Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Конструкция, материалы и производство являются основными факторами формирования потребительских свойств часов (функциональных, эргономических и др.).

Наиболее распространенной конструкцией часов являются механические часы - маятниковые и балансовые. Механизм таких часов состоит из шести основных частей (узлов) и дополнительных узлов. К основным относят двигатель, передаточный механизм, регулятор, спуск, механизм заводки пружины и перевода стрелок и стрелочного механизма.

Двигатель . Он является источником энергии, которая приводит в движение весь механизм часов.

В механических часах различают два вида двигателей: гиревой (в маятниковых), который называют гиревым приводом, и пружинный (в балансовых).

Энергия гиревого двигателя передается силой тяжести поднятой гири через колесную систему на маятник, который служит регулятором управления действия спуска (хода) часов. В часах-ходиках при опускании гири вниз цепь вращает слева направо колесо, которое обеспечивает вращение всего колесного механизма.

Гиревой двигатель самый простой по устройству (рис. 10), он работает только в стационарных условиях. По сравнению с пружинным гиревой вигатель передает усилия (за счет опускания гири) через колесную передачу на регулятор хода; такие усилия не всегда постоянны и этим создается стабильность работы двигателя.

Пружинный двигатель приводит в действие часы заведенной пружиной, которая передает запас энергии через колесную систему и ход на регулятор, поддерживая его колебания (рис. 11). Этот двигатель обычно бывает в переносных часах (наручных, карманных, будильниках, настольных и настенных), где регулятором является баланс с волоском (спиралью). Могут быть пружинные двигатели также в некоторых видах стационарных часов (в настенных и частично в настольных), где регулятором служит маятник.

Различают двигатели с барабаном и без барабана.

Пружинный двигатель с барабаном применяют в наручных, карманных, настольных и настенных часах, а также в малогабаритных будильниках. Барабан представляет собой цилиндрическую коробку, по внешнему периметру заканчивающуюся зубчатым венцом. Пружина, помещенная в барабан, внутренним витком крепится на валике за крючок, а внешним витком - к внутренней стенке барабана с помощью накладки. Барабан с установленными в нем пружиной и осью закрывается крышкой, которая предотвращает возможность попадания пыли между витками пружины. В часах упрощенной конструкции - будильниках, настольных и настенных часах - заводная пружина не имеет барабана, и один конец ее крепится к валику, а другой к одной из колодок механизма. Способы крепления наружного витка пружины к внутренней стенке барабана разнообразны.

Заводные пружины изготовляют из специального железокобальтового сплава или углеродистой стали с соответствующей термообработкой. Пружина должна обладать эластичностью по всей длине и равномерной упругостью. От заводной пружины требуется не только упругая сила, способная привести механизм часов в действие, но и определенная продолжительность и стабильность хода часов от одной полной заводки пружины.

Продолжительность хода часов зависит от толщины и длины пружины.

Рабочей и расчетной характеристикой заводной пружины является ее крутящий момент (произведение упругой силы пружины на число оборотов). Наибольший крутящий момент пружина имеет в заведенном состоянии, а в процессе работы ее момент падает. Неравномерность усилия, создаваемого пружиной при работе, влияет на точность хода часов, поэтому при изготовлении их заводную пружину рассчитывают так, чтобы ее крутящий момент на заданную продолжительность хода был максимальным.

Передаточный механизм . Этот механизм называют колесной системой или зубчатой передачей , а также ангренажем . Он состоит из ряда зубчатых колес, число которых зависит от типа механизма.

Зубчатые колеса распространяют движение и передают исходящую от двигателя энергию всему механизму. Колесо и закрепленный на нем триб образуют узел. Находящиеся в зацеплении колесо и триб составляют зубчатую пару . Колесо имеет больший диаметр и делает меньше оборотов, чем триб. По сравнению с колесом триб имеет меньшее количество зубьев и делает во столько же раз больше оборотов, во сколько раз его диаметр меньше диаметра большого колеса. Колесо считается ведущим, а триб ведомым.

У наручных и карманных часов, будильников и некоторых настольных часов передаточный механизм состоит из четырех зубчатых пар: центрального колеса с трибом, промежуточного колеса с трибом, секундного колеса с трибом и триба ходового (анкерного) колеса.

Вращение колесной системы передается усилием заведенной пружины от барабана на ходовое колесо. Каждая зубчатая пара в зацеплении обеспечивает определенное передаточное отношение в зависимости от соотношения диаметров колеса и триба или от соотношения числа их зубьев. Скорость вращения отдельных осей зубчатой передачи выбрана таким образом, что их используют для отсчета времени в минутах и секундах. Так, ось центрального колеса совершает один оборот за час, а секундного - один оборот в минуту.

Число зубчатых пар передаточного механизма зависит от типа часового механизма. Так, настольные часы с 7- и 14-дневным заводом имеют добавочное колесо с трибом, маятниковые часы с 2-недельным заводом также имеют добавочное колесо, а у часов-ходиков передаточный механизм состоит всего из двух узлов - центрального и промежуточного колес и триба ходового колеса,

Колесная система собирается на платине , которая составляет основание часового механизма. Платина представляет собой массивную по сравнению с деталями собираемой колесной системы латунную пластину (рис. 12). Кроме отверстий для крепления цапф (концов) осей колес, платина в наручных и карманных часах имеет целую серию различной формы проточек, впадин и выступов, повышающих ее механическую прочность и дающих возможность разместить детали часового механизма на сравнительно малой площади. Противоположные концы осей колес крепят в отверстия мостов , которые представляют собой фасонные, несколько массивные детали, закрепляемые с помощью штифтов и винтов на платине.

В часовых механизмах упрощенной конструкции концы осей вращаются непосредственно в отверстиях платан и мостов.

В часовых механизмах повышенного качества для уменьшения трения и износа осей применяют камневые опоры из синтетического корунда, который имеет наименьший коэффициент трения и высокую твердость (по шкале Мооса 9).

Часовые камни делят на функциональные и нефункциональные.

Функциональный камень служит для стабилизации трения или уменьшения скорости износа контактирующих поверхностей деталей механизма часов. К функциональным камням относят: камни с отверстиями, служащие радиальными или осевыми опорами или теми и другими одновременно; камни, способствующие передаче силы или движения или того и другого одновременно, например опоры колебательной системы; камни без отверстий, служащие осевыми опорами, и др.

К нефункциональным камням относят: камни декоративные и их заменяющие; камни, закрывающие камневые отверстия, но не являющиеся осевой опорой, например масленка; камни, служащие опорой подвижных деталей, таких, как вексельное, часовое, барабанное и передаточное колеса, заводной вал и др.; камни, служащие для ограничения случайного смещения колеблющейся массы или являющиеся опорой диска дат, календарного диска и др.

Часовые камни очень миниатюрны по размерам, имеют разную форму: со сквозным цилиндрическим или нецилиндрическим отверстием, с небольшим воронкообразным углублением с одной стороны отверстия для удержания часового масла, накладные глухие камни с плоской опорной поверхностью (рис. 13). Камни запрессовывают в соответствующие отверстия платины и мостов, а цапфы оси устанавливают при этом в отверстия камня.

Наручные часы в зависимости от конструкции имеют от 15 до 33 камней, число которых в известной мере определяет качество часов.

Регулятор . Регулятор, или колебательная система, в механических часах представляет собой маятник или баланс со спиралью (волоском).

Маятник применяют только в стационарных часах. Он состоит из стержня, на нижнем конце которого находится линза. Линза имеет форму плоского диска или чечевицы и опирается обычно на гайку, вращая которую можно опускать или поднимать линзу относительно стержня маятника.

В простых маятниковых часах для маятника применяют проволочный подвес.

В маятниковых часах более высокого качества применяют пружинные подвесы в виде одной или двух плоских пружин (рис. 14), закрепленных концами двумя латунными колодками. Колодки имеют стальные штифты, выступающие концами по обе стороны колодки. Верхний штифт закрепляют в разрезном кронштейне, установленном на задней стенке корпуса часов, а на нижний штифт колодки подвешивают двойным крючком маятник.

Для приведения часов в действие необходимо маятник отклонить от равновесного положения. Угол отклонения маятника от положения равновесия называют амплитудой колебания , а время полного колебания маятника от крайнего правого отклонения до крайнего левого и обратно называют периодом колебания .

Период колебания зависит от длины стержня маятника. Если часы отстают, то линзу следует поднять вверх, т. е. уменьшить длину маятника, и этим сократить период колебания, и наоборот, если часы спешат, то линзу надлежит передвинуть вниз, что увеличивает период колебания.

Балансовый регулятор применяют в переносных часах (наручных, карманных и др.). Он представляет собой колебательную систему в виде баланса со спиралью.

Система баланс-спираль является одним из ответственных узлов часового механизма.

Баланс состоит из тонкого круглого обода с перекладиной, посаженной на стальную ось. Балансы бывают винтовыми и безвинтовыми. У винтовых балансов в обод ввинчены винты для уравновешивания обода и для регулировки периода колебания при подборе спирали (рис. 15). Безвинтовые балансы применяют в часах современной конструкции. По сравнению с винтовыми они имеют меньшую массу (вес), что снижает трение в опорах баланса, более прочный обод, который меньше подвержен деформации; отсутствие винтов позволяет увеличить наружный диаметр обода и соответственно увеличить момент инерции без увеличения массы баланса.

Спираль (волосок) изготовляют из никелевого сплава. Это упругая пружина, внутренний конец которой заделан в латунную втулочку, называемую колодкой спирали. Колодку вместе со спиралью надевают (запрессовывают) на верхнюю часть оси баланса, а наружный конец спирали заштифтовывают в отверстие колонки, находящейся в балансовом мосту.

Под действием поступающей от двигателя энергии (импульсов) баланс совершает колебательные движения, вращаясь, делает повороты в одну и другую стороны - либо заводит, либо раскручивает спираль. В свою очередь то запираемая, то освобождаемая колесная передача часового механизма периодически движется. Такое движение можно наблюдать в часах по скачкообразному движению секундной стрелки.

Баланс в большинстве наручных часов совершает 9000 полных колебаний в час. Период колебания баланса измеряют в секундах; он является тем временем, которое необходимо балансу, чтобы совершить полное колебание от крайнего левого отклонения в крайнее правое и обратно. В наручных часах период колебания обычно равен 0,4 с Бывают наручные часы с периодом колебания баланса 0,36 или 0,33 и 0,20 с У будильников малогабаритных период колебания баланса 0,4 с, у крупногабаритных - 0,5 или 0,6 с.

Амплитуду колебания баланса измеряют в угловых градусах от равновесного положения баланса влево или вправо. Равновесным считают такое положение баланса, когда эллипс находится на прямой линии, соединяющей центры вращения оси баланса и оси анкерной вилки. Равенство правой и левой амплитуд является необходимым условием точного хода часов.

Период колебания баланса можно регулировать, изменяя длину спирали с помощью градусника.

Градусник состоит из стрелки-указателя, закрепленной на балансовом мосту. В хвостовой части градусника имеются два штифта, между которыми проходит наружный виток спирали. Наружный виток спирали, как было сказано выше, закреплен в колонке, установленной в балансовом мосту. Штифты градусника образуют как бы вторую точку крепления наружного витка спирали. Поворотом градусника в ту или другую сторону удлиняют или укорачивают длину спирали, изменяя тем самым период колебания баланса. При удлинении спирали период колебания увеличивается и часы начинают отставать, а при укорачивании длины спирали период колебания уменьшается и часы начинают спешить.

Для удобства регулирования точности хода часов на балансовом мосту ставят знаки "+" (ускорить ход) и "-" (замедлить ход). При перемещении указателя градусника в сторону знака "+" штифты, находящиеся в хвостовой части градусника, удаляются от колонки, укорачивая длину рабочей части спирали.

Часто применяют градусник с подвижной колонкой, который улучшает качество регулировки хода часов (рис. 16). Он состоит из регулятора колонки и собственно градусника со штифтом и замком. Вместе с регулятором колонки поворачивается и градусник. Поворотом градусника относительно регулятора колонки спирали изменяется действующая длина спирали. Данная конструкция градусника обеспечивает более точную установку равновесного положения баланса, называемую "выкачкой баланса".

Спуск (ход). Он представляет собой узел часового механизма, находящийся между зубчатой передачей и регулятором. Спуск является ходовым устройством, служащим для периодической передачи энергии двигателя на регулятор поддержания его равномерного колебания и соответственно равномерного вращения колес.

Ходовые устройства бывают двух типов - анкерный и цилиндровый.

Анкерный (в пер. с нем. Anker - скоба) ход может быть несвободным и свободным.

Несвободный анкерный ход применяют в стационарных часах с маятниковым регулятором. Ход состоит из анкерного колеса и закрепленной на валике оси анкерной вилки (скобы) с изогнутыми концами, называемыми палетами : входной на левом конце, выходной на правом (рис. 17). В несвободном ходовом устройстве регулятор во время колебания постоянно взаимодействует с деталями спуска.

Принцип действия несвободного анкерного хода заключается в том, что при отклонении маятника влево приподнимается левая (входная) палета и одновременно опускается между зубьями анкерного колеса правая (выходная) палета. Анкерное колесо получает возможность повернуться на один зубец. Колебания маятника создают непрерывный цикл равномерного хода часового механизма.

К типу несвободных спусков относят и цилиндрический ход. Он состоит из ходового колеса с фигурными (в виде трехгранных головок) зубьями и пустотелого цилиндра с насаженным на него балансом. У цилиндрового спуска отсутствует промежуточное звено между ходовым (цилиндровым) колесом и регулятором хода (балансом). Ходовое колесо непосредственно воздействует на узел баланса. Цилиндр, являющийся осью баланса, имеет боковые вырезы, образующие с одной стороны входную и выходную импульсные губки, а с другой стороны - вырез - пропуск для прохода фигурной ножки зуба ходового (цилиндрового) колеса. Зубья ходового колеса за весь период колебания баланса находятся во взаимодействии с цилиндром.

Отечественная промышленность не изготовляет часы с цилиндровым спуском, так как эта конструкция часов считается технически и морально устаревшей.

Свободный анкерный ход бывает двух видов - штифтовым и палетным.

У штифтового хода анкерная вилка изготовляется из латуни, и в качестве входной и выходной палет служат стальные штифты (рис. 18). Такой ход применяют в обыкновенных будильниках, а также в настольных часах с механизмом будильника.

Палетный ход (рис. 19) применяют в наручных, карманных, настольных и настенных часах, частично в шахматных и будильниках (в малогабаритных производства Второго московского часового завода). Ход состоит из стального ходового (анкерного) колеса с трибом, стальной анкерной вилки с двумя палетами и двойного ролика, установленного на оси баланса. Сюда следует отнести и два ограничительных штифта, закрепленных в платине часового механизма.

Анкерное колесо имеет зубья специальной формы, плоскую вершину этих зубьев называют плоскостью импульса (момента), а боковую поверхность зубьев - плоскостью покоя.

Анкерная вилка имеет два плеча с пазами. В них вставлены, палеты из синтетического рубина и хвостовик (хвостовая часть вилки), снабженный на конце двумя предохранительными рожками и прямоугольным пазом, в середине которого расположено предохранительное копье.

Палеты имеют также подобно зубьям анкерного колеса плоскости импульса и покоя, которые взаимодействуют с одноименными плоскостями зубьев анкерного колеса.

Внутренние боковые стороны рожков хвостовика являются плоскостями, взаимодействующими с импульсным камнем (эллипсом).

Анкерное колесо и анкерную вилку насаживают на стальные оси.

Двойной ролик устанавливают на оси баланса. У двойного ролика имеется две рольки: верхняя (большая) и нижняя (малая). Верхняя ролька несет импульсный камень. Нижняя ролька имеет цилиндрическую выемку, расположенную под эллипсом. Эта ролька взаимодействует с копьем анкерной вилки и является предохранительной.

Принцип действия свободного анкерного палетного хода заключается в следующем. Под действием усилия заводной пружины анкерное колесо стремится вращаться и посредством своего зуба оказывает давление на входную палету, прижимая хвостовик к ограничительному штифту. Под действием спирали баланс совершает свободное колебание и вводит в паз анкерной вилки эллипс. Происходит удар эллипса о внутреннюю поверхность правого рожка хвостовика, и вилка поворачивается на угол покоя. Зуб анкерного колеса переходит с плоскости покоя на плоскость импульса входной палеты, левый рожок вилки отходит от ограничительного штифта и начинается передача импульса от анкерного колеса через вилку на баланс. За полный период колебания баланса анкерное колесо повернется на один зубец.

Механизм заводки пружины и перевода стрелок . Этот механизм, называемый ремонтуаром , представляет собой узел часового механизма, состоящий из ряда деталей. Узел обеспечивает зацепление заводного вала со стрелочным механизмом (при переводе стрелок) или вводит заводной вал в зацепление с узлом завода пружины.

В распространенных конструкциях механизма наручных часов узел заводки пружины и перевода стрелок состоит из следующих деталей: заводного вала с навинченной на его наружном конце заводной головкой; заводного триба, свободно посаженного на цилиндрической части заводного вала, а на участке заводного вала квадратного сечения установлена кулачковая (заводная) муфта со свободой продольного смещения; заводного рычага; пружины заводного рычага; заводного (коронного) колеса; накладки заводного колеса; переводного рычага; пружины-фиксатора; двух переводных колес - малого и большого.

Заводной триб и кулачковая муфта имеют косые торцовые зубья, которыми они соприкасаются между собой. Кулачковая муфта имеет кольцевую проточку, в которую входит хвостовая часть заводного рычага.

При переводе стрелок вытягивают заводную головку, заводной рычаг перемещает вниз кулачковую муфту до сцепления ее с малым переводным колесом, которое передает движение большому переводному колесу, а последнее вращает вексельное колесо с вексельным трибом. Вексельное колесо вращает минутник, а триб - часовое колесо. Пружина-фиксатор служит для фиксации положений переводного рычага.

После перевода стрелок нажимом на заводную головку заводной вал возвращается в нормальное положение, перемещается переводной рычаг, а пружина-фиксатор закрепляет его в таком положении, Освобожденный заводной рычаг перемещает вверх кулачковую муфту до сцепления ее зубьев с зубьями заводного триба.

Чтобы завести пружину, заводную головку вращают по ходу часовой стрелки. Вместе с заводным валом вращается кулачковая муфта и заводной триб. Последний через заводное колесо вращает барабанное колесо и таким образом осуществляется заводка пружины. Барабанное колесо имеет стопорное (храповое) устройство, которое называют собачкой с пружинкой. Это устройство взаимодействует с зубьями барабанного колеса и служит для фиксации барабана от обратного раскручивания заводной пружины.

При заводке пружины собачка выходит из зубьев барабана и скользит по их поверхности. Когда заводка прекращается, собачка под действием находящейся под ней пружинки входит в зацепление с зубьями барабана и не позволяет барабану раскручиваться в обратную сторону.

В настольных часах и будильниках пружину заводят с помощью ключа, воздействующего на вал барабана, а стрелки переводят с помощью кнопки, укрепленной на оси центрального колеса. Заводной ключ и кнопка расположены на задней крышке корпуса.

В часах настенных и некоторых видах настольных пружину заводят съемным ключом со стороны циферблата, а стрелки переводят рукой путем их вращения слева направо.

Стрелочный механизм . Он расположен с подциферблатной стороны платины и состоит из минутного триба, вексельного колеса с трибом и часового колеса.

Минутный триб в стрелочной передаче является основной деталью, обеспечивающей движение всего стрелочного механизма. Минутный триб насажен на ось центрального колеса и сопряжен с осью фрикционно. Фрикционная посадка достигается тем, что на оси центрального колеса имеется радиальная проточка, а втулка минутного триба снабжена двумя внутренними выступами, входящими в эту проточку при установке триба на оси. При фрикционной посадке минутный триб во время перевода стрелок свободно проворачивается на центральной оси и не вызывает торможения часового механизма.

На втулке минутного триба установлено со свободой вращения часовое колесо . Выступающая часть втулки часового колеса несет часовую стрелку, а выступающая часть втулки минутного триба - минутную стрелку. Таким образом минутная стрелка располагается над часовой.

Вексельное колесо , установленное на оси, имеет сцепление с минутным трибом, а триб вексельного колеса сцепляется с часовым колесом.

При переводе стрелок кулачковая муфта через переводные колеса получает сцепление с вексельным колесом, которое в свою очередь передает движение минутнику, а триб вексельного колеса - часовому. После окончания перевода стрелок кулачковая муфта расцепляется с переводным колесом, а стрелочный механизм начинает получать движение от оси центрального колеса.

Общее устройство и взаимодействие отдельных узлов механизма наручных часов даны на рис. 20.

Дополнительные устройства механизмов часов . В часах применяют различные дополнительные устройства, связанные с работой основного механизма.

В обычных наручных и карманных часах опорами баланса являются сквозные и накладные камни, запрессованные в платину и балансовый мост, а также в накладки. Такие опоры являются жесткими.

В часах современных конструкций применяют противоударные устройства (рис. 21) в виде амортизационного блока, построенного по определенной конструктивной схеме. Противоударное устройство предохраняет ось баланса от поломки при возможных резких толчках и случайном падении часов с высоты примерно 1,2 м на деревянный пол.

Принцип действия наиболее распространенных противоударных устройств заключается в следующем. Цапфы (концы) оси баланса, как обычно, расположены в сквозном и накладном камнях, закрепленных в бушоне (металлической оправе камня). Бушон с камнями, вложенный в коническое гнездо накладки, удерживается эластичной пружинкой, которая и создает амортизационную опору, предохраняя этим цапфу оси баланса от воздействия удара.

Секундомерное устройство предназначено для измерения коротких промежутков времени и применяется в наручных и карманных часах.

Часы наручные с секундомерным устройством, выпускаемые Первым московским часовым заводом, называют часами-хронографом "Полет" 3017. Продолжительность хода часов от одной полной заводки пружины без включения секундомерного устройства не менее 36 ч, с включенным секундомером - не менее 24 ч. Конструктивно такие часы более сложные, чем обычные наручные с центральной секундной стрелкой. Кроме часовой, минутной и центральной секундной стрелки, которая считается хронографной, имеются две дополнительные стрелки и соответственно две дополнительные шкалы на циферблате: левая - малая секундная шкала и правая - счетчик на 45 делений. Секундомер суммирующего действия, цена деления хронографной шкалы 0,2 с. Можно измерить отдельные интервалы времени в пределах от 0,2 до 45 с с точностью ±0,3 с в течение минуты и ±1,5 с в течение 45 мин.

Циферблат таких часов по краю окружности имеет две дополнительные шкалы, предназначенные для измерения величин, находящихся в функциональной зависимости от времени: шкалу скорости - красного цвета и шкалу расстояний - синего цвета.

Шкала скорости показывает скорость передвижения объекта в километрах за один час и рассчитана на скорость в пределах от 600 до 1000 км/ч. С помощью этой шкалы можно получить значение скорости передвижения автомобиля, мотоцикла, велосипеда, поезда и других движущихся объектов при условии, что расстояние между двумя измеряемыми пунктами известно.

Шкала расстояния циферблата служит для измерения расстояния, отделяющего наблюдателя от явления, которое воспринимается вначале зрением, а затем слухом. В основу шкалы расстояний принята скорость распространения звука в воздухе, равная 330,7 м/с, или 1200 км/ч.

Управляют работой секундомерного устройства с помощью двух кнопок: одной для пуска и останова, второй для перевода стрелок на нуль. Стрелки - секундная хронографная и минутного счетчика - возвращаются на нулевое деление шкалы из любого положения их на циферблате.

Такие часы применяют в спортивных соревнованиях, медицине, лабораторных работах и т. д.

Карманные часы с секундомерным устройством модели "Молния", выпускаемые Челябинским часовым заводом, называют карманным хронографом. Они предназначены для измерения времени в часах, минутах, секундах и отсчета в секундах коротких (до 45 мин) промежутков времени. Секундомер со скачком секундной стрелки через 0,2 с. Механизм с анкерным ходом на 19 рубиновых камнях. Управление секундной стрелкой двухкнопочное: пуск и останов - одной кнопкой над цифрой 11, возврат на нуль - второй кнопкой над цифрой 1.

Продолжительность действия часов от одной полной заводки пружины с включенным секундомером не менее 24 ч и с выключенным - не менее 36 ч.

Календарное устройство в часах бывает различных конструкций. Простейший конструктивный вариант календарного устройства представляет собой оцифрованный диск, вмонтированный под циферблат. Диск имеет внутренний венец, состоящий из 31 зуба трапецеидальной или треугольной формы. Суточное колесо, сопряженное с часовым, совершает в сутки один оборот и своим ведущим пальцем раз в сутки входит в зацепление с зубьями оцифрованного диска, перемещая его на одно деление. Через миниатюрное квадратное окошко в циферблате видны цифры диска. Иногда над окошком в стекло часов монтируют миниатюрную линзу для облегчения чтения показания календаря. Механическая смена даты происходит раз в 24 ч.

Календарные устройства бывают с медленной сменой показаний и мгновенного действия - со сменой дат скачком. Корректируют показания с помощью заводной головки одновременно с переводом минутной и часовой стрелок. Изготовляют также наручные часы с двойным календарем, показывающие числа месяца и дни недели.

Автоматический подзавод пружины применяют в наручных часах, выпускаемых отечественной часовой промышленностью (рис 22). Механизм автоподзавода расположен над мостами часового механизма. Автоподзавод представляет собой устройство в виде инерционного груза, имеющего форму полудиска, свободно вращающегося на оси. Инерционный груз изготовляют из тяжелых металлов. Втулка инерционного груза имеет триб, который посредством двух пар колес и трибов сопряжен с заводным колесом, установленным на оси барабана со свободой вращения. На этой же оси может свободно вращаться барабанное колесо.

Между барабанным и заводным колесами на вал барабана, имеющего квадратное сечение, установлены две трехлепестковые пружинки (верхняя и нижняя) с отогнутыми концами. Концы этих пружинок входят в углубления, сделанные на барабанном и заводном колесах. Вращение инерционного груза при взмахах руки во время ходьбы или при изменении положения руки приводит во вращение заводное колесо. Верхняя трехлепестковая пружинка, находясь в углублениях, захватывает заводное колесо и передает вращение на вал заводной пружины и происходит таким образом подзавод пружины; нижняя трехлепестковая пружинка в этом случае проскальзывает по внутренней поверхности барабанного колеса.

Заводная пружина может заводиться и обычным путем через заводную головку часов. При использовании заводной головки подзавод пружины будет осуществляться нижней трехлепестковой пружинкой, концы которой, западая в углубления барабанного колеса, будут вращать вал с заводной пружиной, а верхняя трехлепестковая пружинка в это время будет скользить по внутренней поверхности заводного колеса.

Достоинство наручных часов с автоподзаводом заключается в том, что постоянный автоматический подзавод пружинного двигателя происходит при движениях руки.

Автоматический подзавод пружины после эксплуатации часов на руке в течение 10 ч обеспечивает их нормальную работу следующей продолжительности: для часов повышенного класса 4-й группы - не менее 22 ч; для часов повышенного класса 1-3-й групп и 1-го класса 3-й и 4-й групп - не менее 18; для часов 1-го класса 1-й и 2-й групп и 2-го класса - не менее 16 ч.

Такие часы практически не требуют заводки пружины заводной головкой, так как благодаря автоматическому подзаводу механизм работает непрерывно. Когда часы лежат и автоподзавод не работает, расход энергии для работы механизма компенсируется во время последующего ношения часов на руке.

Антимагнитное устройство для защиты часов от воздействия магнитных полей представляет собой кожух из тонкой электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью. Магнитное поле, концентрируясь на магнитопроницаемом металле, не проникает внутрь кожуха. Этот защитный кожух называют магнитным экраном, который надежно защищает от намагничивания стальные детали механизма.

Для уменьшения влияния магнитного поля в часах спираль (волосок) баланса изготовляют из слабомагнитного сплава Н42ХТ.

Для защиты механизма от проникновения мельчайшей пыли, от коррозии из-за повышенной влажности воздуха или от проникновения воды корпуса часов изготовляют пылезащитными, брызгозащитными и водонепроницаемыми . Пылезащитный корпус должен защищать механизм от проникновения пыли, брызгозащитный от попадания брызг воды, а водонепроницаемый от проникновения воды при погружении часов в воду на глубину 1 м в течение 30 мин или на глубину 20 м в течение 1,5 мин.

Такие корпуса обычно имеют резьбовую крышку или крышку, закрепляемую в корпусном кольце с помощью дополнительного резьбового кольца. Плотность соединения крышки с корпусным кольцом достигается с помощью прокладки из полихлорвинила, уложенной в кольцевой паз корпусного кольца. Заводной вал уплотняют с помощью втулки, установленной в отверстии корпусного кольца или в расточке заводной головки. Для водонепроницаемых корпусов плотное соединение стекла с корпусным кольцом обеспечивается путем применения дополнительного металлического резьбового кольца.

Бывают корпуса, у которых крышка и корпусное кольцо неразъемные (выполнены как одна деталь), а механизм установлен со стороны стекла. Соединение стекла с корпусным кольцом достигается резьбовым ободком. Герметичность в таких корпусах обеспечивается с помощью натяжных или уплотняющих колец.

Механизмы боя , подающие звуковые сигналы в соответствии с показаниями стрелок, применяют в часах наручных, карманных, настольных, настенных, напольных и будильниках. Механизмы бывают нескольких видов.

Сигнальное устройство наручных часов "Полет" 2612, выпускаемых Первым московским часовым заводом, приводят в действие от собственного пружинного двигателя. Заводку пружинного двигателя сигнального устройства и установку сигнальной стрелки производят с помощью второй заводной головки, раслоложенной на корпусе часов. Продолжительность сигнала от одной полной заводки сигнальной пружины не менее 10 с.

Сигнальное устройство в будильниках, так же как и в наручных часах, имеет самостоятельный источник энергии, т. е. заводную пружину. Принцип работы сигнального устройства будильника почти не отличается от аналогичных устройств наручных часов - сигнал подается в заранее установленное время сигнальной стрелкой.

В крупногабаритных часах (настольных, настенных и напольных) широко применяют сигнальное устройство посредством удара одного или нескольких молоточков о звуковую пружину или звуковые стержни. Механизм боя является устройством с собственным источником энергии (заводная пружина или гиря) и регулятором скорости. В зависимости от конструкции различают механизмы, отбивающие удары только целых часов, часов, получасов и четвертей часа.

Звуковая пружина представляет собой проволочную спираль, внутренний конец которой запрессован в колодку. Звуковой стержень крепят в специальную колодку. В колодку обычно закрепляют по нескольку звуковых стержней (два или четыре), механизм же имеет соответствующее количество ударных молоточков.

Более сложной конструкцией являются механизмы боя с четвертями часа. Так, напольные маятниковые часы имеют три самостоятельные кинематические цепи, каждая с собственным гиревым приводом: механизм хода занимает среднее положение, механизм боя часов расположен справа, а механизм боя четвертей часа - слева от механизма хода часов. Размещены эти механизмы между двумя латунными прямоугольными платинами.

Сигнальное устройство настенных часов с боем и "кукушкой" представляет собой наиболее простой механизм боя. Этот механизм отбивает часы и получасы. Каждый удар боя сопровождается кукованием и появлением в открывающемся окошечке над циферблатом фигурки кукушки. Механизм боя и кукования состоит из двух деревянных свистков, в верхней части которых имеются меха с крышками. Эти меха и одновременно молоточек приводят в действие с помощью проволочных рычажков. При подъеме крышек меха вбирают воздух, а при опускании струя воздуха посредством свистка создает звук кукования. Фигурка кукушки, закрепленная на поворотном рычажке, при начале боя выдвигается в окошечко, а рычаг одного из мехов толкает ее и она кланяется.

Настенные часы с маятником приобретают чаще для интерьеров, где преобладает простор. Они не только выступают в качестве измеряющего время устройства, но и используются для того, чтобы сообщить внутреннему убранству жилища стиль и определенную индивидуальность. Столь популярные в прежние времена, современные настенные часы с маятником стали роскошью, которую далеко не все позволяют себе.

С помощью таких часов можно подчеркнуть классический стиль в убранстве гостиной и придать ему завершающую нотку, внести оригинальность и своеобразие.

Как выбирают настенные часы с маятником

Большинство покупателей при покупке часов ориентируется на их внешний вид. Других интересует форма, третьих — особенности в устройстве механизма.

Выбирают настенные часы с маятником

Считается, что лучше всего ориентироваться на цель, для которой часы приобретаются. Например, если они нужны для украшения зала, прочный механизм необязателен. Главное — красивый внешний вид изделия. При выборе необходимо ориентироваться на площадь комнаты и высоту потолков: часы не произведут должного впечатления, если габариты их не будут пропорциональны размерам помещения.

В больших помещениях с высокими потолками великолепно смотрятся удлиненные настенные изделия, снабженные маятником. На широких стенах прекрасно смотрятся овальные, горизонтально-прямоугольные, квадратные варианты.

Правила расположения часов на стенах

Чтобы настенные часы прослужили как можно дольше, их надо, прежде всего, правильно расположить. Выбирать предпочтительнее одну из перегородок, поскольку на внешней стене нередко оказывается много сырости, из-за чего стальные детали подвергаются коррозии. Хорошо, когда дверь расположена не поблизости: ее хлопанье и стук о стену способны сотрясти часы и нарушить точность их хода.

Нередко работа часов может оказаться нарушенной из-за того, что корпус перекашивается в ту или другую сторону. Их следует выпрямить, применяя для замеров уровень, затем зафиксировать на стене и выполнить на ее плоскости отметки, по которым можно будет проверять правильность положения корпуса.

Иногда маятник задевает за стену часового корпуса. Чтобы исправить данную неполадку, необходимо вывинтить регулировочные винты, если они имеются. Если конструкция таковых не предусматривает, за верхнюю часть корпуса закладывают тонкую дощечку или кусок картона. Благодаря такой подпорке обеспечивается правильное положение предмета. Когда маятник чересчур отдалился от задней стены корпуса, это также исправляют путем подвинчивания регулировочного элемента или заложения поддерживающей дощечки.

Устанавливая стрелку на нужное время, лучше минутную установить на числе 12, часовую — на цифру, означающую текущий по времени час. После этого постепенно вращайте минутную стрелку, пока она не достигнет правильного показателя. Чтобы пустить часы в ход, легонько подтолкните маятник.

Если настраиваете настенные часы, отбивающие время, минутную стрелку установите на 12 и просчитайте количество ударов. Часовую стрелку установите на соответствующее числу ударов деление циферблата, затем переустановите стрелки на нужное время.

Как ухаживать за настенными часами

Механические часы с маятником на удивление долговечны и отличаются высокой точностью работы. Как и прочие устройства для измерения времени, они будут прекрасно работать, если с ними обращаться с аккуратностью и обеспечить им хороший уход.

Для начала надо внимательно отнестись к тому, как именно установить настенные механические часы. Без соблюдения этого условия есть риск неверного отображения времени и постепенного приведения механизма в негодность. На колодочку стержня подвешивать маятник надо как можно осторожнее. Корпус устройства должен быть надежно зафиксирован на стене.

Устраивать часы следует на ровной стене, крепление должно выдерживать их вес и быть как можно более надежным. Не допускается перекосов в сторону. Стена должна быть идеально вертикальной, если же есть наклоны, выравнивание производится путем работы с регулировочными винтами. У данных элементов функции следующие: они касаются стен остриями и держат на месте корпус. После того как часы установлены, производится завод пружины. Вставляйте ключ на стерженек заводного валика до упора. Поворот производить надо в соответствии с указанием стрелки на циферблате. При неосторожном заводе, сделанном рывками, можно серьезно нарушить работу часов. Когда пружина заведена, а маятник запущен, на слух звуки идущих часов должны восприниматься как мерные постукивания с одной и той же длительностью.

При неровных, лишенных ритмичности звуках можно предположить, что регулирование устройства выполнено неточно.

Закрывайте плотнее дверцу, чтобы в часовой механизм не попадала грязь. При необходимости перемещения часов с одного места на другое надо сперва убирать маятник и только потом снимать со стены корпус. После того как поставлен на новое место корпус, надо снова подвесить маятник и тогда уже запускать часы.

От чего зависит точность хода

Насколько точно идут настенные механические часы, будет зависеть от качаний маятника. Если точность хода нарушена, необходимо отрегулировать часы, передвигая линзу по стержню маятника. При отставании во времени линзу поднимают, поворачивая регулировочную гайку вправо. При спешке, напротив, гайку опускают, поворачивая в левую сторону.

Настенные часы ручной работы от дизайнера Грэм Берг

Не пытайтесь самостоятельно пустить в ход остановившийся механизм — обращайтесь к часовщику. Надо выбирать такого специалиста, который хорошо знаком с подобными механизмами, а также имеет в распоряжении необходимый инструментарий и для ремонта, и для регулирования хода часов.

Маятник подвешивается на тонком подвесе — стальной пружине. При неосторожном обращении ее можно повредить. Для того чтобы сохранить подвес в работающем состоянии, при вращении регулировочного элемента одной рукой второй придерживайте линзу. В большинстве настенных часов стержень маятника частично выполнен из дерева — на этот материал температура не оказывает такого сильного воздействия, как на стальной элемент.

Как настроить ход часов

Как и любое механическое устройство, настенные ходики требуют своевременного обслуживания, настройки, а порой и ремонта. От того, насколько правильно настроен механизм, будет зависеть точность хода, срок службы часов.

При остановившемся ходе проверьте, правильно ли расположен трос, цепочка подвеса гири, насколько правильно выполнено подвешивание. Когда ничего не помогает, лучше обратиться в мастерскую по ремонту часов.

Для механических устройств, измеряющих время, допускаются неточности в работе: ход может отклоняться от настоящего времени на +/- 30 секунд за 24 часа. Чтобы настроить ход, действовать необходимо опытным путем. Этот способ подходит для тех владельцев часов, кому не хочется постоянно приглашать мастера, для того чтобы настраивать точность времени на циферблате. После того как на часах выставлено время, надо дать им поработать несколько дней. После этого разницу в правильности хода надо разделить на число «отработанных» суток, чтобы получить суточную погрешность.

Учитывая то, что оборот регулировочного элемента под маятничной линзой составит в среднем от тридцати секунд до одной минуты за 24 часа (это зависит от определенного механизма), проверьте, хватит ли для необходимой регулировки длины резьбы. К примеру, если за трое суток часы отстали на 5 минут, суточная погрешность составляет 100 секунд. Это означает, что регулировочную гайку прокрутить надо на 3 оборота.

Настройка боя часов

Перед выполнением настройки надо убедиться в том, что часы полностью заведены. Для этого ключом выполняются обороты по часовой стрелке, но заводить следует не до конца. Один-два оборота дотягивать не надо — это делается для предотвращения поломки, как нередко бывает с туго натянутой пружиной. Поднимите часовые гири вверх к циферблату. Минутную стрелку медленно доведите до места боя часов. Услышав слабый щелчок, подсчитайте число ударов.

В устройствах, где предусмотрен получасовой бой, удар выполняется каждые полчаса. По окончании одного часа число ударов будет соответствовать текущему времени. В некоторых моделях предусмотрен четвертной бой. Выглядит это следующим образом: каждые пятнадцать минут выполняется бой, иногда с разными мелодиями. По окончании каждого полного часа бой соответствует количеству часов, которое при этом показано на циферблате.

Причин для поломок стенных часов немало: это может быть пересыхание в корпусе масла, попадание в механизм влаги, пыль, попавшая внутрь, и так далее. На стекле могут появляться царапины, трещины, которые в большинстве случаев легко исправить при помощи простой полировки.

По большей части настенные часы выполняют из красного дерева или другого, не менее долговечного. Но вне зависимости от прочности материала, с течением времени дерево будет пересыхать, крошиться. Лопнувшие швы и крохотные трещинки лучше своевременно заделывать специальным столярным клеем.

Не разбирайте механизм самостоятельно, если не обладаете необходимыми навыками. Заново собрать его непросто, и сделать это должен часовых дел мастер с наличием опыта. При сборке механизма понадобится тщательная регулировка контактных лепестков относительно замыкателя. Между якорем и электромагнитом следует обеспечить зазор в 0,5 мм.

Если вы только собираетесь покупать настенные часы для украшения вашего жилья, вас можно поздравить. Правильно выбранные часы становятся предметом гордости хозяев. Они способны привнести в интерьер неповторимость, особенный шарм и оригинальность.

По мере развития науки и техники требовалась все большая точность измерения времени. Часы древнего мира были слишком грубыми, погрешность получаемого с их помощью отсчета составляла десятки минут в сутки. Всевозможные усовершенствования солнечных, песочных, огненных и водяных часов были не в состоянии преодолеть их принципиальных недостатков и существенно повысить точность.

В результате работы многих ученых и мастеров в XIII веке появляются механические колесные часы.

Колесо вместо песка, огня и воды

Принцип действия механических колесных часов следующий: на горизонтальный вал намотана длинная веревка с гирей на конце. Гиря тянет веревку, заставляя ее разматываться и вращать вал. Вращение вала через систему колес передается основному, храповому колесу, соединенному со стрелками - указателями часов. Однако если гире предоставить свободно опускаться, то вал будет вращаться не равномерно, а ускоренно. Для получения медленного и по возможности равномерного вращения храпового колеса служит специальный регулятор - билянец.

Билянец (рис. 7) представляет собой металлический стержень, расположенный параллельно поверхности храпового колеса. К оси билянца под прямым углом друг к другу прикреплены две лопатки. При повороте колеси зубец толкает лопатку до тех пор, пока она не соскользнет с него и не отпустит колесо. В это время другая лопатка с противоположной стороны колеса входит в углубление между зубцами и сдерживает его движение. Вследствие такого устройства билянец раскачивается. При каждом полном его качании храповое колесо передвигается на один зубец. Чем медленнее совершается качание билянца, тем медленнее движется храповое колесо.

На стержень билянца навешивают грузы, обычно в форме шаров. Регулируя величину этих грузов и расстояние их от оси, можно заставить храповое колесо двигаться с различной скоростью.

Колесные часы обычно выполнялись в виде весьма громоздких сооружений; башенных, дворцовых или соборных часов. Их детали имели значительные размеры и большой вес. Например, в колесных часах астронома Тихо Браге храповое колесо имело диаметр 91 см и 1200 зубьев. В некоторых часах колеса весили сотни килограммов. Вследствие большого веса деталей и значительного трения колесные часы нуждались в смазке и постоянном уходе. Погрешность показаний колесных часов составляла несколько минут в сутки.

Одним из интересных образцов механических часов являются московские кремлевские часы. Это - огромное сооружение. Механизм часов занимает несколько этажей башни, а размеры циферблата таковы, что каждая цифра имеет величину почти с человеческий рост. Эти часы были сделаны в 1404 г. монахом Лазарем Сербиным. С тех пор они несколько раз исправлялись и переделывались, Коренная переделка этих часов была произведена в 1709 г. По приказу Петра I, большого любителя часов, йа Спасской башне были установлены часы с музыкой. По приказу Николая I часы были вновь переделаны таким образом, что в полдень, в три, шесть и девять часов они стали вызванивать "Коль славен..." и Преображенский марш. Это были грандиозные часы с огромными стрелками, имевшие несколько заводных валов с семипудовыми гирями. Один из валов управлял стрелками, другой - боем, третий служил для отзванивания четвертей, а четвертый был приспособлен для того, чтобы часы исполняли мелодию. Циферблат этих часов расположен на восьмом этаже башни, часовой механизм - на девятом, а 35 колоколов, вызванивающих мелодию,-на десятом этаже башни. После Октябрьской революции кремлевские часы по распоряжению Ленина были отремонтированы кремлевским слесарем В. Н. Беренсом и переделаны так, что стали вызванивать "Интернационал". В XV веке различные виды механических часов получают все большее распространение, а в их конструкцию вводится важное усовершенствование: часовая пружина. Появляются настольные пружинные часы сравнительно небольших размеров, вес которых не превышает нескольких килограммов.

На первых часах имелась только часовая стрелка. Около 1550 г. появляются часы с двумя стрелками: часовой и минутной, а с 1760 г. появляется и секундная стрелка.

Маятник - сердце современных часов

Ход пружинных часов зависит от многих причин и в первую очередь от натяжения пружины и трения колес.

Погрешность показаний времени колесных часов значительно меньше, чем погрешность песочных, огненных и водяных часов, однако довольно скоро точность отсчета времени, даваемая ими, оказалась недостаточной. Ряд наук и в первую очередь астрономия требовал умения отсчитывать время все точнее и точнее. Необходимо было отыскать способ сделать ход часов значительно более равномерным.

Принципиально новое решение этой задачи было найдено Галилео Галилеем путем использования для отсчета времени качаний маятника.

Согласно преданию, в 1584 г. двадцатилетний Гали лей, находясь в соборе, под высокими сводами которого метался ветер, обратил внимание на то, как качаются огромные бронзовые лампы, подвешенные к потолку Эти лампы были разной величины и имели различный вес, но были подвешены на цепях одинаковой длины и качались с одинаковым периодом. Рассказывают, что это и навело Галилея на мысль использовать качания маятника для регулирования хода часов.

Позднее, независимо от Галилея, Христиан Гюйгенс разработал конструкцию маятниковых часов и дал их расчет.

Принцип действия маятниковых часов следующий: пружина создает силу, движущую всю систему колес, а маятник обеспечивает равномерность их хода (рис. 8). Устройство этих часов такое: от вала через ряд промежуточных колес приводятся в движение минутное и секундное колеса. Секундное колесо охватывается якорем, или анкером, состоящим из дуги с двумя скошенными выступами (рис. 9). Анкер скреплен с маятником. При качании маятника и движении секундного колеса выступы анкера попеременно входят в прорези секундного колеса, регулируя скорость его движения. В свою очередь анкер связан с маятником с помощью валка, подталкивающего маятник. Это - система так называемого "несвободного" маятника.

Пружина и маятник открыли перед конструкторами часов богатые возможности, а желание превзойти своих современников и покровительство вельмож, любивших похвалиться затейливой игрушкой, влекло часовых мастеров к разработке все более сложных и хитроумных механизмов.

Изготовление таких часов в России связано с именами двух замечательных изобретателей: Кулибина и Волоскова.

Иван Петрович Кулибин (1735-1818 гг.) сконструировал часы в форме яйца, вызывавшие заслуженное удивление современников. Их механизм, состоящий почти из 500 деталей, устроен так, что они отбивали часы и четверти часов, исполняя при этом разные мелодии, в них двигались фигурки и т. д. Устройство этих часов (рис. 10), над которыми он работал пять лет, а затем преподнес их Екатерине II, Кулибин описывал так: "В доходе каждого часа внутри корпуса отворяются створные двери, внутри оного яйца представляется в подобие зала, в котором противу дверей поставлена, на пример палатки, подобие гроба господня, гроб и в него затворенная малая дверь. И в двери прибавлен камень. По сторонам этого гроба стоят с копьями два стража. По отворению реченных дверей через полминуты вдруг появляется в подобие ангел. От того явления камень отваливается, и дверь гроба разрушается, а стоящие стражи вдруг ниц падают. Через полминуты приходят к ангелу две жены в подобие мироносиц и с их явлением надпевает звоном голос... потом в корпусе вдруг двери затворяются, и сие действие бывает перед каждым часом. И оный стих выходит перед пробитием 8 часов пополуночи за каждым часом и действием, а переменяется по пробитии 4 часов пополудни и выходит голос другого стиха. Величиной эти часы противу средства гусиного и утиного яйца. Бьют часы и четверти, каждую четверть, и имеют лицевую доску со стрелками, как у карманных".

Терентий Иванович Волосков (1729-1806 гг.) в результате многолетнего труда построил часы, показывавшие минуты, часы, месяцы, положение Солнца, Луны и звезд. Это был сложный и остроумный механизм.

Маятниковые часы даже в своем первоначальном виде имели точность, значительно превосходящую ту, которой обладали все предыдущие типы часов. Это по волило решать ряд важных астрономических задач производить определение положения небесных тел и и; движений и т. д. Например, отмечая по звездному времени моменты кульминации Солнца и моменты кульминации звезды, по разности этих моментов можно определить их взаимное расположение (разность прямых восхождений). Делая такие измерения ежедневно в течение длительного времени, определяют путь Солнца относительно звезд.

Однако вскоре потребовалось еще большее увеличение точности. Дальнейшего усовершенствования измерения времени требовали прежде всего астрономия и навигация. В течение последних столетий и принцип действия, и устройство маятниковых часов непрерывно совершенствовались, в результате чего была значительно повышена точность их хода.

Ход пружинных часов зависит от натяжения пружины; по мере ее раскручивания натяжение ослабевает и ход часов замедляется. Для устранения этого дефекта было предложено пружину соединять с часовыми колесами через фузею. Фузея представляет собой усеченный конус с винтовой нарезкой. При развертывании пружины связанная с ней цепочка наматывается на фузею, спускаясь все ниже к ее более широкому основанию. Таким образом, по мере раскручивания пружины наряду с ослаблением ее натяжения увеличивается плечо рычага и крутящий момент остается неизменным.

Фузея применяется в морских хронометрах. Для карманных часов она оказалась слишком громоздкой и тяжелой. Вместо нее в настоящее время предпочитают делать часовую пружину значительной длины, используя для работы только среднюю ее часть, где упругость приблизительно постоянна.

Второе, еще более важное усовершенствование часов заключалось в улучшении конструкции маятника.

Даже небольшое изменение длины маятника сильно сказывается на работе часов. Между тем при изменении температуры размеры тел изменяются. Стальной стержень длиной 1 м при нагревании на 1 °С удлиняется на 0,012 мм, медный - на 0,016 мм. цинковый - на 0,028 мм. Если длина стального маятника отрегулирована при 0°С, то при температуре 20° С часы накапливают за сутки отставание в 10,4 секунды. Для уменьшения погрешности часов необходимо добиться температурной компенсации, т. е. сделать маятник так, чтобы при изменении температуры его длина не изменялась.

В 1725 г. английский часовой мастер Джон Гаррисон для получения температурной компенсации сделал маятник составным. Этот маятник был собран из четного числа цинковых стержней и нечетного числа стальных, соединенных так, что при повышении температуры удлинение одних стержней приводило к увеличению, а удлинение других - к уменьшению его общей длины (рис. 11). При надлежащем выборе материала и длины четных и нечетных стержней длина маятника остается неизменной как при повышении, так и при понижении температуры. Гаррисон добился изумительной по тем временам точности работы часов, порядка нескольких сотых долей секунды в сутки.

Настоящее завершение пружинные часы получили с изобретением баланса, заменившего в них обычный маятник. Баланс - это маленькое маховое колесо, которое совершает колебательные движения около положения равновесия, попеременно вращаясь то вправо, то влево.

Пружинные часы с балансом работают следующим образом. Прежде всего заводят пружину. Для этого от руки вращают заводную головку часов. При этом через ряд промежуточных колес вращение передается валу барабана, который закручивает пружину так, что она навивается на него. Пружина не может раскрутиться, вращая вал Этому мешает храповая собачка, которая стопорит барабанное колесо. Поэтому при работе часов пружина раскручивается, вращая не вал, а барабан.

Вращение барабана через несколько колес - центральное, промежуточное, секундное - передается анкерному. Анкерное колесо через вилку с рожками сообщает движение балансу, периодически подталкивая его. При этом спиральная пружина баланса (волосок) ворачивается и разворачивается, заставляя баланс вращаться то в одну, то в другую сторону, таким образом, вращательное движение анкерного колеса преобразуется в колебательное движение баланса.

Каждое колебание баланса имеет (или по крайней мере должно иметь!) определенную и одинаковую длительность. Измерение времени с помощью пружинных часов сводится к подсчету числа колебаний, совершаемых балансом за измеряемый промежуток времени. Эту работу выполняет состоящий из нескольких колес счетный механизм, а связанные с ним стрелки указывают на циферблате протекшее время.

В пружинных часах особенно ответственная работа выпадает на долю баланса. В течение суток главная пружина поворачивает барабан на 3,5 оборота, за то же время баланс совершает 432 000 колебаний. Его спиральная пружина в течение суток свертывается и развертывается 216 000 раз. Для правильной работы пружинных часов чрезвычайно важно, чтобы длительность колебаний баланса была строго постоянной и не зависела ни от силы заводной пружины, ни от изменений температуры.

В балансе с плоским волоском не удается достигнуть независимости длительности качаний баланса от размаха его колебаний. Это происходит потому, что при работе плоского волоска его витки почти по всей длине развертываются неодинаково во все стороны (эксцентрично). При этом центр тяжести баланса периодически смещается от его оси, и тем больше, чем больше размах колебаний баланса. Кроме того, при работе баланса с плоским волоском наружная часть волоска слегка прогибается в обратную сторону, что также нарушает правильность колебаний.

Поэтому часы с плоским балансом спешат при полностью заведенной пружине и отстают, когда завод их кончается.

Эти недостатки преодолены в балансе с неплоским волоском (типа Бреге) (рис. 12), наружный виток которого загнут кверху и отогнут к центру. В неплоской спирали наружный виток несколько меньше остальных. При такой форме волоска разворачивание его происходит концентрически, т. е. равномерно во все стороны. Поэтому при работе баланса его центр тяжести не смещается.

Длительность колебаний баланса с неплоской пружиной оказывается независимой от размаха колебаний, т. е. колебания получаются изохронными. Показания таких часов не зависят от натяжения главной пружины.

Для получения температурной компенсации баланса его колесо делается не сплошным, а состоящим из двух дуг (рис. 13). Каждая дуга состоит из двух различных металлических полосок, спаянных между собой. Внешняя полоска делается из латуни, внутренняя - из стали. При увеличении температуры длина волоска увеличивается, а его упругость уменьшается; обе эти причины вызывают замедление качаний баланса. Состоящие из двух металлов дуги баланса при нагревании загибаются внутрь вследствие того, что снаружи расположена полоска из материала с большим коэффициентом расширения. Это уменьшает радиус баланса и соответственно увеличивает частоту его качаний. При этом вся система регулируется так, чтобы период ее качаний не зависел от температуры.

Эти усовершенствования дали возможность изготовлять пружинные часы, имеющие точность, вполне достаточную не только для бытовых целей, но и для целого ряда научных и технических задач.

Как регулируют часы

В настоящее время карманные, настольные и в особенности наручные часы стали столь распространенными приборами, а их выпуск столь массовым, что возникла особая проблема: достаточно точной, быстрой, годной для заводского производства регулировки ход часов.

Казалось бы, что отрегулировать часы можно достаточно просто по радиосигналам точного времени. Для этого нужно поставить их точно по сигналу времени, затем через некоторое время, например через сутки, снова сверить их с сигналом, и если часы несколько спешат или отстают, то немного передвинуть регулятор. Далее нужно повторять эту операцию до тех пор, пока регулятор не будет установлен в такое положение, когда погрешность хода часов не превышает допустимого для данного типа часов предела. Легко видеть, что такой метод регулировки часов требует много времени, большого штата сотрудников я для массового производства крайне неудобен.

Значительно более удобным в этом отношении оказывается акустический метод контроля и регулировки хода часов, получивший название весов времени . При взвешивании на обычных весах вес тела сравнивается с весом некоторого числа гирь. При контроле хода часов на весах времени по звуку на слух производится сравнение частоты ударов контролируемых часов с частотой ударов эталонных часов высокой точности.

Установка для регулирования часов состоит из контрольного станочка, в который зажимаются испытуемые часы, а также из усилителя и громкоговорителя. Часы устанавливаются в станке таким образом, что задняя часть их корпуса оказывается вблизи неподвижной металлической пластинки, имеющей такие же размеры, как и корпус часов. Металлическая пластинка и корпус часов образуют электрический конденсатор. Небольшие перемещения корпуса часов, вызванные ударами часового механизма, приводят к изменению емкости конденсатора. Этот своеобразный конденсатор включается на входе усилителя. На выходе усилителя ставятся телефонные наушники или громкоговоритель. Таким образом небольшие перемещения корпуса при ударах часового механизма преобразуются в громкий и четкий звук. Расхождение звука от испытуемых и эталонных часов хорошо улавливается ухом. Ход испытуемых часов определяется путем измерения времени между двумя точными совпадениями звука от контролируемых и эталонных часов.

Прибор для проверки часов (ППЧ)

На советских часовых заводах для регулировки и проверки часов применяется очень удобный прибор отечественной конструкции (ППЧ-4), в котором удачно сочетаются акустический, электромеханический и электронные блоки (рис. 14, а). В нем, путем сравнения частоты колебаний баланса испытуемых часов с частотой сигналов от радиотехнического генератора, проверка хода часов производится не только достаточно точно, но и быстро.

Это делается следующим образом. Проверяемые часы устанавливаются в держателе микрофона (рис. 14,б). Колебания баланса часов создают механические вибрации, а микрофон преобразует их в электрические сигналы. Величина этих электрических сигналов небольшая, а форма напоминает вершин) горы. Между тем для управления пишущим устройством желательно иметь электрические сигналы большой амплитуды и П-образной формы. Это достигается в два этапа. После микрофона электрические сигналы поступают на усилитель, где они усиливаются. Затем уже усиленные электрические сигналы поступают на вход преобразователя. Преобразователь работает как клапан. Срабатывая от небольшого тока, он управляет большим током. В результате на выходе преобразователя получаются импульсы тока большой величины и почти П-образной формы, а их частота равна частоте колебаний баланса.

Эти импульсы управляют электромагнитным реле, которое состоит из электромагнита и якорька с ударником, на конце которого укреплено перо. При протекании электрического тока через катушку электромагнита якорек притягивается. Таким образом, при каждом импульсе тока якорек реле перемещается и своим концом ударяет по барабану, ставя на нем точку.

Барабан вращается со строго определенной скоростью. Это достигается с помощью радиотехнического генератора, частота колебаний которого понижается в каскадах деления частоты. Ток низкой частоты через усилитель мощности питает синхронный электромотор. От электромотора вращение передается барабану.

Для проверки обычных наручных и карманных часов барабану придается вращение со скоростью пяти оборотов в секунду, или одного оборота за 0,2 секунды. Между тем проверяемые часы делают (или по крайней мере должны делать!) каждый удар (тиканье) через 0,2 секунды. Следовательно, за каждый оборот барабаня на диаграммной бумаге ставится одна точка. В приборе имеется также специальное механическое устройство для создания поступательного движения реле относительно барабана, которое при вращении барабана смещает реле вдоль его оси.

Прибор ППЧ-4 устанавливается непосредственно у конвейера сборки часов. Тут же производится их регулирование и проверка. Если частота тиканья часов и число оборотов барабана совпадают, т. е. ход часов правильный, то на барабане получается ряд точек, расположенных на горизонтальной прямой. Если испытуемые часы спешат или отстают, то получаются прямые, расположенные под разными углами к горизонтальной оси. По их наклону определяется погрешность или ошибка хода часов.

Кроме того, в приборе предусмотрена возможность контроля работы часов на слух. Для этого служит телефон, подключенный к усилителю. Вся операция проверки часов с помощью прибора ППЧ-4 занимает около 30 секунд. Наладка и регулировка часов, конечно, требуют несколько большего времени.

Микроскоп времени

Микроскопом времени называется оптический прибор для регулирования хода часов.

Наблюдая с помощью микроскопа времени за частотой качаний балансира, можно отрегулировать их ход.

Принцип действия микроскопа времени основан на том, что зрительное впечатление человеческого глаза обладает некоторой инерцией. Изображение, мелькающее больше 16 раз в секунду, кажется человеческому глазу слитным. На этом, кстати говоря, основано слитное восприятие глазом изображений в кино, где кадры сменяются 24 раза в секунду.

Если вращающийся диск, представляющий собой белый круг с одним зачерненным сектором, осветить мелькающим светом, частота вспышек которого равна числу оборотов диска, то человеческому глазу диск кажется неподвижным. Это происходит потому, что глаз, который видит диск только во время вспышки света, каждый раз застает черный сектор на одном и том же месте. Если число оборотов диска и частота вспышек света несколько различаются, то изображение кажется движущимся вперед или назад. Наконец, если частота вспышек света оказывается вдвое больше числа оборотов диска, то глаз видит на круге два черных сектора вместо одного. Описанные явления используются для определения угловой скорости. Как и большинство оптических методов, этот стробоскопический метод определения скорости вращения оказывается весьма точным.

Микроскоп времени работает согласно этому же принципу. Устройство микроскопа времени следующее: синхронный моторчик, питаемый током эталонной частоты, вращает зеркальце, отбрасывающее блик света на балансир испытуемых часов. Частота попаданий света на балансир часов соответствует нормальной частоте его качаний. Если испытуемые часы идут совершенно правильно, то вследствие стробоскопического эффекта их балансир кажется неподвижным. Путем поворота статора моторчика фаза вспышек света подбирается так, чтобы балансир был виден в середине его пути, когда его скорость наибольшая. Этим достигается максимальная чувствительность устройства. Если частота качаний балансира испытуемых часов не совпадает с эталонной частотой освещения, то при малых расхождениях изображение балансира кажется дрожащим, при больших - движущимся вперед или назад, а при очень большом различии этих частот изображение удваивается или утраивается.

Наименьшее смещение балансира часов, дающее такое дрожание изображения, которое еще можно заметить, составляет угол в четверть градуса, что соответствует отклонению хода часов на 1/5 секунды в сутки. Таким образом, передвигая регулятор часов и одновременно наблюдая с помощью микроскопа времени, можно достаточно быстро и точно отрегулировать часы.

Для решения несколько более широких задач - контроля хода часов в течение длительного времени, наблюдения колебаний хода, определения зависимости хода часов от натяжения пружины и т. д.- применяются различного рода записывающие устройства.

Тик так, Тик так – этот звук мы вспоминаем, когда думаем о часах. Хотя подавляющее большинство современных часов едва ли издают хоть какой-то звук. Не так давно почти каждые часы издавали характерный для часов звук, потому что они были полностью , а не электронными. Раньше для того чтобы часы работали было необходимо поворачивать ключ, заводить пружину, после прислушавшись можно было услышать как работают шестерни. Так давайте разберёмся, как на самом деле работают старомодные маятниковые часы.

Что такое маятник?

Маятник представляет собой стержень, который висит вертикально и раскачивается из стороны в сторону под действием силы тяжести. Как обнаружил итальянский учёный Галилео Галилей(1564-1642), полное колебание маятника занимает одинаковое время. В теории, единственное, что влияет на колебание маятника, это его длина и сила тяжести. Для относительно небольших колебаний, время (Т), которое требуется для того, чтобы маятник сделал одно полное колебание(известное как период) вычисляется по следующему уравнению:

Где, l — это длина маятника, g – мера силы тяжести(ускорение свободного падения). Из этого уравнения видно, что вам надо в 4 раза увеличить длину маятника, чтобы в 2 раза увеличить колебания.

Как маятник работает?

Маятник работает путём преобразования кинетической энергии в потенциальную и обратно. Когда маятник находится в крайнем положении он имеет максимальную накопленную энергию(потенциальную энергию). В самой нижней точке, максимально близкой к земле потенциальная энергия переходит в кинетическую и имеет её максимальное значение в этой точке. Таким образом, маятник постоянно переводит потенциальную и кинетическую энергии друг в друга, что является примером простого гармонического колебания. Если бы трение соприкасающихся элементов и сопротивление среды(воздуха) отсутствовало, то есть были созданы идеальные условия, то маятник бы совершал колебания вечно. Но в реальных условиях маятник учитывая вышеперечисленные факторы замедляется. Но что является очень важным для хронометража, даже при уменьшении амплитуды колебания время колебания маятника не изменяется. Галилей сразу отметил эту полезную функцию, но построить маятниковые часы ему так и не удалось, удалось лишь представить модель маятниковых часов в 1642 году. Галилей передал свои труды датскому учёному Христиану Гюйгенсу. Он и сделал первые маятниковые часы в 1650 году.

Как работают маятниковые часы?

Почти все маятниковые часы сконструированы следующим образом: в часовом механизме, который Вы видите, груз 1 с помощью троса через валик 2 приводит в движение систему колес. Этот груз обеспечивает энергию для часов. Усилие через несколько колесных пар передается на тормозное колесико 3. Проворачивание часового механизма тормозится в результате взаимодействия тормозного колесика 3 и анкера 4 и регулируется маятником 5. Тормозное колесико будет продвигаться дальше лишь в том случае, если маятник приведет анкер в такое положение, когда он отпустит тормозную шестеренку. Одновременно другой конец анкера проходит в пространство между шестеренками и тем самым ограничивает движение тормозного колесика 3 на половину длины зубчика. Теперь, когда маятник будет совершать обратное движение, зубчик надавит на анкер и через стержень передаст усилие на маятник. Маятник при этом получает небольшую дополнительную энергию, что компенсирует имеющиеся у него потери на трение. Эта игра повторяется при каждом движении маятника. Таким образом, тормозное колесико движется в такт колебаниям маятника. Через несколько шестеренок оно соединено с минутной шестеренкой 7. Скорости промежуточных шестеренок рассчитаны таким образом, чтобы минутная шестеренка проворачивалась один раз в час, т.е. со скоростью большой стрелки, соединенной с минутной шестеренкой. И, наконец, шестеренки 8, 9 и 10 служат для того, чтобы маленькая стрелка двигалась в 12 раз медленнее, чем большая. Комбинацию из стрелок 8, 9 и 10 называют также стрелочным механизмом.

Недостатки маятниковых часов.

Как мы рассмотрели выше, время колебания маятника зависит от длины стержня и силы тяжести. Но длина металлического стержня может изменяться при изменении температуры, это изменение незначительное, но будет оказывать влияние на времени. То же касается силы притяжения. Часы ближе к центру земли, на уровне моря и высоко в горах будут отсчитывать время не одинаково. Так же применение маятников часов на корабле практически невозможно, или очень затруднено. Но все эти проблемы были только на заре появления маятниковых часов. В процессе развития науки все проблемы были решены.

Маятниковые часы

http://сайт/wp-content/uploads/2014/07/1-300x165.jpg

Тик так, Тик так – этот звук мы вспоминаем, когда думаем о часах. Хотя подавляющее большинство современных часов едва ли издают хоть какой-то звук. Не так давно почти каждые часы издавали характерный для часов звук, потому что они были полностью механическими, а не электронными. Раньше для того чтобы часы работали …

Часы марки «ОЧЗ» или «Янтарь» производил Орловский часовой завод, который наладил производство настенных часов в 1954 году, а закончил существование вместе с Советским Союзом. Поэтому навскидку часам может быть от 25 лет до полувека.

• Разбор механизма
• Мойку деталей и сушку
• Смазку
• Сборку и настройку хода часов

Надумаете разбирать механизм часов:

• снимите сначала маятник и аккуратно отсоедините циферблат и стрелки от центральной платины. Удобство заключается в том, что для ремонта часов с боем ОЧЗ достаточно вытащить механизм, расположенный между двумя платинами.
• Для промывки используйте высокоочищенный растворитель «Калоша», зубную щётку со срезанной щетиной и зубочистки для чистки отверстий.
• При сборке сложно поменять колёса местами, потому что они не встанут на чужое место, но лучше предварительно найти схему часов.
• Смазка проводится после сборки, но только часовым специальным маслом или вазелиновым, которое может продаваться в аптеках. Смазывают все детали понемногу, кроме зубчатых колёс.

Как выставить точность хода механических часов с боем

В мастерской, заканчивая ремонт настенных часов Янтарь с боем, обязательно проверяют ход и точность. Настенные часы очень чувствительны к положению. Поэтому, когда повесите на стену, подвигайте вправо — влево до ровного на слух тиканья.

Зафиксируйте положение винтами, которые не позволят корпусу часов смещаться. Далее, выставьте минутную стрелку на деление 6 или 12, чтобы часы пробили. Постепенно передвигайте минутную стрелку, слушая бой каждый час. Установили точное время, заведите часы, но не до конца.

Теперь считайте насколько часы отклоняются в сутки от точного времени. Регулировать точность можно с помощью регулировочной гайки, расположенной под линзой маятника. В среднем один оборот – это 0,5 минуты до одной, вправо крутим, чтобы увеличить, влево – уменьшить.