В чем минус часов с цилиндровым спуском. Механические часы. Особые типы часов

Первые механические часы с анкерным механизмом были изготовлены в Танском Китае в 725 году нашей эры мастерами И Сином и Лян Линцзанем . Из Китая секрет устройства, по-видимому, попал к арабам .

Мы путешествовали тысячелетия, с самого начала Истории до Средневековья. И плохая точность огромного большинства примитивных часов была одной из двух его главных проблем; Как мы уже говорили в конце первой части статьи, чтобы преодолеть ограничения времени, необходимы два фундаментальных технологических достижения.

Вторая проблема была менее важной, чем точность - переносимость - но это будет решено позже, и мы поговорим об этом со временем. Первым из двух основных прорывов был побег. Это одна из тех вещей, в отличие от второго продвижения, из которых у нас нет имени как изобретателя, поскольку он появлялся в разных местах и ​​временах, во многих случаях таким сдержанным образом, что мы даже не уверены в точном моменте о его введении в часы.

На данный момент старейшие башенные часы Европы находятся в Гродно , Белоруссия . Они находятся в рабочем состоянии уже на протяжении более 500 лет. .

Позже появились карманные часы, запатентованные в 1675 году Х. Гюйгенсом , а затем - много позже - и часы наручные. Вначале наручные часы были только женские, богато украшенные драгоценными камнями ювелирные изделия, отличающиеся низкой точностью хода. Ни один уважающий себя мужчина того времени не надел бы часы себе на руку. Но войны изменили порядок вещей и в 1880 году массовое производство наручных часов для армии начала фирма Girard-Perregaux.

Сказано неправильно и скоро - и простите мне экспертов в этом вопросе - побег - это система, которая превращает непрерывное, быстрое и потенциально нерегулярное движение в дискретное, медленное и довольно регулярное. Его появление связано с необходимостью, о котором мы упоминали в первой партии: легко добиться непрерывного движения, такого как вода через отверстие, но трудно обеспечить постоянное поддержание этого движения во времени, например, уровень воды снижается.

Этот концептуальный шаг важен: до сих пор источником энергии часов был тот, который регулировал ритм устройства, то есть скорость, с которой падала вода, или спустившиеся веса, была скорость работы часов. Таким образом, ключом к этому шагу является отключение источника энергии от системы, которая регулирует скорость часов. Это может быть достигнуто многими способами, более сложными, чем другие, и некоторыми более точными, чем другие, - тогда мы увидим тот, который, наконец, победил Клесибио в Клепсидре, но все они основаны на одной и той же идее остановки многократно и Дискретное непрерывное движение источника энергии.

Конструкция механических часов

Механические часы состоят из нескольких основных частей:

  1. Источник энергии - заведённая пружина или поднятая гиря.
  2. Спусковой механизм - устройство, которое преобразует непрерывное вращательное движение в колебательное или возвратно-поступательное движение. Спусковой механизм определяет точность хода часов.
  3. Колебательная система - маятник или балансир (баланс).
  4. Механизм подзаводки и перевода стрелок - ремонтуар.
  5. Система шестерёнок, соединяющая пружину и спусковой механизм - ангренаж.
  6. Циферблат со стрелками.

Маятник

Исторически первой колебательной системой был маятник. Как известно, при одинаковой амплитуде и постоянном ускорении свободного падения частота колебания маятника неизменна.

Очевидно, что если поток воды не очень быстрый, то, что определяет время между падениями и подъемами рокера, является скорость воды, но если поток протекает быстро, то спуска и подъема не ограничиваются потоком воды, но по размеру, массе и структуре самого рокера. Это ключ к любой системе спасения.

Это время, когда механические часы становятся все более сложными, а часы на церковной башне процветают по всему континенту. К сожалению, мы точно не знаем, сколько из них работало напрямую, но у нас есть такие вещи, как, например, бюджеты на строительство или списки материалов.

В состав маятникового механизма входят:

  • Маятник;
  • Анкер, соединённый с маятником;
  • Храповое колесо (храповик).

Точность хода настраивается изменением длины маятника.

У классического маятникового механизма есть три недостатка. Во-первых, частота колебаний маятника зависит от амплитуды колебаний (этот недостаток преодолел Гюйгенс , заставив маятник колебаться по циклоиде , а не по дуге окружности). [Галилей опубликовал исследование колебаний маятника и заявил, что период колебаний не зависит от их амплитуды (это приблизительно верно для малых амплитуд).] Во-вторых, маятниковые часы должны быть установлены неподвижно; на движущемся транспорте их применять нельзя. В-третьих, частота зависит от ускорения свободного падения, поэтому часы, выверенные на одной широте , будут отставать на более низких широтах и уходить вперёд на более высоких.

У его часов уже был примитивный побег. Тип спасения, наиболее часто используемый в то время, - это простота и элегантность, которые ознобят. Идея такова: вес, прикрепленный к веревке, постепенно уменьшается, разматывая веревку и вращая цилиндр, вокруг которого он намотан. Цилиндр прикреплен к звездочке, которая вращается вместе с ним, и колесо останавливается несколько раз двумя язычками, прикрепленными к оси с весами на концах.

Выхлопная труба. Зубчатое колесо, независимо от того, сколько веса висит на нем, не может вращаться быстрее, чем система язычков с гирями на концах колеблется. Кроме того, хотя вы никогда не видели эту работу, вы знакомы с ее наиболее очевидными последствиями из-за часов: каждый раз, когда язык останавливает зубчик, вставленный между зубами, он делает «тик». Побег - это, наконец, начало тикания часов.

Баланс

Фазы Луны

Автоподзавод положительно сказывается на точности (пружина постоянно находится в почти заведённом состоянии). В водонепроницаемых часах медленнее изнашивается резьба, которая закручивает заводную головку.

Часы с автоподзаводом толще и тяжелее часов с ручным заводом. Женские калибры с автоподзаводом достаточно капризны, в силу миниатюрности их деталей. Автоподзавод бесполезен для малоподвижных людей (к примеру, находящихся в преклонном возрасте или в болезненном состоянии), а также для людей, которые носят часы лишь время от времени. Однако при наличии специального устройства для автоматического завода часов под названием «виндер», часы могут постоянно находиться в заведенном состоянии. Виндеры работают от бытовой электросети (220в или 110в) либо от аккумуляторных батарей.

Прежде всего, пара современных версий деревянных часов с выхлопной трубой. В этом вы можете видеть два деревянных язычка, один сверху и снизу, чередующийся в том, чтобы остановить колесо, которое заканчивается тем, что подталкивает каждого, а другой - против себя в процессе, хотя оно выглядит не очень близко.

Анкерный спусковой механизм

Наконец, пример времени: самые старые, все еще работающие механические часы в мире, в которых у меня есть новости. В течение трех последующих столетий были сделаны два фундаментальных улучшения для таких часов, как Солсбери. С одной стороны, можно было получить энергию, которая не была гравитационным потенциалом, используя упругую потенциальную энергию пружины. Преимущество пружин было, конечно, в том, что они занимали гораздо меньше места, чем весы, прикрепленные к канатам, как у церковных часов; тогда можно было подумать о миниатюризации часов, которые больше не должны были быть большими приспособлениями с огромными весами, свисающими с веревок.

Турбийон

В первых механических часах точность хода могла зависеть от положения часов в пространстве и температуры окружающей среды. Для уменьшения зависимости от температуры стали применяться специальные сплавы с низкими температурными коэффициентами.

Индикатор запаса хода

Показывает, на сколько ещё часов или дней хватает завода пружины.

Конструкция механических часов

Но для этого необходимо было также улучшить выхлоп: выхлопная труба потребовала два достаточно больших веса на концах стержня. Однако эту же концепцию можно было бы улучшить и уменьшить, используя металлическое колесо, масса которого была почти полностью на краю, балансировочным колесом. Колесо оборачивалось бы с обеих сторон, или спиральная пружина, подобная той, которая обеспечивала энергию часам, так что она вращалась в одном или другом направлении попеременно, как стержень выхлопной трубы к стержню, но гораздо более компактным образом.

Особые типы часов

Будильник

В указанный пользователем момент даёт звуковой сигнал. Время сигнала задаётся с помощью дополнительной стрелки. Будильник обычно звонит 2 раза в сутки с традиционным циферблатом, разделённым на 12 часов и 1 раз с циферблатом, разделённым на 24 часа

Естественно, учитывая небольшой размер этих колес в портативных часах, они осциллировали намного быстрее, чем большие предыдущие штанги. Со временем пружины и балансировочные колеса стали все более и более точными, и сегодня некоторые из них имеют исключительную точность, помимо того, что они намного дешевле, чем тогда.

Электромеханические спусковые механизмы

Подумайте о важности этого факта: колебательная система с постоянным временем колебания, даже если вы постепенно теряете энергию! Фактически, это очень похоже на сущность спуска стержня, но характер маятника делает его частоту колебаний намного более точной и постоянной, чем характер маятника, поскольку побег стержня колеблется под огромными углами, тогда как что маятники имеют тенденцию колебаться под гораздо меньшим углом, что гарантирует постоянство периода.

Контроля времени в шахматах . Так же, как секундомеры, предназначены для измерения относительного времени.


Первые механические часы.

Первые упоминания о механических часах относятся к концу VI века. Скорее всего, это были водяные часы, в которые было встроено механическое устройство для приведения в действие дополнительных функций, например механизма боя.

Рычажный спусковой механизм

Тот, кто делал это, был еще одним гением: голландец Кристиан Гюйгенс в этом улучшил дизайн побега на удочку, держа зубчатое колесо и две вкладки, но вместо того, чтобы сделать их прикреплен к паре весов на концах стержень, соединенный осью таблеток с осциллирующим маятником. Результат: самые точные часы в мире до этого времени. Возьмите каштан!

Маятники начали распространяться по всему миру, как грибы, и даже большинство существующих часов были модифицированы для использования маятников - к счастью, не все, или мы не могли наслаждаться теперь чудесами, такими как Солсбери. Еще раз, это была веха в истории часового дела; в очередной раз потребовалось бы почти три столетия, чтобы радикально улучшить дизайн Гюйгенса. Но, как это было раньше в этой статье, это не означает, что постепенное улучшение не было сделано. Это был спуск якоря, и еще одно удивление заключается в том, что, помимо его практических применений, предполагает сложное описание эстетического удовольствия: нужно, чтобы он работал.

Настоящие механические часы появились в XIII веке в Европе. Они еще не были достаточно надежными, поэтому приходилось постоянно проверять время по солнечным часам. Их часовой механизм работал, используя энергию опускающегося груза, в качестве которого долгое время применялись каменные гири. Чтобы запустить такие часы, приходилось поднимать очень тяжелую гирю на значительную высоту.

Стоит отметить, что механические часы, созданные в XIII-XIV веках, были очень большими и использовались крайне редко. Их устанавливали лишь в монастырях, чтобы монахи вовремя могли собираться на службу. Именно монахи и решили нанести на круг 12 делений, каждое из которых соответствовало одному часу. Только в XVI веке часы появились на городских зданиях.

В XIV-XV веках были созданы первые напольные и настенные часы. Поначалу они были довольно тяжелыми, так как приводились в действие с помощью груза, который надо было подтягивать каждые 12 часов. Такие часы изготавливали из железа, а чуть позже из латуни, и по конструкции они повторяли башенные часы.

Во второй половине XV века были созданы первые часы с пружинным двигателем. Источником энергии в таких часах была стальная пружина, которая во время раскручивания поворачивала колеса часового механизма. Первые настольные пружинные часы были изготовлены неизвестным мастером из бронзы. Высота этих часов составляла полметра.

Первые переносные пружинные часы были сделаны из латуни и имели форму круглой или квадратной коробки. Циферблат таких часов был горизонтальным. На нем по кругу размещались выпуклые шарики из латуни, что помогало определять время на ощупь в темное время суток. Стрелка была выполнена в форме дракона или другого мифического существа.

Наука продолжала развиваться, а вместе с ней усовершенствовались механические часы. В XVI веке появились первые карманные часы. Такие приборы были большой редкостью, поэтому позволить себе их приобретение могли только богатые люди. Очень часто карманные часы украшали драгоценными камнями. Но и тогда время продолжали сверять по солнечным часам. Некоторые часы даже имели два циферблата: с одной стороны механический, а с другой солнечный.

В 1657 году Христиан Гюйгенс собрал механические маятниковые часы. Они отличались необыкновенной точностью по сравнению со всеми существующими на тот момент приборами для отсчета времени. Если до появления маятника точными считались часы, отстающие или спешащие на 30 минут в сутки, то теперь погрешность составляла не более 3 минут в неделю. В 1674 году Гюйгенс усовершенствовал регулятор пружинных часов. Его изобретение потребовало создания качественно нового спускового механизма. Немного позже этот механизм был придуман. Им стал анкер.

Изобретения Гюйгенса получили широкое распространение во многих странах. Часовое мастерство начало активно развиваться. Постепенно снижалась погрешность хода часов, к тому же заводить механизмы можно было уже раз в восемь дней.

В связи с повышением точности часов в 1680 году были созданы первые механизмы с минутной стрелкой. В то же время на циферблатной пластине появился второй ряд цифр для обозначения минут, в котором использовались арабские цифры. А в середине XVIII века появились часы с секундной стрелкой.

В это время во всех видах искусства господствовал стиль рококо. В часовом деле его влияние выразилось в разнообразии форм часов и используемых материалов, обилии резных узоров, завитков, внешних украшений из золота и драгоценных камней. В то же время вошли в моду каретные часы. Считается, что дорожные, или каретные часы появились благодаря французскому механику и часовщику Абрагаму-Луи Бреге.

Чаще всего они были прямоугольной формы со стеклянными боковыми стенками. Сверху к корпусу крепилась латунная ручка, которая служила для переноски часов. Все латунные поверхности часов имели покрытие из золота. Стоит заметить, что внешний вид дорожных часов практически не менялся в течение всего столетия.

Благодаря усовершенствованиям часового механизма во второй половине XVIII века часы стали более плоскими и уменьшились в размерах. Но, несмотря на изменения внешнего облика часов, они все еще продолжали оставаться прерогативой избранных. Только во второй половине XIX века их стали производить в больших количествах в Германии, Англии, США, а также Швейцарии.

Механические часы развивались не менее пяти веков. Сегодня их условно подразделяют не только по типу часового механизма (маятниковые, балансовые, камертонные, кварцевые, квантовые), но и по назначению (бытовые и специальные).

К бытовым часам можно отнести башенные, настенные, настольные, наручные и карманные часы. Специализированные часы подразделяют в зависимости от назначения. Среди них можно встретить часы для подводного плавания, сигнальные, шахматные, антимагнитные часы, а также многие другие. Прототипом современных механических часов являются созданные в 1657 году маятниковые часы Х. Гюйгенса.