Конструкция, материалы и производство являются основными факторами формирования потребительских свойств часов (функциональных, эргономических и др.).
Наиболее распространенной конструкцией часов являются механические часы - маятниковые и балансовые. Механизм таких часов состоит из шести основных частей (узлов) и дополнительных узлов. К основным относят двигатель, передаточный механизм, регулятор, спуск, механизм заводки пружины и перевода стрелок и стрелочного механизма.
Двигатель . Он является источником энергии, которая приводит в движение весь механизм часов.
В механических часах различают два вида двигателей: гиревой (в маятниковых), который называют гиревым приводом, и пружинный (в балансовых).
Энергия гиревого двигателя передается силой тяжести поднятой гири через колесную систему на маятник, который служит регулятором управления действия спуска (хода) часов. В часах-ходиках при опускании гири вниз цепь вращает слева направо колесо, которое обеспечивает вращение всего колесного механизма.
Гиревой двигатель самый простой по устройству (рис. 10), он работает только в стационарных условиях. По сравнению с пружинным гиревой вигатель передает усилия (за счет опускания гири) через колесную передачу на регулятор хода; такие усилия не всегда постоянны и этим создается стабильность работы двигателя.
Пружинный двигатель приводит в действие часы заведенной пружиной, которая передает запас энергии через колесную систему и ход на регулятор, поддерживая его колебания (рис. 11). Этот двигатель обычно бывает в переносных часах (наручных, карманных, будильниках, настольных и настенных), где регулятором является баланс с волоском (спиралью). Могут быть пружинные двигатели также в некоторых видах стационарных часов (в настенных и частично в настольных), где регулятором служит маятник.
Различают двигатели с барабаном и без барабана.
Пружинный двигатель с барабаном применяют в наручных, карманных, настольных и настенных часах, а также в малогабаритных будильниках. Барабан представляет собой цилиндрическую коробку, по внешнему периметру заканчивающуюся зубчатым венцом. Пружина, помещенная в барабан, внутренним витком крепится на валике за крючок, а внешним витком - к внутренней стенке барабана с помощью накладки. Барабан с установленными в нем пружиной и осью закрывается крышкой, которая предотвращает возможность попадания пыли между витками пружины. В часах упрощенной конструкции - будильниках, настольных и настенных часах - заводная пружина не имеет барабана, и один конец ее крепится к валику, а другой к одной из колодок механизма. Способы крепления наружного витка пружины к внутренней стенке барабана разнообразны.
Заводные пружины изготовляют из специального железокобальтового сплава или углеродистой стали с соответствующей термообработкой. Пружина должна обладать эластичностью по всей длине и равномерной упругостью. От заводной пружины требуется не только упругая сила, способная привести механизм часов в действие, но и определенная продолжительность и стабильность хода часов от одной полной заводки пружины.
Продолжительность хода часов зависит от толщины и длины пружины.
Рабочей и расчетной характеристикой заводной пружины является ее крутящий момент (произведение упругой силы пружины на число оборотов). Наибольший крутящий момент пружина имеет в заведенном состоянии, а в процессе работы ее момент падает. Неравномерность усилия, создаваемого пружиной при работе, влияет на точность хода часов, поэтому при изготовлении их заводную пружину рассчитывают так, чтобы ее крутящий момент на заданную продолжительность хода был максимальным.
Передаточный механизм . Этот механизм называют колесной системой или зубчатой передачей , а также ангренажем . Он состоит из ряда зубчатых колес, число которых зависит от типа механизма.
Зубчатые колеса распространяют движение и передают исходящую от двигателя энергию всему механизму. Колесо и закрепленный на нем триб образуют узел. Находящиеся в зацеплении колесо и триб составляют зубчатую пару . Колесо имеет больший диаметр и делает меньше оборотов, чем триб. По сравнению с колесом триб имеет меньшее количество зубьев и делает во столько же раз больше оборотов, во сколько раз его диаметр меньше диаметра большого колеса. Колесо считается ведущим, а триб ведомым.
У наручных и карманных часов, будильников и некоторых настольных часов передаточный механизм состоит из четырех зубчатых пар: центрального колеса с трибом, промежуточного колеса с трибом, секундного колеса с трибом и триба ходового (анкерного) колеса.
Вращение колесной системы передается усилием заведенной пружины от барабана на ходовое колесо. Каждая зубчатая пара в зацеплении обеспечивает определенное передаточное отношение в зависимости от соотношения диаметров колеса и триба или от соотношения числа их зубьев. Скорость вращения отдельных осей зубчатой передачи выбрана таким образом, что их используют для отсчета времени в минутах и секундах. Так, ось центрального колеса совершает один оборот за час, а секундного - один оборот в минуту.
Число зубчатых пар передаточного механизма зависит от типа часового механизма. Так, настольные часы с 7- и 14-дневным заводом имеют добавочное колесо с трибом, маятниковые часы с 2-недельным заводом также имеют добавочное колесо, а у часов-ходиков передаточный механизм состоит всего из двух узлов - центрального и промежуточного колес и триба ходового колеса,
Колесная система собирается на платине , которая составляет основание часового механизма. Платина представляет собой массивную по сравнению с деталями собираемой колесной системы латунную пластину (рис. 12). Кроме отверстий для крепления цапф (концов) осей колес, платина в наручных и карманных часах имеет целую серию различной формы проточек, впадин и выступов, повышающих ее механическую прочность и дающих возможность разместить детали часового механизма на сравнительно малой площади. Противоположные концы осей колес крепят в отверстия мостов , которые представляют собой фасонные, несколько массивные детали, закрепляемые с помощью штифтов и винтов на платине.
В часовых механизмах упрощенной конструкции концы осей вращаются непосредственно в отверстиях платан и мостов.
В часовых механизмах повышенного качества для уменьшения трения и износа осей применяют камневые опоры из синтетического корунда, который имеет наименьший коэффициент трения и высокую твердость (по шкале Мооса 9).
Часовые камни делят на функциональные и нефункциональные.
Функциональный камень служит для стабилизации трения или уменьшения скорости износа контактирующих поверхностей деталей механизма часов. К функциональным камням относят: камни с отверстиями, служащие радиальными или осевыми опорами или теми и другими одновременно; камни, способствующие передаче силы или движения или того и другого одновременно, например опоры колебательной системы; камни без отверстий, служащие осевыми опорами, и др.
К нефункциональным камням относят: камни декоративные и их заменяющие; камни, закрывающие камневые отверстия, но не являющиеся осевой опорой, например масленка; камни, служащие опорой подвижных деталей, таких, как вексельное, часовое, барабанное и передаточное колеса, заводной вал и др.; камни, служащие для ограничения случайного смещения колеблющейся массы или являющиеся опорой диска дат, календарного диска и др.
Часовые камни очень миниатюрны по размерам, имеют разную форму: со сквозным цилиндрическим или нецилиндрическим отверстием, с небольшим воронкообразным углублением с одной стороны отверстия для удержания часового масла, накладные глухие камни с плоской опорной поверхностью (рис. 13). Камни запрессовывают в соответствующие отверстия платины и мостов, а цапфы оси устанавливают при этом в отверстия камня.
Наручные часы в зависимости от конструкции имеют от 15 до 33 камней, число которых в известной мере определяет качество часов.
Регулятор . Регулятор, или колебательная система, в механических часах представляет собой маятник или баланс со спиралью (волоском).
Маятник применяют только в стационарных часах. Он состоит из стержня, на нижнем конце которого находится линза. Линза имеет форму плоского диска или чечевицы и опирается обычно на гайку, вращая которую можно опускать или поднимать линзу относительно стержня маятника.
В простых маятниковых часах для маятника применяют проволочный подвес.
В маятниковых часах более высокого качества применяют пружинные подвесы в виде одной или двух плоских пружин (рис. 14), закрепленных концами двумя латунными колодками. Колодки имеют стальные штифты, выступающие концами по обе стороны колодки. Верхний штифт закрепляют в разрезном кронштейне, установленном на задней стенке корпуса часов, а на нижний штифт колодки подвешивают двойным крючком маятник.
Для приведения часов в действие необходимо маятник отклонить от равновесного положения. Угол отклонения маятника от положения равновесия называют амплитудой колебания , а время полного колебания маятника от крайнего правого отклонения до крайнего левого и обратно называют периодом колебания .
Период колебания зависит от длины стержня маятника. Если часы отстают, то линзу следует поднять вверх, т. е. уменьшить длину маятника, и этим сократить период колебания, и наоборот, если часы спешат, то линзу надлежит передвинуть вниз, что увеличивает период колебания.
Балансовый регулятор применяют в переносных часах (наручных, карманных и др.). Он представляет собой колебательную систему в виде баланса со спиралью.
Система баланс-спираль является одним из ответственных узлов часового механизма.
Баланс состоит из тонкого круглого обода с перекладиной, посаженной на стальную ось. Балансы бывают винтовыми и безвинтовыми. У винтовых балансов в обод ввинчены винты для уравновешивания обода и для регулировки периода колебания при подборе спирали (рис. 15). Безвинтовые балансы применяют в часах современной конструкции. По сравнению с винтовыми они имеют меньшую массу (вес), что снижает трение в опорах баланса, более прочный обод, который меньше подвержен деформации; отсутствие винтов позволяет увеличить наружный диаметр обода и соответственно увеличить момент инерции без увеличения массы баланса.
Спираль (волосок) изготовляют из никелевого сплава. Это упругая пружина, внутренний конец которой заделан в латунную втулочку, называемую колодкой спирали. Колодку вместе со спиралью надевают (запрессовывают) на верхнюю часть оси баланса, а наружный конец спирали заштифтовывают в отверстие колонки, находящейся в балансовом мосту.
Под действием поступающей от двигателя энергии (импульсов) баланс совершает колебательные движения, вращаясь, делает повороты в одну и другую стороны - либо заводит, либо раскручивает спираль. В свою очередь то запираемая, то освобождаемая колесная передача часового механизма периодически движется. Такое движение можно наблюдать в часах по скачкообразному движению секундной стрелки.
Баланс в большинстве наручных часов совершает 9000 полных колебаний в час. Период колебания баланса измеряют в секундах; он является тем временем, которое необходимо балансу, чтобы совершить полное колебание от крайнего левого отклонения в крайнее правое и обратно. В наручных часах период колебания обычно равен 0,4 с Бывают наручные часы с периодом колебания баланса 0,36 или 0,33 и 0,20 с У будильников малогабаритных период колебания баланса 0,4 с, у крупногабаритных - 0,5 или 0,6 с.
Амплитуду колебания баланса измеряют в угловых градусах от равновесного положения баланса влево или вправо. Равновесным считают такое положение баланса, когда эллипс находится на прямой линии, соединяющей центры вращения оси баланса и оси анкерной вилки. Равенство правой и левой амплитуд является необходимым условием точного хода часов.
Период колебания баланса можно регулировать, изменяя длину спирали с помощью градусника.
Градусник состоит из стрелки-указателя, закрепленной на балансовом мосту. В хвостовой части градусника имеются два штифта, между которыми проходит наружный виток спирали. Наружный виток спирали, как было сказано выше, закреплен в колонке, установленной в балансовом мосту. Штифты градусника образуют как бы вторую точку крепления наружного витка спирали. Поворотом градусника в ту или другую сторону удлиняют или укорачивают длину спирали, изменяя тем самым период колебания баланса. При удлинении спирали период колебания увеличивается и часы начинают отставать, а при укорачивании длины спирали период колебания уменьшается и часы начинают спешить.
Для удобства регулирования точности хода часов на балансовом мосту ставят знаки "+" (ускорить ход) и "-" (замедлить ход). При перемещении указателя градусника в сторону знака "+" штифты, находящиеся в хвостовой части градусника, удаляются от колонки, укорачивая длину рабочей части спирали.
Часто применяют градусник с подвижной колонкой, который улучшает качество регулировки хода часов (рис. 16). Он состоит из регулятора колонки и собственно градусника со штифтом и замком. Вместе с регулятором колонки поворачивается и градусник. Поворотом градусника относительно регулятора колонки спирали изменяется действующая длина спирали. Данная конструкция градусника обеспечивает более точную установку равновесного положения баланса, называемую "выкачкой баланса".
Спуск (ход). Он представляет собой узел часового механизма, находящийся между зубчатой передачей и регулятором. Спуск является ходовым устройством, служащим для периодической передачи энергии двигателя на регулятор поддержания его равномерного колебания и соответственно равномерного вращения колес.
Ходовые устройства бывают двух типов - анкерный и цилиндровый.
Анкерный (в пер. с нем. Anker - скоба) ход может быть несвободным и свободным.
Несвободный анкерный ход применяют в стационарных часах с маятниковым регулятором. Ход состоит из анкерного колеса и закрепленной на валике оси анкерной вилки (скобы) с изогнутыми концами, называемыми палетами : входной на левом конце, выходной на правом (рис. 17). В несвободном ходовом устройстве регулятор во время колебания постоянно взаимодействует с деталями спуска.
Принцип действия несвободного анкерного хода заключается в том, что при отклонении маятника влево приподнимается левая (входная) палета и одновременно опускается между зубьями анкерного колеса правая (выходная) палета. Анкерное колесо получает возможность повернуться на один зубец. Колебания маятника создают непрерывный цикл равномерного хода часового механизма.
К типу несвободных спусков относят и цилиндрический ход. Он состоит из ходового колеса с фигурными (в виде трехгранных головок) зубьями и пустотелого цилиндра с насаженным на него балансом. У цилиндрового спуска отсутствует промежуточное звено между ходовым (цилиндровым) колесом и регулятором хода (балансом). Ходовое колесо непосредственно воздействует на узел баланса. Цилиндр, являющийся осью баланса, имеет боковые вырезы, образующие с одной стороны входную и выходную импульсные губки, а с другой стороны - вырез - пропуск для прохода фигурной ножки зуба ходового (цилиндрового) колеса. Зубья ходового колеса за весь период колебания баланса находятся во взаимодействии с цилиндром.
Отечественная промышленность не изготовляет часы с цилиндровым спуском, так как эта конструкция часов считается технически и морально устаревшей.
Свободный анкерный ход бывает двух видов - штифтовым и палетным.
У штифтового хода анкерная вилка изготовляется из латуни, и в качестве входной и выходной палет служат стальные штифты (рис. 18). Такой ход применяют в обыкновенных будильниках, а также в настольных часах с механизмом будильника.
Палетный ход (рис. 19) применяют в наручных, карманных, настольных и настенных часах, частично в шахматных и будильниках (в малогабаритных производства Второго московского часового завода). Ход состоит из стального ходового (анкерного) колеса с трибом, стальной анкерной вилки с двумя палетами и двойного ролика, установленного на оси баланса. Сюда следует отнести и два ограничительных штифта, закрепленных в платине часового механизма.
Анкерное колесо имеет зубья специальной формы, плоскую вершину этих зубьев называют плоскостью импульса (момента), а боковую поверхность зубьев - плоскостью покоя.
Анкерная вилка имеет два плеча с пазами. В них вставлены, палеты из синтетического рубина и хвостовик (хвостовая часть вилки), снабженный на конце двумя предохранительными рожками и прямоугольным пазом, в середине которого расположено предохранительное копье.
Палеты имеют также подобно зубьям анкерного колеса плоскости импульса и покоя, которые взаимодействуют с одноименными плоскостями зубьев анкерного колеса.
Внутренние боковые стороны рожков хвостовика являются плоскостями, взаимодействующими с импульсным камнем (эллипсом).
Анкерное колесо и анкерную вилку насаживают на стальные оси.
Двойной ролик устанавливают на оси баланса. У двойного ролика имеется две рольки: верхняя (большая) и нижняя (малая). Верхняя ролька несет импульсный камень. Нижняя ролька имеет цилиндрическую выемку, расположенную под эллипсом. Эта ролька взаимодействует с копьем анкерной вилки и является предохранительной.
Принцип действия свободного анкерного палетного хода заключается в следующем. Под действием усилия заводной пружины анкерное колесо стремится вращаться и посредством своего зуба оказывает давление на входную палету, прижимая хвостовик к ограничительному штифту. Под действием спирали баланс совершает свободное колебание и вводит в паз анкерной вилки эллипс. Происходит удар эллипса о внутреннюю поверхность правого рожка хвостовика, и вилка поворачивается на угол покоя. Зуб анкерного колеса переходит с плоскости покоя на плоскость импульса входной палеты, левый рожок вилки отходит от ограничительного штифта и начинается передача импульса от анкерного колеса через вилку на баланс. За полный период колебания баланса анкерное колесо повернется на один зубец.
Механизм заводки пружины и перевода стрелок . Этот механизм, называемый ремонтуаром , представляет собой узел часового механизма, состоящий из ряда деталей. Узел обеспечивает зацепление заводного вала со стрелочным механизмом (при переводе стрелок) или вводит заводной вал в зацепление с узлом завода пружины.
В распространенных конструкциях механизма наручных часов узел заводки пружины и перевода стрелок состоит из следующих деталей: заводного вала с навинченной на его наружном конце заводной головкой; заводного триба, свободно посаженного на цилиндрической части заводного вала, а на участке заводного вала квадратного сечения установлена кулачковая (заводная) муфта со свободой продольного смещения; заводного рычага; пружины заводного рычага; заводного (коронного) колеса; накладки заводного колеса; переводного рычага; пружины-фиксатора; двух переводных колес - малого и большого.
Заводной триб и кулачковая муфта имеют косые торцовые зубья, которыми они соприкасаются между собой. Кулачковая муфта имеет кольцевую проточку, в которую входит хвостовая часть заводного рычага.
При переводе стрелок вытягивают заводную головку, заводной рычаг перемещает вниз кулачковую муфту до сцепления ее с малым переводным колесом, которое передает движение большому переводному колесу, а последнее вращает вексельное колесо с вексельным трибом. Вексельное колесо вращает минутник, а триб - часовое колесо. Пружина-фиксатор служит для фиксации положений переводного рычага.
После перевода стрелок нажимом на заводную головку заводной вал возвращается в нормальное положение, перемещается переводной рычаг, а пружина-фиксатор закрепляет его в таком положении, Освобожденный заводной рычаг перемещает вверх кулачковую муфту до сцепления ее зубьев с зубьями заводного триба.
Чтобы завести пружину, заводную головку вращают по ходу часовой стрелки. Вместе с заводным валом вращается кулачковая муфта и заводной триб. Последний через заводное колесо вращает барабанное колесо и таким образом осуществляется заводка пружины. Барабанное колесо имеет стопорное (храповое) устройство, которое называют собачкой с пружинкой. Это устройство взаимодействует с зубьями барабанного колеса и служит для фиксации барабана от обратного раскручивания заводной пружины.
При заводке пружины собачка выходит из зубьев барабана и скользит по их поверхности. Когда заводка прекращается, собачка под действием находящейся под ней пружинки входит в зацепление с зубьями барабана и не позволяет барабану раскручиваться в обратную сторону.
В настольных часах и будильниках пружину заводят с помощью ключа, воздействующего на вал барабана, а стрелки переводят с помощью кнопки, укрепленной на оси центрального колеса. Заводной ключ и кнопка расположены на задней крышке корпуса.
В часах настенных и некоторых видах настольных пружину заводят съемным ключом со стороны циферблата, а стрелки переводят рукой путем их вращения слева направо.
Стрелочный механизм . Он расположен с подциферблатной стороны платины и состоит из минутного триба, вексельного колеса с трибом и часового колеса.
Минутный триб в стрелочной передаче является основной деталью, обеспечивающей движение всего стрелочного механизма. Минутный триб насажен на ось центрального колеса и сопряжен с осью фрикционно. Фрикционная посадка достигается тем, что на оси центрального колеса имеется радиальная проточка, а втулка минутного триба снабжена двумя внутренними выступами, входящими в эту проточку при установке триба на оси. При фрикционной посадке минутный триб во время перевода стрелок свободно проворачивается на центральной оси и не вызывает торможения часового механизма.
На втулке минутного триба установлено со свободой вращения часовое колесо . Выступающая часть втулки часового колеса несет часовую стрелку, а выступающая часть втулки минутного триба - минутную стрелку. Таким образом минутная стрелка располагается над часовой.
Вексельное колесо , установленное на оси, имеет сцепление с минутным трибом, а триб вексельного колеса сцепляется с часовым колесом.
При переводе стрелок кулачковая муфта через переводные колеса получает сцепление с вексельным колесом, которое в свою очередь передает движение минутнику, а триб вексельного колеса - часовому. После окончания перевода стрелок кулачковая муфта расцепляется с переводным колесом, а стрелочный механизм начинает получать движение от оси центрального колеса.
Общее устройство и взаимодействие отдельных узлов механизма наручных часов даны на рис. 20.
Дополнительные устройства механизмов часов . В часах применяют различные дополнительные устройства, связанные с работой основного механизма.
В обычных наручных и карманных часах опорами баланса являются сквозные и накладные камни, запрессованные в платину и балансовый мост, а также в накладки. Такие опоры являются жесткими.
В часах современных конструкций применяют противоударные устройства (рис. 21) в виде амортизационного блока, построенного по определенной конструктивной схеме. Противоударное устройство предохраняет ось баланса от поломки при возможных резких толчках и случайном падении часов с высоты примерно 1,2 м на деревянный пол.
Принцип действия наиболее распространенных противоударных устройств заключается в следующем. Цапфы (концы) оси баланса, как обычно, расположены в сквозном и накладном камнях, закрепленных в бушоне (металлической оправе камня). Бушон с камнями, вложенный в коническое гнездо накладки, удерживается эластичной пружинкой, которая и создает амортизационную опору, предохраняя этим цапфу оси баланса от воздействия удара.
Секундомерное устройство предназначено для измерения коротких промежутков времени и применяется в наручных и карманных часах.
Часы наручные с секундомерным устройством, выпускаемые Первым московским часовым заводом, называют часами-хронографом "Полет" 3017. Продолжительность хода часов от одной полной заводки пружины без включения секундомерного устройства не менее 36 ч, с включенным секундомером - не менее 24 ч. Конструктивно такие часы более сложные, чем обычные наручные с центральной секундной стрелкой. Кроме часовой, минутной и центральной секундной стрелки, которая считается хронографной, имеются две дополнительные стрелки и соответственно две дополнительные шкалы на циферблате: левая - малая секундная шкала и правая - счетчик на 45 делений. Секундомер суммирующего действия, цена деления хронографной шкалы 0,2 с. Можно измерить отдельные интервалы времени в пределах от 0,2 до 45 с с точностью ±0,3 с в течение минуты и ±1,5 с в течение 45 мин.
Циферблат таких часов по краю окружности имеет две дополнительные шкалы, предназначенные для измерения величин, находящихся в функциональной зависимости от времени: шкалу скорости - красного цвета и шкалу расстояний - синего цвета.
Шкала скорости показывает скорость передвижения объекта в километрах за один час и рассчитана на скорость в пределах от 600 до 1000 км/ч. С помощью этой шкалы можно получить значение скорости передвижения автомобиля, мотоцикла, велосипеда, поезда и других движущихся объектов при условии, что расстояние между двумя измеряемыми пунктами известно.
Шкала расстояния циферблата служит для измерения расстояния, отделяющего наблюдателя от явления, которое воспринимается вначале зрением, а затем слухом. В основу шкалы расстояний принята скорость распространения звука в воздухе, равная 330,7 м/с, или 1200 км/ч.
Управляют работой секундомерного устройства с помощью двух кнопок: одной для пуска и останова, второй для перевода стрелок на нуль. Стрелки - секундная хронографная и минутного счетчика - возвращаются на нулевое деление шкалы из любого положения их на циферблате.
Такие часы применяют в спортивных соревнованиях, медицине, лабораторных работах и т. д.
Карманные часы с секундомерным устройством модели "Молния", выпускаемые Челябинским часовым заводом, называют карманным хронографом. Они предназначены для измерения времени в часах, минутах, секундах и отсчета в секундах коротких (до 45 мин) промежутков времени. Секундомер со скачком секундной стрелки через 0,2 с. Механизм с анкерным ходом на 19 рубиновых камнях. Управление секундной стрелкой двухкнопочное: пуск и останов - одной кнопкой над цифрой 11, возврат на нуль - второй кнопкой над цифрой 1.
Продолжительность действия часов от одной полной заводки пружины с включенным секундомером не менее 24 ч и с выключенным - не менее 36 ч.
Календарное устройство в часах бывает различных конструкций. Простейший конструктивный вариант календарного устройства представляет собой оцифрованный диск, вмонтированный под циферблат. Диск имеет внутренний венец, состоящий из 31 зуба трапецеидальной или треугольной формы. Суточное колесо, сопряженное с часовым, совершает в сутки один оборот и своим ведущим пальцем раз в сутки входит в зацепление с зубьями оцифрованного диска, перемещая его на одно деление. Через миниатюрное квадратное окошко в циферблате видны цифры диска. Иногда над окошком в стекло часов монтируют миниатюрную линзу для облегчения чтения показания календаря. Механическая смена даты происходит раз в 24 ч.
Календарные устройства бывают с медленной сменой показаний и мгновенного действия - со сменой дат скачком. Корректируют показания с помощью заводной головки одновременно с переводом минутной и часовой стрелок. Изготовляют также наручные часы с двойным календарем, показывающие числа месяца и дни недели.
Автоматический подзавод пружины применяют в наручных часах, выпускаемых отечественной часовой промышленностью (рис 22). Механизм автоподзавода расположен над мостами часового механизма. Автоподзавод представляет собой устройство в виде инерционного груза, имеющего форму полудиска, свободно вращающегося на оси. Инерционный груз изготовляют из тяжелых металлов. Втулка инерционного груза имеет триб, который посредством двух пар колес и трибов сопряжен с заводным колесом, установленным на оси барабана со свободой вращения. На этой же оси может свободно вращаться барабанное колесо.
Между барабанным и заводным колесами на вал барабана, имеющего квадратное сечение, установлены две трехлепестковые пружинки (верхняя и нижняя) с отогнутыми концами. Концы этих пружинок входят в углубления, сделанные на барабанном и заводном колесах. Вращение инерционного груза при взмахах руки во время ходьбы или при изменении положения руки приводит во вращение заводное колесо. Верхняя трехлепестковая пружинка, находясь в углублениях, захватывает заводное колесо и передает вращение на вал заводной пружины и происходит таким образом подзавод пружины; нижняя трехлепестковая пружинка в этом случае проскальзывает по внутренней поверхности барабанного колеса.
Заводная пружина может заводиться и обычным путем через заводную головку часов. При использовании заводной головки подзавод пружины будет осуществляться нижней трехлепестковой пружинкой, концы которой, западая в углубления барабанного колеса, будут вращать вал с заводной пружиной, а верхняя трехлепестковая пружинка в это время будет скользить по внутренней поверхности заводного колеса.
Достоинство наручных часов с автоподзаводом заключается в том, что постоянный автоматический подзавод пружинного двигателя происходит при движениях руки.
Автоматический подзавод пружины после эксплуатации часов на руке в течение 10 ч обеспечивает их нормальную работу следующей продолжительности: для часов повышенного класса 4-й группы - не менее 22 ч; для часов повышенного класса 1-3-й групп и 1-го класса 3-й и 4-й групп - не менее 18; для часов 1-го класса 1-й и 2-й групп и 2-го класса - не менее 16 ч.
Такие часы практически не требуют заводки пружины заводной головкой, так как благодаря автоматическому подзаводу механизм работает непрерывно. Когда часы лежат и автоподзавод не работает, расход энергии для работы механизма компенсируется во время последующего ношения часов на руке.
Антимагнитное устройство для защиты часов от воздействия магнитных полей представляет собой кожух из тонкой электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью. Магнитное поле, концентрируясь на магнитопроницаемом металле, не проникает внутрь кожуха. Этот защитный кожух называют магнитным экраном, который надежно защищает от намагничивания стальные детали механизма.
Для уменьшения влияния магнитного поля в часах спираль (волосок) баланса изготовляют из слабомагнитного сплава Н42ХТ.
Для защиты механизма от проникновения мельчайшей пыли, от коррозии из-за повышенной влажности воздуха или от проникновения воды корпуса часов изготовляют пылезащитными, брызгозащитными и водонепроницаемыми . Пылезащитный корпус должен защищать механизм от проникновения пыли, брызгозащитный от попадания брызг воды, а водонепроницаемый от проникновения воды при погружении часов в воду на глубину 1 м в течение 30 мин или на глубину 20 м в течение 1,5 мин.
Такие корпуса обычно имеют резьбовую крышку или крышку, закрепляемую в корпусном кольце с помощью дополнительного резьбового кольца. Плотность соединения крышки с корпусным кольцом достигается с помощью прокладки из полихлорвинила, уложенной в кольцевой паз корпусного кольца. Заводной вал уплотняют с помощью втулки, установленной в отверстии корпусного кольца или в расточке заводной головки. Для водонепроницаемых корпусов плотное соединение стекла с корпусным кольцом обеспечивается путем применения дополнительного металлического резьбового кольца.
Бывают корпуса, у которых крышка и корпусное кольцо неразъемные (выполнены как одна деталь), а механизм установлен со стороны стекла. Соединение стекла с корпусным кольцом достигается резьбовым ободком. Герметичность в таких корпусах обеспечивается с помощью натяжных или уплотняющих колец.
Механизмы боя , подающие звуковые сигналы в соответствии с показаниями стрелок, применяют в часах наручных, карманных, настольных, настенных, напольных и будильниках. Механизмы бывают нескольких видов.
Сигнальное устройство наручных часов "Полет" 2612, выпускаемых Первым московским часовым заводом, приводят в действие от собственного пружинного двигателя. Заводку пружинного двигателя сигнального устройства и установку сигнальной стрелки производят с помощью второй заводной головки, раслоложенной на корпусе часов. Продолжительность сигнала от одной полной заводки сигнальной пружины не менее 10 с.
Сигнальное устройство в будильниках, так же как и в наручных часах, имеет самостоятельный источник энергии, т. е. заводную пружину. Принцип работы сигнального устройства будильника почти не отличается от аналогичных устройств наручных часов - сигнал подается в заранее установленное время сигнальной стрелкой.
В крупногабаритных часах (настольных, настенных и напольных) широко применяют сигнальное устройство посредством удара одного или нескольких молоточков о звуковую пружину или звуковые стержни. Механизм боя является устройством с собственным источником энергии (заводная пружина или гиря) и регулятором скорости. В зависимости от конструкции различают механизмы, отбивающие удары только целых часов, часов, получасов и четвертей часа.
Звуковая пружина представляет собой проволочную спираль, внутренний конец которой запрессован в колодку. Звуковой стержень крепят в специальную колодку. В колодку обычно закрепляют по нескольку звуковых стержней (два или четыре), механизм же имеет соответствующее количество ударных молоточков.
Более сложной конструкцией являются механизмы боя с четвертями часа. Так, напольные маятниковые часы имеют три самостоятельные кинематические цепи, каждая с собственным гиревым приводом: механизм хода занимает среднее положение, механизм боя часов расположен справа, а механизм боя четвертей часа - слева от механизма хода часов. Размещены эти механизмы между двумя латунными прямоугольными платинами.
Сигнальное устройство настенных часов с боем и "кукушкой" представляет собой наиболее простой механизм боя. Этот механизм отбивает часы и получасы. Каждый удар боя сопровождается кукованием и появлением в открывающемся окошечке над циферблатом фигурки кукушки. Механизм боя и кукования состоит из двух деревянных свистков, в верхней части которых имеются меха с крышками. Эти меха и одновременно молоточек приводят в действие с помощью проволочных рычажков. При подъеме крышек меха вбирают воздух, а при опускании струя воздуха посредством свистка создает звук кукования. Фигурка кукушки, закрепленная на поворотном рычажке, при начале боя выдвигается в окошечко, а рычаг одного из мехов толкает ее и она кланяется.
Чем бы вы ни руководствовались, сталкиваясь с вопросом выбора часов, при покупке этого аксессуара важно учитывать характеристики установленного внутри механизма. От того, каким механизмом снабжены часы, зависит не только их точность, но и то, как вам нужно будет с ними обращаться и даже то, как часто вам потребуется обращаться в сервисный центр. Если вы уже подыскивали себе часы, то наверняка обращали внимание на то, что в списке основных технических характеристик постоянно фигурируют такие понятия, как «калибр» и «количество камней». Давайте разберемся, что они означают.
Что такое калибр?
На бытовом уровне калибр является синонимом механизма, однако, если углубиться в этот вопрос, становится понятно, что калибр и механизм – это не совсем одно и то же. Под калибром в часовом деле принято понимать размер механизма и особенности расположения, а также конфигурацию его составляющих. Механизм же - это калибр с точки зрения особенностей его работы и набора функций.
Названия калибров представляют собой буквенно-числовые обозначения, в которых нередко отображаются компания-производитель и функциональные особенности калибра. Диаметр механизма измеряется в миллиметрах, хотя в профессиональной среде чаще встречается другая единица измерения – так называемая линия (1 линия равна примерно 2.255мм).
Одним из важных компонентов механизма, назначение которого не всегда понятно обывателю, являются камни. Здесь мы не имеем в виду не драгоценные камни, которые используются для внешней отделки часов, а так называемые функциональные камни. Их задача – уменьшить трение между деталями, на которые в процессе работы механизма приходится наибольшая нагрузка. Чем больше в механизме предусмотрено функций, тем больше в нем используется камней.
До 1902 года роль стабилизирующих подшипников в часах выполняли настоящие рубины, сейчас производители используют искусственно выращенные камни. Почему именно камни? Все просто. В отличие от металла камень не подвергается окислению и коррозии, а после шлифовки гораздо дольше сохраняет свою форму.
На современном часовом рынке представлено огромное количество часов и все это многообразие, по сути, создано для решения одной задачи: дать человеку максимально точную информацию о текущем времени. Помимо наручных часов, которые обслуживают повседневные нужды своего владельца, существуют часы, устроенные особенным образом. К примеру, атомные часы служат источником эталонного времени и постоянно используются в системах спутниковой и наземной телекоммуникации, а также в других сферах, где крайне важно знать точное время. Другой пример – уникальные настольные часы Atmos, которые фактически воплотили в себе мечту человечества о вечном двигателе, так как энергию, необходимую для работы, черпают буквально из воздуха.
На этих часах мы останавливаться не будем (Принцип работы настольных часов Atmos подробнее описан ). Рассмотрим общие принципы работы часовых механизмов в зависимости от конкретного типа.
Чтобы корректно отсчитывать время, любые часы нуждаются в источнике энергии. В зависимости от того, что выступает в качестве такого источника энергии, принято выделять 2 основных типа механизмов:
- механический
- кварцевый
Современная часовая индустрия, помимо механики и кварца может предложить покупателю часы с гибридными механизмами и так называемые умные часы , функционал которых выходит далеко за рамки привычного измерения времени. Рассмотрим каждый из этих типов подробнее.
Благородная механика
Источником энергии в механических часах служит спиральная пружина, расположенная внутри так называемого заводного барабана. В процессе завода часов пружина закручивается, а при раскручивании передает энергетический импульс на заводной барабан, который, вращаясь, заставляет работать весь механизм часов. Способ закручивания заводной пружины определяет разновидность механизма, говоря более простым языком, тип завода (подзавода) часов.
В часах с ручным подзаводом пружина закручивается при помощи вращения заводной головки. В процессе завода эта крохотная деталь часового механизма накапливает энергию с некоторым избытком. Этот «избыток», который в часовом деле принято называть запасом хода, позволяет часам некоторое время работать без дозаправки очередной порцией энергии. Запас хода в современных механических часах в среднем варьируется от 24 до 72 часов. Промежуток, прямо скажем, не такой уж большой, поэтому ритуал подзавода необходимо проводить регулярно и, что немаловажно, соблюдая ряд несложных правил.
Первое, что настоятельно рекомендуют мастера часового дела – снять часы с руки. Это позволит избежать лишнего давления на заводную головку. Вращать заводную головку нужно плавно, небольшими порциями, избегая резких и слишком сильных движений. Не стремитесь поскорее отвязаться от скучной процедуры, выполняя завод «одним махом»: это только навредит механизму.
Совет: если стандартное вытягивание заводной головки перед началом подзавода проходит с трудом, ни в коем случае не вытягивайте ее силой. Манипуляцию выполняйте параллельно с плавным вращением заводной головки, и проблема будет решена.
Заводить часы можно, вращая заводную головку либо по ходу стрелок, либо в обоих направлениях. Хотя первый вариант предпочтительнее, время от времени поворачивать заводную головку назад все же необходимо. Этот нехитрый прием позволяет перераспределить в механизме смазочный материал и избежать нежелательной поломки.
Процедуру завода желательно проводить в одно и то же время. Так вы снизите погрешность хода до минимума.
Раз уж мы заговорили о погрешности хода, нужно отметить главный недостаток механических часов. Дело в том, что заводная пружина в «механике» имеет неприятное свойство раскручиваться неравномерно, что приводит к постепенному снижению точности часовых показаний. При отсутствии должного внимания со стороны хозяина модели с ручным подзаводом накапливают погрешность от 5 до 30 секунд в сутки.
Точность хода часов определяется множеством факторов, в числе которых положение часов, температура в процессе носки, степень износа деталей механизма, наличие ударов и встрясок в процессе эксплуатации, корректность процедуры подзавода и др.
В часах с автоматическим подзаводом функцию генератора энергии для заводной пружины выполняет специальный модуль. Его основу составляет ротор (инерционный сектор), который под действием естественной жестикуляции владельца вращается вокруг центральной оси часов и через систему шестеренок заводит пружину. Современные модели снабжаются настолько чувствительными механизмами, что иногда достаточно малейшего движения запястья, чтобы ротор пришел в движение и снабдил заводную пружину дополнительной порцией энергии.
Таким образом, необходимость в постоянном подзаводе часов отпадает, но только при условии, что вы носите часы, не снимая. Если же в вашей личной коллекции несколько моделей или вы носите часы от случая к случаю, оставляя их без конакта с запястьем больше, чем на 8 часов, подзавод механизма производить обязательно.
Плюс ручного подзавода в том, что оживив «автоматику» после долгого простоя, вы параллельно перераспределите смазку в механизме и уплотнителе заводной головки. Однако помните, что излишнее усердие в этом вопросе провоцирует преждевременный износ механизма. Ремарка : для полного завода автоматического механизма хватает 30 вращений заводной головки. Понять, что часы заведены полностью, можно по характерному прерывистому пощелкиванию, возникающему в процессе завода.
Отличная альтернатива заводу автоматики вручную – специальная шкатулка для подзавода (виндер).
В особых случаях для подзавода механизма требуется специальный инструмент типа отвертки. По такому принципу предлагается возвращать к жизни часы из коллекции MP-05 La Ferrari от компании Hublot. Внешне модель напоминает мотор автомобиля, и, возможно, именно поэтому традиционной заводной головке места здесь попросту не нашлось. Хотя вряд ли эту маленькую неприятность можно назвать недостатком, потому что механизм этого шедевра обеспечен таким запасом хода, что часы вряд ли вообще когда-нибудь придется заводить. В автономном режиме MP-05 La Ferrari способны работать до 50 суток.
Ремарка: в случае, если вы снимали часы ненадолго, достаточно просто вернуть их на запястье. Запас хода в часах с автоподзаводом еще никто не отменял!
К минусам самозаводящихся часов можно отнести то, что за счет добавления модуля автоподзавода часы имеют большую толщину и вес. Отсюда вытекают и другие неудобства, связанные с «автоматикой»». В частности, ограниченные возможности использования в женских моделях, более высокая стоимость из-за применения в роторе дорогих сплавов, более низкая ударопрочность. Погрешность хода в таких моделях составляет +/- 2-4 минуты в месяц.
Кварц: суперточный механизм
Кварцевые модели в мире часов явление относительно недавнее, поскольку первые часы с кварцевым механизмом (модель Seiko 35SQ «Quartz Astron») поступили в продажу в 1969 году.
Начинка кварцевых часов включает в себя элемент питания (батарейка), электронный блок и пошаговый электродвигатель. Основу электронного блока составляет кристалл кварца, помещенный в герметичную капсулу. Получая импульс от батарейки, кварцевый кристалл начинает колебаться с частотой 32 768 Гц, создавая собственный электрический разряд. Этот импульс, многократно увеличенный распределительным блоком, передается пошаговому двигателю, который приводит в движение колесную передачу и стрелки на часах. Нетрудно заметить, что функция кристалла кварца в кварцевых часах аналогична роли баланса в часах механических. Только в отличие от баланса кристалл кварца колеблется быстро и равномерно, что обеспечивает кварцевым часам точность хода на порядок выше, чем в механических моделях.
О необычных свойствах кварца стало известно еще в 1880 году. Тогда французские ученые Пьер и Жак Кюри экспериментировали со свойствами серии кристаллов, среди которых были турмалин и кварц. В ходе экспериментов братья Кюри заметили, что кристаллы, изменяя форму при нагреве или охлаждении, создают на своих гранях электрическое поле с разноименными зарядами. Это уникальное свойство получило название пьезоэлектрический эффект. Через год французы обнаружили и доказали наличие у кварца обратного по эффекту свойства: созданное вокруг кристалла поле заставляло его сжиматься. Именно эти частые и равномерные колебания кварцевого кристалла обеспечивают кварцевым часам высокую точность хода, делая их популярными во всем мире.
Неудивительно, что в свое время кварцевые часы произвели настоящую часовую революцию, заставив благородную механику на несколько десятилетий уйти в тень. Кварц точнее, удобнее и в большинстве случаев обходится в разы дешевле, чем элитные модели швейцарских механических часов, стоимость которых исчисляется десятками, а то и сотнями тысяч евро. Будучи по сути миниатюрным компьютером, кварцевые часы позволяют программировать свою микросхему таким образом, что обычный аксессуар для измерения времени превращается в суперустройство со множеством полезных функций и рост цены при этом некритичен. Погрешность хода в часах с кварцевым механизмом составляет в среднем +/–20 секунд в месяц. Кстати, отличить кварцевые часы от механических можно даже по внешнему виду: секундная стрелка в механике движется плавно, тогда как в кварцевых часах идет по циферблату скачками.
Кварцевые часы проще механических в эксплуатации. Они не требуют подзавода и питаются от простой батарейки. В случае износа батарейки, ресурса которой хватает на срок до 3 лет, достаточно просто произвести ее замену. Еще один плюс кварца – бóльшая устойчивость к ударам по сравнению с механикой. Кварцевые часы – вариант для тех, кому не нужно «держать марку», приобретая дорогие аксессуары или для тех, кто не желает отвлекаться на такие рутинные занятия, как подзавод механизма.
Гибридные механизмы: удобство и практичность
Тем, кому даже замена батарейки в кварцевых часах в тягость, современная часовая индустрия предложила часы с гибридными механизмами. Такие механизмы используют в работе все преимущества кварца, но при этом питаются не от батарейки, а от некоего внешнего источника энергии.
Одним из пионеров в области кварцевых технологий, использующих внешние источники энергии, можно считать марку Seiko. В 1986 году японцы создали часы со встроенным генератором, а в дальнейшем развили эту идею, предложив покупателю модели с технологией Kinetic . Для подзарядки механизма часы Kinetic используют тот же принцип, что и механические часы с автоподзаводом, с той лишь разницей, что движения руки человека через ротор передаются микрогенератору, который вырабатывает электричество и заряжает элемент питания (аккумулятор). Аккумулятор в свою очередь передает энергию механизму. Никаких тебе заводных пружин и батареек.
В 1998 году Seiko выпустила модель Kinetic Auto Relay, в которой к плюсам вышеописанной технологии добавился энергосберегающий режим. Если в течение 72 часов механизм модели не получает подпитки от движений запястья ее хозяина, система автоматически переходит в «спящий» режим. При этом на фоне остановки стрелок спящие часы продолжают свою обычную работу и как только хозяин берет их в руки, «просыпаются», автоматически выставляя точное время. Ручная настройка здесь потребуется только для указателя даты.
Ремарка: в режиме экономии энергии часы продолжают точный отсчет времени в течение 4 лет, при условии наличия достаточного заряда перед переходом в «спящее» состояние.
На аналогичном принципе построена работа моделей с так называемым автокварцевым механизмом , который в своих моделях используют такие бренды, как Omega, Ulysse Nardin и другие. Принципиальное отличие данной технологии от технологии Kinetic состоит в том, что некоторые модели на базе автокварцевых калибров можно «подзаряжать» при помощи заводной головки.
В 1995 году компания Citizen предложила свой вариант кварцевых часов, не зависящих от ненадежных батареек. Технология под названием Eco-Drive в качестве источника необходимой для работы часов энергии использует солнечный свет.
В первых моделях серии циферблат часов выступал в роли фотоэлемента, который позволял генератору накапливать заряд энергии, когда на циферблат падали лучи солнца. В дальнейшем Citizen выпустила часы, в которых функцию фотоэлемента выполняли тончайшие нити на внутренней стороне стекла циферблата (модели Eco-Drive Vitro), а также модели, в которых солнечный свет для подзарядки механизма улавливал не весь циферблат, а только расположенное вокруг него пленочное кольцо.
Ремарка: первые часы, работающие на солнечной батарее, Citizen выпустила еще в 1976 году. Видимо, в то время новаторская концепция не получила широкого распространения.
В числе современных швейцарских производителей, использующих солнечный свет как альтернативный источник энергии, можно назвать компанию Tissot, предложившую покупателю тактильные часы на солнечных батареях.
С ростом качества жизни растут и требования человека, ко всему, что его окружает. Сегодня нам недостаточно просто узнавать по часам точное время. Эту функцию берут на себя и многочисленные гаджеты, и даже бытовая техника, которая оборудуется встроенными таймерами. Конкуренцию классическим наручным часам активно составляют так называемые умные часы, которые, помимо отображения времени, предлагают своему хозяину массу дополнительных функций. К примеру, следят за его здоровьем, сообщают информацию о погоде, частично заменяют телефон и даже банковскую карту. Какое место займут smart watch в швейцарской часовой индустрии, покажет время, но судя по тому, что швейцарские производители не спешат перенять повальную моду на умные часы, становится ясно, что современные технологии вряд ли перетянут на свою сторону почитателей часового искусства с его многовековой историей. Для тех, кого все же заинтересовали умные часы, отметим, что smart watch швейцарского производства предлагает покупателю компания Tag Heuer, которая в ноябре 2015 года официально представила умную модель Tag Heuer Connected.
Выбор типа часового механизма зависит от множества факторов, и если во главе этого списка можно поставить цену (кварц, как правило, обходится значительно дешевле), то закончить его стоит вопросами престижа. В последнем случае механика традиционно удерживает пальму первенства и в среде знатоков определяется, как часы, созданные по всем правилам часового искусства. Кварцу при этом отводится роль чисто утилитарного аксессуара с функцией отображения времени.
Другие условия выбора, как правило, диктует ситуация. Для активных занятий спортом, во время которых всегда есть риск ударить часы или подвергнуть их резким перепадам температуры, больше подойдет термостойкий и ударопрочный кварц. Сфера делового общения подразумевает, что все, что входит в ваш образ, должно иметь определенный статус. В качестве костюмного варианта хорошим тоном считается выбирать механику в классическом стиле. Вопрос только в том, какую? Механические часы с ручным подзаводом, как правило, тоньше любой автоматики, потому что не требуют дополнительного пространства для установки ротора. Зато модели с автоподзаводом не потребуют от вас почти армейской дисциплины, необходимой для каждодневного методичного завода «ручной» механики. Так или иначе, выбор за вами.
1) Кварцевые часы — источником энергии для работы часов служит батарейка, рассчитанная на несколько лет (как правило, на 3 года). Кварцевые часы обладают высокой точностью хода, отклонение от точного хода может составлять всего несколько секунд в месяц. Кварцевые часы нет необходимости подзаводить.
2) Кварцевые часы с системой индикации заряда батарейки EOL — в оснащенных данной системой часах примерно за 2 недели до полного истощения энергии батарейки секундная стрелка начинает вести себя особым образом, не ходит последовательно посекундно, а ждет 4 секунды и прыгает вперед сразу на 4 деления. Тем самым экономится оставшийся заряд батарейки, а также часы дают понять, что в них пора менять батарейку.
3) Механические часы с ручным заводом — источником энергии механических часов служит спиральная пружина, расположенная в барабане с зубчатым краем. При заводе часов пружина закручивается, а при раскручивании пружина приводит в движение барабан, вращение которого приводит в движение весь часовой механизм.
Главным недостатком пружинного двигателя является неравномерность скорости раскручивания пружины, что приводит к неточности хода часов. Также у механических часов точность хода зависит от множества факторов, таких как температура, положение часов, износ деталей и других. Поэтому для механических часов считается нормой расхождение с точным временем на 15-45 секунд в сутки, а лучшим результатом – 4-5 секунд в сутки.
Механические часы с ручным заводом необходимо подзаводить вручную при помощи заводной головки. При полном заводе часы могут работать без дополнительного подзавода от 24 до 72 часов в зависимости от механизма.
4) Механические часы с автоподзаводом — наиболее распространенный в данное время тип механических часов. Пружина автоматических часов подзаводится ротором (инерционным сектором), оборачивающимся вокруг центральной оси часов. Не обязательно делать специальных движений рукой, достаточно повседневных обычных движений, чтобы автоматические часы подзаводились.
Особенность автоматических часов состоит в том, что они толще и тяжелее обычных механических или кварцевых часов из-за ротора, подзаводящего часы.
5) Автокварцевый механизм — сочетает в себе преимущества кварцевого механизма и автоматического. Необходимая для работы часов энергия производится генератором, который заряжает аккумуляторную батарейку часов, для этого необходимы лишь обычные движения рукой. Полностью заряженная аккумуляторная батарейка часов обеспечивает ход часов в течение 50-100 суток.
6) Сертифицированный хронометр с ручным заводом — высокоточные механические часы, имеющие сертификат швейцарской Службы официального контроля за хронометрами (COSC). Сертификат хронометра может быть выдан только в том случае, если производители данной модели могут гарантировать максимальное отклонение от точного времени не более 1 секунды в сутки. Любая модель часов проходит тестирование в течение 16 дней. Каждая модель проверяется на точность хода по 5-ти показателям и при 3-х различных температурах.
Высокую точность хода обеспечивает специальный механизм, раскручивающий заводную пружину равномерно.
7) Сертифицированный хронометр с автоподзаводом — механизм, аналогичный Сертифицированному хронометру с ручным заводом, но с автоподзаводом.
Все механизмы делятся на две основные группы: кварцевые и механические.
Кварцевый (QUARTZ)
Принцип действия базируется на способности кварцевого кристалла при прохождении через него электрического тока выдавать импульсы с определенной частотой.
Кварцевый аналоговый (стрелочный)
- Кварцевая точность
- Надежность (лучше выдерживают кинетические воздействия)
- Тоньше чем механический
- Простота в обслуживании (замена элемента питания (от 3 до 10 лет))
- Продолжительный срок службы
- Возможность производства многофункциональных часов (дата, день недели, лунный календарь, будильник)
Кварцевый жидкокристаллический
- Обладает такими же характеристиками, что и кварцевый аналоговый
- Цифровая индикация
- Возможность размещения большого количества информации одновременно (как правило спортивные часы)
Кварцевый комбинированный
- Комбинированный механизм
- Аналоговая и жидкокристаллическая индикация.
- Совмещение двух часов в одном корпусе. В основном это спортивные часы, которые при сохранении классической формы несут функцию спортивных за счет наличия второго дисплея с цифровой индикацией.
Кварцевый с использованием альтернативных источников энергии – АВТОКВАРЦ и ЭКО–ДРАЙВ.
В первом случае использование кинетической энергии вращения маятника, как в механических часах с автоподзаводом, которая превращается в электрическую, аккумулируется в емкости и приводит в действие кварцевый механизм. Во втором – преобразование энергии света. Эти достаточно новые технологии возникли из–за необходимости использования экологически чистых источников энергии.
Механический
Здесь имеет смысл упомянуть о том, почему механические часы считают более престижными, нежели кварцевые. Если рассматривать не серийные механизмы, а уникальные по своей конструкции, то можно говорить про точность и функциональность (высокая точность хода, возможность измерять отрезки 1/10 доли секунд (36000 колебаний в час), избыточный завод (50 часов), и тонкость механизма – 6,5 мм). Но особенные свойства этого механизма должны быть соответственно оценены (дорогие часы).
Механика с автоподзаводом
Ротор от колебаний при ношении часов заводит пружину, которая в свою очередь вращает механизм. Присутствует индикация даты и дня недели.
- толщина корпуса
- необходимость промывки и настройки механизма раз в два года
- невысокая точность до +/– 15 минут в месяц
- пониженная ударопрочность
- сильная чувствительность к магнитным полям
- «живые» часы
- плавность хода
Механика с ручным подзаводом
Пружина заводится не с помощью ротора, а вручную, как правило, один раз в сутки. Характеристики те же что и у автоматического механизма, за исключением того, что этот механизм может быть более тонким из–за отсутствия маятника. В настоящее время встречается и производится все реже.
Хронометр
Точные механические часы, сертифицированные Палатой мер и весов Швейцарии, и сопровождающиеся официальным сертификатом этого органа о соответствии принятым нормам. На каждые часы выдается сертификат с данными теста.
Механический хронограф
Секундомер с автоподзаводом или ручным заводом.
Достаточно сложный механизм, особенно если он многофункционален и «уложен» в тонкий корпус. Как правило, дорогие часы.
Изобретение хронографа относится к 1720 году, когда английский часовщик по фамилии Грэхэм (Graham) создал первые часы, которые позволили измерить отрезок с точностью 1/16 секунды. В 1831 году был изобретен сплит–хронограф – часы, с секундомером, имеющие функцию промежуточного финиша. Хронограф, принципы работы которого остались неизменными до наших дней (включение, остановка и возвращение к нулю), был разработан Адольфом Николем (Adolphe Nicole) в 1862 году. С того времени до середины нашего века было сделано около 400 изобретений, касающихся усовершенствования работы механизма хронографа.
Широкое распространение хронографы получили с развитием аэронавтики и спорта. Благодаря повышению требований к хронографам был изобретен хронограф с функцией Fly–back. Для осуществления воздушной навигации на маленьких самолетах используются компас и часы. Двигаясь в воздушных коридорах, пилот должен следовать в заданном направлении по компасу в течение заданных промежутков времени. При смене курса ему необходим новый отсчет времени. При больших скоростях полета и низкой высоте требуется максимально быстрое переключение хронометра с минимальным количеством движений. Для этого была изобретена функция fly–back, позволяющая производить сброс показаний хронографа одновременно с началом нового отсчета. При этом используется только одно нажатие кнопки, в отличие от стандартного хронографа, где требуется два нажатия. Такие хронографы впервые стали производиться для германской авиации в 30–ые годы швейцарскими фирмами Hanhart и Tutima.
Приблизительно в 1910 году создали ручной хронограф. Вообще развитие наручных часов и хронографов как типа наручных часов шло друг за другом. Инновации в производстве наручных часов достаточно быстро появлялись и в производстве хронографов. Появлением водонепроницаемых часов в 1930 году привело к производству водонепроницаемых хронографов в 1933. То же самое произошло и при появлении антимагнитных часов. Хотя были и исключения. В 30–40–х годах широкое развитие получили часы с автоподзаводом. Но совмещение автоподзавода с хронометром и, тем более, серийное производство автоматических хронографов было невозможно из–за существовавших тогда технических проблем. Например, Lemania = один из крупнейших производителей часовых механизмов, разработала автоматический хронограф уже в 1947 году, но серийное производство его так и не начиналось. В результате в течение следующих 20 лет, до 1965 года, существенных изменений в производстве автоматических хронографов не произошло.
В 1965 году была создана Ассоциация из компаний Buren–Hamilton, Breitling, Dubois–Depraz и Heuer–Leonidas для решения проблемы совмещения механизма хронографа с механизмом часов с автоподзаводом. В результате 3 марта 1969 года был презентован первый автоматический хронограф, презентация которого одновременно состоялась в Женеве, Нью–Йорке, Токио, Гонг–Конге и Бейруте. Новый Caliber 11 назвали Chronomatic (от chrono graph и automatic ). Он работал с частотой 19 800 полуколебаний в час. Chronomatic выпускался с 1969–1972 г.
Затем был изобретен Caliber 12 с частотой 21 600 полуколебаний в час. Пример – Жан Марсель с функцией fly back . Самая важная функция этого хронографа называется «обратный полёт» ("retour en vol" или по–английски "fly back"), которая позволяет одним нажатием второй (нижней) кнопки хронографа вернуть центральную секундную стрелку к нулю и снова начать отсчёт. В обычном хронографе эта операция проходит в два этапа: сначала останавливают стрелку с помощью кнопки остановки, а затем другой кнопкой заставляют её вернуться в начальное положение. Чтобы вновь начать замеры, необходимо ещё раз нажать первую кнопку. Таким образом, для нового измерения требуется три нажатия на кнопки. При использовании хронографа с функцией «обратный полёт» стрелка возвращается к нулю и немедленно начинает новые замеры при единственном нажатии на кнопку, расположенную внизу. Эта функция необходима при проведении нескольких различных, следующих один за другим измерений, во время которых нежелательны задержки между этими измерениями отрезков времени.
Виды механизмов
Классический
- как правило, только стрелки; тонкий корпус, целевое назначение – повседневное использование или выход. Есть модели с датой и днем недели. Используются как механические, так и кварцевые механизмы.
Многофункциональный
- хронограф
- спортивный хронограф спортивные часы (с высотомером, глубиномером, повышенной водозащитой и т.п.)
- часы с лунным календарем
- часы с дополнительными функциями (будильник)
- шедевры инженерной мысли – вечные календари, положение земли относительно солнца, вселенной, турбийон и тому подобные.
Классически все механизмы наручных часов делят на две группы - механические часы и кварцевые часы .
Рассмотрим для начала кварц. Кварцевые механизмы или англ. QUARTZ работают за счет кварцевого кристалла. Его принцип работы заключается в простой истине - при прохождении тока он способен выдавать импульс с определенной частотой. Именно она и лежи в основе счета секунд в таких часах.
Чаще всего встречаются такие типы кварцевых часов:
Аналоговый или стрелочный. Этот механизм имеет высокий уровень точности, он способен выстоять при внешних неблагоприятных воздействиях (удары, тряска и т.д.) Такой механизм можно сделать боле тонким, чем механический. Батарейки в часах хватает от 3 до 10 лет в зависимости от качества элемента питания. Строк службы механизма такой же, как и в механике (детали изнашиваются одинаково). Не такой сложный принцип работы позволяет с легкостью производить многофункциональные часы с датой, календарем, лунным календарем и будильником.
Кварцевые механизмы бывают и цифровыми. По сути, они обладают такими же характеристиками, что и кварцевый аналоговый механизм, разве что имеют цифровую индикацию времени и других показателей. В таких часах чаще всего встречается множество функций, особенно в спортивных сериях. Кстати, последние бывают и комбинированные, когда в одном корпусе совмещается как аналоговый показатель, так и цифровые индикаторы.
Интересным изобретением является кварцевый механизм с использованием альтернативных источников энергии. Это кварц с автоподзводом и кварц на солнечных элементах . В первом случае используется кинетическая энергия, то есть движение вашей руки во время ходьбы превращается в электрическую энергию и таким образом заряжает аккумулятор.Принцип работы выработки энергии, кстати, идентичен автоподзаводу механических часов, но о них чуть позже.
Вторым способом зарядить аккумулятор в кварцевых часах считаетсяфотоэлемент или солнечные батареи, которые преобразовывают энергию света.Такие технологии появились вследствие экологических тенденций в энергетической сфере и производства зарядных устройств.
Механические часы
Для начала следует уточнить, что механика считается более престижным аксессуаром, нежели кварц. Уникальные модели этих часов имеют достаточную точность, чтобы конкурироать с кварцом, а вместе с тем и несколько преимуществ. Среди них и возможность измерять отрезки в доли секунд, а также небольшой размер механизма. Но без недостатков, как правило дорогие часы, хотя среди серийных часов средней цены тоже есть достойные модели.
Механика с ручным заводом - то, что последнее время встречается все реже. Пружину нужно заводить с помощью головки завода приблизительно раз в сутки. Такие часы не так, как кварцевые ударопрочны, поскольку имеют множество мелких деталей и сложный механизм. Механические часы нужно промывать и перенастраивать раз в несколько лет. Они имеют не такую высокую точность, как у кварца.Где-то +/- 20 минут в месяц и сильно чувствительны к магнитным полям. Но среди плюсов - это сложность часов, часто их красота (особенно если в часах есть прозрачные элементы - скелетоны). Часы имеют плавность хода стрелки и характерный звук.
Механика с автоподзаводом имеет практически те же недостатки, что и классическая механика. Кроме того толщина корпуса таких часов не может быть очень маленькой, поскольку в часах находится ротор, который от колебаний при ношении часов заводит пружину, которая в свою очередь вращает механизм.Часы с автоподзаводом живые и по сути позволяют владельцу забыть о необходимосте смены батарейки или подзарядки, что весьма удобно.
Часто некоторые часы называют хронометрами, что означает особенный сертификат точности, которая проверяется в Палате мер и весов Швейцарии. Не стоит путать с хронографом - механическим секундомером с автоподзаводом или ручным заводом.
Загрузка...
