Устройство часов схоже со строением автомобиля. В них также есть «кузов», «двигатель», «регулятор», «счетчик», «индикатор» и другие схожие понятия о технических моментах строения механизма. Разбор строения будет проходить, так же как и в других сложносоставных механизмах, по «ключевым местам».
Двигатель – эта часть механизма отвечает за движение стрелок на циферблате.
Двигатель часов в разрезе.Регулятор – отвечает за скорость вращения двигателя и за точность показаний времени.
Счётчик – ведёт считывание показаний колебаний (колебательная система) и «переводит» данные в движение стрелок или показания дисплея (электронные часы).
Индикатор - внешняя часть часов, на которую выводятся показания времени (циферблат или дисплей).
В некоторых типах устройств будут видоизменяться некоторых части механизма, но общий принцип работы колебательной системы не претерпит существенных изменений. В некоторых как в устройстве настенных часов регулятором будет маятник и сложная система шестерёнок. Такая же система шестерёнок (колёс) и микросхема (считывает колебания кристалла кварца) присутствует в кварцевых устройствах. Данная схема присутствует даже в квантовых часах (атомных), просто она считывает показания не с маятника или кварца, а с колебания атомов.
Общий принцип работы схож для всех видов устройств, и он не претерпел серьёзных видоизменений на протяжении всей истории создания механизмов такого типа.
Исходя из особенности «ключевого места» часы можно поделить на два класса. В основном по тому, какой регулятор там используется, они расходятся на две категории кварцевые и механические.
Механические часы – работа таких устройств базируется на основе колебаний маятника или балансира. Источником питания обычно служит пружинный механизм или гиревой.
В кварцевых часах – механика работы строится на колебаниях кварцевого генератора. В таких устройствах элементом питания в большинстве случаев является батарейка.
Так же механические часы распределяются по классу регулятора и приводу, а кварцевые по типу индикатора и источнику питания.
В то время как история существования механических часов насчитывает более 1000 лет, то история кварцевых насчитывает всего лишь чуть более 40 лет и с момента появления кварцевого механизма не утихают споры о том, какой же всё-таки лучше. Адекватного ответа на этот вопрос ещё ни кто не дал.
Сравнительные характеристики механических и кварцевых часов.
Сравниваться они будут по ряду основных характеристик.
Механические часы.
Кварцевые часы.
Простота и надёжность механизма – Так как механизм таких часов в основном своём виде состоит из разных видов пластика и его производство полностью автоматизировано, эти свойства дают долговечность и понижают стоимость продукции на выходе.
Достоинства механических часов.
Отсутствие необходимости замены элемента питания – Не требуется тратить деньги на замену батареек и замену оной.
Ремонтопригодность – Возможность замены любой части механизма в условиях часовой мастерской.
Срок эксплуатации – Данное условие зависит только от хорошего отношении к часам в процессе эксплуатации.
Стиль, определённый временем – Такие часы не утратят своей актуальности и через 100 лет.
Даже после такого анализа вопрос о том, что лучше не возможен по причине того что каждый сам определяет, что ему нужнее, приятнее и выгоднее. Выбор всегда зависит от индивидуальных предпочтений.
Основные принципы работы механических наручных часов.
Способ работы часов с балансирным механизмом такой же, как у гиревых и маятниковых часов. В механизме такого типа тоже есть пружина (двигатель) которая вращает зубчатые колёса и стрелки.
Такой тип часов можно перемещать в пространстве как угодно, трясти, вертеть и им ничего от этого не будет.
Пружина в часах, будучи лентой из стали или иного специализированного сплава находится в свёрнутом виде в металлическом барабане. На внешне цилиндрической поверхности барабана сделаны зубья и по этой причине он является одним из зубчатых колёс внутри часов. Это колесо-барабан одето на определенный вал, на котором может свободно крутиться вокруг его оси. Один конец пружин закреплён внутри барабана, а другой закреплён за крючок на валу.
Общая схема и детали двигателя наручных часов показаны на рисунке ниже.
Схематическое изображение стандартных наручных часов с боковой секундной стрелкой.
Когда вращаешь вал, а барабан не двигается, пружина закручивается. Если после этого зафиксировать вал, то пружина, раскручиваясь, будет стараться провернуть барабан. Это движение переходит на центральный триб и с него на триб минутной стрелки, вексельное колесо и триб вексельного колеса на часовое колесо, на втулке которого закреплена часовая стрелка. На этой колёсной передаче число зубцов подобранно таким образом, что часовая стрелка в 12 раз вращается медленней минутной.
Если взвести пружину, а потом отпустить то она развернётся почти мгновенно.
Но от часового механизма требуется совсем другое, равномерное вращение стрелок на определённый срок времени. Для такого нужно устройство, которое будет за равные временные промежутки позволять барабану (так же и стрелкам) двигаться под строго определённый угол расположения на циферблате. Такое устройство, которое задаёт такие промежутки времени в часовом механизме, называется регулятором. В наручных и карманных часах используется система движения балансир - спираль.
Во время поворота балансира в любую сторону в спирали нарастает напряжение, увеличивающееся прямо пропорционально углу поворота. После этого отпущенный балансир под воздействием спирали начнёт обратное движение в положение равновесия. В таком положении нарастающее напряжение спирали исчезает, но балансир по закону инерции продолжает движение дальше на почти такой, же угол, какой был до этого и продолжит рост напряжения в спирали. Без трения и других факторов внешнего воздействия балансир продолжал бы колебания системы до бесконечности. Частота колебательной системы балансир – спираль не зависит от амплитуды движения (максимального угла поворота) на который был перемещен балансир. Такая система называется изохронной.
Время полного колебания (движения) балансира которое он совершает, зависит от напряжения спирали, размера и массы самого балансира. По этой причине он, так же как и маятник совершает колебательные движения с не изменой частотой. Значит, возможно, использование такой системы для нормализации скорости движения колёсной передачи. К реалиям повседневной жизни это имеет малое отношение, но по ряду причин это не возможно. Трение и другие факторы работы балансира с течением времени приводят к полной остановке механизма. Для постоянной работы колебательной системы необходимо в определённый промежуток времени «сдвигать» балансир этим давая ему энергетический толчок. Так же движение баланса нужно превращать в равномерное вращение стрелочной передачи. Для разрешения таких проблем служит определённое устройство, называемое спуском или ходом.
Анкерный ход (спуск) будучи частью часового механизма служащей одновременно для двух определённых целей, превращения постоянных и не изменчивых колебаний балансира во вращение зубчатых колёс с неизменной скоростью движения, включающую в себя так же стрелочную передачу и перемещение «энергии» от «двигателя» балансиру для продолжения его работы. Данный ход помогает системе балансир – спираль руководить работой зубчатой передачи таким образом, что за один такт колебания балансира шестерёнки перемещались под определённые углы.
Так же есть большое количество известных конструкций спускового механизма, но на данный момент большинство наручных часов имеет в своём «содержании» определённый тип который носит название швейцарский анкерный спуск.
Отличительной характеристикой данного спуска приходится наличие определённого элемента имеющего вид корабельного якоря, который называется анкерной вилкой, имеющей место постоянного пребывания между балансиром и последним зубчатым колесом.
У анкерной вилки имеется два плеча, на которых закреплены рубиновые камни которые имеют название палета. А так же у неё есть раздвоенный хвост, концы которого называют рожками. Вилка надевается на ось, на которой она может двигаться в любую сторону. Так же в состав данного спуска входят шестерёнки особой формы, из-за чего носит название анкерное колесо, а также имеется импульсный ролик с импульсными камнями, находящиеся на оси балансира. Детали и устройство механизма приведены ниже на рисунке.
Работа анкерного хода в схематическом изображении.
Балансир (баланс) основную часть времени перемещается «независимо» и не соприкасается с анкерной вилкой. Переходя в своём движении на исходную точку, он ударяет импульсным камнем по рожку и проворачивает анкерную вилку. От такого движения палета запирающая «зуб» анкерного колеса приподнимается и разблокирует его. (часть рисунка под номером 1)
В момент освобождения «зуба», анкерное колесо под воздействием пружины начинает проворачиваться и после этого уже «зуб» анкерного колеса сдвигает палету и приводит в движение анкерную вилку. Рожок анкерной вилки догоняя импульсный камень бьёт по нему, передавая балансиру (балансу) добавочную энергию. (часть рисунка под номером 2)
Анкерное колесо сдвигается на небольшой угол и после этого уже другой зуб опирается в противостоящую палету анкерной вилки. Во время обратного движения балансира (баланса) вся процедура повторяется в той же последовательности что и до этого но с противоположной стороны вилки. (часть рисунка под номером 3)
В одно полное колебание балансира (баланса) анкерная вилка даёт возможность анкерному колесу продвинуться только на один «зуб». В то время когда анкерное колесо двигается и бьётся «зубом» о палету анкерной вилки происходит определённый звук «тик-так». (часть рисунка под номером 4)
Чем выше частота колебаний, тем меньше он реагирует на негативные проявления вроде встряхивания. На данный момент в наручных часах применяется балансир (баланс) имеющий частоту колебаний 0.4 секунды 0.33 секунда, а в наиболее точных всего 0.2 секунды.
Скорость колебания балансира (баланса) в тысячи раз превышает скорость вращения барабана для того чтобы синхронизировать скорости их перемещения между барабаном и анкерным колесом вставляют ещё ряд колёс и трибов имеющих название основной колёсной системы.
Зубчатая передача от барабана к анкерному трибу повышает число оборотов и в таком же количестве снижает передачу мощности. Основную колёсную систему создают, так чтобы первый после барабана триб сделал один оборот за час, и его ось прошла через центральную часть часов, от этого он получил своё название «центральный триб». На оси центрального триба размещают триб минутной стрелки, где и располагается минутная стрелка. Ось триба делающего один полный оборот в одну минуту почти всегда ставят выше шести часовой метки и закрепляют на ней секундную стрелку.
За тысячелетие существования наручных часов (механических) люди продолжали совершенствовать их механизм. Следование по пути развития высоких технологий отразилось и на механических часах в лучшую сторону, так как люди смогли добиться точности хода равной ± 5ти секундам за 24 часа. Но такие механизмы, будучи весьма сложными в производстве и имеющими весьма непомерную цену не пользовались популярностью. Этот аспект повлиял на появление принципиально нового механизма, кварцевого. Кварцевый механизм, имея весьма высокую точность хода, обладает весьма низкой стоимостью. Он стал весьма популярен среди населения именно из-за своих качеств. Подавляющее количество выпускаемых в мире устройств на сегодняшний день несут в себе кварцевый механизм.
Общее схематическое устройство кварцевых часов
Главными узлами кварцевых часов являются электронный блок и шаговый электродвигатель. Электронный блок раз в секунду передаёт импульс двигателю, а тот следом поворачивает часовые стрелки.
Часы получили своё название из-за того что источником колебаний является кристалл кварца. Кристалл кварца выдаёт большую стабильность вырабатываемых импульсов, следовательно, большую точность хода. Источником питания механизма энергией является батарейка, от неё получает необходимый заряд электронный блок и двигатель. Такие элементы питания рассчитаны на срок эксплуатации равный примерно двум годам. Основным достоинством батарейки является отсутствие нужды в заводе часов каждый день. Исходя из характеристик данного устройства, можно заключить, что такой сплав точности и простоты эксплуатации достаточно удобен большинству людей.
В некоторых случаях за место циферблата устанавливают электронный дисплей. В России такой вид часов называют Электронными, а во всём остальном мире данные устройства называют кварцевыми с электронной индикацией. Такое определение должно указывать на то, что данный механизм сконструирован на основе кварцевого генератора и время выводится на дисплей.
По основному своему содержанию они являются крошечным компьютером с запрограммированной микросхемой. Такие часы легко превратить в универсальное устройство, несущее в себе функции хронографа, секундомера, будильника, календаря и многие другие функции всего лишь добавив новый код в микрочип. Так же кварцевые часы отличает от механических то, что после интеграции этих функций, стоимость повышается на очень незначительную сумму.
Кристалл кварца, обладая пьезоэлектрическими свойствами при сжатии, вырабатывает электрическое поле, но если на него воздействовать электричеством, то кристалл «сожмётся». Таким образом, можно заставить кристалл колебаться (на этом свойстве данного минерала и построена вся система кварцевого генератора). Все кристаллы имеют разную частоту резонанса. Длительным подбором размера кварца находят нужный с частотой в 32768 герц.
В электронном блоке наручных кварцевых часов находится генератор электрических колебаний. Данное устройство выдаёт электрические колебания и для его стабилизации используют кристалл кварца на резонансной частоте. По вытекающим из этого особенностям у нас есть генератор электрических колебаний с постоянной частотой колебаний. После всего этого остаётся предать равномерные колебания для движения стрелок.
Генератор производит 32768 колебаний в секунду, а это приблизительно в 10000 раз превосходит колебания балансира. Не один механизм в мире не сможет работать на таких скоростях. И по этой причине в них дополнительно стоит часть называемая двигателем, она отвечает за преобразование колебаний такой мощности в импульс с частотой всего лишь 1 герц. Импульсы такой мощности подаются на обмотку шагового двигателя.
Устройство шагового двигателя.
В двигатель входят, статор с находящейся на нём закреплённой катушкой с обмоткой и ротором является магнитом, насаженным на ось. Когда через катушку проходит электрический импульс возникает электромагнитное поле, которое сдвигает ротор на пол-оборота. Ротор по системе зубчатых колёс двигает стрелки на циферблате.
Подробная схема кварцевых часов.
Первые механизмы с автоподзаводом были выпущены в 18 веке, а в 1931г появились первые наручные часы с такой функцией. Основной массовый выпуск таких устройств начался на 20 лет позже. И после этого часы с автоподзаводом стали завоёвывать всё большую популярность и уважение, связанные с их удобством и функциональностью.
Основным источником получения энергии в механических устройствах является пружина. Она взводится при помощи вращения заводной головки и через систему шестерёнок переходит на вал барабана. Каким же образом часы могут заводить себя сами?
Устройство подобного механизма весьма похоже на то если положить камень в коробку и поболтать, то камень начнёт стучаться об стенки коробки. Это возможно из-за закона всемирного тяготения и инерции. Часы с автоподзаводом построены по такому же принципу. В их механизме есть свой «камень», будучи закреплённым на оси грузом похожим на сектор со смещённым центром тяжести он при любом движении руки поворачивается вокруг своей оси и дозаводит пружину через систему специальных зубчатых колёс.
Для того чтобы данный сектор смог пересилить сопротивление пружины и подзавести механизм он должен иметь превосходящую инерцию. По этой причине сектор производят из двух разных частей, тонкой и легкой верхней пластины, полукольца из вольфрамового тяжёлого сплава. Диаметр сектора пытаются по возможности сделать максимальным.
Сектор автоподзавода двигается от любого движения руки носящего человека, его вращение не зависит от степени завода пружины. От возможного разрыва из-за сильного завода пружины такие устройства снабжают тем или иным механизмом защиты. В основном устройства с автоподзаводом снабжают пружиной прикреплённой к барабану таким образом, что она не крениться полностью, а при помощи фрикционной накладки. Упругость рассчитана таким образом, что при полном заводе внешний конец пружины с фрикционной насадкой проскальзывал, защищая, таким образом, пружину от разрыва. В некоторых случаях, когда заводишь часы можно слышать щелчки, такой звук означает, что пружина проскальзывает.
Плюсы. Часы с автоподзаводом не надо заводить каждый день. Так же помимо удобства в них есть ещё и два дополнительных преимущества. Сектор держит пружину в постоянном «тонусе» что благоприятно сказывается на точности. Водозащита таких часов гораздо выше в связи с тем что в таком механизме практически не используется заводная головка и это даёт дополнительные гарантии что грязь и влага не попадут внутрь механизма.
Минусы. Устройства с такой функцией являются весьма сложным механизмом, что в разы увеличивает вероятность поломок. Часы с авто подзаводом имеют весьма не маленькие размеры что практически переводит их в разряд чисто мужских часов. Из-за того что основным компонентом сектора является вольфрамовый сплав стоимость таких часов весьма велика. И главным минусом таких устройств является низкая ударопрочность. Некоторые особо сильные удары приводят к тому что опора сектора ломается под его весом и это приводит к полной не годности механизма.
На сегодняшний день основная масса производимых механических часов в мире имеет комплектацию включающую автозавод, исключение составляет лишь самый дешевый или очень дорогой модельный ряд. В бюджетном варианте автоподзавод не предусмотрен исходя из целей снижения стоимости продукции, а дорогом (элитном) варианте часов из-за сложности конструкции (дополнительные функции) в большинстве случаев не возможно поставить автоподзавод. Большое количество дополнительных функций делает механизм более массивным, тяжелым, а после добавления автоподзавода произойдёт неминуемое увеличение массы и объема что является неразумным. Дополнительные функции требуют для нормальной работы большего количества энергии и мощной пружины и из-за этого сектор автоподзавода не в силах её подзавести.
Один из основных недостатков кварцевых часов можно считать необходимость замены элемента питания. Для облегчения жизни человека носящего такое устройство были разработаны несколько способов подзарядки элемента питания. Основные используемые технологии, применяемые в кварцевых наручных часах это Kinetic/Autoquartz и EcoDrive. Такие технологии базируются на том, что подзарядка элемента питания происходит извне. EcoDrive – Использует для подзарядки энергию солнечных лучей попадающих на циферблат. Kinetic/Autoquartz – Подзарядка происходит посредством движения руки человека (закон о кинетической энергии движущегося тела).
Кварцевые часы с технологией Kinetic являются механизмом, которому не требуется замена элемента питания (батарея). В таких устройствах кинетическая энергия от движения руки видоизменяется на электрическую, которая питает батарею. Такой механизм является сплавом Кварцевых и механических часов с автоподзаводом. От движения руки груз, похожий на используемый в часах с автоподзаводом, двигается по кругу вокруг оси и по системе зубчатых колёс приводит в движение ротор генератора. Электричество, вырабатываемое генератором, подзаряжает накопитель энергии – конденсатор.
Для вырабатывания электрического тока генератором необходимо чтобы ротор вращался с очень большой скоростью. В устройствах с механической начинкой колёсная передача уменьшает обороты от груза до барабана, а в часах с технологией Kinetic всё с точность также, но наоборот. Часы с такой технологией имеют колёсную передачу, которая выдаёт скорость вращения ротора до 100.000 оборотов за 60 секунд. Из-за такой скорости главной проблемой механизма становится трение в опорах ротора.
Для снижения трения в опорах генератор построен таким образом, что ротор находится в магнитном поле обеспечивающим как бы невесомость и почти не касается опор. Из-за магнитной подвески ось, у которой диаметр на концах всего лишь 0.10-0.15 миллиметра (что является размером, который в 3-4 раза меньше человеческого волоса) может выдерживать вес ротора который в среднем в 20 раз больше весит ротора шагового двигателя. Высшим достижением этой технологии можно назвать изготовление с максимально возможной точностью оси ротора (имеющей мизерный размер). Так же для уменьшения трения изготовили уникальную смазку для опор ротора имеющую малую вязкость.
От резких движений и допустим от удара руки о стену, груз начнёт вращаться с возросшей скоростью превосходящую нормальную во много раз. Для предохранения от разрушения центральной оси ротора требуется ограничить скорость во время вращения. Поэтому в передаче используют фрикционную муфту. Внешний вид такой муфты – обычное колесо с трибом, но оно сидит на оси не плотно, а с небольшим трением. Когда скорость нормальна триб вращается вместе с колесом, но когда происходит резкое ускорение, триб муфты поворачивается отдельно от колеса, предохраняя ротор. Ротор генератора вращается с грандиозной скоростью и из этого следует, что баланс должен быть выверенным с очень большой точностью иначе он просто сломает часы./p>
Данная технология появилась в 1995г. Основные принципы работы её составляют: получение энергии из солнечного света посредством трансформации оного фотоэлементами в обычный электроток нужного напряжения.
Зубчатые передачи механических часов всегда имели двойную задачу – подавать энергию осциллятору и подсчитывать его колебания. Сохранилось много конструктивных вариантов – от простой трехколесной системы с валами в одной плоскости (у балансирных часов) и обычным расположением и системы с центральной секундной стрелкой до сложных механизмов, указывающих дату и другие календарные и астрономические данные.
Рис. 28.
а
– с минутным колесом (1
– ведущее колесо, 2
– барабан пружины, 3
– минутное колесо, 4
– минутный триб, 5
– промежуточный триб, 6
– промежуточное колесо, 7
– секундный триб, 8
– секундное колесо, 9
– спусковой триб, 10
– спусковое колесо);
б
– без минутного колеса (1
– барабан пружины, 2
– ведущее колесо, 3
– сменное колесо, 4
– второе промежуточное колесо, 5
– второй промежуточный триб, 6
– первый промежуточный триб, 8
– триб спускового колеса)
На рис. 28а приведены два основных типа часовых зубчатых передач. Первый из них проще, и с ним мы встречаемся у дешевых часов с шварцвальдским, или штифтовым, спусковым механизмом. Для привода стрелочного механизма здесь служит специальное колесо на пружинном барабане. Несколько сложнее второй механизм (рис. 28б) с минутным колесом, от которого в этом случае выводится движение часовой стрелки. Еще более сложен механизм часов с центральной секундной стрелкой. Уже при беглом осмотре этих механизмов можно видеть, на какой срок хода с одной заводкой часов рассчитывал производитель этих часов. (На механизмах, приведенных на рис. 28, видно, что это механизмы с односуточным ходом.) Чтобы часы при одинаковой длине пружины шли дольше, необходимо увеличить общее передаточное отношение и поместить между ведущим колесом вала барабана пружины и трибом на валу минутного колеса еще одно или два дополнительных колеса с трибами.
Часовые зубчатые колеса сильно отличаются от эвольвентных зубчатых передач, используемых в машиностроении общего назначения, так как в часовом деле привилась циклоидная зубчатая передача. Производство зубчатых деталей относилось в ранний период часового производства к самым трудным ручным работам. После прорезания зазоров на окружности колеса оставляли ровные боковые стороны зубьев и слегка закругляли их головки. За небольшим исключением речь шла о производстве колес с торцовыми зубьями.
У крупных башенных часов обод с зубьями склепывался или наваривался на лучевидные плечи ступицы. Малые колесики с несколькими зубьями (как. правило, меньше 15) – трибы – вырабатывались несколькими способами. Для средних и крупных часов это были главным образом трубчатые трибы, а трибы малых часов имели циклоидальную зубчатую передачу. Доводов в пользу циклоидальной зубчатой передачи было несколько. Вспомним, что у часовых передач всегда чередуется зацепление пары колес и триба. Поскольку трибы обычно имеют очень малое количество зубьев, то при зацеплении с большим зубчатым колесом с эвольвентными зубьями возникают большие колебания приводной силы. У циклоидальной зубчатой передачи условия передачи силы более благоприятны тогда, когда тщательно поддерживаются предписанные расстояния между осями зубчатых колес. Для дальнейшего улучшения зацепления полезна коррекция зубьев понижением их головок и упрощением их профильных кривых, что позволяет приблизиться к идеальному состоянию, при котором пара зубчатых колес переносит одинаково большую силу в начале и в конце своего зацепления. Следующим достоинством циклоидального зубчатого зацепления является большая простота изготовления его.
У башенных часов и у первых напольных, настенных и переносных часов зубчатые колеса были железными. Позднее стали использовать более выгодные качества бронзовых колес. Трибы всегда были стальными, причем в местах наибольшей нагрузки их закаливали. Поверхности зубьев, особенно у трибов, всегда полировали, чтобы понижать потери от трения. Наряду с трубчатыми трибами, у лучших малогабаритных часов делали фрезерованные трибы (зачастую из прутковых полуфабрикатов). Для больших колес трибы склепывали, а для меньших часов склепанный комплект обычно лишь насаживался на рифленую поверхность вала. Поскольку трибы всегда относились к самым напрягаемым деталям часов, то можно по степени их износа определить время, до которого данные часы были в ходу, и степень их эксплуатационной надежности.
Поскольку довольно часто причиной остановки часов является загрязненность механизма, высыхание масла, проникновение влаги внутрь корпуса часов и т. д., то иногда бывает достаточно просто разобрать часы, при этом промыв или смазав их механизм. Устройство часов показано на рис. 1.
Рис. 1. Кинематическая и принципиальная схема механизма часов:
| 1 - баланс; | 20 - колесо секундное; | 40 -рычаг заводной; |
| 2 -ролик двойной; | 21 - триб секундного колеса; | 41 - пружина заводного рычага; |
| 3 - ось баланса; | 22 - стрелка секундная; | 42 и 43 - колеса переводные; |
| 4 - камень сквозной; | 23 - колесо промежуточное; | 44 - колесо вексельное; |
| 5 и 6 - камни накладной и импульсный; | 24 - триб промежуточного колеса; | 45 - триб вексельного колеса; |
| 7 - копье; | 25 - колесо центральное; | 46 - колесо часовое; |
| 8 - штифты ограничительные; | 26 - триб центрального колеса; | 47 - стрелка часовая; |
| 9 - вилка анкерная; | 27 - барабан; | 48 - стрелка минутная; |
| 10 - ось анкерной вилки; | 28 - пружина заводная; | 49 - триб минутной стрелки (минутник) |
| 11 и 12 - полеты входная и выходная; | 29 - вал барабана; | |
| 13 - спираль; | 30 - накладка мечевидная; | |
| 14 - колодка спирали; | 31 - колесо барабанное; | |
| 15 и 16 - штифты регулировочного градусника; | 32 - собачка; | |
| 17 - колесо анкерное; | 33 - пружина собачки; | |
| 18 - камень сквозной; | 34 - муфта кулачковая; | |
| 19 - триб анкерного колеса; | 35 - колесо заводное; | |
| 36 - триб заводной; | ||
| 37 - вал заводной; | ||
| 38 - рычаг переводной; | ||
| 39 - пружина переводного рычага (фиксатор); |
Платиной называется специальное основание, на котором крепятся все детали часового механизма. Для крепления деталей в платине делаются углубления и выступы (расточки). Соответственно, форма и размеры платины зависят от формы и размера часов. Делают платину, как правило, из латуни.
Для того чтобы укрепить вращающиеся детали, нужны мосты, представляющие собой специальные латунные пластины различной формы и размеров. Например, в механических часах при помощи мостов крепятся следующие части: колесная система, система баланса, анкерная вилка и барабан. В том случае, если часы имеют дополнительные устройства (календарь, подзавод и т. д.), они тоже крепятся на мостах.
Двигатель является источником энергии для механических часов. Различаются два типа двигателей - гиревые и пружинные.
Гиревые двигатели могут работать только в стационарных условиях и отличаются большими размерами, поэтому их применяют в устройстве напольных, настенных, а также башенных и других крупных часов.
Пружинные двигатели более компактны и более разнообразны, чем гиревые, но менее точны. Состоит такой двигатель из барабана, его вала и заводной пружины. Двигатели могут различаться по конструкции как самих пружин, так и по устройству барабана. Барабан может быть подвижным или неподвижным. Если барабан подвижен, значит, на нем и укреплена заводная пружина, если неподвижен, пружина укреплена на валу, который и вращается, барабан же остается зафиксированным. Как правило, двигатель с неподвижным барабаном используется в основном в крупногабаритных механизмах.
В часах упрощенной конструкции, например, в будильниках, иногда могут применятся пружинные двигатели без барабанов. В этом случае пружина крепится прямо к валу.
Барабан пружинного двигателя состоит из корпуса, крышки и вала. Корпус выглядит как металлическая коробка цилиндрического вида, у нижней кромки которой расположен зубчатый венчик. На дне корпуса расположено отверстие вала. Такое же отверстие имеется на крышке барабана. Кроме того, с краю крышки расположен паз для открывания крышки.
Заводная пружина прикрепляется к валу специальным крючком. Наружный конец пружины крепится на барабане при помощи замка. Продолжительность хода часов от одного завода зависит именно от пружины, т. е. от ее размеров.
Все заводные пружины, кроме тех, что изготовлены из нержавеющей стали, подвержены коррозии. Она может возникнуть из-за попадания на пружину влаги или пыли. Заводная пружина наряду с крючками барабана и заводного вала, зубьями барабана и барабанного колеса и пружинной собачки - это наиболее часто ломающиеся детали пружинного двигателя.
Первая операция при ремонте двигателя − вскрытие барабана. Это следует делать очень осторожно, так как неправильное вскрытие барабана может привести к его поломке. Вынимая пружину из барабана, берите ее за внутренний конец и осторожно придерживайте, чтобы она не могла мгновенно развернуться.
Заводная пружина может быть разорвана посередине или сразу в нескольких местах. Такую пружину надо заменить. Также пружина может быть оборвана на внутреннем витке. В этом случае ее надо попробовать исправить. Для этого внутренний виток пружины приходится вытягивать и распрямлять, следя, чтобы он не потерял свою спиральную форму.
Барабан может быть перекошен на валу, его зубья поломаны или деформированы, а также искривлены крышка или дно барабана. Если на зубьях барабана имеются заусенцы или царапины, их нужно зачистить. Погнутые зубья распрямляются отверткой или ножом. Если зубья сломаны, барабан придется менять.
Барабанное колесо , крепящееся на валу барабана, тоже может быть перекошено, искривлены или поломаны его зубья. В этом случае колесо лучше заменить, но если нет такой возможности, то недостающие зубья можно вставить, выпилив их из старого барабанного колеса и припаяв оловом.
Еще одной часто ломающейся деталью, особенно в наручных часах, является пружина собачки, изготовляемая из тонкой стальной проволоки (рояльной струны). В случае поломки легко можно изготовить новую пружину из отрезка струны. Если часы крупногабаритные, то пружина выпиливается из ленточной стали.
При установке пружину протирают сначала чистой тряпочкой, затем - промасленной папиросной бумагой. Конец пружины при этом придерживают плоскогубцами, стараясь не прикасаться к ней пальцами. При установке новой пружины в барабан используют либо специальное приспособление для навивки пружин, либо старый барабан с прорезанным в боку отверстием.
Это необходимо для того, чтобы пружина ровно легла в барабан и, кроме того, позволяет не трогать ее пальцами и не загрязнять при установке.
После того как пружина установлена и ее наружный виток закреплен на барабане, ее смазывают двумя-тремя каплями масла и закрывают крышку вала. Чтобы она держалась плотнее, барабан надо сжать между двумя брусками твердого дерева.
В гиревом двигателе наиболее уязвимыми деталями являются цепи, так как в процессе работы они постепенно растягиваются и отдельные звенья их могут раскрываться. Если это произошло, восстановить цепь можно с помощью плоскогубцев. Сначала звено цепи сжимают в продольном направлении, для того чтобы сошлись разошедшиеся концы, затем-в поперечном, чтобы исправить форму звена.
Если деформировано большое количество звеньев (до 20), то весь отрезок цепи можно убрать, на часах это практически не отразится. Более длинный отрезок цепи надо будет возместить.
Ангренаж - это одна из основных систем зубчатого зацепления, входящих в часовой механизм. Все часовые колеса состоят из двух частей - латунного диска с зубьями и оси со стальным трибом (шестеренкой). Триб, как правило, изготовлен как одно целое с осью. Вращение передается с колеса на триб (в механических часах).
Все дефекты зубчатой колесной передачи, как правило, обусловлены дефектами зацепления (слишком мелкое или слишком глубокое зацепление, сломанные или перекошенные зубья и так далее). Поэтому каждую пару колес следует проверять отдельно. Если выяснится, что какая-то пара колес вращается недостаточно свободно, надо проверить целостность зубьев по всей окружности и правильность расположения осей. По отношению к платине они должны быть перпендикулярны.
Если зубья колеса погнуты, их можно исправить при помощи широкой отвертки. В том случае, если зубья сломаны, лучше, конечно, заменить колесо. Но когда поломан только один зуб, его возможно заменить новым. Для этого в ободе колеса выпиливается прямоугольное отверстие, куда вставляют латунную пластинку. Затем припаивают новый зуб и обрабатывают напильником.
Колебательная система, или регулятор хода - очень важная деталь в механизме часов. Именно от него зависит точность хода часов. В наручных часах используется балансовый регулятор хода (баланс со спиралью). Внешне он представляет круглый обод, крепящийся на оси. К верхней части оси прикреплен внутренний конец спирали (тонкой пружины). Изменением длины спирали можно регулировать период колебаний баланса, то есть суточный ход часов.
Длина спирали изменяется при помощи специального устройства, называемого градусником, или регулятором. Градусник крепится на балансовом мосту. На выступе градусника при помощи штифтов или специального замка крепится наружный виток спирали.
На балансовом мосту имеется разметка со знаками «+» или «-». Если стрелку-указатель градусника переместить в сторону знака «+», то часы пойдут быстрее, если в сторону знака «-» ,то медленнее.
Иногда вместо штифтов или замка используются два ролика с рукояткой для вращения. Регулятор-деталь очень хрупкая, и при повреждениях его обычно заменяют. Однако иногда, особенно если повреждения мелкие и незначительные, его можно починить.
Повреждения градусника могут быть следующие: неисправности штифтов градусника, которые в таком случае надо заменить, изготовив новые из куска латунной проволоки; коррозия самого градусника, легко исправляемая шлифовкой и полировкой; и, наконец, слабое крепление градусника. Исправление деформированной спирали - задача слишком сложная. Поэтому в случае поломки или деформации спираль лучше заменить.
В современных часах в основном применяются так называемые анкерные спусковые устройства.
Они передают энергию завода на баланс или маятник. Спусковое устройство состоит из ходового колеса, анкерной вилки и установленного на оси баланса двойного ролика с эллипсом.
Анкерная вилка, или просто анкер, представляет собой латунный либо стальной рычаг, в пазах которого расположены так называемые палеты - трапециевидные пластины, сделанные, как правило, из синтетического рубина. Между налетами и зубьями ходового колеса должен быть зазор, не позволяющий им заклиниваться. Если зазор недостаточен, палету можно переместить с помощью острой деревянной палочки.
Если палета сломана или на ребре появились сколы, ее надо заменить. Новая палета устанавливается в предварительно очищенный паз и приклеивается шеллаком.
Для предохранения анкера от случайных ударов и сотрясений имеется специальное устройство - так называемое копье. Оно делается из латунной проволоки. Копье не должно быть слишком коротким или слишком длинным, касаться платины и шататься в отверстии анкера.
Ремонт ходового колеса, в принципе, аналогичен ремонту других колес, входящих в состав часового механизма. Основные дефекты колеса также стандартны - это деформация и поломка обода и зубьев колеса, деформация оси, перекос колеса.
Любой, даже самый мелкий дефект зубьев ходового колеса может нарушить работу часов, поэтому в случае поломки зубьев колесо лучше заменить. Если зубья колеса изношены неравномерно, колесо можно исправить на токарном станке, подровняв зубья напильником.
Сложность ремонта и хрупкость деталей анкерного спуска часто заставляет в случае поломки менять все спусковое устройство.
К стрелочному механизму относятся следующие детали: минутный триб (шестеренка), часовое колесо, вексельное колесо с вексельным трибом, переводное колесо. Колеса и трибы стрелочной передачи не имеют собственных осей.
На центральной оси крепится минутный триб, на втулке которого вращается часовое колесо. Вексельное колесо с вексельным трибом установлены на специальной оси, сделанной в виде штифта, закрепленного в платине. В наручных часах ось составляет с платиной одно целое.
Вексельный триб или вексельное колесо приходится ремонтировать нечасто. Большой радиальный зазор вексельного триба может вызвать перекос вексельного колеса и испортить зацепление его зубьев с зубьями минутного триба, а также зацепление часового колеса с вексельным трибом. В случае такого дефекта приходится менять ось вексельного триба, что легко сделать, если, конечно, она выполнена в виде штифта.
Если же ось составляет с платиной одно целое, то старую надо будет срезать, а на ее месте просверлить отверстие и в него запрессовать новую ось необходимого вам диаметра.
В том случае, если платина слишком тонкая и вы беспокоитесь за ее прочность, ось надо осторожно пропаять.
Если же, напротив, триб вексельного колеса слишком туго насаживается на ось, тогда отверстие триба прошлифовывают, вводя в него медную проволоку, покрытую смесью масла с мелким наждаком.
Ось вексельного триба должна быть достаточно длинной, чтобы слегка выступать над его поверхностью. Это необходимо для того, чтобы триб не соприкасался с циферблатом. Если же триб слишком высок и все-таки трется о циферблат, то торец триба стачивают на мелкозернистом наждачном камне, после чего отверстие и зубья триба надо очистить от заусенцев.
Основной деталью стрелочной передачи, обеспечивающей движение всего стрелочного механизма, является минутный триб. Поскольку он насажен на центральную ось, то довольно частым видом ремонта является исправление посадки триба. Надо следить, чтобы при переводе стрелок минутный триб свободно проворачивался на оси, не вызывая торможения часового механизма.
Если у минутного триба слишком короткая и толстая трубка втулки, надо ее проточить. Для этого ее можно сжать кусачками, введя в отверстие минутника стальную иглу.
Следующая важная деталь стрелочной передачи - часовое колесо . Оно насажено на втулку минутного триба и должно вращаться совершенно свободно, но радиальный зазор при этом должен быть минимальным, чтобы колесо не перекашивалось. Иначе зацепление между часовым колесом и вексельным трибом будет нарушено. В том случае, если колесо все-таки перекосилось, придется изготовить новую трубку часового колеса. Для этого надо подобрать латунную проволоку подходящего диаметра, просверлить в ней отверстие и вытачать новую трубку.
Наконец, последняя деталь - переводное колесо . Причиной его некачественной работы зачастую является износ оси, из-за чего колесо неправильно сидит на ней. Если слишком разработалось отверстие оси, то под колесо надо подложить латунную шайбу; если же колесо просто болтается на оси (избыточный радиальный зазор), следует или заменить ось, или вточить в колесо втулку.
Кроме того, при недостаточной высоте оси переводное колесо может заедать. Чтобы устранить этот дефект, колесо надо прошлифовать на наждачном камне.
Зубья вексельного и часового колес могут быть вставлены . А зубья переводного колеса исправить сложнее, поскольку оно обычно изготовляется из стали. Проще заменить колесо целиком.
У всех моделей часов механизм завода пружины и перевода стрелок во многом сходен. Различаются, как правило, лишь способы, которыми прикрепляются друг к другу составляющие этот механизм колеса.
В состав ремонтуара входят следующие детали: барабанное колесо, которое закреплено на квадратной части вала барабана, заводное колесо и заводной триб, установленный на заводном валу.
Заводное колесо устанавливается в гнезде барабанного моста и закрепляется накладной шайбой. При ее откручивании надо помнить, что винт, удерживающий шайбу, может иметь левую нарезку.
Если часы старые, то такой винт может вообще отсутствовать. В таком случае заводное колесо крепится шайбой с резьбовым отверстием.
Заводное колесо и заводной триб вращаются под прямым углом друг к другу и соединяются при помощи зацепления. Обычно у заводного колеса имеется один зубчатый венец для зацепления, но в часах устаревшей конструкции заводное колесо имеет два зубчатых венца: один предназначен для взаимодействия заводного колеса с барабанным, а второй, на торце, для взаимодействия с заводным трибом.
Если перевод стрелок в часах осуществляется, как в большинстве современных моделей, при помощи кнопки, то ремонтуар будет содержать кулачковую муфту, состоящую из заводного триба и заводной муфты. Устанавливаются они на заводном валу. На цилиндрической части вала расположен заводной триб, на квадратном - заводная муфта. Сам заводной вал закреплен в платине.
В заводную муфту входит рычаг, который опускается при нажатии кнопки. Опустить рычаг можно при помощи пружинки.
Заводная пружина часов действует таким образом: вращающийся заводной вал увлекает насаженную на него заводную муфту, которая вращается вместе с валом и своими торцовыми зубьями зацепляет заводной триб, который передает свое движение заводному колесу.
Когда заводной вал вращается в обратную сторону, то собачка барабанного колеса тормозит барабанное и заводное колеса, а вместе с ними и заводной триб.
Когда вы хотите перевести стрелки, то нажатие кнопки приводит к зацеплению нижнего торцового зубчатого венца заводной муфты с вексельным колесом. Механизм завода пружины оказывается отключенным, и происходит перевод стрелок.
Если вы осматриваете механизм перевода стрелок, то необходимо тщательно проверить состояние зубьев всех колес и трибов, зазоры всех вращающихся деталей, а также то, насколько правильно взаимодействуют друг с другом рычаги.
Если обнаружится, что зубья заводного триба и заводной муфты погнуты, сломаны или стерты, то ремонт их бесполезен. Такие детали могут быть только заменены.
Одной из часто ломающихся деталей ремонтуара является заводной вал. Заводские причины дефектов могут быть следующие:
В современных часах заводная головка выполнена как одна деталь, но в часах устаревших конструкций она представляет собой две детали: основная (собственно головка) и капсула, сделанная из мягкого металла (золота или серебра), которым обтягивают основную головку. Если покрытие головки нарушено, ее следует заменить.
Крепление головки на резьбе заводного вала должно быть надежным и крепким, ни в коем случае не допускающим самопроизвольных отвинчиваний.
Если заводную головку приходится менять, то обратите внимание на правильность выбора ее формы и размера. Так, например, заводная головка не должна слишком плотно прилегать к корпусу часов и должна быть достаточно большой, чтобы при заводе часов ее было удобно захватить пальцами.
К деталям внешнего оформления часов относятся: циферблат, стрелки, корпус. Корпус современных часов составлен, как правило, из четырех деталей: крышки, стекла с ободком, корпусного кольца. Если часы устаревшей конструкции, то у их корпуса могут быть две задние крышки.
Принципиальная схема соединения корпуса наручных часов такова: в проточку корпусного кольца запрессовывается стекло. Крышка часов навинчивается на корпусное кольцо и имеет уплотняющую прокладку. Заводной вал с головкой выводится в отверстие корпусного кольца через специальную втулку.
Корпусы наручных часов разделяются по своим защитным свойствам на пыле-, влаго- и водонепроницаемые. Из них наиболее распространенным типом защиты корпуса является влагонепроницаемый.
Тип корпуса и его герметические свойства в основном зависят от конструктивных особенностей и качества уплотняющих прокладок.
Влагонепроницаемый корпус предназначен для того, чтобы предохранять часы от коррозии в помещениях с высокой влажностью или от проникания дождевых капель и т. д. Что касается конструктивных особенностей, то влагонепроницаемый тип корпуса мало отличается от других.
Защитные свойства корпуса часов зависят от надежности уплотнения. Все три типа корпуса имеют так называемую резьбовую книжку с уплотняющей прокладкой. Для того чтобы вывести заводной валик наружу, в корпусе имеется отверстие, снабженное втулкой-уплотнителем.
В часах с влагонепроницаемым корпусом плотность соединения повышают при помощи прокладок из хлорвинила или мягких металлических сплавов (например, свинец-олово). Самые распространенные - простые резьбовые крышки с прокладками, которые укладываются в кольцевой паз корпусного кольца. Крышки, закрепляемые в корпусном кольце при помощи дополнительного резьбового кольца, встречаются реже.
Что касается размеров и наружного оформления корпуса часов, то в этом отношении наблюдается большое разнообразие. Самые распространенные формы для часов - круглые, квадратные и прямоугольные, многогранные, а также в виде кулонов, брошей и даже перстней.
Большинство дефектов корпуса зависит, как правило, именно от его уплотнения. Если уплотняющее кольцо деформировано или повреждено, лучше его заменить; но, если замена невозможна, тогда соединение крышки с корпусом смазывают специальной смесью, сделанной из небольшого количества пчелиного воска и вазелина. Чтобы получить нужную смазку, смесь нагревают и тщательно размешивают. Когда образуется однородная масса, смазку наносят тонким слоем на край корпусного кольца. Затем устанавливается крышка. После того как слой воска застывает, соединение крышки с корпусом герметизируется.
Самое уязвимое место влагонепроницаемого корпуса - это отверстие в корпусном кольце, через которое выводится заводной вал с насаженной на него заводной головкой. Такое соединение уплотняется втулками, устанавливаемыми в отверстии корпусного кольца. В часах некоторых конструкций имеется дополнительное пружинное кольцо, надеваемое на уплотняющую втулку. Втулка - самая изнашиваемая деталь этого узла.
Наиболее удачной конструкцией соединения является такая, при которой заводная головка навинчивается на шейку корпусного кольца. При этом она сама является уплотняющей пробкой. Если необходимо завести часы или перевести стрелки, головку отворачивают и слегка вытягивают из корпуса, после чего она функционирует как обыкновенная заводная головка.
Корпусы некоторых наручных часов, особенно женских, зачастую не имеют даже пылезащиты. В таких случаях корпус изготавливается в виде квадратной или круглой коробочки, в нижней части которой находится механизм, а верхняя половина, несущая стекло, надета на нижнюю и прикрывает собой циферблат.
Поскольку механизм вставлен в нижнюю половину корпуса очень плотно, то часто, при вскрытии такого корпуса механизм застревает и извлечь его довольно затруднительно. В этом случае необходимо осторожно установить механизм на место, а затем снова попробовать вытащить его, подсунув нож или отвертку под лапки платины, выступающие над кромкой нижней половины корпуса. Ни в коем случае не пробуйте приподнимать механизм за края циферблата.
Если корпус часов водо- или влагонепроницаемый, то механизм в нем обычно лежит свободно. Для лучшей его фиксации в корпусе может быть установлено специальное пружинное кольцо, лапки которого упираются в заднюю крышку часов и в бортик платины. Иногда эти пружинные кольца выполняют функцию дополнительного противоударного устройства, являясь амортизатором.
Некоторые часовые механизмы перед установкой в корпус закрывают тонким латунным защитным кожухом со стороны мостов. При разборке механизма кожух, естественно, требуется удалить.
Как правило, в большинстве случав кожух на механизме не закрепляется и снять его нетрудно. Если кожух закреплен одним или двумя винтами, то их легко убрать.
В часах некоторых конструкций, как устаревших, так и современных, механизм закреплен в корпусе двумя винтами. Головка винтов может быть нормальной или частично срезанной. Чтобы вытащить механизм, винты с нормальной головкой следует вывернуть полностью. Если механизм закреплен винтами с частично срезанной головкой, их достаточно повернуть на пол-оборота, чтобы срез был направлен к корпусному кольцу.
Стекла для часов изготовляются, как правило, из синтетических материалов (чаще всего из плексигласа). Однако сами по себе плексигласовые стекла еще не могут обеспечить необходимой герметичности. Если стекло предназначено для влагозащитного корпуса, то допускается простая запрессовка стекла в корпусное кольцо; но при создании водонепроницаемых корпусов для обеспечения необходимой герметичности применяют дополнительное металлическое или пластмассовое кольцо.
Еще одним недостатком плексигласа является то, что он гигроскопичен, то есть поглощает влагу. В условиях сильной влажности (например, во время дождя или даже тумана) плексиглас может пропустить влагу внутрь корпуса часов. Если после этого наступит внезапное охлаждение часов, то на внутренней стороне корпуса и на стекле осядут капли воды, что обязательно приведет к коррозии стальных деталей механизма. Поэтому для повышения герметичности некоторых моделей часов в последнее время стали снова применять силикатные стекла.
Что касается возможных дефектов часовых стекол, то органические стекла с царапинами, а также покрывшиеся трещинами или отдельными матовыми пятнами необходимо заменить или тщательно отполировать. Не следует заменять силикатные стекла органическими.
В качестве материалов для изготовления корпусов настольных, настенных и напольных часов используются в основном дерево или пластмасса, реже металл. Корпуса будильников в большинстве случаев делают из металла или пластмассы. Заменить стекла в них несложно, а сам корпус практически не подвергается ремонту. Тем не менее лучше всетаки проверить отдельные детали корпуса, по возможности исправить вмятины и царапины на его поверхности (если корпус металлический).
Если корпус часов деревянный, то лопнувшие швы на нем надо аккуратно залить столярным клеем.
Циферблаты часов закрепляются специальными боковыми винтами. Винты зажимают ножки циферблата в отверстиях платины. Иногда циферблат может привинчиваться непосредственно к платине.
При разборке механизма циферблат надо снимать очень осторожно. Если на циферблате имеется гальваническое покрытие, то прикосновение пальцев может оставить на нем неустранимые пятна. Кроме того, их поверхность легко можно оцарапать.
Циферблаты с эмалевым покрытием от легкого нажима получают сколы и трескаются. Если циферблат тонкий, то при неосторожном обращении он легко гнется.
Когда вы снимаете циферблат, то боковые винты следует отвернуть лишь настолько, чтобы можно было сделать это без усилий. После снятия циферблата эти винты надо опять завернуть, иначе они могут потеряться.
Если ножка циферблата сломана, можно припаять новую, но только в том случае, если циферблат эмалевый. На нем очищают место, где должна быть установлена новая ножка. Чтобы при этом циферблат не прогнулся и не потрескался, его надо поддерживать снизу пальцем. Ножки изготовляют из медной проволоки, диаметр которой должен равняться диаметру соответствующего отверстия в платине.
К центральному отверстию циферблата подбирается латунная втулка, входящая без зазора в это отверстие. Ее надевают на втулку часового колеса. Затем сквозь соответствующее отверстие платины размечаются места пайки. Пайку нужно производить быстро, чтобы циферблат не успел прогреться. Пламя надо направлять преимущественно на проволоку ножки, нагревая ее до полного расплавления припоя.
Расположение стрелок на циферблате может быть нарушено. Если ось секундной стрелки не совпадает с центром секундной шкалы циферблата, то при отсчете времени может возникнуть ошибка в несколько секунд. В будильниках такой дефект может послужить причиной неправильной подачи сигнала.
Однако дефекты центрирования можно исправлять только в ограниченных пределах. Если циферблат металлический, то у него можно осторожно подогнуть ножки. Для этого циферблат следует установить на платине, положить на него деревянную пластинку и осторожно постучать по соответствующей стороне циферблата молотком.
К сожалению, на современных циферблатах, где употребляется в основном гальваническое или лаковое покрытие, замена ножки практически невозможна, так как даже самый незначительный нагрев циферблата вызовет появление на его поверхности неизгладимых пятен.
Загрязненный циферблат необходимо очистить. Эмалевый циферблат лучше чистить бензином. В том случае, если он потрескался или слишком сильно загрязнен, его надо промыть. Для этого натрите циферблат мылом, а затем промойте его теплой водой. Чтобы удалить грязь из трещин, надо протереть циферблат срезом сырой картофелины. После промывки циферблат сушат, завернув в папиросную бумагу.
Печатные циферблаты, а также циферблаты с серебрением поля плохо переносят чистку. Бензин и спирт для их очистки применять вообще нельзя. Если заменить циферблат невозможно, а знаки на нем стерлись, можно написать их черной краской или тушью. Для написания лучше использовать деревянную палочку.
Если знаки (штрихи и цифры) на циферблате не нарисованные, а приклеенные, то их лучше отполировать и покрыть бесцветным лаком.
Что касается стрелок часов, то прежде всего, конечно, они должны быть определенной длины и прочно удерживаться на осях. Стрелки не должны соприкасаться одна с другой или задевать циферблат или стекло. Если вы меняете стрелки, то лучше, чтобы они также соответствовали внешнему оформлению часов по форме и цвету.
Секундную стрелку лучше устанавливать по ходу часов, что дает возможность контролировать соприкосновение стрелки с циферблатом или платиной.
Если секундная стрелка расположена по центру циферблата, то она имеет изогнутый конец и устанавливается с зазорами относительно минутной стрелки и стекла. Боковая секундная стрелка должна быть совершенно плоской и проходить над циферблатом с минимальным зазором. Зазор между стрелками надо тщательно проверить по всей окружности циферблата.
Снимать стрелки удобнее всего пинцетом. Отверстие в стрелке должно соответствовать диаметру несущей оси. Если отверстие слишком узкое, надо его расширить при помощи сверла. Сверлят в несколько приемов, постепенно применяя сверла большего диаметра.
При нормальной длине минутной стрелки ее острие должно перекрывать от половины до двух третей ширины минутной шкалы. Если стрелка слишком длинная, ее можно подогнать, положив стрелку на толстое стекло и обрезав ее концы ножом. Конец часовой стрелки должен закрывать не более одной трети цифр.
В том случае, если циферблат часов не плоский, а изогнутый, минутная стрелка обычно сильно сближается со стеклом в районе чисел 6 и 12 и с циферблатом в районе чисел 3 и 9. Эти места необходимо тщательно проверить, чтобы не допустить соприкосновения стрелки со стеклом или циферблатом.
Удачи в ремонте!
Всего хорошего, пишите to © 2008
Устройство и расчет передаточного механизма часов
К передаточному механизму часов относится система колес и трибов, осуществляющая передачу движения от двигателя к регулятору. Каждая пара зацепления отличается своими размерами и количеством зубьев. Колесо обычно имеет больше 15 зубьев, а триб до 15 зубьев.
Колесная система, общая для всех часов, состоит из следующих колес и трибов:
1. Барабан. В часах с гиревым заводом на барабан наматывают шнур, струну или цепь, а в часах с пружинным заводом пружина преимущественно помещается в барабан.
2. Колесо добавочное (преимущественно в часах с продоложительным заводом).
3. Колесо среднее (центральное).
4. Колесо промежуточное.
5. Колесо секундное.
6. Колесо спусковое (анкерное, цилиндрическое).
7. Минутник (триб минутной стрелки)
8. Колесо вексельное.
9. Колесо часовое
Во время каждого полуколебания регулятора колесная система часового механизма поворачивается на строго определенный угол, после чего останавливается на какую-то долю секунды - до конца полуколебания. При обратном движении регулятора колесная система вновь поворачивается на тот же определенный угол и снова останавливается на такой же отрезок времени. Это движение повторяется непрерывно.
Зубчатая передача часового механизма увеличивает скорость передачи во столько раз, во сколько раз число зубьев ведущих колес больше числа зубьев ведомых трибов.
Зубчатое зацепление передаточного механизма часов называется ангренажем.
Колесо (или триб), передающее движение, называется ведущим, а получающее движение - ведомым. В часовом механизме обычно колесо является ведущим, а триб - ведомым.
Передаточным числом называется отношение количества зубьев ведущего колеса к зубьям ведомого. Оно показывает, сколько оборотов сделает ведомое колесо за один оборот ведущего, т. е. за один и тот же промежуток времени колесо сделает меньшее число оборотов, чем триб.
Баланс карманных и наручных часов с анкерным ходом обычно делает 18 000 колебаний в час, т. е. 300 колебаний в минуту. Анкерное колесо почти всегда имеет 15 зубьев. Следовательно за один оборот анкерного колеса баланс сделает 30 колебаний (каждому зубу колеса соответствует два колебания баланса).
Число оборотов анкерного колеса панк найдем из следующего соотношения:
панк =300/15*2=10 об/мин
Т. е. анкерное колесо за одну минуту сделает 10 оборотов.
Секундное колесо, на ось которого насаживается секундная стрелка, делает один оборот в минуту, а центральное колесо (с минутной стрелкой) делает один оборот в час, или его оборота в минуту.
Общее передаточное число от центрального колеса до анкерного триба равно произведению передаточных чисел отдельных сцепляющихся пар:
Следовательно передаточное число показывает отношение количества зубьев ведущих колес к количеству зубьев ведомых трибов или отношение количества оборотов ведомых трибов к количеству оборотов ведущих колес. Обычно передаточное число в карманных и наручных часах от центрального колеса к анкерному трибу равно 600.
Вариантов соотношения числа зубьев колес и трибов много, ко практически уже выработаны определенные нормы (табл. 1).
Таблица 1
Количество зубьев, колес и трибов карманных и наручных часов, делающих
18 000 колебаний баланса в час
|
Название колеса или триба |
В а р и а н 1 |
: ы |
||||||
|
Центральное колесо |
||||||||
|
Промежуточный триб. . . |
||||||||
|
Промежуточное колесо. . |
||||||||
|
Секундный триб |
||||||||
|
Секундное колесо |
||||||||
|
Анкерный триб |
||||||||
|
Анкерное колесо |
||||||||
При подборе нового колеса или триба можно руководствоваться табл. 1 или нижеследующим способом.
Если в часах отсутствует одно колесо, а все остальные колеса имеются, а также известно количество колебаний баланса в часах, то недостающее колесо можно найти, пользуясь расчетом, указанным в следующем примере.
Пример. Найти число зубьев утерянного промежуточного колеса, если известно, что центральное колесо имеет 80-12 зубьев, секундное - 80-10 зубьев, анкерное - 15-8 зубьев; 80; 80 и 15 - числа зубьев колес; 12; 10 и 8 - числа зубьев триба. Баланс делает 18 000 колебаний в час.
Допустим, что Триб промежуточного колеса имеет 10 зубьев, тогда число зубьев промежуточного колеса будет:
Чтобы найти количество оборотов анкерного колеса за 1 час, надо количество колебаний баланса за 1 час разделить на удвоенное число зубьев анкерного колеса:
18 000 /2*15 = 600 оборотов
Число зубьев барабана можно найти следующим образом: обычно центральное (среднее) колесо делает I оборот в час, продолжительность хода часов - 36 часов. Следовательно за 36 часов центральное (среднее) колесо сделает 36 оборотов. Такое же количество оборотов сделает центральный (средний) триб.
Зная, что барабан должен обеспечить до 5,5 оборота, можно найти передаточное число:
Чтобы обеспечить большое передаточное число (10: 1; 9:1 и т. д.), в зубчатой передаче часов применяют циклоидальное зацепление, которое благодаря особой форме зубьев позволяет применять трибы с малым числом зубьев.
Передачу вращения и усилий зубчатая пара осуществляет в месте соприкасания зубьев колес и трибов по так называемой начальной окружности (рис. 39). Каждое колесо или триб имеет три окружности: окружность выступов, начальную окружность it окружность впадин.
Окружностью выступов называется окружность, описанная из центра колеса и ограниченная головками зубьев колеса.
Начальной окружностью называется окружность, по которой проходит зацепление колеса и триба.
Окружностью впадин называется окружность, проходящая через основания зубьев колеса или триба.
Правильным зацепление между трибом и колесом будет тогда, когда начальные окружности колеса и триба соприкасаются в одной точке (рис. 39). При глубоком зацеплении (рис. 40) начальные окружности колеса и триба пересекаются. При мелком зацеплении (рис. 41) начальные окружности колеса и триба не соприкасаются и не пересекаются. Колесо и триб должны иметь одинаковый шаг зацепления. Зубчатая передача работает правильно, если величина передаваемой силы не меняется и потери на трение сведены до минимума. Изменение величины передаваемой силы зависит от правильного профиля зубьев.
В часах упрощенной конструкции фрезерованные трибы заменены цевочными (штифтовые наборные трибы). Число штифтов должно быть 8-12, но не меньше 6. Цевочные трибы просты в изготовлении, мало чувствительны к ошибкам в расстояниях осей и легче переносят загрязнение. Штифты цевочных трибов должны вращаться, чтобы обеспечить меньшее трение во время работы и меньший их износ. Ошибки в зубчатых зацеплениях вызывают увеличение трения.
В каждой паре зубчатого зацепления надо иметь достаточный зазор между зубьями, иначе попадание незначительной
рязи между зубьями может вызвать остановку часов. Это особенно важно в колесах, двигающихся с маленьким усилием (секундное, анкерное). Колеса, находящиеся ближе к источнику энергии - пружине, должны быть толще и по мере удаления от него - тоньше. В среднем боковой зазор между зубьями должен быть в пределах 0,1-0,17 шага, а радиальный зазор -
0,4 модуля. Боковой зазор осуществляется за счет уменьшения толщины зуба триба. При правильном зацеплении вращение происходит легко, без толчков и ударов. Правильность зацепления зависит также от правильно подобранного числа зубьев триба: с увеличением числа зубьев триба зацепление улучшается и, наоборот, чем меньше число зубьев триба, зацепление ухудшается, ибо каждый зуб триба дольше находится в зацеплении с зубчатым колесом. При правильном зацеплении зубья колес должны касаться друг друга в тех точках, где их головки переходят в закругления, т. е. должны касаться начальные окружности колес и триба.
Рис. 39. Правильная практическая форма зубьев колеса и триба
Рис. 40. А-глубокое зацепление; Б-зацепление с малым трибом В-исправление глубокого зацепления вельцеванием; Г-исправление зацепления при малом трибе
Рис. 41. А-мелкое зацепление; Б-исправление мелкого зацепления
Шагом зубчатого зацепления t называется расстояние между вершинами двух соседних зубьев, измеренное по начальной окружности в линейных мерах.
Модуль зубчатого зацепления
Диаметр начальной окружности колеса или триба меньше его наружного диаметра на удвоенную высоту головки зуба.
Наружные диаметры колес и трибов можно измерять микрометрами, диаметры начальных окружностей определяют при помощи таблиц или соответствующими вычислениями (диаметр начальной окружности равен модулю, умноженному на число зубьев).
