראשונים – כרונומטרים ימיים – הוא ביקש להפחית למינימום את השפעת החיכוך, ולשם כך השקיע מאמצים גדולים במיוחד בבניית מנגנוני שעון שאינם זקוקים לשימון, הראשונים מסוגם. בימים ההם היו השמנים באיכות נמוכה, והופקו משומן בעלי חיים או צמחים שיעילותו נפגמת במהירות, מה שהגביל את היכולת להשתמש בהם במכשירי ניווט החיוניים לשיט בלב ים.

עם זאת, רק לקראת סוף האלף החל להתפתח מדע חדש אשר השתלב באוּמנות בניית השעונים באופן שיטתי. כאשר הטריבולוגיה מיושמת במנגנון המכני של השעון, יש לה השפעה מכרעת על הדיוק, על העמידות לאורך זמן ועל עצם פעולתו של השעון.

הרכבת הקליבר

כאשר היא מיושמת בגוף השעון ובצמיד, היא משפיעה על הנוחות, על האיכות ועל האסתטיקה. האדם המשתמש בשעון חש היטב בהשפעת הטריבולוגיה, החל מצליל הנקישה הבוטח והתחושה שמעביר אבזם האויסטרלוק של שעון הרולקס בעת פתיחתו וסגירתו, וכלה במנגנון מהדור החדש הקובע סטנדרטים חדשים של דיוק הודות להישענותו הנרחבת על מדע הטריבולוגיה.

הצגת התאריך והיום

בתחילה הועסקו בדרך כלל הטריבולוגים כפותרי בעיות, משימה נפתלת המחייבת סבלנות אין קץ, שכן קיימת אפשרות שהרכיב החשוד עצמו כבר נהרס כתוצאה מהבלאי, ויחד איתו נשמדה גם הראיה למקור הבעיה. עם זאת, ב-15 השנים האחרונות חלה התפתחות משמעותית בתחום עיסוקם של הטריבולוגים, והם החלו להיות מעורבים במחקר ובפיתוח, כלומר בשלב שבו נבחרים חומרי הגלם ומתוכננים החלקים.

עד לרמת המיקרון הבודד

מנגנוני השעונים החדישים מיוצרים כך שיעמדו בתקני סטייה מותרת ("סיבולת") מחמירים ביותר הזהים לאלו הנמצאים בשימוש בתעשיית התעופה והחלל. כאשר מדובר בגלגלי שיניים או במטות מסתובבים שגודלם זעיר בשיעור אינפיניטסימלי, הכוחות המעורבים בתהליכי החיכוך והבלאי הם אדירים.

עד לרמת המיקרון הבודד

הלחץ המופעל על המיסבים העשויים אבני אודם או על זיזיו של גלגל השיניים מקביל לזה שמפעיל הקטר על המסילה. כל תקתוק שעון מקביל לאימפולס אחד של המחגר, ועל כן – למומנט אחד של חיכוך ובלאי: הפעולה הזו מתרחשת כ-250 מיליון פעם בשנה בכל שעון רולקס. עם זאת, נקודות המגע בין המשטחים הנעים עשויות להיות זעירות: מיקרונים בודדים.

במאה ה-18 נעשה לראשונה שימוש באבני אודם קשיחות כמיסבי שעונים על מנת להפחית למינימום את הבלאי ההרסני הנגרם עקב החיכוך בצירי הפליז. באופן דומה, אלמלא הפיתוח של שמנים עמידים ומתקדמים, היו מנגנוני השעונים המכניים המדויקים של ימינו עומדים מלכת בתוך כשבועיים כשהם מותירים אחריהם מערום של שבבי מתכת.

התקמת המחגר

ייצור שמנים בטכנולוגיית עילית

שמנים בעלי ביצועים גבוהים אלו מסונתזים תחת הנחייתם של טריבולוגים ומחליפים שמנים או חומרי סיכה שהופקו מפרסות בעלי חיים ונמצאו עדיין על המדפים לפני כעשור. רולקס היא מותג השעונים היחיד המפתח ומייצר בעצמו את חומרי הסיכה, במעבדה ייעודית מיוחדת. לכל סוג שמן יש שימוש ספציפי והוא דורש כעשר שנות מחקר ופיתוח. חומרי סיכה דלילים, עם צמיגות נמוכה, משמשים עבור מגעים במהירות גבוהה, כמו אלו שבמתנד. חומרי סיכה סמיכים יותר, או בעלי צמיגות גבוהה, ישמשו עבור מגעים חזקים, המייצרים לחץ רב, כמו במערך גלגלי השיניים.

הכמויות שבהן נעשה שימוש זעירות באופן עוצר נשימה ממש. לפי ההערכות, תעשיית השעונים של שווייץ צורכת לא יותר מ-100 ליטרים בקירוב של חומרי סיכה ייעודיים מדי שנה. בכל מנגנון של רולקס נעשה שימוש במיקרוליטרים בודדים של חומרי סיכה על פני כ-50 עד 100 נקודות שימון, כתלות בדגם. מאז שהטריבולוגיה נכנסה למשחק, כל טיפה מחושבת באופן מדעי ומוזרקת למקומה על ידי טכנאים מיומנים באמצעות מזרק אוטומטי, על מנת להבטיח מינון מדויק. שמן עודף יביא להידבקות של החלקים הנעים או להאטת תנועתם. שמן מועט מדי יגביר את הבלאי ואת החיכוך.

אלא שאוסף הקריטריונים העצום שיש להביא בחשבון אינו מסתיים כאן. ניתן להשתמש בציפויים ננומטריים המכונים Epilame בחלק של רכיב כדי לשנות את המתח על פני השטח ולהבטיח שחומר הסיכה יישאר במקומו או בתוך אזור מוגדר. אפילו הצורה והעקמומיות של טיפת שמן מיקרוסקופית מחושבות בקפידה. לדוגמה, טיפה כדורית מושלמת הכלואה בין שני משטחים עלולה להשתטח עם הזמן במקום לרכך את המגע ביניהם.

השגת ההתאמה המושלמת

לעיתים דווקא נחוצה דרגה מסוימת של חיכוך. למשל, המכניקה של מסגרת מסתובבת מתוכננת ומאוזנת בקפידה. אפילו הצורה והגיאומטריה של החריצים האופייניות למסגרת של שעון סקיי-דוולר נחקרו כדי להבטיח אחיזה אידאלית עבור המשתמש.

חוש הדיוק של טריבולוגים כה מחודד עד כי הם כמעט אף פעם אינם מדברים על חלקותה של המתכת, אלא על חספוסה, משום שהם יודעים כי גם משטח מלוטש אינו חלק כפי שהוא נראה לעין או מורגש באצבע שעה שבוחנים אותו במיקרוסקופ אלקטרוני. הטריבולוגים מנתחים גם את המשטחים בגימור-סאטן גם לוודא שהם לא יישחקו בשל הבלאי.

אולם הפרי הנראה לעין המובהק ביותר של הופעת הטריבולוגיה נמצא כנראה בצמיד השעון. תושבות קרמיות פותחו עבור צמידי אויסטר מפלטינה ומזהב ועבור צמיד פרזידנט – למשל בשעון די-דייט החדש – כדי להפחית את הבלאי העלול להיווצר מהתחככות המשטחים זה בזה בשל המאפיינים האינהרנטיים של כל אחד מסוגי המתכות. התושבות הללו מבטיחות גם את ההתאמה הגמישה של הצמיד לפרק היד. חומרי סיכה לא היו מספקים תוצאה משביעת רצון, משום שהם היו נשטפים במהירות מחלק חשוף זה של השעון ומכתימים את בגדי עונד השעון.

לאור היקף ידיעותיהם, אין פלא שרבים מהמומחים הללו המשיכו ללימודים מתקדמים לאחר קבלת התואר. אף כי יום העבודה שלהם מנוהל על ידי מדע קפדני ושיטתי, הטריבולוגים הם בסופו של דבר רומנטיקנים בליבם: הם שדכנים המשדכים חומרים לחלקים נעים כדי שהכול יפעל יחד בהרמוניה מושלמת.

הטריבולוג משלב בין עולמות הידע של המהנדס, הכימאי ובונה השעונים.

מדע החיכוך מרכז הכשרה

שתפו את הדף הזה