Механизм часов механический что это

Механические часы

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 13 мая 2011.

Механи́ческие часы́ — часы, использующие гиревой или пружинный источник энергии. В качестве колебательной системы применяется маятниковый или балансовый регулятор. Мастера, изготавливающие и ремонтирующие часы, называются часовщиками. В искусстве механические часы являются символом времени.

Механические часы по точности хода уступают электронным и кварцевым (1-й класс точности механических часов — от +40 до −20 секунд в сутки; погрешность кварцевых часов находится в пределах от 10 секунд в день до 10 секунд в год). Поэтому в настоящее время из незаменимого инструмента механические часы превращаются в символ престижа.

Как работают механические часы?

Содержание

История

Прототипом первых механических часов можно считать Антикитерский механизм датируемый около II века до н.э Первые механические часы с анкерным механизмом были изготовлены в Танском Китае в 725 году нашей эры И Сином и Лян Линцзанем. Из Китая секрет устройства, по-видимому, попал к арабам.

Первые маятниковые часы изобретены в Германии около 1000 года аббатом Гербертом — будущим папой Сильвестром II, но широкого распространения не получили. Первые башенные часы в Западной Европе построены были в 1288 году английскими мастерами в Вестминстере. Примерно в это же времени о колесных часах с боем рассказывает Данте Алигьери в своей «Божественной комедии».

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.

Так, башенные часы, установленные в 1354 году в Страсбурге, не имели маятника, зато отмечали: часы, части суток, праздники церковного календаря, Пасху и зависящие от нее 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 — изобретение Герберта, но лишь спустя много времени его изобретение стали использовать в часах.

В России первые башенные часы, сконструированные сербским мастером Лазарем, появляются на княжеском дворе Московского Кремля в начале XV века [1] .

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.

Конструкция механических часов

Механические часы состоят из нескольких основных частей:

1. Источник энергии — заведённая пружина или поднятая гиря. — устройство, которое преобразует непрерывное вращательное движение в колебательное или возвратно-поступательное движение. Спусковой механизм определяет точность хода часов.
2. Колебательная система — маятник или балансир (баланс).
3. Механизм подзаводки и перевода стрелок — ремонтуар.
4. Система шестерёнок, соединяющая пружину и спусковой механизм — ангренаж.
5. Циферблат со стрелками.

Маятник

Исторически первой колебательной системой был маятник. Как известно, при одинаковой амплитуде и постоянном ускорении свободного падения частота колебания маятника неизменна.

В состав маятникового механизма входят:

• Маятник;
• Анкер, соединённый с маятником;
• Храповое колесо (храповик).

Точность хода настраивается изменением длины маятника.

У классического маятникового механизма есть три недостатка. Во-первых, частота колебаний маятника зависит от амплитуды колебаний (этот недостаток преодолел Гюйгенс, заставив маятник колебаться по циклоиде, а не по дуге окружности). Во-вторых, маятниковые часы должны быть установлены неподвижно; на движущемся транспорте их применять нельзя. В-третьих, частота зависит от ускорения свободного падения, поэтому часы, выверенные на одной широте, будут отставать на более низких широтах и уходить вперёд на более высоких.

Баланс

Голландец Христиан Гюйгенс и англичанин Роберт Гук независимо друг от друга разработали другой колебательный механизм, который основан на колебаниях подпружиненного тела.

В состав балансирного механизма входят:

• Балансирное колесо;
• Спираль;
• Вилка;
• Градусник — рычаг регулировки точности;
• Храповик.

Точность хода регулируется градусником — рычагом, который выводит из работы некоторую часть спирали. Баланс чувствителен к колебаниям температуры, поэтому колесо и спираль делают из сплавов с небольшим коэффициентом температурного расширения. Второй вариант, более старый — делать колесо из двух разных металлов, чтобы оно изгибалось при нагреве (биметаллический баланс).

Для повышения точности хода баланс снабжался винтами, которые позволяют точно сбалансировать колесо. Появление прецизионных станков-автоматов избавило часовщиков от балансировки, винты на балансе стали чисто декоративным элементом.

Балансирный механизм применяется преимущественно в переносных часах, так как, в отличие от маятниковых, может эксплуатироваться в разных положениях. Однако вследствие нечувствительности к колебаниям температуры, а также благодаря большей долговечности в башенных и некоторых видах напольных и настенных часов всё равно применяется маятник.

Дополнительные механизмы, встраиваемые в часы

Кукушка, бой

Через фиксированные промежутки времени (обычно через полчаса или час) часы отбивают колоколами текущее время. Как вариант: играет мелодия, или фигурки-жакемары разыгрывают какую-то сценку.

Интересно, что до появления механических часов время узнавали по звуку церковных колоколов. Поэтому в первых механических часах был только бой, без циферблата. В некоторых языках башенные часы и колокол называются одним и тем же словом, например по-нидерландски и то, и другое будет klok.

Репетир

Более сложный механизм, позволяющий при нажатии на кнопку отбить время звуком. Изначально был разработан для моряков, которым надо было в тёмное время суток узнать текущее время, не разжигая огонь.

Существует несколько видов репетиров:

• Минутный — отбивает часы, четверти, минуты.
• Пятиминутный — Отбивает часы и количество пятиминут после часов.
• Получетвертной — Отбивает часы и количество получетвертей после часов.
• Четвертной — Отбивает часы и количество четвертей после часов.

Календарь

Календарь бывает разной сложности — от простого указателя числа, который приходится переводить, если в месяце менее 31 суток, до сложного механизма, учитывающего високосные года.

Фазы Луны

Относится к астрономическим функциям. Дополнительный циферблат или диск, отградуированный на 29,5 дней и изображающий Луну в различных фазах.

Уравнение времени

Астрономическая функция в часах, учитывающая разницу между средним местным временем, которое показывают обычные часы, и реальным солнечным временем.

Люнет

В некоторых наручных часах (например, «Командирских», Россия) вокруг циферблата установлено поворотное кольцо с делениями (люне́т, безель). Предназначен он для того, чтобы засекать время. В водолазных часах люнет крутится только против часовой стрелки, чтобы при случайном повороте нельзя было увеличить оставшееся время (что может привести к нехватке воздуха). По водолазной традиции, последние 15 или 20 минут люнета делают красными (сигнал на всплытие).

Автоподзавод

В наручных часах устанавливается эксцентрик (на языке часовщиков ротор или сектор, так как выполнен в виде лёгкой пластины с накладкой в форме сектора дуги из тяжёлого вольфрамового сплава; в дорогих часах применяются сплавы золота, ещё более тяжёлые), который вращается при движении руки и заводит пружину. Поэтому при постоянном ношении часов их вообще не требуется заводить. Механизм автоподзавода и пружина соединены фрикционом.

Автоподзавод положительно сказывается на точности (пружина постоянно находится в почти заведённом состоянии). В водонепроницаемых часах медленнее изнашивается резьба, которая закручивает заводную головку.

Часы с автоподзаводом толще и тяжелее часов с ручным заводом. Женские калибры с автоподзаводом достаточно капризны, в силу миниатюрности их деталей. Автоподзавод бесполезен для малоподвижных людей (к примеру, находящихся в преклонном возрасте либо офисных сотрудников), а также для людей, которые носят часы лишь время от времени. Однако при наличии специального устройства для автоматического завода часов под названием «виндер», часы могут постоянно находится в заведенном состоянии. Виндеры работают от бытовой электросети (220в или 110в) либо от аккумуляторных батарей.

Турбийон

В первых механических часах точность хода могла зависеть от положения часов в пространстве и температуры окружающей среды. Для уменьшения зависимости от температуры стали применяться специальные сплавы с низкими температурными коэффициентами.

Бреге в 1795 году изобрел, а в 1801 запатентовал турбийон (фр. tourbillon — вихрь) [2] — устройство для частичной [3] компенсации притяжения Земли. Турбийон состоит из баланса, анкерной вилки и анкерного колеса, расположенных на специальной вращающейся площадке (наиболее часто встречающаяся скорость вращения: 1 оборот в минуту).

Это один из самых сложных и дорогих дополнительных механизмов. Точность хода недорогих механических часов достигает ±5 секунд в сутки; высококачественных: до ±1 сек в сутки [3] ; часов с турбийоном: −1/+2 сек. в сутки [источник не указан 358 дней] . Часто турбийон делают видимым через окошко в циферблате. Фактически, турбийон поворачивает весь часовой механизм вокруг своей оси в течение одной минуты, что, в связи с влиянием притяжения Земли, заставляет часы полминуты спешить, а следующие полминуты отставать, что нивелирует влияние притяжения Земли на точность хода.

Эффективность турбийонов многократно подвергалась сомнению с момента их изобретения. По мнению часовщика Александра Миляева, современные часы могут обходиться без турбийонов, а часы с турбийонами являются «показателем исключительного мастерства часовщика и высокого статуса владельца» [2] .

Индикатор запаса хода

Показывает, на сколько ещё часов или дней хватает завода пружины.

Особые типы часов

Будильник

В указанный пользователем момент даёт звуковой сигнал. Время сигнала задаётся с помощью дополнительной стрелки. Будильник обычно 2 раза звенит в сутки с традиционным циферблатом, разделённым на 12 часов и 1 раз с редким циферблатом, разделённым на 24 часа

Хронометр

Изначально, хронометр применялся в море для определения географической долготы. В наши дни, так называют особо точные механические часы (по сертификации официального швейцарского института хронометрии, COSC — Controle Officiel Suisse de Chronometres). Часы получают такой статус при условии, что в 5 разных положениях и при температурах: +8, +23, + 38 градусов — идут с точностью до -4/+6 секунд в сутки. Требования, предъявляемые кварцевым механизмам: не более 0,07 секунды в сутки [1].

Секундомер

Часы, которые служат для отсчёта коротких промежутков времени (например, в спорте). Секундомер позволяет в любой момент запускать и останавливать отсчёт времени, а также быстро обнулять показания. В отличие от обычных часов секундомеры не предназначены для определения текущего времени, только интервалов, от одного момента до другого.

Хронограф

Хронографом называют механические или кварцевые часы, которые одновременно являются секундомером

Шахматные часы

Часы с двумя механизмами, которые служат для контроля времени в шахматах. Так же как секундомеры, предназначены для измерения относительного времени.

Лабораторные часы

Таймер, предназначенный для химиков, фотографов

Производители часов

В литературе

Герой произведения Жюля Верна «Вокруг Света за восемьдесят дней» Паспарту пользовался очень старыми карманными часами, которые достались ему от прадедушки, весьма высокой точности, которые, по его словам, «не ошибаются и на пять минут в год!». Возникает сомнение, что заявленная точность хода (+/- 5 мин. в год) действительна была осуществима для механизмов того времени, и, скорее всего, такие часы являются фантазией автора [источник не указан 71 день] .

Источник

Какие часы лучше: кварцевые или механические — отличия, плюсы, минусы

Кварц или механика? О, какие дискуссии затеваются по этому поводу среди часовых фанатов! На самом деле, спорить не о чем: как это часто бывает, каждая сторона права по-своему.

«Кварцевый механизм» в часах — что это значит?

Давайте выясним: почему часы называют кварцевыми и как они работают?

Основными компонентами таких часов являются: • электронный блок с кварцевым кристаллом; • шаговый электродвигатель.

Кварц обладает уникальными функциями. Под влиянием постоянного электрического тока он сжимается и разжимается, тем самым генерируя переменный электрический импульс и, как следствие, колебания с очень стабильной и очень высокой частотой. За счет этого электроника посылает сигнал двигателю, который поворачивает стрелки на нужный угол.

Кварцевые часы – уникальное сочетание высокой точности работы и удобства в ежедневной эксплуатации.

Питание электронного блока и двигателя обеспечивается батарейкой, которая рассчитана на несколько лет и избавляет владельца аксессуара от необходимости постоянно заводить устройство.

Часы с цифровым дисплеем в нашей стране называют электронными. Однако принципиально правильное название этого типа часов – кварцевые часы с цифровой индикацией. Такое название уточняет, что, сердцем часов является генератор на основе кварца, а информация показана в виде цифр на дисплее.

Впрочем, есть довольно большая группа кварцевых часов с чисто стрелочной индикацией или смешанной, это так называемые «ана-диджи» – от слов analog и digitale. Кварцевые часы со стрелочной индикацией бывают очень простыми по функциям, но при этом очень дорогими благодаря эксклюзивному ювелирному исполнению. Таковы, например, женские часы-«змейки» Serpenti от бренда Bvlgari. А индикация «ана-диджи» широко применяется во многих популярных моделях, в том числе Casio.

История кварцевых часов началась лишь полвека назад. Но многие кварцевые устройства, изготовленные несколько десятилетий назад, прекрасно доработали до нынешнего дня и передаются из поколения в поколение.

Как работают механические и кварцевые часы: разница?

Не будем вдаваться в сложные термины, описывающие принципы работы часовых механизмов, а изложим основной смысл.

Механизм наручных часов с ручным заводом состоит из трех главных узлов: • заводная пружина; • передача, она же трансмиссия, состоящая из шестеренок и других подобных деталей; • спуск – сердце часового механизма, отвечающее за точность хода и включающее в себя баланс, спираль, анкерное колесо и анкер.

Пружина отвечает за длительность хода устройства. За счет прокручивания заводной головки пружинка скручивается, энергия накапливается в ней и далее передается на шестерни. Они, в свою очередь, перемещают стрелки часов. Далее энергия передается на так называемый регулятор – колесо баланса со спиралью.

Колесо колеблется, поддерживая точность хода через анкер и анкерное колесо. Кстати, неравномерная раскрутка пружины влечет за собой неточность хода. Погрешность в несколько секунд в сутки является нормой для большинства механических часов.

Главное отличие механических часов от кварцевых заключается в том, как устроен источник питания, который, в свою очередь, приводит в действие механизм часов. «Кварцевые» – это батарейка с генератором колебаний, а «механические» – это движение пружины, скрытой в барабане.

В целом, механика довольно капризна при сильном холоде или жаре – она не сможет порадовать своего обладателя абсолютной точностью в работе. Причина проста: при воздействии температурных нагрузок размеры мелких деталей часов изменяются, тем самым сбивая стандартные заводские настройки. Следовательно, в случае постоянной эксплуатации часов в условиях сильной жары или глубокого холода лучше обратиться к часовщику, с просьбой настроить ваше устройство под определенные условия. Эта работа не будет стоить дешево, однако результат будет, несомненно, заметен.

Кварц или механика с автоподзаводом: что выбрать

Автоподзавод часов – это часть механизма, которая взводит часовую пружину при движении вашей руки.

Механические часы с автоподзаводом по сравнению с кварцевыми требуют периодического внимания своего хозяина.

Система автоподзавода состоит из трех основных деталей: 1. ротор; 2. эксцентрик; 3. храповик.

Первые две детали выполняют функцию автоматического завода пружины при движении руки. Человек двигает рукой – ротор вращается вокруг своей оси. Храповик не позволяет оси возвращаться в направлении, противоположном ходу движения стрелок. Если вы встретите механику с прозрачной задней крышкой, то первая большая деталь механизма, которая будет перед глазами, – именно ротор, в виде полукруглой пластины из тяжелого сплава, вольфрамового, а иногда даже золотого или платинового.

Механические часы с автоподзаводом идеальны для занятых людей, которые ежедневно носят аксессуар и не хотят заботиться о ручном заводе.

Такие устройства не останавливаются, если их регулярно эксплуатировать. По рекомендациям их следует носить не менее восьми часов в день без перерывов. После чего они смогут самостоятельно отработать еще 30 – 40 часов без остановки, а некоторые модели и гораздо дольше.

Как понять, какие часы перед вами: кварцевые часы или механические

А как по внешнему виду отличить механические часы от кварцевых? Все просто: 1. Секундная стрелка у кварца обычно двигается прыжками, по одному в секунду, тогда как на механике она, как правило, перемещается очень плавно. 2. Если вы увидели прозрачный циферблат и/или заднюю стенку корпуса, то перед вами почти наверняка механика.

Это сделано для того, чтобы привлечь внимание покупателя, которому интересна сложная внутренняя начинка устройства. 3. Обычно на кварцевых моделях ставят название Quartz. 4. Часы без стрелок – как правило, кварц. 5. Механические часы толще по сравнению с кварцевыми, а причина тому – наличие дополнительных механических деталей.

Так что лучше выбрать: кварц или механику?

Выше в статье приведено немело аргументов в пользу одного и другого типа механизмов. Просуммируем поданную ранее информацию, чтобы вы четко определились с тем, какие часы вам больше по душе.

Кварцевые часы отличаются от механических по нескольким пунктам: • Источник питания. Механические часы считаются более экономичными и экологически чистыми, поскольку в них не используется электричество, а их детали изготовлены из природных материалов. • Цена. Качественные механические модели дороже кварцевых. • Внимание хозяина. Механические часы – с автоподзаводом или без – потребуют больше внимания своего хозяина, чем кварцевые. При использовании хорошей батарейки в кварце вы сможете забыть об уходе за часами на несколько лет.

Считается, что механика – показатель высокого статуса и даже произведение искусства. А кварц – всего лишь прибор, отсчитывающий время (за исключением дизайнерских часов, в частности, ювелирных, которые бывают очень дорогими).

• С точки зрения эксплуатации, основное отличие кварцевых и механических часов состоит в том, что механика больше используется в «показательных ситуациях», а именно тогда, когда надо шикануть перед гостями или бизнес-партнерами. В этих случаях этот дорогущий аксессуар – беспроигрышный вариант. • Кварц точнее механики.

Этот маленький робот сводит возможность сбоя к минимуму. • Репутация. Конечно, она выше у механики. Хотя некоторым изделиям заслуженных брендов вроде Patek Philippe или Omega позволительно быть кварцевыми и оставаться при этом в топе. • Красота уязвима перед натиском стихий и бытовых неурядиц.

Механическими часами очень дорожат, их носят чуть дыша и боятся за сохранность драгоценного имущества. А кварц неприхотлив. Это, конечно, не значит, что его можно постоянно ронять с балкона или топить в воде. Хотя иногда можно – например, Casio G-Shock выдерживает и не такое. • В пунктуальном кварце нет романтики. Зато механика радует вашу душу и завораживающе показывает свою, ведь в моделях с прозрачными частями корпуса работа сложного механизма видна со всех сторон.

Если вы размышляете над тем, какие часы лучше – кварцевые или механические, то, опять-таки, все упирается в вопросы вкуса и занятости. Если для вас важен вопрос вашего статуса, если вы неравнодушны к искусству часовых мастеров и если вы к тому же носите часы каждый день, то спокойно выбирайте механику с автоподзаводом. И не переживайте, что придется с ней возиться. Такая модель будет спокойно работать, не требуя особого внимания хозяина: разве что придется изредка подводить стрелки на минуту-другую, да еще раз в несколько лет отдавать часы на техническое обслуживание – замену масла, чистку и т.д.

Если вам требуется максимальная точность часов, то лучше кварца ничего не придумаешь. Важно также, что кварц на батарейках не потребует от вас проверять, совпадает ли время на часах и на телефоне или в интернете, если вы не надевали аксессуар несколько дней или даже недель, а то и месяцев.

Будем надеяться, что теперь все встало на свои места и вы легко можете разобраться с тем, какие часы вы хотите для себя. Как вы уже поняли, в точки зрения качества и надежности все хорошие часы хороши, а решающую роль при покупке играют ваши личные предпочтения!

Источник

Типы механизмов часов: чему отдать предпочтение

Мы в социальных сетях:

316.watch

1. Принцип работы разных типов механизмов наручных часов
2. Главные компоненты механизма наручных часов
3. Механические часы с ручным и автоподзаводом
4. Современные типы механизмов часов

Типы механизмов часов – это традиционная механика, кварц, гибриды и набирающие всё большую популярность Smart Watch. Каждый из этих механизмов обладает своими преимуществами и недостатками, а также собственным шармом.

Кому-то ближе по духу безотказная механика швейцарских хронометров, кто-то предпочтет более точные кварцевые часы, а некоторые пожелают идти в ногу со временем, выбрав умные гаджеты. Из нашего материала вы узнаете о принципах работы разных типов механизмов и их особенностях.

Принцип работы традиционных типов механизмов наручных часов

Люди научились отличать типы наручных часов, взглянув на циферблат, тем не менее мало кто понимает, как именно устроена работа механизма, что заставляет стрелки двигаться. Выяснить это несложно, а разобравшись в схеме работы часов, будет легче подобрать те, что подходят вашему образу жизни.

Классическая механика

У всех механизмов наручных часов есть три неотъемлемые детали: счетчик времени, источник питания и регулятор. В классических, традиционных часах все эти составляющие являются механическими, т. е. за питание отвечает барабан с заводной пружиной, регулятором является система спуска и баланса, а связи между деталями обеспечиваются колесной передачей.

Регулятор нужен для распределения энергии, которая поступает от заводного барабана на равномерную последовательность дискретных тактов. Чтобы понять принцип действия, можно визуально представить турникет в метро: человек делает шаг, двигает вперед поручень, который, в свою очередь, поднимает следующий поручень, останавливающий идущего сзади человека. В итоге получается, что система пропускного турникета регулирует поток пассажиров, заставляя людей проходить по одному примерно через равное количество времени.

Поняв этот принцип, легко представить, как работали балансиры с гирями первых часов в средние века (фолиоты). Разумеется, система не отличается особой точностью, если только не делать временные промежутки принудительно одинаковыми вне зависимости от внешных факторов.

Так появился осциллятор. Именно он отвечает за то, чтобы такты были равномерными. Сначала это был маятник, впоследствии усовершенствованный до сверхтонкого металлического волоса с сохранением принципа работы. Сейчас осциллятор имеет форму спирали Архимеда и помещен в центр балансового обода. Сжимаясь и разжимаясь, пружина влияет на баланс, меняя его направление вправо и влево, одновременно покачивая анкерную вилку (якорь) –она и играет роль турникета.

Практичный кварц

Традиционная механика имеет два минуса: частота колебаний остается низкой, а зависимость от воздействий извне высокая.

В кварцевых часах этим проблемам нашли элегантное решение: убрали классическую баланс-спираль, а для источника колебаний создали электрический колебательный центр – к кварцевому кристаллу подвели электроды. Частота обычного резонатора на кварце – 32 768 Гц (при том что частота спирали в классических часах – 2,5–5 Гц). Понятно, что система, которая работала в механическом варианте часового механизма (наш турникет, он же анкер), сюда не применима. В кварцевом варианте часов ставят электронный делитель частоты (двоичный счетчик) – он преобразует резонансную частоту электрического колебательного центра в импульс 1 Гц и передает ее на шаговый двигатель секундной стрелки.

Источник