При смещении центра тяжести баланса относительно его оси вращения возникает неуравновешенность. Проверку уравновешенности баланса (без спирали) производят на специальных параллельных горизонтальных ножевых опорах, на которые помещают цапфы оси баланса.
Если центр тяжести баланса не совпадает с осью вращения, т. е. баланс неуравновешен, то под влиянием силы тяжести он повернется тяжелым участком вниз и займет положение устойчивого равновесия.
Если центр тяжести баланса совпадает с осью вращения, т. е. баланс уравновешен, то, находясь на ножевых опорах, он займет положение безразличного равновесия.
Неуравновешенность баланса может быть вызвана различными причинами. К ним относятся следующие:
- обод баланса в разных местах имеет разную толщину или ширину;
- с одной стороны обода баланса ввернуты более тяжелые винты;
- баланс насажен на ось эксцентрично.
Неуравновешенность баланса нарушает точность хода часов в тех случаях, когда ось баланса расположена горизонтально, т. е. часы находятся в вертикальных положениях.
Точность хода часов при горизонтально расположенном неуравновешенном балансе зависит от положения его центра тяжести и от амплитуды колебаний. Например, при положении центра тяжести баланса выше оси вращения часы при амплитуде менее 220° будут отставать, при амплитуде, равной 220°,- идти точно, а при амплитуде более 220° — спешить.
Если центр тяжести баланса расположен ниже оси, часы будут при амплитуде менее 220° спешить, при амплитуде 220° — идти точно,-и при амплитуде более 220° — отставать.
Производя проверку точности хода часов в вертикальных положениях при различных амплитудах, можно установить неуравновешенность баланса и направление смещения центра тяжести.
В табл. 1 указаны изменения точности хода в вертикальных положениях в зависимости от размещения центра тяжести баланса.
Неуравновешенность баланса вызывает изменение периода колебания баланса. Допустим, что избыточный вес расположен на нижней части баланса, находящегося в положении равновесия. При колебании баланса с амплитудой менее 220° избыточный вес будет располагаться в верхнем положении. Когда баланс возвратится в положение равновесия, спираль получит дополнительную энергию от избыточного веса. Следовательно, возвращается в положение равновесия несколько быстрее, чем только под действием упругой силы спирали,- часы будут спешить.
Теперь допустим, что избыточный вес после возврата в нижнее положение будет продолжать движение в противоположную сторону. В этом случае избыточный вес является дополнительной силой, действующей вместе с упругой силой спирали, т. е. колебания баланса уменьшатся — часы будут отставать.
Если амплитуда колебания баланса превышает 220°, то при движении баланса вверх из положения равновесия усилие спирали встретит сопротивление силы тяжести избыточного веса в то время, когда она начинает свое движение вверх. После прохождения балансом верхней точки избыточный вес будет создавать дополнительное усилие при движении баланса вниз. В результате этого период колебания будет удлиняться в первой части пути и укорачиваться во второй. Причем в этом случае увеличение и уменьшение периода колебаний таковы, что в результате период колебаний будет удлиняться, т. е. часы будут отставать. Зависимость отклонения хода часов от неуравновешенности баланса при разных амплитудах его колебаний можно выразить графически (рис. 129). Кривая, расположенная ниже горизонтальной оси, показывает опережение. Кривая, расположенная выше горизонтальной оси, показывает отставание.
Рис. 129. График изменения суточного хода, вызванного неуравновешенностью баланса
Изменение точности хода часов на графике показано для часов, заводная головка которых повернута вверх. Точность хода в горизонтальном положении часов равна нулю.
