Конструкция и технология сборки механических часов

Содержание материала

Оплата труда

Где учат

В России практически нет учебных заведений, которые готовят часовщиков. Среди немногих –  «Петродворцовая школа часовщика – Ракета». Она действует при Петродворцовом часовом заводе «Ракета».

Иногда часовые заводы принимают на работу с обучением или проводят курсы с последующим трудоустройством. Карьеру часовщика-ремонтника знающие люди советуют начинать с работы подмастерья у хорошего мастера.

Совершенствоваться в профессии можно на дополнительных курсах. Иногда их проводят иностранные часовые фирмы (в том числе и швейцарские) – у себя на производстве или прямо в России.

Знаменитый часовой мастер из Питербурга Константин Чайкин, автор механизма уникальных астрономических часов, по своей первой профессии –  радиотехник. Он считает, что именно профессиональная подготовка помогла ему разобраться в часовых механизмах и полюбить их. Константин – единственный член Академии независимых часовщиков (AHCI) из России.

История

Механизм европейских башенных часов XIV века

Первые механические часы с жидкостным спусковым механизмом были изготовлены в Танском Китае в 725 году нашей эры мастерами Исином и Лян Линцзанем. Из Китая секрет устройства, по-видимому, попал к арабам.[источник не указан 220 дней]

Первые в Западной Европе механические часы, устанавливаемые на башнях для того, чтобы можно было разместить гиревой движитель их механизма, имели всего одну стрелку — часовую. Минуты тогда не измерялись вообще; зато такие часы нередко отмечали церковные праздники. Маятника в таких часах также не было. Наиболее древние упоминания башенных часов появляются в английских хрониках конца XIII века. Так, в 1283 году, согласно местным анналам, астрономические часы устанавливаются в соборе приората августинцев в Данстейбле (англ.)русск. (Бедфордшир), а 1288 году башенные часы появляются в башне собора Вестминстерского аббатства. В начале XIV века о колёсных часах с боем рассказывает Данте Алигьери в своей «Божественной комедии».

Так, башенные часы, установленные в 1354 году в Страсбурге, не имели маятника, зато отмечали: часы, части суток, праздники церковного календаря, Пасху и зависящие от неё дни. В полдень перед фигуркой Девы Марии склонялись фигурки трех волхвов, а позолоченный петух кукарекал и бил крыльями; специальный механизм приводил в движение маленькие цимбалы, отбивавшие время. К настоящему времени от Страсбургских часов уцелел только петух. Наиболее ранний из сохранившихся до наших дней башенный часовой механизм находится в соборе английского города Солсбери и относится к 1386 году.

Лишь в XVII веке знаменитый Галилео Галилей усовершенствовал маятник, но только спустя много времени его изобретение стали использовать в часах.

, сконструированные сербским мастером Лазарем, появляются на княжеском дворе Московского Кремля в начале XV века.

На данный момент старейшие башенные часы Европы находятся в Гродно, Республика Беларусь. Они находятся в рабочем состоянии уже на протяжении более 500 лет..

Позже появились карманные часы, запатентованные в 1675 году Х. Гюйгенсом, а затем — много позже — и часы наручные. Вначале наручные часы были только женские, богато украшенные драгоценными камнями ювелирные изделия, отличающиеся низкой точностью хода. Ни один уважающий себя мужчина того времени не надел бы часы себе на руку. Но войны изменили порядок вещей и в 1880 году массовое производство наручных часов для армии начала фирма Girard-Perregaux.

Микроскоп времени

Микроскопом времени называется оптический прибор для регулирования хода часов.

Наблюдая с помощью микроскопа времени за частотой качаний балансира, можно отрегулировать их ход.

Принцип действия микроскопа времени основан на том, что зрительное впечатление человеческого глаза обладает некоторой инерцией. Изображение, мелькающее больше 16 раз в секунду, кажется человеческому глазу слитным. На этом, кстати говоря, основано слитное восприятие глазом изображений в кино, где кадры сменяются 24 раза в секунду.

Если вращающийся диск, представляющий собой белый круг с одним зачерненным сектором, осветить мелькающим светом, частота вспышек которого равна числу оборотов диска, то человеческому глазу диск кажется неподвижным. Это происходит потому, что глаз, который видит диск только во время вспышки света, каждый раз застает черный сектор на одном и том же месте. Если число оборотов диска и частота вспышек света несколько различаются, то изображение кажется движущимся вперед или назад. Наконец, если частота вспышек света оказывается вдвое больше числа оборотов диска, то глаз видит на круге два черных сектора вместо одного. Описанные явления используются для определения угловой скорости. Как и большинство оптических методов, этот стробоскопический метод определения скорости вращения оказывается весьма точным.

Микроскоп времени работает согласно этому же принципу. Устройство микроскопа времени следующее: синхронный моторчик, питаемый током эталонной частоты, вращает зеркальце, отбрасывающее блик света на балансир испытуемых часов. Частота попаданий света на балансир часов соответствует нормальной частоте его качаний. Если испытуемые часы идут совершенно правильно, то вследствие стробоскопического эффекта их балансир кажется неподвижным. Путем поворота статора моторчика фаза вспышек света подбирается так, чтобы балансир был виден в середине его пути, когда его скорость наибольшая. Этим достигается максимальная чувствительность устройства. Если частота качаний балансира испытуемых часов не совпадает с эталонной частотой освещения, то при малых расхождениях изображение балансира кажется дрожащим, при больших — движущимся вперед или назад, а при очень большом различии этих частот изображение удваивается или утраивается.

Наименьшее смещение балансира часов, дающее такое дрожание изображения, которое еще можно заметить, составляет угол в четверть градуса, что соответствует отклонению хода часов на 1/5 секунды в сутки. Таким образом, передвигая регулятор часов и одновременно наблюдая с помощью микроскопа времени, можно достаточно быстро и точно отрегулировать часы.

Для решения несколько более широких задач — контроля хода часов в течение длительного времени, наблюдения колебаний хода, определения зависимости хода часов от натяжения пружины и т. д.- применяются различного рода записывающие устройства.

Единый сервис заказа Междугороднего такси mezhgorod24.ru.

Ремонт настенных кварцевых часов. Легче, чем Вы думаете.

Сейчас, наверное, почти в каждом доме есть китайские настенные часы на обычной полуторавольтовой пальчиковой батарейке (типа АА), или маленький электронный будильник с таким же механизмом и пищалкой. Чем они хороши́, так это лёгкостью хода, тихим звуком работы (тиканьем) и способностью работать с высокой точностью в течении года на одной батарейке (с хорошей батарейкой даже больше — два и более года). Устройство их очень простое — маленький шаговый двигатель, который поворачивается на 180° каждую секунду и три зубчатых колеса, которые передают это вращение на центральное секундное колесо. На этой центральной оси находятся ещё два колеса — минутное и часовое. Центральная ось с секундной стрелкой поворачивается на 1/60 минуты каждую секунду. Проще говоря она отсчитывает секунды. Далее всё происходит, как в обычных механических часах — маленькая шестерёнка (триб) на оси секундного колеса через промежуточное передаёт вращение на минутное, оно поворачивает вексельное колесо, а с него вращение передаётся на часовое колесо. Теперь немного подробнее. Шаговый двигатель. Так он называется потому, что как бы шагает каждую секунду — поворачивается, как я уже писа́л на 180°. Сделано это очень просто — обычный электромагнит с сердечником из мягкого листового железа (чтобы легко размагничивался) и двумя разомкнутыми полюсами, между которыми помещён магнит, одетый на пластмассовую ось с шестерёнкой на одном из концов.

При подаче на катушку импульса тока от кварцевого генератора, сердечник намагничивается и устанавливает магнит в определённое положение своим магнитным полем. Ровно через секунду на катушку приходит новый импульс с обратной полярностью, т. е. плюс и минус на катушке электромагнита меняются местами. Магнитное поле на концах сердечника переворачивается и магнитик с шестерёнкой тоже поворачивается. Так происходит каждую секунду и секундная стрелка отсчитывает время. За ней поворачиваются две другие стрелки через свои колёса и показывают время с точностью до секунды. На некоторых часах секундную ось укорачивают и стрелку на неё не ставят. Это делают для того, чтобы приблизить внешний вид часов к старинным механическим часам. На них даже ставят маятник, который приводится в движение от отдельного импульсного электромагнита и часы выглядят вполне правдоподобно старинными. Хотя механизм очень прост, эти часы тоже ломаются. Эти поломки не сто́ит сравнивать с настоящими часовыми механизмами, я имею в виду механические часы с пружинным или гиревым заводом. Они гораздо проще. И поломки у них тоже простые. Я раньше много ремонтировал таких и подобных механизмов, а сейчас и у меня остановились часы на кухне. Буду их ремонтировать и по ходу дела расскажу об этом Вам, моим читателям. Кому-то это будет просто интересно, а кому-то поможет отремонтировать свои.

Вот в таком состоянии они сняты со стены. Ходят они уже лет 15 и за это время я несколько раз менял батарейку и один раз перебрал и смазал механизм. Кстати о «музыке». Бесплатный совет. Никогда не ставьте в электронные устройства дешёвые солевые батарейки. Я занимался ремонтом всякой электроники ещё с начала 80-х годов прошлого века, работая в системе Службы Быта и до нашего времени. Большинство проблем электроники — это окисленные контакты и попадание слизи из элементов питания внутрь устройств. С тех пор, как появились у нас в продаже алкалиновые щелочные батарейки, я использую для себя только их. Предпочитаю Duracell. Они и мощнее и текут меньше, хотя очень надолго оставлять без присмотра нельзя и их. При малейшем вздутии или течи, сразу беспощадно выбрасывать, а контакты тщательно промывать сначала водой, потом бензином. Я всегда делаю так! Но не допускать попадания воды внутрь корпуса. Бензин можно. Он быстро высохнет и ничего не замкнёт. Если же солевой раствор или щёлочь попали внутрь, не надейтесь, что высохнет. Только разбирать и промывать. Вода. Мокрая кисточка, без подтекания. Несколько раз промыть, высушить. , не жалея бензина, тоже кисточкой промыть всё, что можно и не можно. Дать высохнуть и можно слегка смазать контакты маслом (сливочным и растительным нельзя, лучше машинным). Теперь разберём часы. Сначала снимаю батарейку и избавляюсь от паутины. Теперь откручиваю с обратной стороны по три шурупа сверху и снизу корпуса, снимаю две скобы удерживающих стекло и снимаю его. Также снимаю все три стрелки, они просто плотно одеты на свои колёса.

Источник

Допустимая точность хода

Наилучшую точность демонстрируют часы, имеющие сертификат хронометра по стандарту COSC (сокращение от фр. Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres – официальный швейцарский институт хронометрии). Их среднесуточное отклонение находится в пределах -4/+6 секунд, причем, как правило, на практике такие часы идут до ± 3 сек/сут. Между тем, несертифицированные швейцарские часы обычно работают с погрешностью ± 5 сек/сут, но даже ± 10 сек/сут считаются приемлемыми, хотя в этом случае придется подстраивать время примерно раз в неделю.

Точность хода можно настроить самостоятельно (как это сделать, смотрите нашу статью) или в часовой мастерской.

4 820

Колесо вместо песка, огня и воды

Принцип действия механических колесных часов следующий: на горизонтальный вал намотана длинная веревка с гирей на конце. Гиря тянет веревку, заставляя ее разматываться и вращать вал. Вращение вала через систему колес передается основному, храповому колесу, соединенному со стрелками — указателями часов. Однако если гире предоставить свободно опускаться, то вал будет вращаться не равномерно, а ускоренно. Для получения медленного и по возможности равномерного вращения храпового колеса служит специальный регулятор — билянец.

Билянец (рис. 7) представляет собой металлический стержень, расположенный параллельно поверхности храпового колеса. К оси билянца под прямым углом друг к другу прикреплены две лопатки. При повороте колеси зубец толкает лопатку до тех пор, пока она не соскользнет с него и не отпустит колесо. В это время другая лопатка с противоположной стороны колеса входит в углубление между зубцами и сдерживает его движение. Вследствие такого устройства билянец раскачивается. При каждом полном его качании храповое колесо передвигается на один зубец. Чем медленнее совершается качание билянца, тем медленнее движется храповое колесо.

Рис. 7. Билянец

На стержень билянца навешивают грузы, обычно в форме шаров. Регулируя величину этих грузов и расстояние их от оси, можно заставить храповое колесо двигаться с различной скоростью.

Колесные часы обычно выполнялись в виде весьма громоздких сооружений; башенных, дворцовых или соборных часов. Их детали имели значительные размеры и большой вес. Например, в колесных часах астронома Тихо Браге храповое колесо имело диаметр 91 см и 1200 зубьев. В некоторых часах колеса весили сотни килограммов. Вследствие большого веса деталей и значительного трения колесные часы нуждались в смазке и постоянном уходе. Погрешность показаний колесных часов составляла несколько минут в сутки.

Одним из интересных образцов механических часов являются московские кремлевские часы. Это — огромное сооружение. Механизм часов занимает несколько этажей башни, а размеры циферблата таковы, что каждая цифра имеет величину почти с человеческий рост. Эти часы были сделаны в 1404 г. монахом Лазарем Сербиным. С тех пор они несколько раз исправлялись и переделывались, Коренная переделка этих часов была произведена в 1709 г. По приказу Петра I, большого любителя часов, йа Спасской башне были установлены часы с музыкой. По приказу Николая I часы были вновь переделаны таким образом, что в полдень, в три, шесть и девять часов они стали вызванивать «Коль славен…» и Преображенский марш. Это были грандиозные часы с огромными стрелками, имевшие несколько заводных валов с семипудовыми гирями. Один из валов управлял стрелками, другой — боем, третий служил для отзванивания четвертей, а четвертый был приспособлен для того, чтобы часы исполняли мелодию. Циферблат этих часов расположен на восьмом этаже башни, часовой механизм — на девятом, а 35 колоколов, вызванивающих мелодию,-на десятом этаже башни. После Октябрьской революции кремлевские часы по распоряжению Ленина были отремонтированы кремлевским слесарем В. Н. Беренсом и переделаны так, что стали вызванивать «Интернационал»

В XV веке различные виды механических часов получают все большее распространение, а в их конструкцию вводится важное усовершенствование: часовая пружина. Появляются настольные пружинные часы сравнительно небольших размеров, вес которых не превышает нескольких килограммов

На первых часах имелась только часовая стрелка. Около 1550 г. появляются часы с двумя стрелками: часовой и минутной, а с 1760 г. появляется и секундная стрелка.

Где учат

В России практически нет учебных заведений, которые готовят часовщиков. Среди немногих –  «Петродворцовая школа часовщика – Ракета». Она действует при Петродворцовом часовом заводе «Ракета».

Иногда часовые заводы принимают на работу с обучением или проводят курсы с последующим трудоустройством. Карьеру часовщика-ремонтника знающие люди советуют начинать с работы подмастерья у хорошего мастера.

Совершенствоваться в профессии можно на дополнительных курсах. Иногда их проводят иностранные часовые фирмы (в том числе и швейцарские) – у себя на производстве или прямо в России.

Знаменитый часовой мастер из Питербурга Константин Чайкин, автор механизма уникальных астрономических часов, по своей первой профессии –  радиотехник. Он считает, что именно профессиональная подготовка помогла ему разобраться в часовых механизмах и полюбить их. Константин – единственный член Академии независимых часовщиков (AHCI) из России.

История создания и развития часов кратко

  • Одними из простейших первых часов стали солнечные или гномон. Удивительно, но это первобытное приспособление и сейчас можно применить с той целью, чтобы узнать время суток с точностью до часа. Первые часы с использованием солнца состояли из указателя, который отбрасывал тень. Главную роль в таких часах играли солнечные лучи, поэтому в пасмурные дни узнать время было проблематично.
  • Именно поэтому вместо солнца начали использовать огонь, благодаря чему появились первые огненные часы. Первоначально это была простая свеча и поэтому время начали изменять количеством сгоревших свечей. Конечно, разные свечи сгорали за разный промежуток времени, поэтому достоверность таких часов была под большим вопросом.
  • Около 2 500 лет назад были придуманы первые в истории часы, которые использовали воду. Это приспособление также было примитивным и имело вид сосуда с отверстием, через которое вытекала вода. Благодаря делениям на сосуде можно было измерять прошедшее время.
  • Одними из наиболее известными в истории первыми часами стали песочные – о таком хронометре слышали, наверное, все. Такое устройство имело сходство с водными часами, но песочные состояли из двух соединенных сосудов и для измерения часов использовался песок.

    Принцип таких часов был предельно простым: из одного сосуда в другой перетекало точно отмеренное количество речного песка – в зависимости от ширины отверстия между сосудами, такие часы могли отмеряли от 15 минут до нескольких часов.

Полезное чтение:

  • История компьютера кратко
  • История создания Интернета
  • История телефонов: как появился первый телефон?
  • История денег: как появились первые в мире деньги?

Преимущества и недостатки механических часов

Среди достоинств механических часов однозначно можно выделить следующее: исторически механические модели считаются престижнее и статуснее, чем более демократичные кварцевые. Рекламные компании новых механических моделей часто привлекают знаменитостей мира шоу-бизнеса, кино и спорта.Кварцевыми моделями никого не удивишь: все знают, что они недороги и практичны. Брендовые механические часы на руке – совсем другое дело!Если задуматься, то в механике гораздо больше недостатков, о которых в процессе выбора и покупки тоже следует помнить:

  • Чувствительность к внешним воздействиям и ударным нагрузкам: повредить такие часы или даже сломать проще, чем кварцевые.
  • Точность хода проигрывает кварцевым часам и зависит от температуры окружающей среды, степени завода пружинной спирали, уровня износа механизма, положения часов на руке и т.д.
  • Цена механических часов значительно выше кварцевых, что обусловлено дорогими материалами, сложностью производства, высокими трудозатратами.
  • Сложные механизмы время от времени требуют профессиональной чистки, смазки и регулировки. Ремонт механических часов обойдется на порядок дороже, чем кварцевых, а в некоторых случаях исправить поломку и вовсе не удастся.

Подведем итог: механика – это престиж, но и высокая цена при довольно низкой точности хода. Любителям экономного образа жизни, разнообразных стильных аксессуаров и точного определения времени рекомендуются практичные и недорогие кварцевые модели.

Изобретение механических часов в Европе

Когда изобрели механические часы в Европе, сказать затруднительно. В XIII в. они, во всяком случае, они уже существовали. Данте, например, упоминает колесные часы с боем. Известно, что в 1288 г. в лондонском Вестминстере были установлены башенные часы. Они имели одну стрелку, отмечавшую только часы (минуты тогда не измеряли). Маятника в них не было, а ход не отличался точностью.

Башенные колесные часы были не только измерителями времени, но нередко представляли собой подлинное произведение искусства, являясь предметом гордости соборов и городов. Например, башенные часы Страсбургского собора (1354 г.) показывали луну, солнце, части суток и часы, отмечали праздники церковного календаря, Пасху и связанные с ней дни. В полдень перед фигуркой Богоматери склонялись трое волхвов, а петух кукарекал и бил крыльями. Специальный механизм приводил в движение маленькие цимбалы, отбивавшие время. От Страсбургских часов до наших дней остался только петух.

Как выглядели первые часы

Галилеем

Виды первых часов

  • Кварцевые часы – в механизме часов начал использоваться кристалл под названием кварц. В истории часов этот кристалл появился не случайно, ведь при воздействии на кварц возникают вибрации, которые позволили сделать первые часы с более точными показаниями времени.
  • Наручные часы – наручные часы являются исторически продвинутой версией карманных часов. Впервые носить устройство на руке стала известная в истории математики личность – Блез Паскаль, который с помощью нити привязывал карманные часы к своему запястью.
  • Маятниковые часы – часы, которые использовали в своей работе раскачивающийся маятник. Первые часы такого типа были неудобными в действии, ведь маятник то и дело останавливался и его приходилось раскачивать в ручном режиме.
  • Будильник – первые часы-будильник были придуманы греками – история их возникновения датируется 250 г. до н.е. Это были водные часы, в которых при достижении определенного уровня воды начинала свистеть механическая птичка. И только в XVIII веке был придуман первый полностью механический будильник, который имел небольшой изъян – часы звонили только в 4:00 утра. Первые часы-будильник с возможностью произвольной установки времени звонка появился только в 1878 году.
  • Автоматические часы – первые часы с автоматическим заводом появились, конечно же, в Швейцарии и случилось это относительно недавно – в 1923 году.

Факторы, влияющие на точность механических часов

Прежде всего, это базовые основы физики – закон силы тяжести. При повседневном ношении положение часов на руке постоянно меняется, что влияет на степень воздействия силы тяжести на колесо баланса. Таким образом, точность хода в разных положениях может различаться, вследствие чего возникает погрешность, которая называется позиционной ошибкой.

С целью минимизации позиционной ошибки швейцарские часы регулируются в нескольких положениях (от двух до шести в зависимости от класса механизма): 1– циферблатом вверх; 2 – циферблатом вниз; 3 – заводной головкой вверх; 4 – заводной головкой вправо; 5 – заводной головкой влево; 6 – заводной головкой вниз. Количество измеряемых положений зависит от качества механизма и желаемой степени точности. Отклонение хода между любыми двумя положениями не должно превышать 20 секунд в сутки.

Колебания температуры являются еще одним негативным фактором. При повышении или понижении температуры стальные детали механизма соответственно расширяются и сжимаются, причем с разной скоростью, что неизменно сказывается на точности.

Магнитные поля также влияют на точность. Это особенно заметно, когда под действием намагниченности слипаются витки спирали баланса, и часы внезапно ускоряют ход на 30 и более секунд в час. В таких ситуациях потребуется специальное размагничивающее устройство, которое желательно иметь каждому любителю механики.

Как определить, механические часы или кварцевые

Неверно считать, что тикающие модели – это обязательно механика. Тикают и кварцевые часы, и механические.Есть гораздо более верные способы узнать, механические часы или кварцевые:

  1. Кварцевые часы не имеют подзавода, имеющаяся в некоторых моделях головка завода не более чем обманка. Автоподзавод в механических часах при резком движении руки сопровождается тихим треском механизма.
  2. Вскрытие покажет: сняв заднюю крышку корпуса кварцевых часов, вы увидите батарейку. Прозрачные модели хронографов, ставшие такими популярными в последнее время, – это, конечно, механика со всеми ее шестеренками, передачами и барабанами.
  3. Качественная механика всегда стоит дороже, чем кварцевые модели того же функционала: производство кварцевых часов легче, чем сборка точной механики, а автоподзавод делает механизм еще сложнее и тоньше.