Off White Blog
Време за балансиране - ние хвърляме очите си върху балансиращото колело

Време за балансиране - ние хвърляме очите си върху балансиращото колело

Юни 17, 2024

В нашата история последният брой на пружината на баланса - буквално биещото сърце на механичния часовник - може да изглежда, че този компонент прави цялото повдигане, доколкото върви задкулисният бизнес по време на работа. Както всеки производител на часовници ще ви каже - и голям брой генерални директори на часовници също - няма смисъл да говорим за нова балансираща пружина, ако човек също не се обърне към балансиращото колело и наистина лостът, който импулсира системата. В тази история ще разгледаме най-вече самото колело за балансиране, с няколко стъпки в историята и работата на ръбове, детенте и швейцарски лостове. Що се отнася до лоста или вилката на палета, ще трябва да изчакате друг проблем.

Започваме тази история там, където последният приключи - на бележката, че балансиращите колела и пружините за коса трябва да работят заедно. Най-добрият начин да разберете това е да помислите за връзката между механичния ръчен часовник и махалото на часовника. Точно както махалото е регулиращият орган на часовника, пружината за баланс и баланс изпълнява същата функция в ръчния часовник. Това означава, че пролетта на баланса и баланса трябва да приближава ефекта на гравитацията. Нашият завръщащ се главен герой за това въведение е не друг, а нидерландският физик Кристиян Хюйгенс. Ще си спомните, че Хюйгенс е създал пружината на баланса (усъвършенствайки го през 1675 г.) и махалото (на гореспоменатия часовник).



Любопитното е, че балансиращото колело изглежда е съществувало преди времето на Хюйгенс - самият Хюйгенс е проектирал балансиращото си колело и пружинната система в стила на ръба на бягство. Всъщност Хюйгенс и други пионери търсеха правилния компонент за създаване на хармонични трептения и това липсващо парче беше балансиращата пружина. Така че останалата част от бягството на ръба - швейцарската лостова система ще се появи едва по-късно - съществуваше преди 1675 година.

Хармоничните трептения като физическо свойство са изследвани първо от Галилео Галилей, докато той изследва функцията на махалата в най-ранната част на 17 век. Именно Галилей откри изохронизма като нещо присъщо на люлеенето на махалата. По принцип периодът на люлеене на дадено махало е сравнително последователен, без значение от размера на люлката. С това човек би могъл да получи стабилен хронометър, тъй като докато махалото продължава да се люлее, часовникът продължава да тиктака със същата скорост. Очевидно един часовник, който отметка с различна скорост в зависимост от люлеенето на махалото, би бил по-малко от полезен.

Галилей Галилей


Махалото получава това изохронно свойство от гравитацията, което означава, че часовниците, оборудвани с махала, трябва да са възможно най-стабилни; движението нарушава люлеенето на махалото, въвеждайки нежелано изменение. Хюйгенс завърши проекта за часовника с махалото, първоначално пуснат в движение от Галилео. Преди появата на часовника на махалото, механичните часовници са използвали друг компонент, за да симулират изохронизма: фолиото. Разчитайки на инерционните сили, това беше хоризонтална лента (с тежести от двата края), завъртяна точно в средата. Полученото люлеещо се движение, задвижвано от кинетичната енергия на отвиващата се пружина, осигурява скоростта на запазване на времето.

Нареждайки се директно към съвременните механизми за механично балансиране, балансиращото колело се върти приблизително един и половина пъти в една посока, което представлява един замах. Това е около 270 ° от всяка страна на централното равновесно положение на балансиращото колело. Пълен цикъл са два от тези люлки, което означава два удара. Сковаността на пружината на баланса и инерционния момент на колелото са ключови елементи в уравнението, което определя колко секунди са необходими за завършване на един цикъл.

Връщайки се към обекта на балансиращото колело и фолиото, не е ясно кога балансиращото колело изцяло е заменило фолиото. Сигурно е, че въвеждането на махалото и балансиращата пружина поставят недостатъците на отклонението на ръба в сурово облекчение. Много различни бягства се състезаваха за неговото заместване, включително задържания и цилиндрични избягания. В крайна сметка едновременно бягството на котвата и бягството на лоста най-накрая запечатаха съдбата на някога доминиращия ръб на бягството.


Къде балансиращото колело се вписва в тази история? Е, пълно описание е дадено в раздела за изпусканията на лоста (Leverage), както и краткото tl; dr по-горе, но отделете малко време, за да прочетете сегмента On the Verge, защото той задава сцената. Балансовото колело изглежда е най-добрата форма за работа заедно с традиционната спирала или пружина за баланс.

В сегашния си вид балансиращите колела имат най-различни изяви, които могат да бъдат разбити на две основни форми: гладка и негладка. Да, не-гладката не е особено красноречива, но ако човек трябва да има по-технически звучащ термин, тогава той ще бъде регулируем-маса. Избираме да използваме негладни, тъй като това ще включва винтови балансиращи колела, само по себе си не особено очарователно описание. Негладният вариант на балансиращото колело е традиционен, с малки винтове на ръба на колелото. Това не трябва да се бърка с Gyromax от Patek Philippe, Microstella от Rolex и различни опции от Swatch Group (главно от Omega), които изглежда включват винтове на джантата или от вътрешната страна на джантата.

Баланс колело Ulysse Nardin

По принцип неравномерните системи използват тежести за регулиране на инерцията на балансиращото колело - доколко винтовете са закрепени в везната, това определя в версиите за завинтване на баланса. В традиционната система балансът ще бъде коригиран ръчно от часовниците в процес, известен като поставяне на баланса или балансиране на баланса; за по-новите модели на баланс от разнообразието с регулируема маса, те са типични за компютър, след като спиралите са прикрепени.

Гладкото балансирано колело също е настроено във фабриката, като в този процес вече участват и компютри. Гладкото балансирано колело обикновено е от сорта Glucydur (вижте раздел Glucydur), докато новите везни могат да бъдат направени от силиций, с тежести в други материали. Примери за диво балансирани колела за балансиране включват експерименти от DeBethune, Ulysse Nardin и Patek Philippe.

НА РЪБА

Най-важната техническа разработка в часовникарството и часовниковата изработка, развитието на ръба на ръба през 13 век позволи създаването на изцяло механични часовници. Ето как Дейвид Глазгоу описва действията на бягството от ръба в своята книга от 1885 г. „Гледане и часовници“ (описанието тук е перифразирано и редактирано, когато е необходимо).

Катедралният часовник в Солсбъри показва как е изглеждал първият часовник на ръба, любезно предоставен от Wikipedia

Изходът на ръба се състои от колело във формата на корона, с изпъкнали зъбчета във формата на трион; оста му е ориентирана хоризонтално. Вертикална пръчка, ръбът, е разположена пред колелото на короната, с две метални пластини (палети), които захващат зъбите в противоположните страни на колелото на короната. Палетите са ориентирани с ъгъл между тях, така че само един хваща зъбите наведнъж. В края на пръта на пръта е монтирано балансирано колело или махало.

Изглежда, че балансиращото колело е съществувало преди времето на Хюйгенс - самият Хюйгенс е проектирал балансиращото си колело и пружинната система в стила на ръба

Докато зъбните колела доставят енергията на отвиваща навита пружина към колелото на короната, един от зъбите на коронното колело се натиска върху палет, въртящ ръба в една посока. В същото време това действие завърта втория палет в пътя на зъбите от противоположната страна на колелото, докато зъбът се избута покрай първия палет. Тогава зъб от противоположната страна на колелото контактува с втория палет, завъртайки ръба обратно в другата посока и цикълът се повтаря.

И така, това, което започна с нерегулираното завъртане на колелото на короната, се трансформира в трептене на ръба. Това пуска махалото или баланса / фолиото в движение. Всеки замах на баланса / фолиото или махалото позволява преминаването на един зъб на аварийното колело, като по този начин прави движението на часовника редовно. Влакът на колелото на часовника напредва с фиксирана сума, придвижвайки ръцете напред с постоянна скорост.

Вторият махален часовник, построен от Christiaan Huygens, с любезното съдействие на Wikipedia

Колелото на короната трябва да има нечетен брой зъби, за да може функцията за избягване. С четно число два противоположни зъба ще се свържат едновременно с палетите, засядайки избягането.

С появата на махалото изходът на котвата осигурява по-естествено действие на часовниците и така той започва да замества избягането на ръба.

ЗАДЛЪЖНЯЛОСТ

Разработен от Томас Мъдж, изпускането на лоста е буквално избягането на съвременния механичен часовник. За пореден път ние сме задължени в книгата на Глазгоу за информация, заедно с часовниковата школа на TimeZone. Краткото описание как става всичко по-долу е извлечено от тези източници (най-вече от тези раздели на Уолт Одетс).

При стандартното изпускане на лоста, познато още като швейцарски лост, аварийното колело и вилката на палета играят основни роли (не е предвидено каламбур). Аварийното колело е насочено към влаковия колес, подавайки импулс към вилката на палета. Получавайки този импулс, вилката на палета го подава към вала на балансиращото колело, като по този начин завърта балансиращото колело. Пружината на баланса връща балансиращото колело в статичното му централно положение, като изпраща импулс през вала към вилката на палета, която след това отново взаимодейства с аварийното колело.


Това, което е нерегулирана мощност от мрежовата пружина, по този начин се доставя на балансиращото колело. Балансовото колело връща регулираната мощност на колесния вал, който впоследствие напредва с фиксирана сума и движи ръцете на времето с фиксирана сума.

Всяко движение напред и назад на балансиращото колело от и обратно до неговото централно положение съответства на движението на аварийното колело с един зъб (наречен удар). Типичният изпускателен лост на часовника бие с 18 000 или повече удара в час, понякога наричани също вибрации на час. Всеки ритъм дава импулс на колелото за баланс, така че има два импулса на цикъл (същият като изходът на ръба). Въпреки че е блокирано в покой през повечето време, аварийното колело се върти обикновено със средно 10 об / мин или повече.

Произходът на звука на „тик-так“ се причинява от този механизъм за изпускане. Докато колелото за балансиране се клати напред-назад, се чува тиктакащ звук.

ГЛУЦИДУР И АЛТЕРНАТИВНИ МАТЕРИАЛИ

Докато балансът на Glucydur изглежда доминира, със своята сплав от берилий, мед и желязо, има и други видове балансиращи колела. Сканиращите каталози за търг, най-типичната алтернатива е балансиращото колело от злато-медна сплав. Функционално и двата вида баланси изпълняват един и същи трик, но са необходими някои допълнителни подробности, за да се разбере какво се случва тук.

Централният проблем е изменението на температурата, тъй като масата на свойствата на пролетта на баланса ще се променя с разширяването или свиването.Очевидно това ще се отрази на скоростта на запазване на времето, защото ще се отрази на колебанията на балансиращото колело. Всъщност балансиращото колело също е подложено на топлинна промяна. Както сплавите от злато-мед, така и Glucydur имат отлични коефициенти на линейно разширение, между +14 и +17 x 10-6 / ° K и по този начин тези материали продължават да намират благоволение при часовниковите фирми. Нищо обаче не е перфектно и когато тези сплави се разширят, избягането вече няма да бъде изохронно.

Най-новият опит за решаване на този проблем беше дефилето на Zenith Defy Oscillator, което е и най-радикалното нововъведение в евакуацията от времето на Хюйгенс. Всъщност той комбинира вилицата на палета, балансиращото колело и пружината за коса в една силиконова структура. Силиконът е неметален материал, който се обработва по различен начин, за да се справи с термичните изменения, като обикновено се използва силициев оксид, например. В случая на тази система на Зенит, тя не е толкова права, тъй като всички елементи на бягството са в едно цяло.

Ние ще разгледаме по-задълбочено тази система, заедно с генератора Genequand (Parmigiani Fleurier), анкерния котва Ulysse Nardin и постоянното избягване на сили Girard-Perreguax в нашите издания през 2020 г.


Как да направя избор? Кое е правилното решение? (Юни 2024).


Свързани Статии