Анимированный образ анкерного спуска, используемого в маятниковых часах.

Спусковой механизм часов (на языке часовщиков: спуск, ход) (фр. échappement, англ. escapement, нем. Hemmung) — устройство, предназначенное для поддержания постоянной средней скорости вращения анкерного колеса, допуская поворот на нужный угол только при определённом положении, и одновременно поддерживающее колебания регулятора ( маятника или баланса), компенсируя потери на трение и сопротивление воздуха.

Спуск является промежуточным узлом часового механизма между основной колёсной системой и регулятором.

Каждое колебание маятника освобождает спусковой механизм, переводя его из состояния «блокирован» в состояние «движение» в течение короткого периода, который заканчивается, как только следующий зуб шестерни упирается в блокирующую поверхность спускового механизма. Именно это периодическое освобождение энергии и быстрая остановка заставляет часы «тикать». Этот звук издаёт зубчатая передача, когда шестерня вдруг останавливается в момент очередного блокирования спускового механизма.

Важность спускового механизма в истории техники заключается в том, что он является ключевым изобретением, давшим возможность создать все типы механических часов^[1]. Благодаря этому изобретению в Европе в XIII веке произошёл поворот в разработке часовых механизмов от применения непрерывных процессов (таких, как, например, поток воды в водяных часах) к периодически повторяющимся процессам, таким как колебания маятника, которые могли обеспечить более высокую точность.

Жидкостный спусковой механизм[править | править код]

Первые жидкостные спусковые механизмы сделал в Китае буддийский монах И Син, который вместе с государственным деятелем Лян Линцзанем применил их в 723 г. (или 725 г.) в армиллярной сфере и часах^[2]. В эпоху империи Сун (960—1279 гг.) инженеры Чжан Сисунь (ум. в конце X века) и Су Сун (1020—1101 гг.) усовершенствовали спусковые механизмы в своих астрономических башенных часах, прежде чем технология в Китае пришла в застой и упадок. По словам Ахмада аль Хассана, ртутный спусковой механизм в Испании, сделанный для короля Кастилии Альфонса X в 1277, можно отнести к самым ранним, описанным в арабских источниках^[3]. Сведения об этих ртутных спусковых механизмах, возможно, распространились по Европе после переводов арабского и испанского текстов.

Однако, ни один из таких спусковых механизмов не обладал достаточной точностью, поскольку их работа по измерению времени зависела от равномерности потока жидкости через отверстие. Например, в часах Су Суна вода перетекала в ёмкость, установленную на штыре. Роль спускового механизма заключалась в том, чтобы наклонить чашу ёмкости каждый раз, когда она наполнится, при этом колесо часового механизма повернётся на определённый угол, вода из чаши выльется, и затем процесс повторяется снова.

Механический спусковой механизм[править | править код]

Первые механические спусковые механизмы — штыревые, в течение нескольких веков использовались в устройствах управления колокольным звоном, прежде чем их стали применять в часах^[4]. В XIV веке такие механизмы устанавливали в первых механических часах в Европе, это были большие башенные часы. Сейчас уже трудно установить, когда они впервые были использованы, потому что сложно отличить, какие из башенных часов этого периода были механические, а какие — водяные. Однако косвенные свидетельства, такие, как резкое увеличение стоимости строительства часов, указывают на конец XIII века как на наиболее вероятную дату появления современных спусковых механизмов. Астроном Роберт Англикус писал в 1271, что часовые мастера пытаются изобрести спусковой механизм, но это пока не удалось. Тем не менее, большинство источников согласны с тем, что механические часы со спусковым механизмом в 1300 г. уже существовали.

Надежность спускового механизма зависит от квалификации изготовителя и уровня обслуживания. Плохо сделанные или плохо обслуживаемые устройства будут иметь проблемы. Спусковой механизм должен точно переводить колебания маятника или баланса во вращение шестерен часового механизма, и он должен передавать достаточно энергии маятнику или балансу для поддержания его колебаний.

Во многих спусковых механизмах разблокирование создаёт скользящее движение. Например, в показанной выше анимации, лопатки анкерной вилки скользят по зубу анкерной шестерни при колебаниях маятника. Лопатки часто делают из очень твёрдых материалов, таких, как например, искусственный рубин, но даже в этом случае они требуют смазки. Поскольку смазочное масло со временем улетучивается из-за испарения, окисления и т. д., то периодически требуется повторная смазка. Если этого не делать, то часы могут работать нестабильно или вообще остановиться, а детали спускового механизма подвергнутся быстрому износу. Повышенная надежность современных часов в основном объясняется более высоким качеством смазки. В высококачественных часах смазки хватает на пять лет и более. А в некоторых современных часах и до 10 лет^[5].

В некоторых спусковых механизмах вообще удалось избежать трения скольжения, например, в кузнечиковом механизме Джона Харрисона XVIII века, или в коаксиальном механизме Джорджа Дэниэлса XX века. В них нет необходимости смазывать спусковой механизм (но это не отменяет требования по смазке других частей передаточного механизма).

Точность механических часов зависит от точности регулятора. Если это маятник, то точность определяет период колебаний маятника. Если стержень маятника изготовлен из металла, он будет расширяться от контакта с теплом, при этом период колебаний будет меняться. В дорогих часах для изготовления маятника используются специальные сплавы, чтобы минимизировать эти отклонения. Период колебаний маятника варьируется также в зависимости от размаха колебаний. В высокоточных часах дугу колебаний делают как можно меньше. Маятниковые часы могут достичь очень высокой точности. Для того чтобы скомпенсировать отклонения от изохронности, Гюйгенс решил уменьшать длину маятника при увеличении угла отклонения. В первых часах Гюйгенса с этой целью использовались ограничители в форме щек, на которые частично наматывалась нить подвеса.^[6] в XX веке маятниковые часы использовались в лабораторных измерениях. Спусковой механизм оказывает большое влияние на точность. Чем точнее маятник получает импульс энергии, тем точнее период его колебаний. В идеале импульс должен быть равномерно распределён по обе стороны от нижней точки колебаний маятника. Это объясняется тем, что подталкивание маятника при его движении к нижней точке колебания даёт прирост его энергии, а подталкивание при отходе от этой точки приводит к потере энергии. Если импульс равномерно распределён, то он отдаёт энергию маятнику без влияния на период его колебаний.

Наручные и другие маленькие часы не используют маятник в качестве регулятора. Вместо него они используют баланс — колесо, соединённое со спиральной пружиной-волоском. Баланс вращается назад-вперёд, в хороших швейцарских часах — с частотой 4 Гц (или 8 тиков в секунду). В некоторых часах используются более высокая скорость. Длина волоска не должна зависеть от температуры, для его изготовления используются специальные сложные сплавы. Как и в случае с маятником, спусковой механизм должен делать небольшой толчок в каждом цикле, чтобы поддерживать колебания баланса. Актуальна та же проблема смазки. Если спусковой механизм вовремя не смазать, часы начнут терять точность (как правило, происходит ускорение).

Карманные часы являются предшественниками современных наручных часов. Их носили в кармане, поэтому они, как правило, были в вертикальной ориентации. Гравитация вызывает некоторую потерю точности, поскольку с течением времени происходит отклонение от симметрии в механизме. Чтобы свести к минимуму это влияние, французский часовщик Бреге изобрёл в 1795 году особый тип спускового механизма — «турбийон». В нём баланс помещается в специальную вращающуюся рамку (период вращения, как правило, один оборот в минуту), что и позволяет сглаживать гравитационные искажения.

Самые точные механические часы изготовил английский археолог Эдвард Холл. По его данным, точность хода часов составила около 0,02 секунд за 100 дней. Эти часы электромеханические, в них в качестве таймера используется маятник, а энергия ему передаётся с помощью специальных реле и электромагнитов.

Начиная с 1658, когда появились маятник и пружинный баланс, было разработано более 300 видов различных механических спусковых механизмов, но только около 10 из них получили широкое распространение. Почти все они описаны ниже. В XX веке электронные методы измерения времени постепенно вытеснили механические часы, так что изучение конструкции спусковых механизмов стало небольшим курьёзом.

Шпиндельный спусковой механизм[править | править код]

Самый первый спусковой механизм, появившийся в Европе примерно в 1275 г., был шпиндельный, который называли также корончато-штыревым механизмом. Он появился ещё до маятника и первоначально управлялся фолиотом, горизонтальной планкой с грузом на каждом конце. Вертикальный стержень (штырь), крепится к средней части фолиота и имеет две небольшие пластинки (лопатки), торчащие подобно флагу на древке. Одна лопатка крепится сверху, а другая снизу штыря, и они повёрнуты на чуть более девяноста градусов друг относительно друга. Спусковая шестерня делается в виде короны и вращается относительно вертикальной оси. Когда шестерня начинает вращаться, её зуб толкает верхнюю лопатку, и фолиот начинает двигаться. Когда зуб выталкивает верхнюю лопатку, нижняя поворачивается и входит в зацепление. Импульс движения фолиота толкает шестерню назад, и в конечном счете система останавливается. В этот момент нижняя лопатка подталкивает фолиот, и процесс повторяется. Эта система не имеет собственной частоты колебаний, просто некая сила всё время подталкивает шестерню и она по инерции поворачивается вокруг своей оси.

На следующем этапе развития та же идея была воплощена в сочетании с маятником. Ось штыря стала горизонтальной, половина фолиота исчезла, а зубчатое колесо поворачивается вокруг вертикальной оси. Такой же спусковой механизм, но гораздо меньшего размера, использовался в часах с балансом и пружинкой вместо маятника. Первый морской хронометр Джона Гаррисона использовал сильно изменённый шпиндельный механизм, который, как оказалось, может быть хорошим регулятором.

Спуск с крючковым якорем (анкерный)[править | править код]

Изобретённый около 1660 года Робертом Гуком, Спуск с якорем быстро заменил штырь и стал стандартом для использования в маетниковых часах вплоть до конца XIX века. Его преимущество состоит в том, что он сократил амплитуду колебаний маятника до 3° — 6 °, в результате чего маятник стал изохронным. Он позволил использовать более длинные, медленнее движущиеся маятники, которые требуют меньше энергии. Благодаря ему появились длинные узкие напольные и настенные маятниковые часы (в некоторых странах их называют «дедовскими»), которые можно встретить ещё и в наше время.

Анкерный механизм состоит из анкерной шестерни с обратным наклоном зубьев и якоря, поворачивающегося над нею из стороны в сторону и соединённого с маятником. Якорь имеет на концах изогнутые лопатки, которые поочерёдно входят в зубья ходового колеса, получая импульсы. Механически его работа имеет сходство со штыревым механизмом, и он перенял от штыревого механизма два недостатка: (1) маятник постоянно подталкивается зубьями шестерни в каждом цикле, он не может совершать свободные колебания, тем самым нарушается его изохронность; (2) этот спусковой механизм имеет отдачи, якорь в своём цикле толкает шестерню в обратную сторону. Это вызывает мёртвый ход, повышающий износ часового механизма, и повышает расход энергии двигателя на передачу импульса маятнику. Эти недостатки были устранены в спуске Грахама. Разновидностью спуска с крючковым якорем, является спуск со скобой

Спуск Грахама[править | править код]

Спусковой механизм Грахама является улучшением якорного. Впервые его сделал Томас Томпион по проекту Ричарда Таунлея в 1675 году^[8], хотя часто ссылаются на преемника Томпиона, Джорджа Грэма, который популяризовал его в 1715 г.^[9] В якорном спусковом механизме колебания маятника в части своего цикла толкают анкерное колесо в обратную сторону. Этот «откат» мешает движению маятника, в результате снижается точность, а реверсы движения шестерни вызывают эффект «мёртвого хода» и создают высокие нагрузки на систему, что приводит к повышенному трению и износу. Основное преимущество спуска Грахама в том, что в нём эти отдачи устранены.

В спуске Грахама лопатки имеют вторую криволинейную «блокирующую» поверхность, концентрическую относительно оси вращения анкера. При экстремумах колебаний маятника зуб анкерного колеса становится неподвижным на этой поверхности, не передавая маятнику импульса, который вызывает откат. Вблизи нижнего положения маятника зуб выходит из зацепления с блокирующей поверхностью и входит в зацепление с остроугольной «импульсной» поверхностью, давая толчок маятнику до того, как лопатка освободит зуб. Это был первый механизм с раздельными блокирующей и импульсной поверхностями. Спуск Грахама впервые был использован в часах с точной регулировкой хода. Ввиду более высокой точности он заменил якорный механизм.

Штифтовой спусковой механизм Аманта[править | править код]

Французский часовщик Амант, деятельность которого в Париже с 1730 до 1749 г. документально подтверждена, изготовил в 1741 г. новый вид анкерного спуска — штифтовой, у которого анкерное колесо имело вместо обычных зубьев штифтики, закрепленные на боковой стороне венца.

Штифтовые спусковые механизмы были особенно пригодны для больших башенных часов, поскольку позволяли использовать большие приводные усилия, запас которых для башенных часов необходим, чтобы часы могли работать в различных, иногда довольно тяжелых атмосферных условиях^[10].

Интересной особенности данного вида спуска является то, что анкерное колесо освобождается дважды за период колебания маятника. (Колесо поворачивается на один штифт, когда маятник отклоняется влево, и на один штифт — когда маятник отклоняется вправо).

К недостаткам штифтового спуска следует отнести то, что маятник практически в течение всего периода колебаний не бывает свободен от контакта со анкерным колесом. Штифт анкерного колеса постоянно скользит или левой, или по правой палете анкера, создавая в спусковом механизме дополнительное трение. Легкий маятник в таких условиях просто не сможет колебаться. Это обуславливает возможность применения штифтового спуска только для крупногабаритных часов с тяжёлыми длинными маятниками.

Современный анкерный (он же «рычажный») спусковой механизм[править | править код]

Анкерный спусковой механизм использовался в подавляющем большинстве часов после 1800 г. Он является точным и достаточно простым в изготовлении. Он также является самозапускающимся, поэтому если часы встряхнуть, так чтобы баланс остановился, он автоматически начнёт работать снова. Есть несколько типов рычажных спусковых механизмов. Оригинальний тип был штативный, в котором рычаг и колесо баланса всегда соединялись с помощью шестерни. Позже стало ясно, что все зубья из шестерни можно удалить, за исключением одного. Так появился разъединённый рычажный спусковой механизм. Его не только легче и проще сделать, но он также значительно более точный. Рычаг может быть поставлен так, чтобы он был под прямым углом к анкерной шестерне, такой вариант предпочитают британские часовщики. Или же, рычаг может быть поставлен внутри баланса и внутри анкерой шестерни, такому варианту отдают предпочтение швейцарские и американские часовщики. Наконец, в «однодолларовых» часах используется весьма примитивный тип анкерного спускового механизма под названием «лопаточно-штыревой».

Дуплексный (двухсторонний) спусковой механизм[править | править код]

Дуплексный спусковой механизм был изобретен Робертом Гуком около 1700 г., затем улучшен, — Жаном Батистом Дютертре и Пьером Ле Руа, — и окончательно отработан Томасом Трайером, который запатентовал его в 1782 г.^[11] Он использовался в качественных английских карманных часах с 1790 до 1860 гг., и в Уотербери, в дешёвых американских часах ‘ширпотреба’, в течение 1880—1898 гг. В дуплексном механизме, как и в хронометре, с которым он имеет сходство, баланс получает импульс только в одном из двух колебаний цикла. Анкерная шестерня имеет два комплекта зубьев (отсюда название ‘дуплексный’). Длинный стопорный зуб сделан со стороны баланса, а короткий импульсный (подталкивающий) зуб выступает аксиально сверху. Цикл начинается, когда стопорный зуб находится напротив рубинового диска. Баланс начинает движение против часовой стрелки через центральное положение, бороздка рубинового диска освобождает зуб. Когда баланс начинает обратное движение, лопатка в крайнем правом положении получает толчок от импульсного зуба. В это время блокирующий зуб попадает на ролик рубинового диска и остается там, пока баланс не завершит цикл колебания по часовой стрелке, затем процесс повторяется. Во время движения по часовой стрелке стопорный зуб быстро опускается в бороздку рубинового диска и остаётся там.

Дуплексный механизм относится к механизмам с трением покоя, баланс никогда не бывает абсолютно свободен от спускового механизма. Как и в хронометре, небольшое трение скольжения имеется во время импульса, потому что импульсный зуб и лопатка движутся почти параллельно, поэтому необходима небольшая смазка. Дуплексный механизм обеспечивает точность по крайней мере не хуже рычажного и, возможно, приближается к хронометру. Однако чувствительность дуплексного механизма к встряхиваниям сделали его непригодным для активных людей. Как и хронометр, он не является самозапускающимся, в случае внезапной остановки во время движения баланса по часовой стрелке, он не может запуститься снова.

Кузнечиковый спусковой механизм[править | править код]

Редким, но интересным спусковым механизмом является кузнечиковый механизм Джона Гаррисона. В нём маятник приводится в движение двумя шарнирными рычажками (лопатками). При колебаниях маятника один рычажок зацепляет шестерню и двигает её немного назад. Это освобождает другой рычажок, который движется назад, освобождая шестерню. Когда маятник движется в обратную сторону, второй рычажок зацепляет шестерню, толкает её и освобождает первый рычажок, и так далее. Кузнечиковый механизм гораздо сложнее в производстве, чем другие спусковые механизмы, поэтому он большая редкость. Кузнечиковый механизм, сделанный Гаррисоном в XVIII веке, всё ещё работает. Большинство механизмов изнашиваются гораздо быстрее и расходуют гораздо больше энергии.

Гравитационный спусковой механизм[править | править код]

Гравитационный спусковой механизм использует небольшой груз или маленькую пружинку для передачи импульса непосредственно на маятник. Первая конструкция состояла из двух плеч рычажка, который поворачивался очень близко к точке подвеса маятника, плечи располагались с разных сторон маятника. На каждом плече закреплена наклонённая лопатка. Когда маятник поднимает одно плечо достаточно высоко, его лопатка высвобождает спусковую шестерню. Почти сразу же другой зуб спусковой шестерни начинает скользить вверх по поверхности другого плеча, тем самым поднимая его. Он поднимает лопатку и останавливается. Тем временем первый зуб всё ещё находится в контакте с маятником и опускается ниже точки, с которой началось соприкосновение. Это снижение даёт импульс маятнику. Конструкция разрабатывалась постепенно с середины XVIII до середины XIX века. В конечном итоге этот механизм выбрали для башенных часов. В последнее время он усовершенствован и превратился в особый инерционно-гравитационный спусковой механизм, изобретённый Джеймсом Арнфельдом.

Электромеханические спусковые механизмы[править | править код]

В конце XIX века были разработаны электромеханические спусковые механизмы для маятниковых часов. В них реле или фотореле переключает электромагнит в такт с колебаниями маятника. Электромеханические спусковые механизмы являются одними из лучших. В некоторых часах электрические импульсы, которые приводят в движение маятник, управляют также перемещением плунжера, вращающего зубчатую шестерню.

Часы Хиппа[править | править код]

В середине 19-го века Маттиас Хипп изобрёл электромагнитный переключатель импульсов для часов. Маятник движет шестерню с храповиком через собачку, а эта шестерня движет остальной часовой механизм отсчёта времени. Маятник получает импульс не на каждом колебании и даже не на каждом втором колебании. Он получает импульс только тогда, когда амплитуда колебаний становится ниже определенного уровня. Как и собачка индикаторного механизма, маятник также снабжён небольшим флюгером; когда он поворачивается вверх, маятник совершает полностью свободные колебания. Когда амплитуда колебаний маятника достаточно большая, флюгер попадает в канавку, и маятник его не касается. Если амплитуда колебаний уменьшается, флюгер выходит из канавки, маятник его зацепляет и толкает вниз. Происходит замыкание цепи электромагнита, который посылает импульс маятнику. Амплитуда колебаний маятника увеличивается, и процесс повторяется.

Часы со свободным маятником[править | править код]

В XX веке Уильям Гамильтон Шорт изобрёл часы со свободным маятником, запатентовав их в сентябре 1921 года. Они производятся компанией Synchronome, их точность достигает сотой доли секунды в сутки. В этой системе «главный» маятник, стержень которого выполнен из специального стального сплава с 36 % никеля (инвар) и длина которого почти не зависит от температуры, совершает свободные от внешнего влияния колебания, по возможности в закрытой вакуумной камере, и не совершает никакой работы. Он имеет механический контакт со спусковым механизмом через каждые 30 секунд и лишь на доли секунды. Вторичный «ведомый» маятник вращает храповик, который переключает электромагнит через каждые тридцать секунд. Этот электромагнит освобождает гравитационный спусковой механизм главного маятника. Доли секунды спустя движение главного маятника отключает спусковой механизм. Гравитационный спусковой механизм дает крошечный импульс главному маятнику, который поддерживает колебания маятника.

1. ↑ Cipolla, Carlo M. Clocks and Culture, 1300 to 1700 (неопр.). — W.W. Norton & Co. (англ.)русск., 2004. — С. 31. — ISBN 0393324435.
2. ↑ Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 4, Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering. Taipei: Caves Books Ltd. Page 165.
3. ↑ Ahmad Y Hassan, Transfer Of Islamic Technology To The West, Part II: Transmission Of Islamic Engineering, History of Science and Technology in Islam.
4. ↑ Headrick, Michael. Origin and Evolution of the Anchor Clock Escapement (англ.) // Control Systems magazine, : journal. — Inst. of Electrical and Electronic Engineers, 2002. — Vol. 22, no. 2. Архивировано 14 сентября 2004 года.
5. ↑ Надежность наручных часов (неопр.).
6. ↑ С. Г. Гиндикин, кандидат физико-математических наук Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова. Математические и механические задачи в работах Гюйгенса о маятниковых часах (неопр.). Природа №12, 1979 (1979).
7. ↑ Britten, Frederick J. Watch and Clockmaker’s Handbook, 9th Edition (англ.). — E.F.& N. Spon, 1896. — P. 108.
8. ↑ Smith, Alan (2000) The Towneley Clocks at Greenwich Observatory Проверено 2009-03-27
9. ↑ Milham 1945, p.185
10. ↑ Станислав Михаль. Часы (От гномона до атомных часов / перевод с чешского Р.Е.Мельцера. — М.: «Знание», 1983. — 256 с. — 80 000 экз.
11. ↑ Nelthropp, Harry Leonard. A Treatise on Watchwork, Past and Present (англ.). — E. & F.N. Spon, 1873., p.159-164. British patent no. 1811

Про часовые механизмы простыми словами….

Давайте немного расскажу про часовые механизмы.

И Вы перестанете млеть от слов «бесшумный механизм плавного хода работающий всего от одной пальчиковой батарейки».

Напомню — я говорю о стандартных кварцевых механизмах для настенных и настольных часов БЕЗ дополнительных функций. Я не претендую на истину в последней инстанции и все нижесказанное основано на собственном скромном опыте…..

Так вот:

1. Они все работают от 1 батарейки размера АА (то есть пальчиковой)

2. Они все имеют примерно одинаковые размеры ( это примерно 55-58 х 55-58 х 15-17 мм). То есть взаимозаменяемы. И не смотря на то, что разные производители используют разную систему крепления механизма, в 95% случаев замена механизма не вызывает проблем. А вот стрелки могут и не подойти, тут посадочные размеры и способ крепления очень важен. Поэтому часто меняется механизм со стрелками.

3. Секундная стрелка (как впрочем на всех часах, включая наручные) вещь чисто декоративная, на показания времени не влияющая, и служит лишь для того, что бы Вы , взглянув на часы , поняли, что они идут…..( хотя совершенно не факт, что показывают верное время ))))) ).

О месте производства.

В бывшем Советском Союзе кварцевых механизмов для настенных часов приличного качества так делать и не научились. И в России их тоже не делают. Никаких… ни хороших, ни плохих. Что бы на них не было написано, часы могут быть сделаны в России, механизмы — нет.

В остальном мире два центра производства — Европа (Германия (заводы в Германии, Чехии и естественно в Юго-Восточной Азии)) и Юго-Восточная Азия (Китай, Тайвань, Гонконг). У нормальных фирм точность хода и качество сопоставимы…..

Теперь собственно о механизмах.

Самым простым, надежным и долговечным является обычный тактовый механизм. Механизм на 60 ударов ( как Вы поняли — по числу шагов секундной стрелки в 1 минуте).

Единственным недостатком такого механизма является более высокая шумность. Хотя на это может влиять:

1. Конструкция часов

2. Качество изготовления механизма.

3. Состояние Вашей нервной системы (некоторых, например, тикающие часы наоборот успокаивают).

Если у Вас уже есть часы, а звук механизма раздражает, то не спешите их забрасывать на антресоль.

В большинстве случаев механизм там меняется достаточно легко. Или можно просто убрать секундную стрелку (заменив ее заглушкой) и все станет существенно тише.

Механизм так называемого «плавного хода» отличается наличием дополнительной шестеренки и называется уже «на 360 ударов». Как Вы поняли каждый секундный шаг разделен на 6 частей и этим достигается визуальная плавность хода….

Достоинством этого механизма является гораздо меньшая шумность. Но выражение «бесшумный» тут неуместно. Звук работы такого механизма — постоянный легкий шелест (ну как будто кто-то ползет по осенней листве например)))) ) и в полной тишине слышен прекрасно. Я не пугаю, а говорю как есть. Просто чаще всего, просьба установить механизм плавного хода мотивируется невозможностью заснуть под тиканье……а это уже совсем к другим специалистам….

Плюсы не бывают бесплатными.

У механизмов плавного хода гораздо большее энергопотребление ( батарейки Вы будете менять гораздо чаще) , меньше ресурс и надежность.

Кстати, немцы не делают механизмов с плавным ходом. Не знаю их логику, но это факт. И , думаю, не потому что не умеют……

Продолжение следует…..

Ремонт часов своими руками или «О запуске «Ракеты» в домашних условиях».

Хорошо. Это механизм. Нам нужен корпус для него. Есть! Невесть что, но он есть. В качестве лекарства от скуки создадим марьяж, поставим калибр Ракета 2628.Н в китайский корпус. Пусть походит в нем, пока новеньким разживёмся чем-то более приличным и родным.

REM: если кому-то по душе термин «котлета», да ради бога!

«Итак, мы начинаем» ©. Для работы нам понадобятся два пинцета — прямой и г-образный, путцхольцы* — большие и малые, в качестве малых пойдут зубочистки. Отвёртки, двух тут достаточно. Оптика, часовые масла, маслодозировка.

*- См. Тезаурус.

Для смазки одного механизма применяется до пяти видов масел. Масло для палет и баланса, для ангренажа, для ремонтуара и для пружины. Притом для первого витка пружины иногда применяется смазка, специально для первого витка пружины предназначенная. Такие тонкости. Но мы обойдёмся двумя универсальными — «702» для смазки пары металл-камень и «701» для пары металл-металл. Здесь их достаточно. Это недорогие масла, но со своей функцией справляются великолепно. Масла куплены на АлиЭкспресс в кои-то времена, накладную, увы не сохранил.

Начинаем. Кладём калибр на подставку «быстрой стороной» кверху и отпускаем пружину, придерживая отвёрткой стопор колеса барабана. Затем снимаем баланс вместе с мостом и прокладкой под ним.

Оборачиваем часы циферблатом вверх. Снимаем стрелки. Для этого воспользуемся г-образным пинцетом, подложив предварительно прокладку на циферблат, чтобы не поцарапать его. У меня вот такое приспособление из куска старой фотоплёнки.

Теперь снимаем циферблат и пластиковое кольцо между ним и платиной, опустив два винта на торцах платины механизма (они видны нв втором фото снизу).

Вот что под циферблатом. Снимаем шайбу, шкалу дней недели. Шкалы будут вымыты в шампуне и очищены мягкой беличьей кисточкой.

Теперь нам открыт доступ к мосту календаря. Отвинчиваем три крепёжных винта, снимаем мост календаря, аккуратно! — там несколько пружин и мелких деталей, стремящихся очень резво воспользоваться столь внезапно обретённой свободой!

Разбираем «медленную сторону». Снимаем колёса и рычаги календаря, вексельное и переводное колеса, пинцетом с прямыми губками снимаем минутный триб. Для снятия минутного триба прикладываем небольшое усилие.

Аккуратно раскладываем детали на чистом листе бумаги.

Медленная сторона свободна. Переворачиваем механизм. Демонтируем колесо барабана, заводное колесо. Заводное колесо крепится винтом с левой резьбой. Будем внимательны. Снимаем детали и мост барабана. Мост барабана крепится тремя винтами. Два коротких и одни длинный. Длинным винтом также закреплена собачка барабанного колеса. Снимаем её аккуратно, помня о пружинке, находящейся под собачкой.

Снимаем мост ангренажа, секундное и промежуточное колесо.

Демонтируем мост центрального колеса. Обязательно запоминаем какой винт где стоял. Если перепутаем, не соберём ремонтуар.

Снимаем анкерное колесо, мост анкерной вилки и саму вилку. При этом помечаем винты крепления вилки. Их нельзя спутать с другими.

А вот тут виден виновник остановки часов — тот махонький чёрный волосок, притаившийся на копье вилки. Удаляем его.

Итак, у нас остаётся ремонтуар. Снимаем крышку ремонтуара, извлекаем переводные рычаги, вал, пружину и кулачковую муфту.

Платина свободна.

Часы готовы принять водные, о, пардон, бензиновые процедуры. Для процедур используем бензин «Калоша». Качество бензина имеет значение. Некоторые оставляют налёт. Некоторые обладают весьма нехорошим запахом. Мне удалось приобрести вот этот сорт. С ним возможно работать даже в квартире, если окно приоткрыто. И следов на деталях не оставляет. Но если не найдёте такой, «Бензин для зажигалок» тоже сгодится.

Весь процесс чистки снять не получилось. Руки в перчатках, лицо прикрыл «лепестком», чтобы бензиновой смеси не нанюхаться, а действие проходило на балконе, то бишь, на свежем воздухе. В помощь были привлечены кисти, зубные щётки, путцхольцы и бумажные гигроскопичные салфетки. Итог — всё сияет.

Облагородим стрелки, снимем старый разрушенный лак и нанесём новый.

Приведём в порядок корпус (насколько это возможно). Вымоем, вычистим, отполируем стекло.

как было

а так стало

Скажем за это спасибо зубной пасте Prokudent 🙂
Лучшего полироля (по моему мнению, опирающемуся на длительную практику) для часовых акриловых стёкол ещё не придумали.

Как принято говорить, «сборка механизма производится в обратной последовательности». Поставим на место центральное колесо, смажем его камни, накроем мостом, соберём ангренаж — устанавливаем промежуточное, секундное и анкерное колесо, накрываем это всё мостом ангренажа. Смазываем камни и цапфы. Смазываем пружину и собираем барабан. Устанавливаем его на место и накрываем мостом. Ставим колёса барабана и заводное колесо. Отвёрткой заводим пружину на три-четыре щелчка и проверяем скат ангренажа — отлично!

REM: О термине «скат колёсной системы ангренажа» расскажу подробнее, поскольку это очень важный момент в ремонте часовых механизмов. Если пружину завести, то агренаж, не контролируемый анкерной вилкой, начнёт свободно вращаться с большой скоростью. Вращение происходит в одном направлении. Если механизм собран правильно и тормозящие факторы отсутствуют, то по окончании завода пужины колёса повернутся на определённое число оборотов в противоположную сторону. Это говорит о правильной сборке и обслуживании калибра. Если этого не происходит, то в системе есть тормозящий момент, причину которого нужно найти и устранить. Замечу, что проверку ската нужно производить только при смазанных камнях и цапфах, иначе цапфы могут перегреться от быстрого вращения и, как говорят, «сгореть» — потерять от нагрева закалку. Такие цапфы очень быстро выйдут из строя в эксплуатации часов.

Устанавливаем анкерную вилку, мост вилки. Смазываем рабочие грани палет. Заводим пружину на пару оборотов и проверяем импульс вилки. Есть, прекрасно. Ставим баланс. И — о чудо! — часы пошли. Теперь бушоны.

Работа с бушонами. Фото.

Аккуратно, придерживая путцхольцем «лиру», снимаем её. Снимаем бушон, отправляем его в бензин, где он благополучно рассыпается на две части — накладной камень и проходной. Промываем, собираем, капнув масла «702» на накладной камень, устанавливаем на цапфу баланса и, тихо шепча молитву и затаив дыхание, нежно отправляем лиру в её пазы. Уф! Теперь то же на платине. Готово. Собираем календарь. Тут хитрость в том, чтобы аккуратно, не поломав накопительную пружину, поставить на ось командное колесо с кулачком перевода дня недели. С раза пятого собираем переводные рычаги календаря. Ставим на место диск чисел и накрываем всё это мостом. Тут нужна сноровка. Но ничего. С пятого раза всё становится на свои места. Теперь водружаем на законное место диск дней недели, отведя иглой в сторону рычаг его фиксации. Шайба и отмытый в пяти шампунях циферблат с пластиковым кольцом-проставкой. Закрепляем, проверяем работу календаря, проводим его до момента переключения и ставим стрелки на футоры в этом самом положении, чтобы календарь у нас переключался ровно в 12-00.
Есть!
Собираем механизм в корпус.
Нажав на подавку, вынимаем заводной вал, устанавливаем калибр в корпус часов, фиксируем механизм распорным кольцом и, снова прижав подавку, устанавливаем заводной вал.

Теперь выставляем ход и выкачку по прибору. Поскольку далеко не у каждого дома наличествует такая экзотика, как ППЧ-7 (Прибор Проверки Часов), то на практике вполне применим смартфон с установленной на нем программой Clock Tuner, которую можно получить из Play Маркет Андроид. Бесплатной версии программы более, чем достаточно для вполне адекватной настройки хода механизма часов, но полная версия более информативная. По отображаемому программой графику при помощи градусника и подвижной колонки баланса выставляем выкачку и период колебаний 18000 ВРН. Вуаля — «в ниточку»! Ошибка хода составляет минус четыре секунды в сутки. Для такого механизма — более, чем великолепный результат.

Закрываем заднюю крышку-«хлопушку».

Всё!

А, нет, не всё! Собственно, ради чего всё это делалось.

P.S.

Поносил часики малость и решил, что с тёмными стрелками всё-таки будет лучше.

… и на модном аксессуаре

— Тезаурус.

Ангренаж — совокупность колёс часового механизма. Собственно, это устройство передачи усилия пружины на спусковое устройство.
Бушон — узел часового механизма, часть инкаблока, защищающий цапфы осей от повреждения при ударе и сохряняющий смазку.
Выкачка — точная установка равновесного положения баланса.
Палеты — прямоугольные камни анкерной вилки, работающие с венцом анкерного колеса. Различают входную и выходную палету.
Платина — (ударение на первом «а») то, на чём, собственно, собирается весь механизм часов. Плата. Вот та штуковина круглой формы с множеством фрезеровок. К драгметаллам отношения не имеет.
Путцхольц (от нем. Putzholz) — заострённая деревянная палочка для чистки и удержания деталей при сборке.
Ремонтуар — механизм перевода стрелок вручную.
Футор — цилиндрическая часть колеса для крепления стрелок.
Цапфа — самая тонкая часть на конце оси колеса, входящая в отверстие камня.

Механические часы — Википедия

Механи́ческие часы́ — часы, использующие маятник, который периодом колебаний измеряет время в течение суток, месяца, года и который приводится в движение гиревым, пружинным или электрическим источником энергии с электромеханическим преобразователем. В качестве меры времени используются инерционные свойства колебательной системы в виде классического и пружинного маятника, при регулировании длинного маятника или спиральной пружины в виде балансового регулятора (+/-).

Появление судовых хронометров с пружинным маятником совершило революцию в судоходстве путем синхронизации хода времени и небесной сферы, что позволило надёжно определять долготу места. Дополнительным прибором установления местоположения в момент замеров стал секстант.

Мастера, изготавливающие и ремонтирующие часы, называются часовщиками. В искусстве механические часы являются символом времени.

Механические часы по точности хода уступают электронным и кварцевым (1-й класс точности механических часов — от +40 до −20 секунд в сутки; погрешность кварцевых часов находится в пределах от 10 секунд в день до 10 секунд в год). Поэтому в настоящее время из незаменимого инструмента механические часы превращаются в символ традиций и престижа.

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

Первые в Западной Европе механические часы, устанавливаемые на башнях для того, чтобы можно было разместить гиревой движитель их механизма, имели всего одну стрелку — часовую. Минуты тогда не измерялись вообще; зато такие часы нередко отмечали церковные праздники. Маятника в таких часах также не было. В начале XIV века о колёсных часах с боем рассказывает Данте Алигьери в своей «Божественной комедии».

Так, башенные часы, установленные в 1354 году в Страсбурге, не имели маятника, зато отмечали: часы, части суток, праздники церковного календаря, Пасху и зависящие от неё дни. В полдень перед фигуркой Девы Марии склонялись фигурки трех волхвов, а позолоченный петух кукарекал и бил крыльями; специальный механизм приводил в движение маленькие цимбалы, отбивавшие время. К настоящему времени от Страсбургских часов уцелел только петух. Наиболее ранний из сохранившихся до наших дней башенный часовой механизм находится в соборе английского города Солсбери и относится к 1386 году.

Лишь в XVII веке знаменитый Галилео Галилей усовершенствовал маятник, но лишь спустя много времени его изобретение стали использовать в часах.

В России первые башенные часы, сконструированные сербским мастером Лазарем, появляются на княжеском дворе Московского Кремля в начале XV века^[1].

На данный момент старейшие башенные часы Европы находятся в Гродно, Республика Беларусь. Они находятся в рабочем состоянии уже на протяжении более 500 лет.^[2].

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.

Механические часы состоят из нескольких основных частей:

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

Маятник[править | править код]

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

В состав маятникового механизма входят:

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

Точность хода настраивается изменением длины маятника или длины пружины.

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, что 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.

Баланс[править | править код]

Голландец Христиан Гюйгенс и англичанин Роберт Гук независимо друг от друга разработали другой колебательный механизм, который основан на колебаниях подпружиненного тела.

В состав балансирного механизма входят:

• Балансирное колесо;
• Спираль;
• Вилка;
• Градусник — рычаг регулировки точности;
• Анкерное колесо.

Точность хода регулируется градусником — рычагом, который выводит из работы некоторую часть спирали. Баланс чувствителен к колебаниям температуры, поэтому колесо и спираль делают из сплавов с небольшим коэффициентом температурного расширения. Второй вариант, более старый — делать колесо из двух разных металлов, чтобы оно изгибалось при нагреве (биметаллический баланс).

Для повышения точности хода баланс снабжался винтами, которые позволяют точно сбалансировать колесо. Появление прецизионных станков-автоматов избавило часовщиков от балансировки, винты на балансе стали чисто декоративным элементом.

Балансирный механизм применяется преимущественно в переносных часах, так как, в отличие от маятниковых, может эксплуатироваться в разных положениях. Однако вследствие нечувствительности к колебаниям температуры, а также благодаря большей долговечности в башенных и некоторых видах напольных и настенных часов всё равно применяется маятник.

Камни[править | править код]

В конце XVII в. английский математик Фатио де Дюилье открыл метод сверления рубинов с использованием алмазного инструмента. Алмазное сверло позволяло делать в рубине отверстия небольшого диаметра с очень ровными краями; просверленные таким образом рубины могли быть использованы в качестве часовых подшипников, что повышало точность и долговечность механических часов. В марте 1705 году Фатио продемонстрировал часы на камнях в Королевском обществе.

До 1768 года часы на камнях изготавливались исключительно в Англии; на континенте этот метод впервые освоил швейцарский часовщик Фердинанд Берту^[3]. С тех пор рубиновые камни повсеместно используются в качественных механических часах.

Дополнительные механизмы, встраиваемые в часы[править | править код]

Кукушка, бой[править | править код]

Через фиксированные промежутки времени (обычно через полчаса или час) часы отбивают колоколами текущее время. Как вариант: играет мелодия, или фигурки-жакемары разыгрывают какую-то сценку.

Интересно, что до появления механических часов время узнавали по звуку церковных колоколов. Поэтому в первых механических часах был только бой, без циферблата. В некоторых языках башенные часы и колокол называются одним и тем же словом, например, по-голландски и то, и другое будет klok.

Репетир[править | править код]

От фр. répéter — повторять, воспроизводить. Более сложный механизм, позволяющий при нажатии на кнопку отбить время звуком. Изначально был разработан для моряков, которым надо было в тёмное время суток узнать текущее время, не разжигая огонь.

Существует несколько видов репетиров:

• Минутный — отбивает часы, четверти, минуты.
• Пятиминутный — отбивает часы и количество пятиминут после часов.
• Получетвертной — отбивает часы и количество получетвертей после часов.
• Децимальный — отбивает часы и количество десятиминут после часов.
• Четвертной — отбивает часы и количество четвертей после часов.

Календарь[править | править код]

Календарь бывает разной сложности — от простого указателя числа, который приходится переводить, если в месяце менее 31 суток, до сложного механизма, учитывающего високосные года.

Фазы Луны[править | править код]

Относится к астрономическим функциям. Дополнительный циферблат или диск, отградуированный на 29,5 дней и изображающий Луну в различных фазах.

Уравнение времени[править | править код]

Астрономическая функция в часах, учитывающая разницу между средним местным временем, которое показывают обычные часы, и реальным солнечным временем.

Безель[править | править код]

В некоторых наручных часах (например, «Командирских», Россия) вокруг циферблата установлено поворотное кольцо с делениями (люне́т, безель). Предназначен он для того, чтобы засекать время. В водолазных часах люнет крутится только против часовой стрелки, чтобы при случайном повороте нельзя было увеличить оставшееся время (что может привести к нехватке воздуха). По водолазной традиции, последние 15 или 20 минут люнета делают красными (сигнал на всплытие).

Также безель используется в «вахтенных» часах с 24-часовым циферблатом. На безеле нанесены три временных отрезка по четыре часа, с четырехчасовыми промежутками между ними.

Автоподзавод[править | править код]

В 1770 году впервые в швейцарских часах был использован часовой механизм с автоподзаводом, так швейцарский часовщик Абрагам-Льюис Переллет^[en] реализовал свою идею «вечных» часов — часов, которые не нуждались бы в постоянном подзаводе, а заводились бы самостоятельно при ходьбе^[4].

В наручных часах устанавливается эксцентрик (на языке часовщиков ротор или сектор, так как выполнен в виде лёгкой пластины с накладкой в форме сектора дуги из тяжёлого вольфрамового сплава; в дорогих часах применяются сплавы золота), который вращается при движении руки и заводит пружину. Поэтому при постоянном ношении часов их вообще не требуется заводить. Механизм автоподзавода и пружина соединены фрикционом.

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.

Турбийон[править | править код]

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.

Бреге в 1795 году изобрёл, а в 1801 запатентовал турбийон (фр. tourbillon — вихрь)^[5] — устройство для частичной^[6] компенсации притяжения Земли. Турбийон состоит из баланса, анкерной вилки и анкерного колеса, расположенных на специальной вращающейся площадке (наиболее часто встречающаяся скорость вращения: 1 оборот в минуту). Это один из самых сложных и дорогих дополнительных механизмов. Максимальная точность хода недорогих механических часов достигает ±5 секунд в сутки; высококачественных: до ±1 сек в сутки, недорогих кварцевых часов (это более современный механизм, для сравнения): ±0.5 сек. в сутки^[6]. Точность хода часов с турбийоном составляет: ±1..±2 сек. в сутки^[7]. Часто турбийон делают видимым через окошко в циферблате. Фактически, турбийон поворачивает весь часовой механизм вокруг своей оси в течение одной минуты, что, в связи с влиянием притяжения Земли, заставляет часы полминуты спешить, а следующие полминуты отставать, что нивелирует влияние притяжения Земли на точность хода.

В 2003 году, известный часовщик Франк Мюллер изобрёл новую версию маятника Турбийон — это был двухосевой Tourbillon Revolution. Он состоит из 2-х кареток, которые могут одновременно вращаться по горизонтали и вертикали. Таким образом, он устранил проблему неточности хода при долгом нахождении часов в горизонтальном или вертикальном положении, которая была присуща наручным часам с устройством Турбийон. Год спустя, этот же изобретатель представил часы Tourbillon Revolution 2, которые могли вращаться уже в 3-х плоскостях.^{[источник не указан 747 дней]}

Эффективность турбийонов многократно подвергалась сомнению с момента их изобретения. По мнению часовщика Александра Миляева, станки-автоматы делают настолько сбалансированные колёса, что турбийон просто не нужен, а часы с турбийонами являются «показателем исключительного мастерства часовщика и высокого статуса владельца»^{[5][нет в источнике]}.

Тахиметр[править | править код]

Шкала, расположенной по ободку многих современных часов (чаще всего встречается на хронографах). Эта шкала не вращается, она неподвижна. Тахиметр предназначен для расчета скорости на основании времени в пути.

Индикатор запаса хода[править | править код]

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

Будильник[править | править код]

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.

Хронометр[править | править код]

Изначально хронометр применялся в море для определения географической долготы. В наши дни, так называют особо точные механические часы, соответствующие стандарту ISO 3159. В Швейцарии сертификацию осуществляет Официальный швейцарский контроль хронометров^[en]. Часы получают статус при условии, что за сутки уходят не более чем на 10 секунд (15 секунд для хронометров второго класса)^[8].

Секундомер[править | править код]

Часы, которые служат для отсчёта коротких промежутков времени (например, в спорте). Секундомер позволяет в любой момент запускать и останавливать отсчёт времени, а также быстро обнулять показания. В отличие от обычных часов секундомеры не предназначены для определения текущего времени, только интервалов, от одного момента до другого.

Хронограф[править | править код]

Хронографом называют механические или кварцевые часы, которые одновременно являются секундомером

Военные часы[править | править код]

Часы, изготовляемые для военнослужащих различных государств и удовлетворяющие повышенным техническим и эксплуатационным требованиям

Шахматные часы[править | править код]

Часы с двумя механизмами, которые служат для контроля времени в шахматах. Так же, как секундомеры, предназначены для измерения относительного времени.

Лабораторные часы[править | править код]

Таймер, предназначенный для химиков, фотографов

• В.Н. Пипуныров. История часов с древнейших времен до наших дней. — М: Наука, 1982. — 498 с.