В этой статье мы попросили мастера ответить на вопрос: «Как устроены маятниковые часы?», а также дать полезные рекомендации для наших читателей. Что из этого получилось, читайте далее.
С самых древних времён людям просто необходимы были часы, поэтому человечество разным образом стало придумывать, как считать время. Сначала появились солнечные часы. Они были изобретены в глубокой древности. Основной технологией узнавания времени было солнце. Если погода была пасмурной, то узнать который час было не возможно. Это были совсем не точные часы, хотя люди по ним ориентировались вполне неплохо.
Следующие часы появились, лишь, в начале 16 века. Они были оснащены одной стрелкой. Когда она проходила два раза по кругу циферблата, это означало, что прошли сутки. В принципе, ничего с тех времён практически не изменилось. Хотя изменилось, добавилась ещё одна стрелочка – минутная, но произошло это почти через век. При помощи нововведения люди уже начали более точно определять время.
Первые маятниковые часы появились в середине 17 века, а именно в 1657 году. Отцом основателем является голландский изобретатель Христиан Гюйгенс. Маятниковые часы были не совсем точными и качественными. Они требовали значительных доработок. Всё дело в том, что маятник некоторое время работал, но позже останавливался. Его приходилось заводить снова, что было совсем неудобно для пользователей часов того времени. Маятник сам по себе был изобретён великим учёным Галилео Галилеем в 1583 году. Он тогда смог убедить людей, что скачки маятника из стороны в сторону задают равную траекторию и тратят на это одинаковое количество времени. Это прекрасно подходило для механизма часов.
С тех пор часы с маятниковым механизмом часто видоизменялись. Точнее изменялся принцип их работы. Часы с маятником были у самых именитых людей того времени. Сейчас маятниковые часы опять вошли в моду. Все больше желающих украсить свой интерьер вещичками под старину. А часы с маятником всегда останутся винтажным предметом интерьера.
Вообще, часы это такая вещь, которая обязательно должна быть у каждого человека. Это своеобразный показатель статуса человека и его деловитости. Не зря, раньше у каждого значимого городского человека были самые лучшие настенные и напольные часы. Они изготавливались по особому заказу и подгонялись специально под основной интерьер квартиры или отдельно комнаты в доме.
В наши дни часы усовершенствовались до последнего слова техники. Они понимают, чуть ли не человеческие слова, но всё же, лучшими часами всегда являлись механические маятниковые часы настенные. Это в своё время был не только писк моды, но и что-то особенное. За маятником можно было следить снова и снова. Он будто гипнотизировал. А с каким звуком происходило всё это действо. Да, это незабываемое чувство, которое хочется вернуть в жизнь снова. Вот поэтому, настенные часы, несмотря на недолгий уход из жизни людей, сейчас снова набирают обороты. Они снова внедряются в нашу жизнь.
Маятниковые настенные часы сейчас изготавливаются из самых различных материалов. Но дело в том, что все эти материалы очень качественны и уникальны. К примеру, породы дерева в производстве используются самые редкие и эксклюзивные, что добавляет дороговизны к часам. Но именно с дороговизной и поднимается статус.
Часы с маятником, как известно, являются самыми точными из всех существующих. И это не мудрено. Ведь именно к этой разновидности часов уделяли большее внимание, а точнее, к разработке самого механизма для этих часов. Они уникальны по своему роду, и подобных изделий сегодня в мировой практике нет.
Если вы решили приобрести часы, то смело берите маятниковые. Это не только кусочек истории, но и память. У многих в детстве дома висели такие часы, а если не дома, то у бабушек с дедушками они точно были. Это прекрасный вариант для украшения домашнего интерьера. Это замечательный вариант для того, чтобы сотворить из своей комнаты, что то особенное.
Для того, чтобы купить для себя маятниковые часы настенные вам не понадобится далеко ходить и тем более ездить. Сейчас, в мир современных технологий, всё можно осуществить через интернет. В наши дни полно интернет магазинов, продающих подобную продукцию. Так, и в нашем магазине есть уникальная возможность заказать часы с маятником. Для этого вам не потребуется даже выходить из собственного дома.
В нашем интернет магазине большой ассортимент часов с маятником: часы напольные, часы настенные и даже настольные часы. Есть модели, в которых присутствуют только бой или только мелодия. А еще есть часы и с боем и с мелодией. Выбор просто огромен. Если Вам сложно сориентироваться в таком разнообразии просто позвоните: 8 (495) 646 83 21, или напишите: info@timedom.ru и мы поможем вам сделать выбор, и организуем быструю доставку в любую точку России.
Часы это уникальная вещь, придуманная человеком. Благодаря им мы знаем, какой сейчас час, сколько минут, какой день и даже год. Всё это нам известно именно благодаря часовому механизму. Только подумайте, что бы мы сейчас делали, если бы не было часов. Поэтому, сделайте уникальный подарок не только для себя, но и для интерьера своей квартиры, приобретите маятниковые часы настенные прямо сейчас, и не откладывайте на потом то, что можно осуществить сегодня. Вот увидите, вы не пожалеете, а часы будут радовать ваши глаза и уши ещё долгое время и не только. Ведь известно, что хорошие часы могут проработать всю жизнь.
В иных домах они есть — большие старинные часы в шкафу полированного красною дерева, с маятником и двумя большими блестящими гирями на цепочках. В таких часах кроется что-то загадочное — через них словно само время говорит с нами и о прошлом, и о настоящем, и о будущем…
О часах с маятником мне мечталось очень давно, однако в наследство от троюродных бабушек они мне как-то не доставались, а в комиссионках за них просили такие деньги, за которые можно было купить вполне ещё приличный автомобиль типа ВАЗ.
Но однажды в магазине мне попались на глаза обычные настенные электронные часы — и именно с таким циферблатом, какой виделся мне в мечтах. Недолго думая, я купил их — стоили они совсем не дорого. Купил потому, что в мыслях мгновенно появились они — часы, о которых я столь долго мечтал и которые отличались от электронных лишь шкафом с застеклённой дверцей и мерно качающимся маятником. Но шкаф и маятник я уж постараюсь сделать сам!
Корпус для часов получился из старой книжной полки — я рспилил её вдоль на две неравные части, и меньшая из них шириной 120 мм стала основой шкафа. Ну а из дощечек, оставшихся после этой операции, я вырезал заготовки для дверцы, склеил их эпоксидной смолой и застеклил. Кстати, для крепления стекла вполне подошёл Ш-образный пластиковый профиль — такой обычно используют для установки «движков» в шкафах и книжных полках, однако он неплохо заменил штапики при остеклении дверцы.
Наибольшую сложность вызвало воепроизведение маятникового механизма. Конечно, можно было бы спроектировать настоящий маятник, задающий точность хода электронным часам, однако создавать столь сложный прибор не было никакого резона, и я разработал гораздо более простое электромеханическое устройство, полностью имитирующее движения маятника.
Маятник представляет собой стержень, сделанный из полированной дюралюминиевой трубки диаметром 12×1 мм, имеющий точку подвески на линии, делящей его в соотношении 1:2. Шарнир подвески — это стальная скоба с ввернутыми в неё двумя установочными винтами М5 с коническими концевыми частями. В стержне маятника высверливаются, соответственно, два цилиндрических отверстия диаметром 2 мм. В нижней части маятника закрепляются декоративный диск и груз — первый сделан из компакт-диска, а второй — из стальной полоски. При необходимости, уменьшая или увеличивая груз, можно менять частоту колебаний маятника.
Устройство самодельных «старинных» маятниковых часов:
1—электронные часы; 2— корпус шкафчика; 3—электромагнит; 4—якорь маятника; 5—дверца шкафчика; 6—перемычка для крепления коммутаторов; 7—петля; 8—контакный лепесток коммутатора; 9—замыкатель; 10—шарнир маятника; 11—полка для крепления электронных часов и маятника; 12—стержень маятника; 13 — имитация часовой гири; 14—имитация диска маятника; 15—задняя стенка корпуса; 16—груз маятника
1—контактный лепесток (фольги-рованный текстолит s2); 2 — соединительный провод; 3 — корпус коммутатора (Д16 лист 1,5); 4—шайба (полиэтилен); 5 — винт центровки возвратной пружины; 6—возвратная пружина; 7—стержень центровки возвратной пружины
Схема коммутирования электромагнита:
А—маятник начинает движение, при этом замыкатель касается контактного лепестка первого коммутатора, включая тем самым цепь питания электромагнита; Б—при подходе якоря к оси электромагнита контактный лепесток соскальзывает с замыкателя—и цепь питания электромагнита разрывается; В — после остановки в мёртвой точке маятник начинает движение в противоположную сторону, замыкатель при этом касается контактного лепестка второго коммутатора и включает цепь питания электромагнита.
Цифрами на схеме обозначены:
1—электромагнит; 2—якорь маятника; 3—замыкатель; 4—стержень маятника; 5—ось качания маятника; 6—коммутаторы
В верхней части стержня мятника закреплён якорь — для него потребуется полоса из мягкой (отожжённой) стали толщиной 4 мм. Для крепления его на стержне в отверстии, просверленном в якоре, нарезается резьба М12х0,5 мм.
«Двигателем» маятника является электромагнит — сделать его можно из выходного трансформатора или дросселя от старого лампового приёмника или трансляционного громкоговорителя. Нужно только перебрать его сердечник, состоящий из основных Ш-образных и замыкающих прямоугольных пластин, при этом последние следует удалить (для электромагнита они не понадобятся), а из первых сложить новый сердечник в виде толстой буквы «Ш». Обмотку придётся перемотать в соответствии с величиной тока, который может обеспечить источник — например, зарядное устройство для мобильного телефона. Практика показала, что при использовании источника постоянного тока напряжением 5 В вполне подойдёт обмотка из провода типа ПЭ диаметром 0,3 мм при наматывании ее внавал до заполнения каркаса. Кстати, вести намотку удобнее всего с помощью ручной дрели, закреплённой в настольных тисках. Сам же каркас придётся зафиксировать на резьбовом стержне с помощью двух пар шайб и гаек, а стержень — в патроне дрели.
К сожалению, с помощью только одного электромагнита привести в движение маятник не удастся — потребуются два коммутатора, включающих электромагнит лишь в те моменты, когда якорь маятника движется в его сторону.
Каждый из коммутаторов состоит из контактного лепестка, сделанного из одностороннего фольгированного текстолита. Лепесток шарнирно закреплён в дюралюминиевом корпусе и удерживается в вертикальном положении с помощью пары пружин.
Процесс коммутирования электромагнита изображён на схеме. При движении якоря к электромагниту замыкатель, установленный на стержне маятника, прикасается к проводящей стороне контактного лепестка первого коммутатора, включая при этом питание электромагнита. Последний начинает притягивать к себе якорь, но при подходе к центру электромагнита контактный лепесток соскальзывает с замыкателя, разрывая при этом цепь питания, и маятник продолжает движение по инерции. Далее на пути замыкателя — изолированная сторона контактного лепестка второго коммутатора, поэтому замыкатель беспрепятственно отклонит его и продолжит движение до остановки в мёртвой точке, а затем качнется в сторону электромагнита, и на полпути к нему замыкатель прикоснётся проводящей стороны контактного лепестка второго коммутатора, включив тем самым электромагнит. Ну а далее процесс будет повторяться до тех пор, пока устройство подключено к источнику тока.
Сборка маятникового механизма не представляет сложности. Главное здесь — обеспечить минимальный зазор между якорем и электромагнитом (около 0,5 мм) и отрегулировать положение контактных лепестков коммутатора относительно замыкателя. Чтобы привести маятник в движение, достаточно его просто качнуть.
Часы будут неотличимы от настоящих старинных маятниковых, если за стеклом дверцы будут подвешены на цепочках две «гири» — сделать их проще всего из обрезков дюралюминиевых труб, которые следует отполировать до зеркального блеска.
К тому же на достоверность восприятия часов в значительной степени будет влиять’тщательность отделки их корпуса.
Первые механические часы, изобретенные китайцами, приводились в действие огромными, медленно поворачивавшимися деревянными водяными колесами. В 1300-х гг. появились колесные часы с приводом от опускавшихся гирь, но эти часы были ненадежными и неточными. Часам требовался механизм регулирования хода, который изобрели в 1600-х гг. Таким механизмом стал мятник, который нашел в часах первое практическое применение.
В 1582 г. итальянский ученый Галилео Галилей продемонстрировал, что маятник — груз, подвешенный на тонком стержне, — всегда качается с постоянной скоростью. Кроме того, он доказал, что скорость колебаний зависит только от длины маятника, а не от величины груза, прикрепленного к его концу. Например, маятник длиной 1 м совершает одно колебание (туда и обратно) за 1 сек. Но если маятник такой длины продолжает качаться, значит, с его помощью можно измерять время в секундах. У Галилея возникла эта идея, и в 1641 г. — за год до смерти — он рассказал своему сыну Винченцо, как сделать часы, ход которых регулируется маятником. Но Винченцо не успел закончить работу; первые маятниковые часы появились лишь в 1657 г. Их спроектировал голландский ученый Христиан Гюйгенс, а изготовил часовщик Соломон Костер в Гааге. Они отставали или убегали на 5 секунд в сутки, что значительно превышало точность всех тогдашних часов.
В часовых маятниках использовались не нити, а металлические стержни. Но на металл влияет температура, поэтому длина стержней менялась, что отражалось на точности хода часов. В жаркую погоду металлический стержень удлинялся, а в холодную укорачивался. Например, часам с односекундным маятником для потери одной секунды в сутки достаточно увеличения длины маятника на 0,025 мм, что происходит при повышении температуры всего на 2 «С. Изобретатели вскоре решили эту проблему, создав маятник постоянной длины. В 1722 г. английский механик Джордж Грэм изобрел ртутный маятник (о чем заявил в 1726 г.), прикрепив к концу маятника стеклянный сосуд со ртутью. Когда из-за повышения температуры маятник удлинялся вниз, это компенсировалось расширением ртути в сосуде, действовавшим в обратном направлении.
Другим решением стал решетчатый маятник из перемежающихся полос стали и меди, изобретенный английским часовщиком Джоном Гаррисоиом в 1728 г. Медь расширяется сильнее, чем сталь, поэтому ее расширение компенсировалось меньшим расширением стали. Сейчас стержни маятников изготавливаются из инвара — сплава железа с никелем, который почти не расширяется при нагревании. Этот сплав также используют для изготовления рулеток и камертонов, для которых постоянная длина очень важна.
Ученик Галилея итальянский ученый Винченцо Вивиани сделал этот набросок маятниковых часов; реконструкцию маятника см. на рис. на с. 13.
Эта модель маятниковых часов была создана в XIX в. по наброску проекта Галилея, сделанному Вивиани. Источник энергии для часов там указан не был, поэтому можно предположить, что они приводились в движение опускающимися гирями.
В механических часах скорость, с которой высвобождается энергия опускающегося груза, регулируется с помощью механизма, называемого спуском. Молоточек, подвешенный на маятнике, заставляет качаться анкер. Анкер то останавливает, то отпускает анкерное колесо, позволяя ему постепенно освобождать энергию опускающегося груза, приводящую в движение главное колесо. К оси главного колеса прикреплена часовая стрелка.
Возможно у Вас есть свои мнения на тему «Как устроены маятниковые часы»? Напишите об этом в комментариях.
Загрузка...