суббота, 26 мая 2018 г.

Точность механических часов

Когда люди говорят о точности, они подразумевают, отклонение хода часов от эталонного в течение некоторого периода времени. Для наручных механических часов приемлемым отклонением является -40/+60 секунд в сутки, а для кварцевых +/-20 секунд в месяц. Существует понятие «хронометр» - особо точные часы, чьи характеристики подтверждены циклом особых испытаний в специальной лаборатории. Механические хронометры имеют точность порядка -4/ +6 секунд в сутки, а особо точные кварцевые часы +/- 5 секунд в год.


Точность хода механических часов задается узлом баланс-спираль и во многом зависит от конструкции и характеристик этого узла. В механических часах может быть разный по размерам и весу баланс, а также частота его колебаний. В разных конструкциях эта частота варьируется от 2,5 до 5 колебаний в секунду. Считается, что чем выше частота колебаний баланса, тем точнее могут идти часы. Аналогично, чем больше момент инерции баланса, тем выше точность часов. Соответственно конструкторы стремятся сделать момент инерции баланса выше, а для этого диаметр баланса - больше.

Точность механических часов тем хуже, чем меньше калибр механизма. Это нашло отражение и в стандарте - если для мужских часов с калибром механизма более 20 мм стандартная точность -20…+40 сек/сутки (по ГОСТу -40/+60 сек/сут), то для часов с калибром менее 20 мм (женские типа «Заря», «Чайка» и другие) -60/+85 сек/сут. Это связано с тем, что:
  • при уменьшении размера механизма необходимо уменьшать и размер баланса, что сразу отрицательно сказывается на ходе часов;
  • уменьшается размер заводной пружины. Уменьшение размеров приводит к уменьшению развиваемого пружиной момента, и, как следствие - к уменьшению энергии, получаемой балансом. Трение между деталями в механизме маленького размера остается почти таким же, как и в больших часах.

Даже небольшое изменение температуры очень сильно влияет на точность балансовых механических часов. Такт при нагревании изменяется диаметр баланса (он становится больше) и, соответственно, меняется его момент инерции, к тому же изменяется длина и жесткость спирали. Мы получаем увеличение момента инерции баланса плюс уменьшение жесткости волоска. В результате меняется период колебаний баланса и точность хода часов изменяется.

Положение часов в пространстве. Это связано с влиянием силы тяжести на баланс часов. Разброс показателей точности часов в различных положениях зависит от их конструкции и, в еще большей степени - от тщательности изготовления. Так, одни и те же часы в положении «головкой вверх» могут отставать на 20 секунд в сутки, в положении «головкой вниз» - спешить на 40 секунд. Надпись «Unajusted» на механизме часов означает, что каких-либо специальных мер по минимизации разницы в показаниях в различных положениях не предпринималось. «Ajusted for 6 positions» - точность часов примерно одинакова в 6 положениях: циферблатом вверх, циферблатом вниз, метками «3, 6, 9 и 12 часов» вверх.

Только что заведенная часовая пружина и уже раскрученная по-разному давят на стенки барабана. Точность хода часов с почти «разряженной» пружиной ниже, чем только что заведенных, По мере распускания пружины уменьшается импульс, передаваемый балансу часов, и уменьшается амплитуда его колебаний. Т.е. баланс поворачивается на меньший угол, часы начинают спешить.

Именно из-за того, что с распусканием пружины часы начинают спешить, связана разница в допустимых погрешностях хода часов: в «+» она всегда больше, чем в «-», например +40/-20 сек/сутки. Для компенсации этого эффекта существует устройство, названное улиткой, В часах с автоподзаводом, пружина которых фактически всегда находится на «взводе», влияние этого эффекта минимально - и точность их хода чуть выше, чем у «традиционных» механических часов. Если наручные часы начали «хронически» спешить либо отставать, это далеко не всегда означает поломку. Точность хода часов можно отрегулировать в мастерской, причем операция эта достаточно простая. В механических балансовых часах есть устройство, называемое «градусник», которое позволяет изменять действующую длину волоска и тем самым регулировать частоту колебаний системы баланс-спираль в пределах +/- 4…5 мин в сутки.

Читать ⇨ статью полностью.

Комментарии

comments powered by HyperComments