Off White Blog
Время балансировки - мы бросаем взгляд на колесо баланса

Время балансировки - мы бросаем взгляд на колесо баланса

MARCH 12, 2024

В нашей истории последний выпуск о весне баланса - буквально бьющееся сердце механических часов - может показаться, что этот компонент делает всю тяжелую работу, насколько бэк-офис бизнеса хронометража идет. Как скажет любой часовщик - и большое количество руководителей часовых брендов - бессмысленно говорить о новой пружине баланса, если она также не обращается к колесу баланса и даже к рычагу, который побуждает систему. В этой истории мы будем смотреть в основном на само колесо баланса, с несколькими набегами на историю и работу краев, разрядки и швейцарских рычажных спусков. Что касается рычага или вилки поддона, то придется подождать еще одну проблему.

Мы начинаем эту историю с того, что последний закончился - на заметке, что балансирные колеса и пружины должны функционировать вместе. Лучший способ понять это - подумать о связи между механическими наручными часами и маятниковыми часами. Так же, как маятник является регулирующим органом часов, баланс и пружина баланса выполняют ту же функцию в наручных часах. Это означает, что баланс и пружина баланса должны приближаться к эффектам гравитации. Наш возвращающийся главный герой для этого введения - не кто иной, как голландский физик Кристиан Гюйгенс. Вы помните, что Гюйгенс был пионером равновесия (усовершенствовав его в 1675 году) и маятника (вышеупомянутых часов).



Любопытно, что колесо баланса, похоже, существовало до времени Гюйгенса - сам Гюйгенс спроектировал свое колесо баланса и систему пружин в стиле грани спуска. Действительно, Гюйгенс и другие пионеры искали правильный компонент для создания гармонического колебания, и этот недостающий элемент был пружиной баланса. Таким образом, остальная часть спуска на край - швейцарская рычажная система появится только позже - существовала до 1675 года.

Гармонические колебания, как физическое свойство, были впервые исследованы Галилеем Галилеем, когда он исследовал функцию маятников в самом начале 17-го века. Именно Галилей обнаружил изохронизм как нечто, присущее колебаниям маятников. По сути, период колебания любого данного маятника является относительно постоянным, независимо от размера колебания. С этим можно получить стабильного хронометриста, потому что, пока маятник продолжает вращаться, часы продолжают тикать с одинаковой скоростью. Очевидно, что часы, которые тикали с разной скоростью в зависимости от качания маятника, были бы менее чем полезными.

Галилео Галилей


Маятник получает это изохронное свойство от силы тяжести, что означает, что часы, оборудованные маятниками, должны были быть максимально устойчивыми; движение нарушает колебание маятника, внося нежелательные изменения. Гюйгенс завершил проект маятниковых часов, изначально запущенный Галилеем. До появления маятниковых часов механические часы использовали другой компонент для симуляции изохронизма: фолиот. Опираясь на силы инерции, это была горизонтальная планка (с грузом на обоих концах), повернутая точно посередине. Результирующее качательное движение, вызванное кинетической энергией разматываемой пружины, обеспечивало скорость отсчета времени.

Резка непосредственно на современных механических весах в сборе, балансировочное колесо вращается примерно в полтора раза в одном направлении, что составляет один ход. Это примерно 270 ° с каждой стороны от центрального положения равновесия колеса баланса. Полный цикл - это два из этих колебаний, что означает два удара. Жесткость пружины баланса и момент инерции колеса являются ключевыми элементами в уравнении, которое определяет, сколько секунд требуется для завершения одного цикла.

Возвращаясь к предмету колеса баланса и фолианта, неясно, когда колесо баланса полностью заменило фолу. Несомненно, что введение маятника и уравновешивающей пружины ставит недостатки краевого спуска в суровый рельеф. Множество различных спусков боролись за его замену, включая фиксаторы и спуски цилиндров. В конце концов, как якорный спуск, так и рычажный спуск окончательно определили судьбу некогда доминирующего краевого спуска.


Где колесо баланса вписывается в эту историю? Что ж, полное описание приведено в разделе о рычажных спусках (рычаг), а также в кратком изложении выше, но уделите немного времени чтению сегмента «На грани», потому что он готовит почву. Колесо баланса, кажется, является лучшей формой для работы вместе с традиционной спиралью или пружиной баланса.

В своем нынешнем виде балансирные колеса имеют различные виды, которые можно разбить на две основные формы: гладкие и негладкие. Да, не-плавность не особенно красноречива, но если нужно иметь более технически звучащий термин, то это будет изменяемая масса. Мы решили использовать не-гладкий, потому что это будет включать в себя балансировочные колеса, что само по себе не особенно очаровательное описание. Не гладкая версия колеса баланса является традиционной, с крошечными винтами на ободе колеса. Это не следует путать с Gyromax от Patek Philippe, Microstella от Rolex и множеством вариантов от Swatch Group (в основном от Omega), которые, кажется, включают винты на ободе или на внутренней стороне обода.

Ulysse Nardin балансировочное колесо

В принципе, в негладких системах используются весовые коэффициенты для регулировки инерции балансировочного колеса - то, как далеко винты крепятся к весам, определяет это в версиях с винтовыми весами. В традиционной системе часовой механизм вручную регулируется часовыми мастерами в процессе, известном как установление баланса или балансировка баланса; для более новых конструкций весов серии с регулируемой массой они обычно устанавливаются компьютером после прикрепления спиралей.

На заводе также установлено гладкое колесо баланса, и теперь в этот процесс вовлечены компьютеры. Гладкое балансировочное колесо, как правило, относится к разновидности Glucydur (см. Раздел Glucydur), в то время как новые весы могут быть сделаны из кремния с весами в других материалах. Примеры дико изобретательных балансировочных колес включают в себя эксперименты DeBethune, Ulysse Nardin и Patek Philippe.

НА КРАЮ

Самым важным техническим достижением в области часового и часового дела было освоение спуска на грани в 13 веке, что позволило создать полностью механические часы. Вот как Дэвид Глазго описал работу спуска на грани в своей книге «Изготовление часов и часов» 1885 года (описание здесь было перефразировано и отредактировано там, где это необходимо).

Часы собора в Солсбери показывают, как выглядели первые грани, благодаря Википедии

Эта кромка состоит из колеса в форме короны с выступающими зубьями в форме пилообразных зубьев; его ось ориентирована горизонтально. Вертикальный стержень, грани, расположен перед коронным колесом, с двумя металлическими пластинами (поддонами), которые входят в зацепление с зубцами на противоположных сторонах короночного колеса. Поддоны ориентированы под углом между ними, так что за один раз зацепляются только один зуб. Либо балансир, либо маятник установлен на конце грани стержня.

Похоже, что колесо баланса существовало до времени Гюйгенса - сам Гюйгенс спроектировал свое колесо баланса и систему пружин в стиле грани спуска

Поскольку шестерни передают энергию спиральной пружины на коронирующее колесо, один из зубьев коронного колеса давит на поддон, вращая границу в одном направлении. В то же время это действие вращает второй поддон на пути зубцов на противоположной стороне колеса, пока зуб не протолкнется мимо первого поддона. Затем зуб на противоположной стороне колеса контактирует со вторым поддоном, поворачивая край назад в другом направлении, и цикл повторяется.

Итак, то, что началось как нерегулируемое вращение коронного колеса, трансформируется в колебание грани. Это приводит в движение маятник или баланс / фолиант. Таким образом, каждое колебание баланса / листвы или маятника позволяет пройти одному зубу спасательного колеса, что делает движение часов равномерным. Колесо часов движется на фиксированную величину, двигая стрелки вперед с постоянной скоростью.

Маятниковые часы на второй грани, построенные Кристианом Гюйгенсом, любезно предоставленные Википедией

Колесо короны должно иметь нечетное количество зубьев, чтобы спуск работал. При четном числе два противоположных зуба будут одновременно контактировать с поддонами, заклинивая спуск.

С появлением маятника якорный спуск обеспечивает более естественное действие для часов, и поэтому он начал заменять граничный спуск.

LEVERAGE

Разработанный Томасом Маджем, спусковой механизм рычага буквально является спуском современного механического часового механизма. Еще раз, мы в долгу перед книгой Глазго для информации, наряду с часовой школой TimeZone. Краткое описание того, как все это работает ниже, было получено из этих источников (в основном из этих разделов Уолта Одеца).

В стандартном анкерный, также известный как швейцарский анкерный, ходового колеса и анкерной вилки играть главнейших ролей (не каламбур). Аварийное колесо ориентировано на колесную пару, создавая импульс для вилки поддона. Получив этот импульс, вилка поддона доставляет его к валу балансировочного колеса, поворачивая, таким образом, балансировочное колесо. Пружина баланса возвращает балансировочное колесо в его статическое центральное положение, посылая импульс через вал на вилку поддона, которая затем снова взаимодействует с аварийным колесом.


То, что было нерегулируемой мощностью от главной пружины, таким образом доставляется к балансирующему колесу. Колесо баланса возвращает регулируемую мощность в колесную пару, которая впоследствии увеличивается на фиксированную величину и перемещает стрелки времени на фиксированную величину.

Каждое движение балансира назад и вперед из его центрального положения и обратно соответствует движению спасательного колеса на один зуб (так называемый удар). Типичная частота срабатывания рычага часов составляет 18 000 или более ударов в час, иногда их также называют вибрациями в час. Каждый удар дает импульс балансирующему колесу, поэтому на цикл приходится два импульса (то же, что и спуск грани). Несмотря на то, что большую часть времени он находится в состоянии покоя, аварийное колесо обычно вращается со скоростью 10 об / мин или более.

Происхождение звука «тик-так» вызвано этим механизмом спуска. Когда колесо баланса качается взад-вперед, слышен тикающий звук.

GLUCYDUR И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В то время как баланс Glucydur, кажется, доминирует, с его сплавом бериллия, меди и железа, есть другие виды колес баланса. Сканируя аукционные каталоги, наиболее типичной альтернативой является балансировочное колесо из сплава золота и меди. Функционально оба типа весов выполняют один и тот же трюк, но для понимания происходящего здесь требуются некоторые дополнительные детали.

Центральным вопросом является изменение температуры, потому что массовые свойства пружины баланса будут меняться по мере расширения или сжатия.Очевидно, что это повлияет на скорость отсчета времени, потому что это повлияет на колебания колеса баланса. Фактически, балансировочное колесо также подвержено тепловым колебаниям. Как золото-медь, так и сплавы Glucydur имеют превосходные коэффициенты линейного расширения, от +14 до +17 x 10-6 / ° K, и, таким образом, эти материалы продолжают пользоваться популярностью сегодня у часовых фирм. Однако нет ничего идеального, и когда эти сплавы расширяются, спуск больше не будет изохронным.

Последней попыткой решения этой проблемы был генератор Zenith Defy Oscillator, который также является наиболее радикальным новшеством со времен Гюйгенса. Фактически он объединяет вилку для поддонов, колесо баланса и волосок в одну кремниевую конструкцию. Неметаллический материал, кремний обрабатывается по-разному, чтобы выдерживать тепловые колебания, обычно, например, с использованием оксида кремния. В случае этой системы Zenith, она не так проста, так как все элементы спуска находятся в одной части.

Мы рассмотрим эту систему более подробно, а также осциллятор Genequand (Parmigiani Fleurier), якорь Ulysse Nardin Escape и побег Girard-Perreguax Constant Force в наших выпусках в 2020 году.


Бюджетный спиннинг ACE HAWK AG Voyager 80M тест 7-28g Travel Обзор (MARCH 2024).


Похожие статьи