Устройство часовых механизмов

Платина или плата — это основная деталь механизма часов, на которой крепятся все детали и узлы. Диаметр платины соответствует калибру часов. Часовые механизмы с диаметром платины менее 22 миллиметров считаются женскими, 22 и более считаются мужскими. В механических карманных часах «Молния» диаметр платы 36 мм. Платина может иметь как круглую форму так и не круглую. Изготавливают платину обычно из латуни марки ЛС63-3т, в кварцевых часах платина может быть изготовлена из пластмассы. Для установки и расположения деталей на плате делают различные расточки и отверстия, которые имеют различную высоту и диаметр. В наручных часах в плату запрессованы камни, выполняющие роль подшипников колёсной системы и баланса. Камни изготовленные из синтетического рубина и имеют высокую прочность. В малогабаритных будильниках «Слава» вместо камней колёсной системы используются латунные втулки. Они запрессованные в плату и в мост ангренажа, если происходит износ втулок (появляется отверстие овальной формы), то они подлежат замене. В крупногабаритных часах плата не имеет ни камней, ни латунных втулок, при выработке отверстия стягиваются пуансоном. Платина очень редко приходит в негодность, поэтому при ремонте часов редко подлежит замене. Так как для вращающихся деталей (колёс, баланса и т.д.) обычно используют два подшипника т.е. камня, то для установки второго камня используют мосты. В мостах как и в платине делают различные расточки и отверстия. Отверстия в платине и в мостах должны быть строго соосны, что бы обеспечить правильное положение деталей. Соосность обеспечивают посадочные штифты или втулки, которые запресованы в платину (в некоторых случаях в мосты). Латунные платины и мосты обычно никелируют, для защиты от окисления и придания им красивого внешнего вида.

Колёсная система или ангренаж состоит из четырёх и более колёс. Основная колёсная система содержит в себе:
1. Центральное колесо
2. Промежуточное колесо
3. Секундное колесо
4. Анкерное колесо
Если быть точным не всё анкерное колесо, а только триб анкерного колеса. Полотно анкерного колеса относится к другой системе, системе спуска.
Все колёса в часовом механизме состоят из следующих составных частей — ось, триб, полотно. В наручных часах ось и триб являются единым целым и так как несут на себе значительные нагрузки изготавливаются из стали. Верхняя и нижняя части оси имеют меньший диаметр и называются цапфы. Полотно колёс имеет зубья, перекладины и изготавливается из латуни. Исключением является полотно анкерного колеса, оно изготавливается из стали (в большинстве часовых механизмов). При ремонте часов нужно знать несколько правил:

1. Полотно центрального колеса входит в зацепление с трибом промежуточного колеса.

2. Полотно промежуточного колеса входит в зацепление с трибом секундного колеса.

3. Полотно секундного колеса входит в зацепление с трибом анкерного колеса.

Центральное колесо в большинстве часовых механизмов располагается в центре платы, за что и получило название — центральное.
Секундное колесо делает один оборот за одну минуту, поэтому на одну из его цапф одевают секундную стрелку.
Промежуточное колесо находится «между» центральным и секундным колёсами. Между в кавычках потому, что в часах с центральной секундной стрелкой промежуточное колесо будет находиться рядом с центральным и секундным, секундное колесо проходит сквозь центральное. Поэтому «между» это не место положения, а порядок передачи энергии от двигателя к маятнику.
Чем толще ось колеса тем ближе к двигателю оно располагается имеется в виду не место положение на плате, а место по передаче энергии. То есть самая толстая ось будет у центрального колеса, самая тонкая у анкерного.

Двигатель. Двигатель в механических часах служит для накопления энергии. Существует два типа двигателей гиревой и пружинный. Гиревой двигатель наиболее точен, но из-за больших размеров и конструктивных особенностей используется только в стационарных часах. Состоит он из гири, цепи или струны (шёлковая нить). Одной и единственной поломкой гиревого двигателя является обрыв цепи или струны. При длительной зксплуатации звенья цепи могут растянуться, их можно восстановить с помощью плоскогубцев. Растянутые звенья цепи сжимают в продольном направлении для того, чтобы сошлись разошедшиеся концы.

Пружинный двигатель менее точен, но более компактен его используют в наручных, настенных, карманных часах. Пружинный двигатель состоит из пружины, вала (корэ), барабана. Барабан служит для предохранения пружины от попадания на неё пыли, влаги. Состоит барабан из корпуса и крышки. По периметру корпус имеет зубья, которые служат для передачи энергии на колёсную систему. В центре дна корпуса имеется отверстие для вала (корэ), такое же отверстие имеется и в центре крышки барабана. В большинстве случаев в крышке имеется ещё одно отверстие для замка пружины, оно находиться с краю.

Пружины в часах имеют S-образную форму, и спиральную. Пружина имеет отверстие для крепления к валу на одном конце (в центре) и замок для крепления к барабану на другом конце. В часах с автоподзаводом используется фрикционное крепление пружины, это когда пружина не имеет жёсткого крепления к барабану, а проскальзывает при заводе.

Анкерная вилка входит в состав системы спуска часового механизма. Система спуска предназначена для преобразования вращательного движения колёс в колебательные движения маятника. В состав системы спуска также входит: полотно анкерного колеса, двойной ролик баланса. Анкерная вилка состоит из:

1. Ось анкерной вилки старые мастера называют её чиж.
2. Тело анкерной вилки, бывает одноплечная и двухплечная.
3. Рожки находятся в хвостовой части тела анкерной вилки.
4. Копьё располагается снизу рожков точно по центру.
5. Паллеты находятся в пазах тела на плечах вилки.
Ось анкерной вилки изготавливается из стали как и все оси в часовом механизме. Она имеет самый маленький размер по отношению к другим осям механизма за что её и прозвали чиж. На ось напресованно тело анкерной вилки которое изготавливается из стали или латуни.

В пазы тела вставлены паллеты изготовленные из синтетического рубина. Крепятся паллеты при помощи специального клея который называется шеллак. Шеллак при нагревании растекается и заполняет щели между паллетами и пазами тела анкерной вилки. При остывании шеллак затвердевает, что приводит к прочному крепление паллет в пазах тела. Для того чтоб приклеить паллеты с помощью шеллака существует специальный инструмент называемый жаровня.

В хвостовой части тела анкерной вилки располагаются рожки и копьё. Рожки изготовлены как единое целое с телом, а вот копьё изготовленное из латуни и крепится к телу анкерной вилки методом запрессовки.
Копьё предназначено для предотвращения выхода эллипса из зацепления с рожками анкерной вилки так называемый заскок. ЗАСКОК это когда эллипс находится не между рожками, а за пределами то есть заскакивает за один из рожков анкерной вилки.

Баланс, маятник.

Колебательная система или регулятор хода включает в себя баланс (используется в наручных, карманных, настольных и в некоторых настенных моделях часов) или маятник (используется в настенных и напольных часах). Маятник представляет из себя металлический или деревянный стержень, на одном конце которого находится крючок на другом конце находится линза. От расположения линзы относительно стержня зависит точность хода часового механизма. Чем выше тем быстрее колебания, чем ниже тем медленнее.

Баланс состоит из следующих — ось, обод, двойной ролик, спираль (волосок).

Обод с перекладинами крепиться по центру оси, обод должен быть плотно напрессован, чтоб исключить его проворачивание во время колебаний баланса. Под ободом на ось напрессован двойной ролик в состав которого входит эллипс или как его ещё называют импульсный камень. Над ободом находиться спираль, она должна располагаться параллельно ободу и ни в коем случае не соприкасаться с ним. На внутреннем конце спирали находится колодка с помощью которой спираль крепиться к оси баланса. На наружном конце находится колонка, с помощью которой спираль крепится к мосту баланса. От длины спирали зависит точность хода часового механизма. Для регулировки точности хода существует градусник (регулятор) который располагается на мосту баланса. Градусник представляет из себя рычаг на одном конце которого находится два штифта или специальный замок, на другом конце выступ с помощью которого можно регулировать точность хода. Между штифтами градусника проходит наружный виток спирали, при повороте градусника штифты скользят вдоль наружного витка спирали тем самым удлиняя или укорачивая рабочую часть спирали. Рабочая часть спирали считается — длина спирали от колодки до штифтов градусника плюс одна треть расстояния от штифтов к колонке.

МОСТЫ — мосты фиксируют все детали к плате, мост баланса, мост анкерной вилки, мост ангренажа, мост двигателя.

Механизм завода и перевода стрелок (ремонтуар) состоит из следующих деталей:
1. Переводной триб его ещё называют бочонок
2. Заводной триб или полубочонок
3. Заводной рычаг
4. Переводной рычаг
5. Мост ремонтуара или фиксатор

Бочонок (1) имеет с двух сторон зубья, с одной стороны они имеют правильную форму и служат для перевода стрелок, с другой стороны зубья скошены и служат для зацепления с полубочонком (2), который через коронное и барабанные колёса заводит пружину часов.

Давайте разберёмся как работает система ремонтуар.

При вращении заводной головки поворачивается заводной вал, который в свою очередь, благодаря своей квадратной части, вращает переводной триб (1). Переводной триб прижат с помощь переводного рычага (4) и пружины к заводному трибу (2). При вращении заводного вала вперёд, зубья переводного триба входят в зацепление с зубьями заводного триба и приводят его в движение. Он в свою очередь приводит в движение коронное и барабанное колёса. Барабанное колесо одето на вал (корэ) пружины и при вращении вала пружина накручивается на него.
При переводе заводного вала в режим перевода стрелок (оттягивании его от корпуса), поворачивается заводной рычаг (3) и отводит в сторону переводной рычаг (4). Переводной рычаг теперь будет прижимать переводной триб к переводному колесу 9, и при вращении вала будет его поворачивать. Переводное колесо (его ещё называют паразитка) будет вращать вексельное колесо (6), которое в свою очередь будет поворачивать минутный триб (8) и часовое колесо (7).

СТРЕЛОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ — состоит из часового колеса, вексельного колеса и минутного триба.

Календарные устройства в часах.

Одним из дополнительных устройств в часах, является календарное устройство. Календарное устройство используется как в механических, так и в кварцевых часах. Различают два вида календарных устройств:

1. показывающие дату в окне циферблата

2. показывающие дату на дополнительной шкале циферблата

Наиболее широко распространены календарные устройства показывающие дату, и дни недели в окне циферблата. Такие календарные устройства можно разделить на два вида:

1. календарное устройство мгновенного действия

2. календарное устройство затяжного действия (перевод календаря происходит в течении 1.5-3 ч.)

Календарное устройство располагается на платине часового механизма под циферблатом.

Время, в течении которого происходит смена показаний календаря, называется продолжительностью действия календарного устройства.

Календарное устройство, в различных моделях часов, имеет разнообразную конструкцию и составные части. Но существуют некоторые детали, которые являются неотъемлемой частью во всех видах календарных устройств, к ним относятся:

Диск календаря или числовой диск.
Имеет на своей поверхности числовые значения от 1 до 31.

Суточное колесо. Название говорит само за себя, делает один оборот в сутки. На суточном колесе располагается кулачок который приводит в движение диск календаря.

Часовое колесо.
Имеет дополнительный венец зубьев, который называется первое колесо календаря.

Фиксирующий рычаг или фиксатор диска календаря.
Предназначен предотвращения самопроизвольного вращения диска календаря.

Автоподзавод. Календарное устройство не имеет автономного источника энергии, и работает от пружины завода хода. Это в свою очередь сказывается на точности хода часов. Следует помнить, что часы с календарным устройством и без автоподзавода лучше заводить вечером, это позволит календарю сменить дату в тот момент когда энергия пружины будет максимальной.

В часах с исправным автоподзаводом пружина должна подзаводиться при повороте инерционного сектора в любую сторону. Если пружина заводится только при повороте инерционного сектора в одну сторону это может привести к тому, что пружина не будет полностью подзаводиться и часы будут останавливаться. Сектор автоподзавода вращается при любых движениях руки человека, не зависимо от того, насколько заведена пружина часов. Для того чтоб пружина не порвалась она имеет фрикционное крепление к барабану. Это когда достигнув максимального значения пружина проскальзывает в барабане на два — три оборота, что даёт возможность автоподзаводу постоянно работать и избежать его поломки. Часы с автоподзаводом толще и тяжелее обычных часов за счёт механизма автоподзавода который располагается над основным механизмом часов.

В часах Российского производства Слава 2427, Восток 2416 в системе автоподзавода используются фрикционные и передаточные колёса. Для того чтоб завести пружину часов система автоподзавода затрачивает достаточно много энергии на вращение этих колёс. В часах импортного производства — Ориент, Сейко, Ситезен и других система автоподзавода состоит из эксцентрика, гребёнки, бархатного колеса. Инерционный сектор вращаясь поворачивает эксцентрик на ось которого одета гребёнка, гребёнка в свою очередь начинает поворачивать бархатное колесо которое взаимодействуя с барабанным колесом заводит пружину. Причём независимо в какую сторону поворачивается сектор автоподзавода бархатное колесо должно крутиться только в одну сторону. Для вращения одного бархатного колеса требуется меньше энергии, поэтому коэффициент полезного действия такой конструкции автоподзавода намного больше.

Часовой спуск — часто сравнивают с человеческим сердцем, хотя это сравнение не совсем верно. Ведь сердце, кроме того, что выполняет регулирующую функцию, берет на себя еще и роль пружины (привычнее — насоса). Правильнее было бы сравнить его с сердечным клапаном,
Различные виды спусков по-разному «звучат», а часы из-за этого по-разному тикают. Данте имел честь наблюдать за работой часов, в которых спусковое устройство звучало, «как звуки струн на лире».
Вообще, за годы существования часового дела были созданы сотни различных видов спусковых механизмов. Но многие были изготовлены только в единственном экземпляре или очень ограниченными сериями и, таким образом, были преданы забвению. Другие просуществовали дольше, но от них окончательно отказались из-за трудностей в их производстве или из-за весьма посредственного исполнения. В этой статье приведен краткий обзор основных видов спусков, учитывая их роль в историческом развитии часов вообще и спусковых устройств в частности.

Шпиндельный ход. Дедушкой всех спусковых механизмов является шпиндельный ход, изобретенный великим голландским математиком и физиком Христианом Гюйгенсом (1б29-1б95 гг.). Гюйгенс применил его еще в маятниковых часах. В 1б74 году по проекту Гюйгенса парижским часовщиком Тюре были изготовлены часы переносного типа. Шпиндельный ход, сохраненный в карманных часах, продолжали применять и после Гюйгенса. С самых ранних образцов и до 80-х годов XIX столетия шпиндельный ход в своих существенных чертах почти не изменялся. Главным недостатком шпиндельного хода являлся откат назад ходового колеса, оказывавший дестабилизирующее действие на точность часового механизма. Устранением этого дефекта и начали заниматься часовщики Англии и Франции. Однако все их старания избавиться от него, сохранив шпиндельный ход, к сожалению, не увенчались успехом.

Цилиндровый ход. Шпиндельный ход стал постепенно вытесняться после появления цилиндрового хода. Томас Томпион, который его изобрел, сумел устранить проблему отката назад ходового колеса. Но широкое применение цилиндровый ход приобрел только с 1725 года, после его усовершенствования англичанином Георгом Грэхемом, которого, в общем-то, и принято называть изобретателем цилиндрового хода. Интересно, что хотя этот ход был придуман англичанами, его чаще использовали во Франции.

А этот ход, будучи изобретенным во Франции, получил широкое применение среди часовщиков Англии. Его изобретение приписывается Роберту Гуку и Иоганну Баптисту Дю-тертру из Парижа. Более поздняя и весьма обычная форма дуплекс-хода была основана на изобретении выдающегося французского часовщика Пьера Леруа (1750 год). Оно заключалось в замене двух колес одним и в совмещении на этом колесе зубцов, которые до этого были разнесены на два колеса. Этот ход нашел применение в так называемых «долларовых» часах, предназначенных для массового производства часовой фирмой «Waterburry» (США). Дуплексный ход считается теперь устаревшим, но сохранился в некоторых старинных часах.

В 1750 — 1850 гг. часовщики увлекались изобретением все новых и новых ходов, отличных по своему устройству И было изобретено их свыше двухсот, но лишь немногие получили распространение. В «Руководстве по часовому делу» (Париж, 1861 год) отмечено, что из большого количества появившихся ходов, так или иначе ставших известными, к тому времени сохранилось не более десяти-пятнадцати. К 1951 году их количество вообще свелось к двум.

Свободный анкерный ход. В настоящее время в карманных и наручных часах чаще всего применяется свободный анкерный ход, изобретенный Томасом Мьюджем в 1754 году. В основу его был положен несвободный анкерный ход, разработанный его учителем Георгом Грэхемом для маятниковых часов. В отличие от последнего, свободный анкерный ход обеспечивает свободное колебание баланса. Баланс в течение значительной части своего движения не испытывает какого-либо воздействия со стороны спускового регулятора, так как он разъединен с балансом, но вступает с ним во взаимодействие на мгновение для освобождения ходового колеса и передачи импульса. Отсюда происходит английское название этого хода detached lever escapement — «свободный анкерный ход». Анкерным же он называется потому, что по форме напоминает якорь (франц. — anchor). Первый свободный анкерный ход в исполнении Томаса Мьюджа был применен в часах, изготовленных им в 1754 году для супруги короля Георга III Шарлотты. Эти часы находятся теперь в Виндзорском замке. Хотя сам Мьюдж изготовил только две пары карманных часов с этим ходом, но его изобретение положило начало всем используемым ныне во всех карманных и наручных часах современным свободным ходам. Мьюдж справедливо считал изобретенный им ход слишком трудным в изготовлении и применении и даже не пытался найти возможность для распространения своего детища. Отсутствие высоких технологий в часовом производстве середины XVIII века надолго задержало широкое применение анкерного хода. И потому же он долго не был оценен по достоинству.

Изобретение Мьюджа долго не использовалось, пока Георг Севедж, знаменитый часовщик из Лондона, не развили идеи Мьюджа и не привел их к более современному виду — классическому типу английского анкерного хода. Дальнейшим усовершенствованием устройства свободного анкерного хода занялись швейцарцы. Именно они предложили ход, в котором ходовое колесо изготавливалось с широким зубом на конце (в английском варианте зуб был заостренным). Изобретение швейцарского анкерного хода приписывают выдающемуся часовщику Аврааму Луи Бреге. Сегодня почти в каждом свободном анкерном ходе в точных переносных часах зубья ходового колеса изготавливают с широким концом.

Штифтовой анкерный ход в карманных часах был применен Георгом Фредериком Роскопфом около 1865 года и впервые был представлен на Парижской выставке в 1867 году. Обычно этот ход относят к типу свободных ходов, предназначенных для применения в карманных и наручных часах. Однако, в нем применены штифтовые металлические палеты (для сравнения: в английском и швейцарском анкерных ходах палеты изготавливаются из рубина или сапфира). По своему качеству штифтовой анкерный ход уступает во всех отношениях всем видам свободных ходов и имеет несравненно более ограниченную область применения. Он используется только в недорогих часах массового производства. Часто ход со штифтовыми палетами выдают за ход Роскопфа, но это не совсем верно. Этот ход не может считаться изобретением Роскопфа. Заслуга хитроумного швейцарца в том, что он сумел удачно объединить в созданной им конструкции хода изобретения, сделанные другими, и организовать массовое производство дешевых часов с этим ходом. Роскопф применил простейшие и экономичные в изготовлении детали и узлы. Немало он потрудился и над усовершенствованием технологии их массового производства. Штифтовой ход широко применяется не только в дешевых карманных и наручных часах, но и в будильниках, изготовление которых также носит массовый характер. В этом случае штифтовой ход стоит вне конкуренции. Вообще, штифтовой ход в смысле точности и постоянства нисколько не хуже английского и швейцарского анкерных ходов. К его недостатку следует отнести недолговечность. Часы со штифтовым ходом раньше изнашиваются.

Коаксиальный спуск. И, конечно же, нельзя не упомянуть о коаксиальном спуске Джорджа Дэниэлса. Этот спуск, подобно свободному анкерному ходу Томаса Мьюджа в свое время, сейчас не может быть широко применен в часовой промышленности из-за высоких производственных и технологических требований. Хотя Джордж Дэниэлс изобрел свой спуск более двадцати лет назад, часовая промышленность, даже швейцарская, не была готова к его применению вплоть до 1999 года. Как заметил сам Дэниэлс, она (промышленность) была занята изготовлением все более и более сложных часов. С турбийоном, например. И не уделяла большого внимания совершенствованию внутреннего устройства часового механизма. Коаксиальный спуск, таким образом, стал самым серьезным шагом, сделанным часовой промышленностью со времени применения кварца