В этой статье мы попросили мастера ответить на вопрос: «Что является колебательной системой в ручных часах?», а также дать полезные рекомендации для наших читателей. Что из этого получилось, читайте далее.
В часах с механическим приводом основной движущей силой является стальная пружина. Пружины настенных и настольных часов заводят ключом, наручных — заводной головкой.
По типу колебательных систем часы подразделяют на часы с балансовой (баланс с волоском) и маятниковой колебательными системами.
ЧАСЫ С БАЛАНСОВОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ
К этой группе относятся все типы наручных, настольных часов и будильники, в которых баланс является регулятором точности хода часов. Особенностью этой группы часов является то, что они могут работать в любом положении.
Точный отсчет времени возможен только в том случае, когда баланс совершает строго установленное количество колебаний в единицу времени. При увеличении количества колебаний баланса в единицу времени часы спешат, при уменьшении — часы отстают. Регулируют ход часов при помощи регулятора (градусника) .
На мосту баланса нанесена шкала со знаками: + (плюс) и
— (минус) или буквы Я и У (см. рис. 70).
Если передвинуть регулятор по шкале к знаку + или букве П, то часы пойдут быстрее, так как при этом длина рабочей части волоска сократится. Если регулятор передвинуть к знаку
— или букве У, то часы пойдут медленнее, так как длина рабочей части волоска увеличится.
Механизм часов состоит из следующих основных узлов:
3) спусковой механизм (анкерное колесо с вилкой);
4) колебательная система (баланс с волоском).
Кроме перечисленных узлов, часы имеют механизм завода и перевода стрелок.
Заводная пружина (см. рис. 23) служит для приведения в движение колесной передачи и поддержания колебаний баланса.
Внешний конец пружины с замком или отверстием прикреплен к барабану. Внешний конец пружины механизма, не имеющего барабана, прикреплен к колонке платин, а внутренний конец — к валу заводного колеса.
При заводе пружины, при первых же двух-трех оборотах часы должны начать ходить. В конце завода пружина обратится в один сплошной массив с витками, плотно прилегающими друг к другу.
У двигателей с барабаном при заводе пружины заводной вал с храповым колесом вращается вокруг своей оси, а собачка храпового колеса с стопорной пружинкой подымаются и опускаются в зависимости от подъема зубьев храпового колеса во время завода пружины. Зуб храпового колеса, упираясь в собачку, не дает возможности заводной пружине возвратиться в первоначальное положение (см. рис. 23).
При работе механизма часов заводной вал, храповое колесо и собачка со стопорной пружинкой стоят на месте, а барабан движется, пружина развертывается концентрично.
У двигателей без барабана заводной вал, храповое колесо, собачка со стопорной пружинкой движутся вместе с заводным колесом, при этом пружина развертывается эксцентрично.
Зубчатой передачей (см. рис. 73) является система зубчатых колес и трибок, передающих движение от двигателя к механизму спуска и стрелочному механизму.
Каждое колесо вращается вокруг своей оси на двух цапфах, вставленных в отверстия платины и моста. Если механизм часов собран на камнях, то цапфы осей входят в отверстия камней. Чем ближе колесо стоит к заводной пружине, тем оно толще и зубья крупнее, соответственно толще и трибки с цапфами.
Зубчатая передача состоит из нескольких узлов. Количество узлов зависит от типа часового механизма. Например, в наручных часах механизм состоит из следующих узлов:
1) узел центрального (среднего) колеса с центральной триб-кой;
2) узел промежуточного колеса с промежуточной трибкой;
3) узел секундного колеса с секундной трибкой;
4) узел спускового (ходового) анкерного колеса с анкерной трибкой;
5) узел стрелочного механизма (минутная трибка, вексельное колесо, вексельная трибка и часовое колесо).
В зубчатой передаче1 колеса и трибки разделяются на ведущие и ведомые. Например, в зубчатой передаче наручных часов барабан с барабанным колесом, получивший движение от заводной пружины, передает его центральной трибке, в этом случае барабанное колесо является ведущим, а центральная трибка — ведомой.
Механизм часов основан на колебательном движении, которое совершает баланс с волоском. Колебания должны непрерывно следовать одно за другим. Стрелки отражают эти колебания на циферблате (секунды, минуты, часы).
Узел спуска
Анкерная вилка и анкерное колесо составляют узел спуска.
Анкерная вилка (см. рис. 63) с одного конца имеет скобу. На концах скобы пропилены прорезы для закрепления палет. Палеты (из синтетического рубина) закрепляют шеллаком. При работе палеты соприкасаются с зубьями анкерного колеса.
На другом конце анкерная вилка имеет паз с двумя рожками, ниже паза закреплено предохранительное копье. Оно не дает вилке при сотрясении часов изменить положение. Копье при сотрясении часов упирается в боковую стенку предохранительного ролика, тем самым не давая анкерной вилке переброситься к противоположному ограничительному штифту. Анкерная вилка находится между двумя штифтами, которые ограничивают ее ход. Есть механизмы, у которых ограничительные штифты заменены уступами в платине.
Узел колебательной системы (см. рис. 70) состоит из: балансового колеса, оси, волоска, колодки, моста баланса, колонки, двойного ролика (импульсного и предохранительного), эллипса, верхней и нижней накладок с накладными камнями. С одного конца на ось насажено балансовое колесо и колодка, в которую закреплен внутренний конец волоска, а внешний (первый виток) закреплен в колонке моста баланса.
С другого конца на ось надет двойной ролик (см. рис. 59), который состоит из импульсного ролика с эллипсом, закрепленным шеллаком, и предохранительного ролика, в котором выфре-зерована канавка для свободного прохождения копья анкерной вилки. Ролики между собой соединены втулкой.
Работа колебательной системы заключается в том, что при отклонении баланса от положения равновесия, т. е. закручивании волоска баланс приходит в движение под влиянием силы упругости спиральной пружины. Баланс, вращаясь в одну сторону, закручивает волосок и в какой-то момент он останавливает движение баланса. Вследствие упругого сопротивления материала волосок стремится принять первоначальное положение и тем самым отклоняет баланс в обратную сторону. При этом эллипс, ударяясь о рожок анкерной вилки, перебрасывает ее в противоположную сторону; в то же время зуб анкерного колеса соскакивает с палеты (скобки), а противоположный, рожок вилки, ударяясь о эллипс, отбрасывает баланс, волосок опять свертывается, и так повторяется снова.
Малый Козихинский пер.14 (вход в арку)
Узел колебательной системы наручных часов состоит из: балансового колеса, оси, волоска, колодки, моста баланса, колонки, двойного ролика (импульсного и предохранительного), эллипса, верхней и нижней накладок с накладными камнями. С одного конца на ось насажено балансовое колесо и колодка, в которую закреплен внутренний конец волоска, а внешний (первый виток) закреплен в колонке моста баланса.
С другого конца на ось надет двойной ролик, который состоит из импульсного ролика с эллипсом, закрепленным шеллаком, и предохранительного ролика, в котором выфрезерована канавка для свободного прохождения копья анкерной вилки. Ролики между собой соединены втулкой.
Работа колебательной системы заключается в том, что при отклонении баланса от положения равновесия, т. е. закручивании волоска баланс приходит в движение под влиянием силы упругости спиральной пружины. Баланс, вращаясь в одну сторону, закручивает волосок и в какой-то момент он останавливает движение баланса. Вследствие упругого сопротивления материала волосок стремится принять первоначальное положение и тем самым отклоняет баланс в обратную сторону. При этом эллипс, ударяясь о рожок анкерной вилки, перебрасывает ее в противоположную сторону; в то же время зуб анкерного колеса соскакивает с палеты (скобки), а противоположный, рожок вилки, ударяясь о эллипс, отбрасывает баланс, волосок опять свертывается, и так повторяется снова.
Вы сможете сразу же получить всю сумму наличными деньгами. Наш сотрудник оформит официальный договор за 10 минут.
Наблюдая колебания листьев деревьев, дорожных знаков над проезжей частью улиц, полотнищ на ветру и др., мы понимаем, что во всех перечисленных случаях незатухающие колебания происходят за счет энергии постоянно дующего ветра. При этом сама колебательная система производит отбор энергии ветра в нужный момент времени и в количестве, требуемом для компенсации неизбежно присутствующих энергетических потерь. Колебания в этих системах начинаются самопроизвольно за счет начальных флуктуаций (дрожаний) колеблющихся предметов. Частота и амплитуда установившихся колебаний определяется как параметрами самой системы, так и параметрами ее взаимодействия с ветром. Такие колебания являются примерами автоколебаний, а сами системы – примерами автоколебательных систем.
Классическим примером автоколебательной системы служат механические часы с маятником и гирями. Эти часы периодически «черпают» энергию при опускании гирь, подвешенных к цепочке, перекинутой через шестерню часового механизма.
Принцип работы всех автоколебательных систем можно понять, обратившись к схеме, изображенной на рис. 3.5.
Периодическим поступлением энергии в колебательную систему от источника энергии по каналу АВ управляет сама колебательная система посредством обратной связи. Схематически это изображено в виде некоторого запирающего канал АВ устройства (ключа), который управляется самой системой. Так, в зависимости от положения и скорости колеблющегося листа на ветру будет различной мощность сил аэродинамического давления.
В конструкции часового механизма (рис. 3.6) присутствует специальное устройство – анкер, выполняющий роль ключа. Этот анкер, представляющий собой коромысло, приводится в колебание самим маятником часов. При определенных положениях он «отпирает» одну из шестерен часового механизма. В этот момент времени шестерня проворачивается за счет момента сил, приложенного со стороны натянутой цепи с грузом. Груз при этом опускается на небольшую величину. Количество энергии, поступающей в часовой механизм, равно по величине уменьшению потенциальной энергии груза в поле силы тяжести.
Важно отметить, что любая автоколебательная система нелинейна. На схеме это отражено наличием в системе обратной связи нелинейного ограничителя сигнала, управляющего ключом. Нелинейность системы проявляется в том, что при начальном нарастании амплитуды колебаний, порожденных флуктуациями, поступление энергии в систему за каждый последующий период колебаний увеличивается нелинейно, т.е. прирост поступающей энергии становится все меньше и меньше. Естественно, что амплитуда колебаний достигнет такой установившейся величины, при которой приток энергии и ее потери будут равны.
Возможно у Вас есть свои мнения на тему «Что является колебательной системой в ручных часах»? Напишите об этом в комментариях.
Загрузка...