Bánh xe cân bằng (balance wheel) là gì và chức năng của nó trong đồng hồ

Sự kết nối giữa các linh kiện bên trong bộ máy đồng hồ khiến cho những cỗ máy thời gian của chúng ta vận hành mượt mà, chính xác. Nhưng trong số những linh kiện ấy, bánh xe cân bằng (balance wheel) được xem là quan trọng nhất và những người nghệ nhân vẫn ví nó như trái tim của đồng hồ. 

Bánh xe cân bằng trong đồng hồ (balance wheel) là gì?

Bánh xe cân bằng (balance wheel) là một loại bánh xe trong cỗ máy đồng hồ, dao động với tốc độ không đổi giúp bánh răng di chuyển và cho phép kim đồng hồ hoạt động. Nếu không có bánh xe cân bằng, bộ máy cơ học sẽ không thể hoạt động chính xác được. Các bộ phận chính của bánh xe cân bằng gồm: bánh xe, dây tóc, trục bánh xe, chân kính lá trang, gốc tóc, cần gạt nhanh chậm và cầu.

Balance wheel không quay tròn mà di chuyển qua loại, hoạt động này được thực hiện bởi một sợi dây tóc (lò xo siêu mảnh), là bộ phận cực kỳ khó chế tác, yêu cầu sự chính xác cao. Và để có được sự chính xác thì bắt buộc bánh xe cân bằng phải đảm bảo tần số dao động đạt 21600lph, 28800lph, 36600lph,... Những yếu tố có thể tác động đến dao động này là: momen quán tính, độ đàn hồi của dây tóc, độ dài dây tóc,... Sau khi trải qua hàng nghìn thử nghiệm, các nhà chế tạo bánh xe cân bằng mới đưa ra được các thông số tiêu chuẩn này. Ngày nay, khi nền công nghiệp phát triển, các loại dây tóc chất lượng cao hơn cũng được đưa vào sản xuất đồng hồ. 

Bánh xe cân bằng (balance wheel) là một loại bánh xe trong bộ máy đồng hồ

Các loại bánh xe cân bằng trong đồng hồ

Bánh xe cân bằng trong đồng hồ được chia ra làm 2 loại dựa theo cơ chế điều chỉnh nhanh chậm: Free sprung balance (tự do) và Regulated balance (điều chỉnh). 

Free sprung balance (tự do)

Đây là loại bánh xe không có cần điều chỉnh nhanh chậm, thay vào đó là các con ốc ở vành hoặc quả nặng được gắn xung quanh rìa bánh xe cân bằng. Ưu điểm của Free sprung balance là sự ổn định cao, nhưng lại khó sản xuất vì chi phí đắt đỏ. 

Trong quá trình chế tạo, nhà sản xuất sẽ căn chỉnh sao cho bánh xe cân bằng hoạt động tốt nhất bằng cách thêm hoặc bớt quả nặng, thậm chí là cắt bớt một phần của quả năng cho phù hợp. Quá trình này thông thường sẽ mất rất nhiều thời gian và công sức, chi phí cũng theo đó mà tăng lên. 

Bánh xe cân bằng Free sprung balance (tự do)

Regulated balance (điều chỉnh)

Loại bánh xe cân bằng này có thể điều chỉnh nhanh chậm bằng một cần gạt phía trên cầu bánh xe. Ưu điểm của Regulated balance là dễ chế tạo, dễ chỉnh sửa nhưng độ ổn định kém, vận động quá mức sẽ dẫn đến lệch cần gạt và khiến cho đồng hồ chạy sai giờ. Bạn có thể nhận biết bánh xe cân bằng điều chỉnh thông qua hai dấu +/- trên cầu nối. Người thợ đồng hồ bất kỳ có thể điều chỉnh bộ máy chạy nhanh hoặc chậm theo ý muốn bằng cách vặn ốc vít trên cầu nối bánh xe.

Bánh xe cân bằng Regulated balance (điều chỉnh)

Bánh xe cân bằng sử dụng vật liệu gì?

Bánh xe cân bằng có thể được chế tạo từ nhiều nguyên vật liệu khác nhau, phụ thuộc vào sự “cao cấp” của cỗ máy. Trong số đó, những vật liệu chúng ta thường thấy nhất là: Platinum, Vàng, Silicon, hợp kim. Đa phần các thương hiệu đồng hồ tầm trung sẽ sử dụng hợp kim sắt, chỉ có những cỗ máy thời gian xa xỉ mới sử dụng kim loại quý hiếm.

5 thiết kế bánh xe cân bằng ấn tượng nhất mọi thời đại

Bánh xe cân bằng De Bethune Annular Balance

Rất ít thương hiệu có khả năng tự sản xuất bánh xe cân bằng vì sự phức tạp của nó, nhưng De Bethune đã làm được điều đó. Annular Balance là một niềm tự hào của De Bethune, áp dụng khí động học và vật liệu siêu nhẹ. Bánh xe được làm hoàn toàn từ silicon và bao bọc bởi một vành platinum, biến nó trở thành chiếc bánh xe cân bằng nhẹ nhất trong giới sản xuất đồng hồ. 

Trọng lượng của vành platinum tạo ra quan tính, giúp bánh xe cân bằng dao động. Còn phần đĩa silicon giúp cho tổng trọng lượng của bánh xe cân bằng giảm xuống, giảm bớt năng lượng tiêu hao mỗi khi vận hành. Ngoài ra, De Bethune còn sơn màu thương hiệu xanh dương cho Annular Balance rất độc đáo. 

Bánh xe cân bằng De Bethune Annular Balance

Bánh xe cân bằng Jaeger-LeCoultre Gyrolab

Chắc hẳn ai cũng nghĩ bánh xe thì phải hình tròn đúng không? Nhưng suy nghĩ của Jaeger-LeCoultre lại khác, họ cho rằng bánh xe cân bằng phải đạt được tiêu chí tối cao là: cân bằng. Với những chiếc bánh xe cân bằng bình thường, các nhà sản xuất khác sẽ đặt những chiếc đinh vít, quả nặng đối xứng với nhau qua tâm. Việc đối xứng này giúp cho bánh xe đạt được sự cân bằng hoàn hảo. Ngoài ra, đinh vít cũng có chức năng điều chỉnh tốc độ và biên độ dao động của bánh xe cho phù hợp. 

Cắt laser là phương pháp được sử dụng nhiều nhất trên bánh xe cân bằng, trước khi lắp vào cỗ máy. Nhiệm vụ khó khăn nhất của người thợ chế tác là giữ nguyên được độ cân bằng sau khi cắt và lắp đặt. Do đó, bánh xe cân bằng hoàn toàn không cần thiết phải là hình tròn, rất nhiều nhà sản xuất đã học học thiết kế này từ bánh xe Gyrolab của Jaeger-LeCoultre.

Bánh xe cân bằng Jaeger-LeCoultre Gyrolab

Bánh xe cân bằng của La Joux-Perret

Bánh xe cân bằng của La Joux-Perret cũng được được thiết kế không phải hình tròn, thay vì sử dụng ốc vít trên bánh xe, hãng đã đưa vào 4 đĩa nhỏ nhằm tăng trọng lượng và giảm sức cản không khí. Những đĩa nhỏ này được sản xuất bằng vàng, đặt trên rìa của bánh xe cân bằng. Mỗi đĩa nhỏ được bố trí thêm một khoảng trống và chúng đối xứng với nhau qua trục, độ sai lệch của khoảng trống cũng khiến cho bánh xe mất đi sự cân bằng. 

Bánh xe cân bằng của La Joux-Perret

Bánh xe cân bằng của Patek Philippe GyromaxSi

Đây là chiếc bánh xe được nghiên cứu và sản xuất trong phòng thí nghiệm công nghệ cao của Patek Philippe. GyromaxSi ứng dụng chất liệu silicon hiện đại, thay đổi quan niệm về một thương hiệu lâu đời và truyền thống, Patek Philippe sẵn sàng đổi thay để đạt tới những đỉnh cao mới. Mẫu bánh xe cân bằng này lần đầu tiên xuất hiện trong phiên bản giới hạn Ref. 5550P, ra mắt năm 2011. Bạn sẽ thấy bánh xe cân bằng này ở ngay mặt sau đồng hồ, thông qua một lớp kính phóng đại. 

Bánh xe cân bằng của Patek Philippe GyromaxSi

Ulysse Nardin InnoVision 2

Đồng hồ Ulysse Nardin là thương hiệu tiên phong nghiên cứu vật liệu silicon vào năm 2001 và là một trong những nhà sản xuất đầu tiên sử dụng silicon làm bánh xe gai và bánh xe cân bằng. Năm 2015, chiếc Anchor Tourbillon ra đời, sở hữu cơ chế lực bất biến giúp bánh xe cân bằng luôn được tác động bởi một lực không đổi, giúp cho chiếc đồng hồ ổn định hơn. Và đến  2017, Ulysse Nardin ra mắt mẫu đồng hồ InnoVision 2 có chiếc bánh xe cân bằng cực kỳ đặc biệt, được làm từ silicon và vàng. 

Bánh xe cân bằng Ulysse Nardin InnoVision 2

Có thể thấy, bánh xe cân bằng là một bộ phận không thể thiếu trong những cỗ máy cơ khí, giúp đồng hồ đạt tới độ chính xác cao. Ngày này, bánh xe cân bằng ngày được cải thiện, áp dụng công nghệ hiện đại nhằm mang tới sự bền bỉ, hiệu quả, trải nghiệm tuyệt vời cho khách hàng. 

-----------------------------------------------------------

Để được tư vấn cụ thể, Quý khách hàng liên hệ tới Galle Watch qua:
Hotline: 1800 6785
Facebook: https://www.facebook.com/GalleWatch/
Hệ thống Showroom: https://galle.vn/he-thong-cua-hang.html