Теперь перейдем к рассмотрению процесса регулировки часов, но прежде установим условные обозначения точности хода: «4т» опережение; «-» отставание; «±» ошибки нет.
При регулировке часов градусник передвигают в положение «прибавить», если часы отстают, и в положение «убавить», если часы спешат.
Регулировка часов выполняется следующим образом: перед регулировкой часы не заводят. Отмечают положение секундной стрелки. Например, она стоит на делении «10 сек». Отмечают, какое время показывают эталонные часы, и, когда секундная стрелка эталона времени достигнет деления «10 сек», слегка поворачивают часы по горизонтали, чтобы привести баланс в движение, и в то же время поворачивают заводную головку. Затем полностью заводят заводную пружину. Не следует покачивать руку, держащую часы, вперед и назад, как бы помогая заводке. При этом эллипс может ударить по обратной стороне паза анкерной вилки. Во-первых, это может разбить эллипс; во-вторых, может вызвать удар, известный под названием «пристук», который приводит к опережению на несколько секунд.
Отрегулировав секундную стрелку, переходят к установке часовой и минутной стрелок.
Стрелки рекомендуется переводить вперед, перевод стрелок назад может вызвать реверсирование колесной системы и таким образом перевести секундную стрелку назад. С другой стороны, медленный перевод стрелок также может привести к «пристуку». Поэтому лучше переводить стрелки вперед довольно быстро.
Когда часовая стрелка указывает правильное время, переводят минутную стрелку вперед медленно на последние пять минут так, чтобы в момент, когда секундная стрелка, достигнет деления «60 сек», минутная стрелка стояла бы точно на минутном делении.
Если же после того, как часы отрегулированы, секундная стрелка не синхронна с эталоном, ни в коем случае не прикасайтесь к самой секундной стрелке, чтобы установить ее правильно. Лучше открыть часы и остановить баланс. Если часы спешат на несколько секунд, следует остановить баланс, запомнив число секунд, на которое часы спешат, отпустить его тотчас по истечении этого времени. Для остановки баланса пользуются щеточкой из верблюжьего волоса. Если ход часов должен быть замедлен на несколько секунд, скажем 5 сек, баланс останавливают на 55 сек и переводят минутную стрелку вперед на 1 мин.
Опытный часовщик может повернуть часы раз или два по горизонтали, чтобы баланс ударился о рожки вилки. Это заставит часы сделать быстрое опережение и таким образом набрать нужное число секунд. Однако, если баланс относительно тяжелый и эллипс довольно тонкий, эллипс может разбиться.
Ниже показано, как надо вести запись наблюдений. Предположим, часы спешат на 5 сек, начальная запись должна быть следующей:
Только 10 сек записано потому, что часы спешили на 5 сек. Затем часы ставят в положение заводной головкой вверх и еще через 24 ч замечают, что часы показывают опережение на 35 сек. Напомним, что часы спешили на 15 сек, когда были в положении заводной головкой вверх, следовательно, они получили опережение еще на 20 сек, таким образом:
Примечание: Чтобы найти общую ошибку, надо сложить знаки и сложить знаки «-», вычесть меньшую сумму ив большей и дать полученному результату знак большей суммы.
Следующий узел часов, которому следует уделить внимание, — система баланс — спираль, был в последние годы предметом более пристального изучения, чем какой-либо другой.
Баланс в наручных часах выполняет ту же функцию, что маятник в настольных или напольных часах, с той разницей, что спираль контролирует баланс. Много лет назад баланс не имел спирали. Позже к балансу была добавлена спираль, изготовлявшаяся
Из свиной щетины, а еще позже появилась стальная спираль. Стальная спираль, если она использовалась в паре с простым, не компенсационным балансом, вызывала отставание часов на 1V2 мин за 24 ч при изменении температуры на 10° С. Для компенсации этой ошибки применяется биметаллический баланс из стали с латунью, припаянной с внешней стороны. Баланс разрезается и в ободе баланса устанавливают винты, позволяющие корректировать компенсацию. Обычная пропорция металлов — две части латуни и одна часть стали.
Необходимость компенсации баланса со стальной пружиной обуславливается тем, что сталь теряет свою упругость при высокой температуре, что вызывает потери хода. Стальная пружина удлиняется при повышении температуры, но удлинение компенсируется другими размерами (толщиной и шириной), увеличивающимися пропорционально! Потеря упругости спирали является действительной причиной потерь хода. Простой металлический баланс (под словом «простой» автор подразумевает неразрезной монометаллический баланс) или баланс из латуни и стали также расширяется в условиях высокой температуры. Но все же потеря упругости спирали является главной причиной ошибки. Латунь имеет более высокий коэффициент расширения, чем сталь. Когда она сплавлена со сталью или присоединяется частичным сплавлением к стали и баланс разрезается, как показано на фиг. 142, под действием тепла концы дуг баланса загибаются внутрь, что приводит к опережению. Пунктирными линиями показано положение дуг: при высокой температуре -внешняя линия, при низкой — внутренняя линия. С помощью винтов, закрепленных в ободе баланса, можно произвести точную регулировку и таким образом компенсировать потерю упругости спирали (фиг. 143). На схеме (фиг. 143) дано обозначение частей разрезного баланса.
Компенсационный баланс.
Детали компенсационного баланса:
1 — разрез; 2 — позиционные винты; з — латунь; 4 — сталь; 5 — винты для температурной регулировки; 6 — нейтральная точка находится в этом районе; 7 — эта часть баланса наиболее подвержена влиянию температуры.
Если винты завинчивают по направ лению к свободному концу дуги обода баланса, то часы спешат при высокой температуре и отстают при низкой температуре.
Если винты завинчивают в сторону к закрепленному концу дуги, то часы спешат при низкой температуре и отстают при высокой.
Испытания часов обычно производят при двух предельных температурах: 30° С и 0° С, и ошибки сравнивают с ходом в условиях нормальной температуры: 15° С и 20° С. Если баланс отрегулирован так, что часы работают точно при 25° С и 0° С и затем их испытывают, например, при 15°, появится другая ошибка — средняя температурная.
Произвести регулировку для исправления этой ошибки с обычным балансом невозможно. Для устранения этой средней температурной ошибки было изобретено несколько приспособлений, ныне известных как приспособления для вспомогательных компенсаций; но балансы, имеющие эти приспособления, дороги в изготовлении и выигрыш, который они дают, сомнителен.
Новые монометаллические балансы в паре со спиралью, изготовленной из сплавов, определенно уменьшают эту ошибку. Более подробно об этих спиралях будет сказано ниже. Если термин «точный» применяется к ходу при температуре 0° С и 25° С, это означает только отсутствие вариаций хода. Иными словами, если часы дают опережение на 3 сек в сутки при температуре 25° С, они будут давать опережение на 3 сек в сутки при 0° С, причем вариаций в ходе не будет.
Часы можно подвергнуть следующей проверке. Прежде всего часы следует отрегулировать насколько возможно точно в условиях мастерской. Через два или три дня записывают ход часов. Никаких дальнейших изменений в регулировке не делают. Затем испытывают часы при 25° С. Для этой цели пользуются специальными печами; они обычно нагреваются газом через среду водяной рубашки, окружающей испытательную камеру, и снабжены термостатом и устройством для регулировки температуры, которое автоматически поддерживает одинаковую температуру. В настоящее время часовщики в ремонтной мастерской не всегда должны производить температурную регулировку, и поэтому испытание в печи не всегда обязательно. В этих условиях отличным заменителем может быть обычный деревянный ящик с дверцей. Внутренность ящика нагревается электролампой 25 втп. Ящик можно снабдить терморегулятором, который будет включать и выключать ток для регулировки температуры.
Допустим, что в условиях нормальной температуры часы дают опережение на 5 сек в сутки, а в печи за то же время часы отстают на 20 сек. Так как они уже давали опережение на 5 сек, это равняется отставанию на 25 сек в печи. К сожалению, нет определенного правила, касающегося степени регулировки, необходимой для компенсации ошибки. Регулировку производят методом последовательных приближений. Для начала перемещают компенсационные винты из отверстий В и В\ (фиг. 144) в отверстия А и А\ (фиг. 145). Винты обычно перемещают попарно; если перемещают определенный винт на одной стороне, то винт, находящийся точно против него, тоже должен быть соответственно перемещен. Это очень важно не только для сохранения уравновешенности баланса, но также и для того, чтобы балансе был выведен из состояния уравновешенности, когда он находится в печи. Процесс регулировки повторяют до достижения требуемой точности хода.
Температурная регулировка, выполняемая для того, чтобы часы спешили при высокой температуре. Б,В1-отверстия для компенсационных винтов.
Температурная регулировка, выполняемая для того, чтобы часы спешили при высокой температуре. A, Ai — отверстия для компенсационных винтов.
Затем часы испытывают при 0° С. Для испытания при низкой температуре можно воспользоваться ящиком со льдом или обычным бытовым холодильником. Если баланс был отрегулирован для работы в условиях высокой температуры, испытание при низкой температуре является обязательным. Это необходимо потому, что если, например, часы отстают при высокрй температуре, и мы, переместив винты к прорезям в ободе баланса, обнаружим, что и при низкой температуре часы отстают, это значит, что винты следовало бы удалить со свободного конца обода, а следовательно, наша температурная регулировка была бы нарушена. Если же, однако, обнаружится, что часы отстают в холодном состоянии, это значит, что или баланс конструктивно не верен, или, что более вероятно, что-то не в порядке со смазкой.
Как уже было сказано выше, не существует твердого правила относительно того, куда надо перемещать винты. Если при повторном испытании будет обнаружено, что регулировка недостаточна, т. е. что часы все еще отстают при высокой температуре, винты А2 и .43 перемещают в отверстия All и .4111 (фиг. 146). С другой стороны, если часы спешат при высокой температуре, винты В2 и ВЗ перемещают в отверстия ВП и Bill (фиг. 147) и так далее, пока ошибка не станет порядка 2 сек в сутки.
После испытаний при высокой температуре проводят испытание при низких температурах, учитывая, что поправка часов 45 сек в сутки. Вообще говоря, при низкотемпературном испытании ошибка бывает не больше, чем при высокотемпературном испытании. Например, если баланс отрегулирован при высокой температуре до +2 сек, т. е. показание часов +7 сек (добавив поправку Г» сек), мы обнаружим, что при низкой температуре ошибка равна
Дальнейшая температурная регулировка, выполняемая для того, чтобы часы спешили при высокой температуре. А2, A3, АН, AllI — отверстия для винтов.
Дальнейшая температурная регулировка, выполняемая для того, чтобы часы спешили при высокой температуре. В2, ВЗ, ВЦ, ВШ-отверстия для винтов.
+ 7 сек, т. е. показание +12 сек; это значит, что для корректировки необходимо переместить винты к свободному концу баланса; если бы необходимо было это сделать, то ошибка при высокой температуре была бы больше, чем +2 сек. Такое несоответствие указывает, что баланс имеет дефекты: может быть пропорция латуни превышает норму, так что стальной слой не в состоянии вызвать достаточную деформацию баланса. Дефекты могут быть и в сплавлении двух металлов, может быть и небольшая трещина в стали. Единственное средство — сменить баланс, так как устранять погрешности в балансе не всегда экономично. Кроме винтов, для температурной компенсации баланса имеются еще регулировочные винты, ввинченные в обод баланса у перекладины. Размещение регулировочных винтов относительно перекладины баланса оказывает небольшое влияние на баланс при изменении температуры. Действительно, где-то рядом с перекладиной баланса имеется точка, которая остается стационарной при изменении температуры. Перекладина баланса расширяется при высокой температуре и сжимается при низкой, что также приводит к смещению регулировочных винтов. Регулировочные винты в отличие от температурных винтов имеют длинную резьбу, что позволяет с их помощью осуществлять регулировку хода. При ввинчивании часы дают опережение, при вывинчивании — отставание.
Иногда при температурной регулировке приходится заменять винты другими из более тяжелого металла. Например, если все отверстия на свободном конце баланса заняты винтами, но часы продолжают отставать при высокой температуре, то винты на свободном конце должны быть заменены более тяжелыми. Часы среднего качества в настоящее время снабжаются латунными винтами, при регулировке их иногда заменяют золотыми винтами, которые тяжелее латунных, но если оказывается, что они недостаточно тяжелы, ставят винты из платины.
При замене винтов более тяжелыми рекомендуется пользоваться специальным приспособлением или весами, показанными на фиг. 148. Эти весы изготовить очень просто: в прорези латунной плитки размером 25 X 50 мм и толщиной 2 мм укрепляют стальную пластинку шириной 12 мм и длиной 25 мм; верхний конец запиливают в форме V и остро затачивают, затем кусок заводной пружины толщиной около 0,25 мм, шириной 3 мм и длиной 75 мм подвергают отпуску (оба конца и середину) и шлицевым напильником для головки винта делают небольшую прорезь в центре. Пружину сгибают, как показано на фигуре. На обоих концах пружины просверливают по одному отверстию. Концы ее отгибают, чтобы они были параллельны основанию. Пружину устанавливают на ножевой опоре и уравновешивают, спилив, если необходимо, лишний металл. Для того чтобы показать, как пользоваться «весами», приведем конкретный пример. Часы настолько отстают при высоких температурах, что необходимо заменить винты 1 и 2 (фиг. 149) более тяжелыми винтами из платины. Винт 1 вынимают из баланса и кладут на весы, на другую сторону кладут новый платиновый винт, он будет значительно тяжелее. Затем весы очень тщательно уравновешивают, положив винт 3 из баланса на весы рядом с винтом 1 и, если будет, достигнуто равновесие, это значит, что винты 1 и 2 должны быть удалены с каждого из концов, чтобы сохранить первоначальный вес баланса и таким
Приспособление для сравнения весов винтов баланса.
Замена винтов для температурной регулировки на более тяжелые:
1, 2, 3, 4 — винты баланса.
образам сохранить то же показание времени. Итак, винты 1 и 2 сняты и на их место установлены платиновые винты. Чтобы сохранить равновесие баланса, надо проделать то же с винтами 3 и 4.
Температурная регулировка выполнена и часы будут давать точное или почти точное показание времени. Иногда температурную регулировку можно производить, добавляя шайбы или колодки к винтам 1 и 2; в этом случае для сохранения первоначального веса баланса поступают следующим образом: винт 3 снимают и кладут на весы, рядом с ним кладут две шайбы баланса; на другую сторону кладут винт 1; для уравновешивания вес винта 3 уменьшают, углубив прорезь шлицевым напильником или спилив головку, если пропиливания шлица недостаточно. Винт 4 обрабатывается так же, чтобы сохранить равновесие баланса. Если головка винта уменьшена, ее начисто обрабатывают мелкозернистым оселком и полируют. Для уменьшения веса винтов баланса существуют и другие способы: косая заточка внутренней части шлица винта сверху (фиг. 150). Эта операция известна как срезание кромки и выполняется она трехгранным напильником.
Второй способ, практикуемый в Америке, состоит в выборке прорезей в нижней части головки винта (фиг. 151). Прорезь делают так: винт насаживают на специальный режущий инструмент и вращают винт отверткой, для чего применяют режущие инструменты различных размеров. Преимущества этого способа заключаются в том, что внешний вид винта не изменяется, а операция не отнимает много времени. Увеличение прорези производится только на довольно больших винтах, например у балансов часов в 13 линий и больше.
Еще один способ съема фасок винта баланса показан на фиг. 152. На первый взгляд этот способ может показаться нежелательным, так как в этом случае сминаются концы головки винта, но таким способом широко пользуются на швейцарских заводах. Этот способ можно применять для винтов всех размеров, операция в этом случае выполняется очень быстро, так как винты не снимаются с баланса. Для обработки винтов часов высокого качества его применение нецелесообразно, но для балансов обычного промышленного качества не вызывает возражений. Инструмент для снятия фасок головок винтов показан на фиг. 152. Баланс следует приподнять
Уменьшение веса винта баланса.
Подрез в винте баланса.
немного, если головка винта большая, и опустить,если очень маленькая, иначе выемка не будет сделана в центре. Инструмент обычно делается для винтов баланса среднего размера. На фиг. 153 показано девять способов уменьшения веса винта баланса.
Продолжим температурную регулировку и, и облегченный винт 3 также поставим на прежнее место. Проделаем то же с винтами 2 и 4, но только до перемещения винта 3 винт 4 облегчается, чтобы он соответствовал винту 3, так что в конечном счете у нас будут две шайбочки под головками винтов 1 и 2, а винты 3 и 4 соответственно будут облегчены. Все это может показаться довольно
Скашивание фасок в головке винта.
Способы уменьшения веса винта баланса (см. также фиг. 150 и 151).
сложным, но на практике эта операция простая, выполняется быстро и дает экономию времени благодаря избавлению от повторной регулировки или, по крайней мере, благодаря сокращению ее. Необходимо, чтобы после этих регулировок независимо от того, заменялись ли винты, добавлялись шайбочки или уменьшался вес винтов, баланс должен быть идеально уравновешен. После каждого изменения, внесенного в узел баланса, рекомендуется производить контроль уравновешенности. Необходимо избегать введения чрезмерного количества масла при смазке часового механизма, так как избыточное количество масла усложняет температурную регулировку.
На фиг. 127 показан эффект затормаживания вследствие избытка масла на осях палет; этот эффект затормаживания увеличивается при испытании в условиях низкой температуры. При регулировке в условиях обычной температуры часы можно отрегулировать на- опережение, чтобы преодолеть сопротивление, создавшееся вследствие избыточного количества масла; все же, когда часы испытываются при высокой температуре, сопротивление масла уменьшится, и часы показывают относительное опережение. Та же
Таблица 1
Методы температурной регулировки
регулировка при нормальной температуре даст явное отставание при испытании при низкой температуре.
Если же масла в часовом механизме столько, сколько должно быть, и часы продолжают отставать при низкой температуре, необходимо произвести температурную регулировку баланса.
Первое температурное испытание часов всегда проводят в положении циферблатом вверх, так как уравновешенность баланса иногда нарушается при высокой температуре. Если температурное испытание начинать при высокой температуре в положении заводной головкой вверх, мы не будем знать, температурная эта ошибка или позиционная. Позиционное испытание при высокой температуре производится в последнюю очередь, после позиционного испытания в условиях нормальной температуры.
Приведенная здесь табл. 1 может служить лишь общим руководством, а не является точной таблицей. В ней показаны возможные преимущества перемещения винтов баланса и приведены некоторые данные о влиянии его на ход часов. Для большей простоты совсем не учитывается существующее положение винтов
Уравновешивание баланса в кронциркуле.
в балансе и допускается, что можно переместить пару винтов, как показано в таблице. На практике приходится перемещать винты в наиболее близкие отверстия.
Существуют два способа уравновешивания баланса: один — с помощью обычного кронциркуля, другой — с помощью уравновешивающего устройства. В первом случае баланс помещают в кронциркуль, где баланс должен остаться свободным и иметь осевой зазор. Кронциркуль берут в левую руку и прижимают его к краю стола так, чтобы баланс повис над столом под углом приблизительно 45°. На внутренней стороне одной из ножек кронциркуля сделаны засечки (фиг. 154), и если по этим засечкам провести ребром пинцета или отвертки, баланс начнет медленно вращаться. Приведенный во вращение баланс должен вращаться в одном направлении до тех пор, пока он не остановится. После остановки он не должен колебаться; это означало бы отсутствие уравновешенности. При остановке баланса наиболее тяжелая часть его обода, естественно, окажется внизу.
Другой метод — уравновешивание на специальном приспособлении (фиг. 155). Существует несколько типов такого приспособления, одни имеют агатовые ножевые опоры, другие — стальные. Автор отдает предпочтение стальным опорам: их можно полировать для поддержания лезвий опор острыми. Агатовые опоры легко выкрашиваются или разрушаются, их труднее чинить, и кроме того, агатовые опоры обычно толще стальных. Если же приспособление имеет стальные опоры, необходимо следить, чтобы они не были намагничены. Намагниченность стальных опор необходимо периодически контролировать. Если опоры намагничиваются, все устройство пропускают через размагничивающее приспособление. Агатовые опоры оправлены бронзой и поэтому неподвержены действию магнетизма, но и это не располагает автора в их пользу. Перед установкой баланса на приспособлении ножи необходимо протереть сердцевиной бузины, лезвия ножей должны быть абсолютно чистыми. Положив баланс на опоры, слегка прикасаются
к нему пинцетом, чтобы заставить его вращаться. Ни в коем случае не следует дуть на баланс, чтобы привести его в движение; со струей воздуха изо рта на часовой механизм или любую деталь часов могут попасть незаметные капли влаги. Баланс на ножевых опорах должен вращаться медленно, если он станет вращаться быстрее, следует отрегулировать уравновешивающее приспособление при помощи винтов, проходящих через ножки, чтобы оно стало горизонтальным. Некоторые приспособления снабжены спиртовыми уровнемерами, но автор предпочитает, чтобы сам баланс показал, когда приспособление установлено горизонтально. Отрегулировав приспособление, внимательно наблюдают за балансом, который так же, как в кронциркуле, должен вращаться в одном направлении, пока не остановится. После определения утяжеленной точки баланса вес баланса в этой точке необходимо уменьшить. Если баланс снабжен винтами, винт в утяжеленной части можно облегчить одним из способов, описание которых давалось выше. Иногда утяжеленный участок находится между двумя винтами, в этом случае надо немного облегчить оба эти винта. Разрезной баланс перед этой операцией не следует брать в руки. Температура руки передается балансу и может вызвать его деформацию, влияющую на выявление неуравновешенности. Если баланс неразрезной и без винтов, то при уравновешивании на утяжеленной части производится удаление излишнего металла высверливанием несквозных отверстий инструментом, показанным на фиг. 72. Инструмент изготовляют из круглого напильника малого диаметра, конец которого затачивают, придавая
Приспособление для уравновешивания баланса.
пирамидальную форму, монометаллический, или простой, баланс изготовляется из латуни или же из бериллиевого сплава, когда баланс используется в паре со спиралью из бериллиевой стали. Для изготовления спиралей в настоящее время используются два металла: элинвар и бериллиевая сталь. Термин элинвар происходит от сочетания слов эластичный, инвариантный (неизменный). Он представляет собой сплав никеля и стали с добавлением хрома. Элинвар имеет ряд преимуществ по сравнению с инваром — сплавом никеля и стали. Элинвар тверже инвара и в этом отношении вполне заменяет его; он не чувствителен к воздействию температуры, является немагнитным и не подвержен действию коррозии. Практика показала, Что не всегда удается подобрать нужный способ устранения температурной ошибки. Если спираль из элинвара применяется в паре с латунным балансом, отставание при высокой температуре может наблюдаться вследствие расширения баланса, так что следует взять баланс из элинвара или инвара. С другой стороны, некоторые сорта элинвара вызывают опережение при высокой температуре, так что расширение баланса компенсируется. Элинвар не обладает такой твердостью, как сталь, и поэтому в обращении со спиралью, изготовленной из элинвара, следует проявлять большую осторожность. Элинвар обычно узнают по несколько беловатому оттенку, он почти серый и иногда матовый, инвар более белый и обычно имеет блестящую поверхность. Палладий тоже белого цвета, но палладиевые спирали всегда применяют в паре с разрезным балансом, палладиевые спирали не магнитны и кор-розионно стойки. Этот металл с медью, железом и рядом других металлов образует очень ценные сплавы. После некоторой термообработки он приобретает такую же твердость, как термообработанная сталь.
В часах со спиралями из мягких металлов ход нарушается после того, как масло немного загустело. Упругость мягкой спирали невысокая.
Бериллиевая сталь представляет собой сплав железа, никеля, бериллия и пр. и известна под маркой «ниварокс». Иногда ниварокс имеет явный медистый оттенок; некоторые образцы бывают серого цвета или черноаспидного цвета. Этот сплав имеет низкий коэффициент расширения и сохраняе т упругость при температурах много выше тех, в которых обычно работают часы. Сплав немагнитный и коррозионностойкий.
Автору известны часы, снабженные спиралями из ниварокса, которые прошли испытание по методу Кью и получили высокую оценку. Баланс, изготовленный из сплава бериллия, обычно применяется в паре со спиралью из ниварокса. В то время как модуль упругости бериллия при высоких температурах до известного предела не меняется, коэффициент расширения, хотя и бывает низким, оказывает заметное влияние на ход часов.
Данные, приведенные в табл. 2 и 3, показывают, что разрезной баланс со стальной спиралью обладает определенными преимуществами по сравнению с монометаллическим балансом со спиралью из сплава. Первоклассный монометаллический баланс может иметь температурную ошибку от 0 до 9 сек при изменении температуры в пределах 30° С, разрезные стальной и латунный балансы — от 0 до 1,8 сек в тех же условиях; автор считает, учитывая их свойства, что предпочтение следует отдать монометаллическому балансу и спирали, изготовленной из сплава.
Спирали для биметаллических разрезных балансов
Для подбора новой спирали необходимо установить число колебаний баланса, которое определяется или (а) подсчетом числа колебаний баланса со старой, подлежащей замене спиралью, или (б) подсчетом числа колебаний баланса по передаточному отношению колесной системы, как это было указано выше.
При ремонте часов в условиях часовой мастерской процентное количество часов, нуждающихся в новой спирали, невелико, так что нерационально иметь запас волосков. Автор рекомендует
Таблица 3
Спирали для монометаллических балансов в каждом отдельном случае заказывать волосок на заводе-изготовителе. Выбрав спираль нужной прочности, ее проверяют, прежде чем приступить к установке. Для этого берут небольшой кусочек пчелиного воска размером с булавочную головку, прилепляют его к концу оси баланса и запрессовывают в него спираль. Воск держит спираль достаточно прочно, чтобы подсчитать число колебаний баланса. Большинство часов снабжено балансом, который совершает 18 ООО колебаний в час. Это равно 300 колебаниям в минуту. Для грубой проверки прочности новой спирали берут внешний виток пинцетом и опирают баланс на стекло часов, снабженных секундной стрелкой (фиг. 156). Балансу сообщают колебательное движение (амплитуда колебания должна быть небольшой). Подсчет колебаний производят, когда перекладина баланса совершает
Подсчет колебаний баланса на часах.
Устройство для вибрации спирали.
колебание по направлению к наблюдателю. На первых стадиях проверки достаточно подсчитать 75 колебаний в течение полминуты, для грубого выборочного подсчета. Проверив спираль, переходят к испытаниям в вибрационное устройство. Вибрационное устройство (фиг. 157) очень удобно и проверка осуществляется очень быстро. На основании вибрационного устройства устанавливается испытуемый баланс, совершающий 18 ООО колебаний в час. Обычно такие устройства снабжаются коробками с. набором балансов, совершающих 16 200, 18 000, 22 000 колебаний в час.
Внешний виток спирали зажимают в приспособлении, похожем на пинцет. Испытуемый баланс устанавливают так, чтобы он был параллелен стеклу, а нижняя его цапфа прикасалась к стеклу и находилась прямо над верхней цапфой эталонного баланса. Затем
поворотом рукоятки испытуемому и эталонному балансу сообщают колебательное движение. Испытуемый баланс должен колебаться синхронно с эталонным балансом. Если он колеблется медленно, как вероятно и должно быть, ослабляют зажим, притягивают через него спираль, укоротив ее. Процесс повторяют до тех пор, пока баланс не станет колебаться синхронно со скоростью эталонного баланса. Откусывают лишнюю часть спирали несколько в стороне от места захвата, чтобы оставить припуск на расстояние от колодки до штифтов градусника. Затем вынимают спираль из приспособления и снимают ее с баланса. Кладут колодку спирали на плотную бумагу и, наложив
Приспособление для изгибания спирали.
Способ обрыва внутреннего витка спирали.
Выпрямление внутреннего- витка для заштифтовки в колодке.
Приспособление для удерживания колодки спирали.
на нее спираль, отмечают, насколько она должна быть отломлена после заштифтовки в колодке. Чтобы отломить спираль, пользуйтесь инструментом, показанным на фиг. 158. Это обычная швейная игла, половина ушка которой сточена в виде вилки. Спираль придерживают так, как показано на фиг. 159; вращая иглу вперед и назад, можно легко разломить спираль. Сгибают эту часть спирали внутрь и выпрямляют ее (фиг. 160). Помещают колодку в приспособление (фиг. 161), которое не сложно изготовить. На стержень, суживающийся к одному концу, насаживают с трением латунную трубку, в которой имеется прорезь, позволяющая трубке перемещаться вверх и вниз по стержню. На латунной трубке укрепляют пластинку. На пластине шеллаком закрепляют старый, покрытый эмалью циферблат с секундными делениями. Отверстие в центре шкалы должно быть достаточно большим и может быть расширено с помощью карборундового карандаша, которым снимают слои эмали, а затем расширяют отверстие круглым напильником малого диаметра. Нажимая напильником на эмаль и снова отпуская, производят срезание только при нажиме, благодаря этому эмаль не будет скалываться. Сколы эмали на нижней стороне циферблата несущественны. Затачивают штифт для закрепления спирали и тщательно полируют. Для определения длины штифта его предварительно вводят в отверстие колодки. С обоих концов штифта наносят отметки в тех местах, где штифт должен быть отрезан. Заусенцы снимают мелкозернистым оселком (например, камнем арканзас).
Колонку размещают на приспособлении для установки спирали и убедившись, что она стоит ровно, немного прижимают ее, чтобы впоследствии ее можно было свободно насадить на ось баланса. Подводят диск к колодке и вводят конец спирали в отверстие колодки, проследив, чтобы она не согнулась. Спираль устанавливают так, как показано на фиг. 162, и закрепляют штифтом (не слишком плотно). Отламывают штифт. Проверяют, плоско ли лежит спираль на диске. Если придется производить подгонку, чтобы расположить спираль на диске плоско, т. е. потребуется поднять или прижать ее, надо повернуть ее в отверстии с помощью штифта. Затем закрепляют спираль штифтом с помощью пинцета или толкателя.
Спираль, подготовленная для заштифтовки в колодке.
Правильная заштифтовка спирали.
Выверка спирали баланса на оправке.
Если заштифтовка произведена тщательно, то спираль должна оказаться точно центрированной. Проверку концентричности спирали следует производить на белом фоне. Можно проследить за витками спирали глазом и, сравнивая ее с чертежом, сделать ее идеально верной (фиг. 163). Если при заштифтовке спирали в колодке получится так, что первые витки имеют неправильную форму, следует произвести правку спирали. Необходимо вновь установить спираль на баланс и снова, поместив их в вибрационную машинку, произвести регулировку, отломив лишнюю часть спирали, учитывая отрезок, необходимый для прохода спирали
Регулировка положения внутреннего витка в колодке:
1, 2, 3,4 — точки изгиба.
Изгиб спирали наружу: 1 — точка изгиба.
между штифтами градусника. При отсутствии вибрационной машинки можно использовать секундомер или хорошо выверенные часы со стрелкой.
Эта операция производится путем подсчета колебаний в течение целой минуты. Важно выполнить этот подсчет возможно точнее: ошибку на 1/10 сек в каждую минуту сделать очень легко, но за 24 ч это составит 2х/2 мин. При работе спирали в часах на колебание оказывают воздействие помехи от ходового механизма, трение цапф оси баланса в опорах и пр. Их, однако, можно устранить путем изменения веса баланса.
Следующий шаг — установка спирали, заштифтованной в колодке, на оси со втулкой (фиг. 164) и контроль в кронциркуле, где регулируют положение спирали так, чтобы она перемещалась правильно и по окружности и в плоскости.
Рекомендуемые правила регулировки положения спирали для ее строгого центрирования в процессе колебаний баланса состоят в следующем.
Наружный виток спирали на участке
Изгиб спирали у колонки, когда последняя смещена.
Во-первых, не следует изгибать первый виток. Если, например, надо изогнуть спираль в точке 1 (фиг. 165) для концентричного расположения относительно колодки, помещают ножки пинцета в точках 2 и 3 и производят легкий нажим, благодаря которому получают изгиб спирали в точке 4. С другой стороны, если спираль такая, как на фиг. 166, помещают маслодозировку в точке 1 и слегка повернув ее, изгибают спираль наружу.
Если спираль предназначена для плоского градусника, остается только заштифтовать ее в колонке. Это делается следующим образом. Прежде всего штифт затачивают подобно заточке штифта для закрепления спирали в колодке, делая его лишь несколько длиннее, чтобы он выступал с обеих сторон колонки. Колонку устанавливают на мосту баланса, не монтируя спираль на балансе. Заштифтовывают спираль в колонке, регулируют ее так, чтобы она находилась точно над центром камневого отверстия оси баланса, внешний виток спирали на участке 1 (фиг. 167) должен быть немного изогнут наружу, чтобы второй виток спирали не касался колонки и штифтов градусника. Этот изгиб должен быть постепенным. В некоторых случаях колонка оказывается дальше от центра, чем она должна быть. Лучше всего изогнуть спираль так, как показано на фиг. 168. Способ заштифтовки спирали в колонке рассматривается ниже.
Изготовление концевой кривой
Изготовление концевой кривой Бреге, названной по имени ее изобретателя швейцарца А. Л. Бреге (1747-1823), производится следующим образом. На фиг. 169 показана кривая, рассчитанная М. Филлипсом и выполненная М. Л. Лоссье. Она известна как кривая Лосеве.
Для обеспечения большей точности следует начертить окружность, диаметр которой равен диаметру спирали баланса, провести дугу 83° радиусом, равным расстоянию штифтов градусника от центра, разделить пополам расстояние от сегмента 83° до внешнего витка на противоположной стороне спирали и найти таким образом центр (см. фиг. 170, с). Из этого нового центра описывают полуокружность с радиусом 1-2, соединяющую внешнюю окружность с сегментом 83°. Полученная фигура и есть форма внешнего витка спирали.
Концевая кривая Лоссье.
Конструкция, предложенная Лоссье, требует, чтобы сегмент 83° равнялся 0,67 радиуса окружности. Его надо разделить пополам. Для того чтобы это стало более наглядным, вычерчивают окружность такого же размера, что и спираль. Допустим, что мы выбрали новую спираль и проверили ее прочность, так что этот диаметр является известной величиной (фиг. 170, а). Примем диаметр спирали равным 10 мм, тогда радиус должен быть 5 мм. Теперь возьмем 0,67 радиуса (фиг. 170, б). Проводят дугу 83° окружности этого диаметра, как на фиг. 170, б, и делят расстояние между точками 2 и 3 (рис. 170, в), чтобы найти точку 1. Поставив циркуль в точку 1 и соединив полуокружностью точки 2 и 3 (фиг. 170, в), получают кривую Лоссье. Отрезок 0,67 г немного больше половины радиуса, так что для всех практических случаев мы можем взять этот размер как половину радиуса. Хотя точную кривую можно построить, это не значит, что результаты будут идеальными.
Можно начертить серию кривых по Лоссье и выбрать необходимую кривую. Спираль надо наложить на избранную кривую и придать ей требуемую форму. На фиг. 171 дана серия концевых кривых, которые должны подходить для большинства часов. Если
Построение кривой Лоссье.
точный размер не указан, используют в качестве руководства ближайший. Нижний ряд кривых дается для случая-, когда штифты градусника находятся далеко от центра или когда надо подогнать спираль с концевой кривой для часов, первоначально предназначенных для плоской спирали (фиг. 172). Штифты градусника должны находиться от центра на расстоянии, равном радиусу спирали. Начертив две окружности, диаметры которых равны радиусу первоначальной окружности, проводят общую касательную линию к этим двум окружностям; концевая кривая должна переходить в дугу малых окружностей и сливаться с внешней окружностью. Это ясно видно на чертеже. Штифты градусника действуют в сегменте АВ (фиг. 173); эта часть спирали располагается так, что она является концентричной относительно центра градусника. Если этого не делать, спираль будет деформироваться при перемещении градусника. Эта кривая также является одним из видов кривой Филлипса, но для соответствия математическим условиям штифты градусника должны быть в точке А.
Ту же кривую Лоссье можно использовать и для внутреннего витка и для внешнего. Эту концевую кривую используют для спирали часовых механизмов высокого класса. Для того чтобы спираль работала точно в центре, изгиб кривой должен быть выполнен очень точно.
Концевые кривые спирали: а — концевые кривые Лоссье, б — концевые кривые Филлипса.
Построение концевой кривой для спирали, предназначенной для замены плоской спирали. (Диаметр окружностей, обозначенных пунктирной линией, должен равняться радиусу спирали.)
Участок, на котором работают штифты градусника (от А до В).
Первый изгиб при изготовлении концевой кривой.
Вид спирали после первого изгиба.
Изгиб вниз при изготовлении концевой кривой.
Существует два или три способа изготовления концевой кривой. Наиболее целесообразным автор считает способ, при котором спираль кладут плоско на плотную бумагу, захватывают внешний виток толстым пинцетом на расстоянии, равном 3/4 витка от свободного конца, и зажимают самый конец спирали другим толстым пинцетом. Затем первый пинцет опускают на верстак так, чтобы кончики его были слегка вдавлены в бумагу. Другой пинцет поднимают прямо вверх, значительно выше, чем должна быть законченная концевая кривая (фиг. 174). Спираль теперь должна иметь приблизительно форму, показанную на фиг. 175. От точки, где спираль начинает изгибаться вверх, отмеряют возможно точнее дугу 25°-30° и, захватив спираль в этой точке толстым пинцетом
Вид волоска после изгиба вниз.
Способ изгиба концевой кривой вверх.
Пинцет для изгиба концевой кривой.
(фиг. 176), на расстоянии приблизительно 10-15° от точки, где находится первый пинцет, зажимают спираль обоими пинцетами. Первый пинцет держат неподвижно, а второй перемещают вниз так, чтобы согнуть спираль. Спираль теперь должна быть такой, как на фиг. 177.
Передвинув пинцет по изгибу спирали, как на фиг. 178, пинцет в левой руке держат неподвижно. Этот изгиб не должен быть сделан за одно движение»; пинцет перемещают вдоль спирали, немного поворачивая и одновременно защемляя спираль. Левый пинцет подвигают дальше к концу и окончательно поднимают концевую кривую вверх, сделав параллельными плоскости спирали. Острых изгибов не следует делать, так как они могут создавать трещины в металле. Такие трещины видимы только под микроскопом, их действие выявляется лишь при работе часов.
Концевая кривая теперь выглядит так, как показано на фиг. 179. Следующий шаг — образование изгиба концевой кривой. На фиг. 180 показан пинцет, применяемый для этой операции. Концы
Концевая кривая. Вид волоска после изгиба вниз.
пинцета изогнутые, и если спираль захватить так, как показано на рис, 180, она будет изогнута соответственно пунктирным линиям. Изгибы концов пинцета не обязательно должны быть такими, как желаемый изгиб спирали. Протяженность изгиба зависит от усилия, приложенного к пинцету; необходимо проверить, правильно ли изогнут пинцет, прежде чем приступать к выполнению операции. Только практика может подсказать, какое усилие надо прилагать к спирали. Ряд фигур (фиг. 181) дает некоторое представление об этой операции. Выполнив все изгибы концевой кривой, следует снова проверить ее плоскость, при этом изгиб может быть немного изменен. На фиг. 182 показана законченная концевая кривая.
Следует рассмотреть еще два способа, которыми пользуются б настоящее время для изготовления концевых кривых. Согласно первому способу, спираль берут пинцетом (фиг. 183); к спирали прилагают усилие, и она изгибается более или менее резко. Пинцет затем перемещают вдоль спирали до следующего положения и операция повторяется, но в противоположном направлении, где спираль изгибается вниз под тем же углом.На фиг.184 показан изгиб спирали вниз. Способ этот надежный и не требует больших затрат времени. Он применяется для обработки спирали из какого-либо мягкого металла — инвара, элинвара или бериллия, т. е. из металла, который мягче термообработанной стали. Вторым способом можно пользоваться для изготовления концевой кривой стальной спирали. В этом случае пользуются пинцетом, показанным на фиг. 185. На кончике пинцета имеется латунный штифт или штифт из слоновой кости. Угол изгиба зависит от диаметра этого штифта. Если диаметр штифта достаточно большой, угол получается менее острым, если диаметр штифта меньше -угол изгиба острее; угол изгиба спирали определяется также приложенным усилием.
При применении упомянутого способа спираль кладут на кусок мягкого дерева и удерживают пинцетом в точке А, где должен быть первый изгиб (фиг. 186). Спираль плотно зажимают пинцетом, но так чтобы она могла перемещаться между концами пинцета. Затем медленно и осторожно погружают концы пинцета в мягкое дерево, спираль при этом согнется вверх. На фиг. 187 хорошо видно, как это происходит. Определяют, где должен быть следующий изгиб, переворачивают спираль и повторяют операцию. В результате спираль изогнется вниз, а виток, изогнутый вверх, станет параллельным остальным виткам. На фиг. 188 показан изгиб вниз. А — первый изгиб вверх, Б — точка, где производится изгибание вниз. При изгибании спирали любым из двух последних указанных способов следует соблюдать большую осторожность, так как можно поломать спираль. Изгиб острый и в последнем случае высота или ширина спирали изгибается по очень короткой дуге. Вероятность излома мягкой спирали меньше.
Положения пинцетов при изготовлении концевой кривой.
Готовая концевая кривая с постепенным изгибом вверх и концевым концентричным витком.
Специальный пинцет для изготовления концевой кривой.
. Изгиб концевой кривой вниз при помощи специального пинцета.
Пинцет со штифтом для образования концевой кривой.
Изгибание вверх.
Первый изгиб вверх при помощи пинцета со штифтом.
Изгибание вниз.
После изготовления концевой кривой надо загятифтовать спираль в колонке. Закрепив колонку на мосту баланса и установив спираль на балансе, вставляют баланс в механизм вместе с мостом баланса. Поворачивают баланс так, чтобы конец спирали прошел между штифтами градусника и вошел в отверстие колонки, для этого баланс надо немного поднять, чтобы получилось естественное провисание. Если спираль не проходит между штифтами градусника, снимают мост баланса и изменяют изгиб концевой кривой так, чтобы спираль проходила между штифтами градусника. То же самое надо сделать, когда отверстие колонки не совпадает с положением штифтов градусника. Если спираль проходит между штифтами
Правильное положение штифтов градусника и отверстия в колонке.
Регулировка спирали, когда штифты градусника и отверстие в колонке смещены.
свободно, но не оказывается против отверстия колонки, спираль изгибают (возможно ближе к колонке) так, чтобы она вошла в отверстие. Спираль не следует проталкивать в отверстие, так как при этом может быть нарушена ее центровка, а это вызовет боковое трение в цапфах оси баланса и создаст множество других осложнений, и вся тщательная работа, затраченная на образование правильной концевой кривой, может оказаться напрасной. На фиг. 189 показана спираль, входящая в отверстие колонки, когда она совпадает со штифтами градусника. На фиг. 190 показана необходимая подгонка конца спирали, когда отверстие колонки не совпадает со штифтами градусника.
Когда вся указанная подгонка произведена, спираль можно заштифтовывать в колонке. Вынув баланс из механизма, снимают спираль с баланса. Изготовляют такой же штифт, как для заштифтовки в колодке, но только в этом случае штифт длиннее (фиг. 191). Во всем остальном процесс остается точно таким же: оставляют штифт на конце проволоки и отламывают, когда спираль заштиф-тована. Мост баланса кладут плоско на верстак, вставляют спираль в отверстие колонки и вставляют штифт, но не отламывают.
Держат мост баланса в пальцах и с помощью лупы проверяют его параллельность спирали. Если спираль не параллельна, штифт поворачивают пинцетом. Когда убеждаются в правильности положения спирали, отламывают штифт и запрессовывают его пинцетом с губками, как показано на фиг. 192. Короткое прямое отверстие может немного исказить дугообразность спирали. Если это
Правильная длина штифта в колонке.
Запрессовка штифта.
произошло, спираль выпрямляют, производя ее изгиб возможно ближе к колонке.
Исправление деформированных спиралей сложно и не всегда приводит к желаемым результатам. Некоторые деформированные спирали могут быть исправлены, и если хорошо освоена операция по установке новой спирали, то выпрямление погнутой спирали не встретит трудности. Если же спираль деформирована сильно, бесполезно тратить время на ее исправление. Скорее и надежнее поставить новую.
Позиционная регулировка
По окончании работ с балансом и после подбора и установки спирали необходимо произвести регулировку часов, для которой имеет большое значение максимальная амплитуда колебаний баланса. Максимальную амплитуду колебания баланса можно измерить, хотя и приблизительно. При этом замечают какую-либо точку на балансе, например его перекладину. Заводят часы, останавливают баланс и отпускают его, .внимательно наблюдая за колебаниями перекладины. Через 20-30 сек баланс должен достигнуть максимума амплитуды. Если этот процесс занимает более продолжительное время, то в часовом механизме имеются какие-то дефекты, вызывающие потери энергии заводной пружины.
Если часы работают удовлетворительно, то амплитуда колебания не должна быть меньше 11/2 оборота или больше 13/4 оборота баланса при положении часов циферблатом вверх или вниз и не меньше 11/4 оборота в положении заводной головкой вверх. Для того чтобы быстро определить амплитуду колебания баланса, необходима большая практика.
Хотя при регулировке спирали баланса использовалась вибрационная машина, часы необходимо дополнительно отрегулировать. Вибрационная машина создает идеальные условия колебаний баланса, когда он совершенно свободен и даже трение его цапф почти отсутствует. Следует учесть, что вибрационная машина исключает и воздействие на баланс изменяющегося крутящего момента заводной пружины, а вместе с этим и перепады амплитуды колебаний баланса, имеющие большое влияние на точность хода. Одной из наибольших трудностей, с которой приходится встречаться при регулировке часов — это «вариации хода». Причина их может быть любая: погрешности в ходовом механизме, колесной системе и, возможно, заводной пружине. Ее можно установить лишь при проведении длительных испытаний часов в различных положениях.
После, температурной регулировки переходят к позиционной регулировке, т. е. регулировке часов в различных положениях. Обычными положениями часов являются: циферблатом вверх, циферблатом вниз, заводной головкой вверх, заводной головкой вправо, заводной головкой влево. Оценка хода обычных карманных часов производится в положении циферблатом вверх, циферблатом вниз, заводной головкой влево и заводной головкой вправо; кроме того, следует отметить: карманные часы всегда испытываются в положении головкой вверх.
Наручные часы испытывают обычно в положении циферблатом вверх и заводной головкой вниз; испытание заводной головкой вниз производится потому, что часы при ношении на руке наиболее часто оказываются в этом положении.
Существует семь или восемь способов корректировки хода в зависимости от изменения положения часов. Попытаемся рассмотреть их и проанализировать достоинства каждого отдельного способа регулировки.
При испытании наручных часов, т. е. когда регулировка производится в положении головкой вниз, порядок операции изменяется.
Проведите воображаемую линию, проходящую через заводную головку и деление 6 часов. Затем через камневое отверстие моста баланса проведите линию под прямым углом к первой линии. Спираль баланса должна отходить вверх от этой последней линии (фиг. 193). Спираль баланса может выходить из колонки слева или справа в зависимости от положения колонки, но с какой бы стороны она не выходила, она должна выходить вверх. Отсюда следует, что изменением -положения точки заштифтовки можно откорректировать позиционную ошибку часов. Ранее было установлено, что при изменении горизонтального положения часов на вертикальное может возникать отставание на 30 сек.
Если при позиционном испытании часов обнаружится, что этого отставания на 30 сек не существует или даже окажется, что часы не отстают, а спешат, это еще не означает, что предшествующее заключение неверно. Это значит, что одна или несколько регулировок, которые будут здесь рассмотрены, уже существуют, может быть даже случайно. Например, при установке новой спирали, некоторые условия, которые должны соблюдаться, случайно уже соблюдены, например осуществлена правильная заштиф-товка спирали. Рассмотрим конкретный случай: часы испытывают в положении циферблатом вверх и суточная ошибка составит -f-5 сек. Затем часы ставят заводной головкой вверх. Если в этом положении наблюдается отставание на 30 сек, следует вскрыть часы, ослабить заводную пружину и остановить баланс. Проверяют положение заштифтовки спирали. В этом случае нельзя провести такую линию, о которой говорилось в связи с правильной точкой заштифтовки, но можно рассмотреть точку, из которой должна выходить спираль, как показано на фиг. 194. Сместив точку заштифтовки, следует вновь проверить часы в указанном отношении.
Некоторые швейцарские часы имеют совершенно круглый балансовый мост, который крепится винтами, позволяющими повернуть его и фиксировать в любом положении. На мосту баланса находится колонка и, таким образом, точку заштифтовки спирали можно сместить в любое положение. Такое устройство очень удобно для экспериментальной работы.
На практике не всегда удобно при установке новой спирали заштифтовывать ее в колодке так, чтобы она отходила от центральной линии вверх. Если после того, как спираль установлена и концевая кривая изготовлена, было решено, что спираль должна отходить вверх, сделать это можно двумя способами. Если деформация спирали значительная, ее следует отломить в центре и за-штифтовать вновь. Эта операция не повлияет на температурную регулировку (допускается, что баланс разрезной), но необходимо утяжелить баланс, так как удаление лишней части спирали заставит часы спешить. Если же деформация спирали небольшая, то ее изгибают близко к колодке так, как это показано на фиг. 194. Пунктирной линией показано первоначальное положение спирали. Если спираль отходит вверх от центральной линии, ошибки быть не должно по этой причине, но существует много других причин, которые будут создавать погрешность хода. В табличных данных на фиг. 195 указаны ошибки, вызванные смещением точки заштифтовки спирали. Описанная регулировка постоянная, т. е. после разборки часов, чистки и сборки она не нарушается. Если изгиб
концевой кривой выполнен в соответствии с какой-то теоретической кривой, то период колебаний баланса не должен ни в какой мере зависеть от амплитуды колебания. Иными словами, ход часов не должен заметно меняться при колебаниях баланса с большой амплитудой, т. е. в случае, когда часы находятся в положении циферблатом вверх или циферблатом вниз, а также при малых амплитудах, когда часы находятся в вертикальном положении, например заводной головкой вверх,
Правильная точка заштифтовки.
Корректировка точки заштифтовки посредством изгибания спирали.
Расположение точек заштифтовки:
1 — заводной головкой вверх; 2 — заводной головкой вправо; 3 — заводной головкой влево, 6 — аа-водной головкой вниз.
вправо или влево, или когда заводная пружина заведена слабо. Подобные колебания баланса называются изохронными. Об определении изохронизма будет сказано ниже.
Часы с правильной концевой кривой спирали не обязательно должны обладать одинаковым ходом во всех положениях. Если часы отстают в вертикальном положении, концевую кривую следует переместить ближе к центру. Сделать это можно двумя способами. Первый способ состоит в образовании петли концевой кривой, как показано пунктирной линией на фиг. 196, что придает концевой кривой дополнительную жесткость; другой в придании витку формы, которая показана пунктирной линией на фиг. 197, чтобы приблизить изгиб к центру. Может возникнуть вопрос: зачем же изменять форму концевой кривой, если полная заштифтовка в центре корректирует позиционную ошибку? Ответ таков: при регулировке часов в различных положениях нельзя произвести корректировку хода с помощью только одной концевой кривой. Иногда необходимо произвести несколько небольших исправлений различных частей спирали или даже каких-
Изменение изгиба концевой кривой.
Второй вариант изменения концевой кривой.
либо узлов ходового механизма. В этом случае нельзя предугадать, насколько следует изгибать спираль; это может подсказать лишь практический опыт.
Оба рассмотренные способа регулировки считаются оптимальными и ими следует пользоваться при ремонте наручных часов высокого качества.
Трение в опорах увеличивается, когда часы находятся в вертикальном положении с последующим уменьшением амплитуды колебания баланса. 9ihm можно воспользоваться при регулировке часов в различных положениях. Скажем, часы отстают в положении заводной головкой вверх; если трение в положении заводной головкой вверх уменьшается, ошибка уменьшается. Иными словами, трение можно увеличить в положении циферблатом вверх, чтобы уменьшить трение в положении заводной головкой вверх. Это можно сделать двумя способами. Первый заключается в уменьшении диаметра цапф оси баланса, установке новых камневых опор или уменьшении камневого отверстия. Это обеспечивает большую свободу балансу, когда часы находятся в вертикальных положениях, в результате чего отставание уменьшается или даже устраняется. Другой способ — притупление концов цапф оси баланса. Это не значит, что цапфы должны быть сделаны совершенно плоскими, они должны быть лишь немного меньше закруглены. Это увеличит поверхностное трение, когда часы находятся в горизонтальном положении и сделает трение одинаковым в по
Изменение пятки цапфы оси баланса.
ложении часов циферблатом вверх и заводной головкой вверх. Последняя из перечисленных форм регулировки (притупление концов цапф) непостоянная, так как концы цапф изнашиваются во время работы, и регулировка со временем может быть частично потеряна. Пунктирная линия (фиг. 198) показывает притупление цапф баланса. Общепризнано, что в идеальном случае расстояние между штифтами градусника должно быть небольшим. Спираль между штифтами градусника не должна перемещаться. Спираль, однако, должна быть совсем свободна, так что если поднять спираль у штифтов, она возвратится в первоначальное положение. Некоторые наиболее опытные регулировщики в Швейцарии пользуются штифтами градусника для корректировки позиционной ошибки. Для того чтобы лучше понять эту операцию, рассмотрим характерный пример. Штифты градусника разводят так,
Регулировка штифтов градусника.
что бы между ними прошло три толщины спирали. Затем ослабляют спираль у колонки, чтобы она упиралась в один из штифтов, скажем внутренний штифт, что не имеет значения. Когда часы будут в горизонтальном положении и амплитуда колебания баланса будет максимальной, спираль отойдет от градусника, который она охватывает, и в некоторой степени будет работать часть спирали между штифтами градусника и колонкой. Когда часы находятся в вертикальном положении и амплитуда колебания баланса меньше, спираль не будет, по крайней мере в той же степени, отходить от штифта градусника. Спираль как бы укоротится. А это значит, что часы будут отставать в положении циферблатом вверх и спешить в положении заводной головкой вверх. Степень этих отклонений хода зависит от давления, которое спираль должна оказывать на штифты градусника и от расстояния между штифтами. Спираль у штифта градусника можно согнуть так, что она совсем не будет отходить от него в положении заводной головкой вверх или в такой степени, что не будет касаться другого штифта в положении циферблатом вверх. В нашем распоряжении имеется большое количество различных способов регулировки хода, но существуют определенные пределы их применения. Этими способами можно откорректировать суточную ошибку до 9 сек. Вообще говоря, пользоваться ими для исправления ошибки более 30 сек не рекомендуется. Однако многое зависит от качества механизма. На фиг. 199 показаны различные стадии регулировки при помощи штифтов градусника: а — спираль охватывает внутренний штифт градусника; б — спираль почти готова отойти от внутреннего штифта; в — спираль только что коснулась внешнего штифта.
Преимущество регулировки с помощью штифтов градусника заключается в том, что ее можно выполнить без удаления каких-либо деталей, вследствие чего она не требует больших затрат времени. Если ею пользоваться умеренно, влияние на средний суточный ход будет не больше, чем при небольшом изменении, произведенном в самом градуснике. Недостаток подробной регулировки состоит в том, что она не постоянная. Если мост баланса снимают, регулировка почти определенно должна быть нарушена. Спираль практически нельзя установить в том же месте, где она была до разборки.
Но здесь следует вспомнить о возможностях регулировки посредством нарушения уравновешенности баланса. Необходимо учесть, что при проверке уравновешенности баланса очень трудно получить абсолютное равновесие. Если часы отстают в положении заводной головкой вверх, их можно заставить спешить, утяжелив баланс в самой низкой точке. Например, откройте заднюю крышку часов и заметьте положение эллипса, когда часы находятся в положении заводной головкой вверх и баланс неподвижен. Эллипс должен находиться в пазу анкерной вилки. Необходимо определить ее положение относительно баланса: находится ли он в нижней части паза в правой или левой его стороне и т. д.?
Заметив положение эллипса, следует вынуть баланс из механизма и положить его на уравновешивающее приспособление (без спирали, конечно). Так как часы отставали в положении заводной головкой вверх, самая низкая точка должна быть утяжелена. Если эллипс был справа, когда часы находились в положении заводной головкой вверх, надо вывести баланс из равновесия, сохраняя эллипс в правой стороне паза. Степень утяжеления баланса для выведения его из состояния уравновешенности определяют методом проб.
Этот способ регулировки имеет ряд недостатков. При больших амплитудах колебания результат будет обратный — в положении заводной головкой вверх часы вместо опережения или, по крайней мере, незначительного отставания станут показывать значительное отставание. На фиг. 200 показаны причины этого явления: а — утяжеленная точка неподвижна; б — при одном повороте; в — при l1.^ поворота. Если баланс делает поворота или больше, центр тяжести находится на верхней части баланса, когда часы спешат в положении заводной головкой вверх.
Позиционная регулировка центробежной силой мало практикуется в настоящее время, и может быть использована только для разрезного баланса. Если в каждой дуге обода баланса высверлить по одному отверстию для винтов 1, это ослабит обод баланса в указанных точках и центробежная сила заставит баланс открыться еще больше. На фиг. 201 показано пунктирными линиями смещение дуг во время больших размахов под воздействием центробежной силы. Следовательно, часы станут отставать. Таким образом, когда часы отстают в положении заводной головкой вверх, можно высверлить два отверстия, о которых говорилось выше, в результате чего часы станут отставать в положении циферблатом вверх и соответственно спешить в положении заводной головкой вверх. Пунктирными линиями показано положение дуг при больших амплитудах колебания баланса.
Испытания изохронизма не следует смешивать с позиционным испытанием, но некоторые виды позиционной регулировки можно использовать для корректировки
Уравновешивание для позиционной регулировки:
и — статическое состояние, б — один оборот в — I1/» оборота.
Позиционная регулировка.
изохронизма. Проверка изо-хронизма производится следующим образом: заведите до отказа заводную пружину и определите ошибку, например, через 3 часа (всегда в положении часов циферблатом вверх). Если ошибка +3 сек, это значит, что при правильном изохронизме суточная ошибка должна составлять +24 сек, при условии, что часы спешат на 1 сек в час. Снимите показание еще через 3 часа и ошибка будет +6 сек. Показание следует снимать каждые 3 часа. Например, часы заводят и ставят на 9 часов утра, затем снимают показание в 12 часов, в 18 часов и в 9 часов утра на следующий день, затем заводят и ставят часы в 18 часов и снимают показания в 9 часов утра, в 12 часов, в 15 часов и в 18 часов. Таким образом, наблюдение за часами проводилось в течение шести трехчасовых периодов, т. о. в течение 18 часов, что обычно вполне достаточно.
Периоды наблюдения можно разделять в соответствии с индивидуальной программой. Задача заключается в том, чтобы снимать показания хода через частые регулярные интервалы в течение 24 часов, особенно в первые 3 часа и последние 3 часа. Ход часов колеблется, например, так: за первые 3 часа +3, за вторые 3 часа +8, за третьи 3 часа +14 и за 24 часа +46 в целом на 22 сек больше, чем должно быть. В этом случае регулировку можно производить с помощью изгиба концевой кривой. Изгиб пе смещают ближе к центру, а отводят его так, чтобы он удалился от центра.
В другом случае можно использовать регулировку с помощью штифтов градусника. Другие формы регулировки, о которых говорилось при рассмотрении позиционной регулировки, не могут быть применены, если любой из описанных способов нарушает позиционную регулировку в положении заводной головкой вверх. Суточная ошибка +22 сек представляет большое отклонение и в таких случаях надо найти какую-либо другую причину ошибки, прежде чем приступать к регулировке. Например, можно произвести наблюдение за колебаниями баланса, когда пружина заведена до отказа, а также через 20 часов после завода. Если обнаружится большое расхождение, надо искать причину. Причина может лежать в заводной пружине, неправильной глубине зацепления в колесной системе или неправильной работе ходового механизма. Если вы убедились, что в самом часовом механизме дефектов нет, произведите регулировку концевой кривой спирали или штифтов градусника.
Важно, чтобы все часы работали в течение более длительного периода, чем требуется. Часы с заводом пружины на 24 часа должны работать по крайней мере 36 часов. Благодаря этому облегчаются задачи регулировки. Еще одним фактором, помогающим регулировке, является ограничение момента заводной пружины. После регулировки часов в положении циферблатом вверх и заводной головкой вверх необходимо отрегулировать их в положении заводной головкой вправо и заводной головкой влево. Такой регулировкой обычно пользуются для прецизионных часов. На эту регулировку обычно затрачивается много времени, и качество механизма должно оправдывать это затраченное время. Важно также, чтобы механизм мог поддаваться такой регулировке.
Когда часы находятся в положении заводной головкой вправо, следите за положением анкерной вилки, и особенно за правильностью взаимодействия эллипса с рожками вилки. Еще нет определенного способа корректировки позиционной ошибки в положении заводной головкой вправо. Испытайте часы в положении заводной головкой влево, и если ошибка хода будет не более +5 сек, можно сместить точку заштифтовки спирали; если часы в положении заводной головкой вверх спешат на 10 сек, в положении заводной головкой вправо на 15 сек и заводной головкой влево на 5 сек, т. е. если взять положение часов заводной головкой вверх за среднее, то разность между положением заводной головкой вверх и заводной головкой вправо составит +5 сек, а разность между положением заводной головкой вверх и заводной головкой влево -5 сек. Следовательно, можно сделать так, что часы будут спешить на 5 сек в положении заводной головкой вверх, на 10 сек в положении заводной головкой вправо и давать точное показание в положении заводной головкой влево. «Устранение значительной ошибки хода должно производиться каким-либо конструктивным решением, таким как внесение небольшой погрешности в ходовой механизм или изменение существующей формы изгиба концевой кривой. Применение одной из регулировок, которыми пользуются для корректировки ошибки в вертикальном положении или ошибки в положении заводной головкой вверх, должно повлиять на самую ошибку в положении заводной головкой вверх, но, как мы видели, ошибки могут носить скрытый характер. Анализ показывает, что регулировка в трех вертикальных положениях может оказаться длительной и потому дорогой операцией, с другой стороны, часы могут спешить во всех трех вертикальных положениях.
Теперь необходимо вернуться к температурным испытаниям. Большинство часов, которые должны пройти температурные испытания, проходят позиционную регулировку при высоких и низких температурах. Если ‘часы, проходящие испытание в положении заводной головкой вверх, имеют разрезной баланс и ошибка превышает ошибку в положении заводной головкой вверх и ошибку при температурном испытании в положении циферблатом вверх, это свидетельствует о том, что равновесие баланса было нарушено при высокой температуре. Такой случай вполне возможен и при этом ничего нельзя предпринять, кроме замены баланса.
Простой монометаллический баланс не может быть выведен из состояния уравновешенности и, кроме уже известных позиционных и температурных ошибок, никакие другие дополнительные ошибки не могут быть обнаружены в результате испытания в вертикальном положении при различных температурах.
Из сказанного выше видно, что существует семь или восемь способов регулировки для тех случаев, когда учитываются конструктивные погрешности, упоминавшиеся в разделе о регулировке в положении заводной головкой вправо и заводной головкой влево. Выбор метода регулировки определяется самими часами, которые следует ремонтировать. Позиционная регулировка — это операция, требующая много времени. Но так как на дешевые часы затрачивать много времени неэкономично, часовщик сам должен выбрать наиболее экономичный способ.
Приведенная ниже табл. 4, составленная Е. Т. Хиггинвортом, взята из американского журнала. В ней дан расчет суточной ошибки хода часов. Доли секунды не учтены и расчеты сделаны с точностью до секунды. Накопленная ошибка может быть обманчивой. Владелец часов может пользоваться ими, например, в течение 30 дней, и затем обнаружить, что часы на 9 минут отстают; это достаточная цифра, но если производить оценку, исходя из расчета, то 18 сек в сутки не вызывают беспокойства; далее часовщик сможет лучше оценить количество необходимой регулировки, когда учитываются 18 сек в сутки, а не 9 мин за 30 дней. Чтобы найти суточную ошибку хода, найдите цифру в графе «Общая ошибка», соответствующую полученной ошибке, и в графах «Суточной ошибки» найдите искомую погрешность. Для большей суточной ошибки хода, чем показано в таблице, сложите результаты двух или нескольких колонок. Например, для общей ошибки 23 мин сложите результаты в колонке 10 (дважды) и колонки 3 или колонок 10, 8 и 5. Для добавочных.30 сек усредните результаты в колонках по обе стороны от требуемой цифры, например для 6 мин 30 сек возьмите среднее 6 мин и 7 мин.
Таблица 4.Определение суточной ошибки
Различные способы позиционной регулировки обобщены ниже. Эти выводы могут быть использованы вместе с корректировочными таблицами 5 и 6. Если часы имеют ошибку, аналогичную указанной в одной из таблиц, то ознакомление с этой таблицей и ее выводами поможет найти необходимые меры:
Таблица 5.Корректировочная таблица для опережения
Таблица 6.Корректировочная таблица для отставания
1. Изменение формы концевой кривой спирали. Если изгиб делается меньше или ближе к центру, часы спешат в вертикальном положении.
2. Соблюдение правильной точки заштифтовки спирали.
3. Изменение формы концов цапф. Притупление концов для получения опережения для часов в вертикальном положении.
4. Уменьшение диаметра цапф баланса для получения сравнительного опережения для часов в вертикальном положении.
5. Регулировка штифтов градусника: увеличение расстояния между штифтами и отклонение спирали до соприкосновения одним из штифтов для получения опережения часов в вертикальном положении.
6. Уравновешивание баланса таким образом, чтобы центр тяжести находился снизу для получения опережения в вертикальном положении.
7. Корректировка изгиба концевой кривой, т. е. увеличение ее диаметра и отклонение от центра, чтобы получить отставание в вертикальном положении.
8. Заострение или затупление концов цапф оси баланса для получения сравнительного отставания в вертикальном положении.
9. Установка новой оси баланса с цапфами большего диаметра и новых камней с большими отверстиями для получения отставания часов в вертикальном положении.
10. Увеличение расстояния между штифтами градусника так, чтобы спираль баланса оказалась посередине между штифтами для получения отставания в вертикальном положении.
11. Смещение центра тяжести баланса для получения отставания в вертикальном положении, учитывая амплитуду колебания.
