Зубчатые передачи в часах. Зубчатая передача колеса и профиль зубьев Виды часовых механизмов

Устройство и расчет передаточного механизма часов

К передаточному механизму часов относится система колес и трибов, осуществляющая передачу движения от двигателя к регулятору. Каждая пара зацепления отличается своими размерами и количеством зубьев. Колесо обычно имеет больше 15 зубьев, а триб до 15 зубьев.

Колесная система, общая для всех часов, состоит из следующих колес и трибов:

1. Барабан. В часах с гиревым заводом на барабан наматывают шнур, струну или цепь, а в часах с пружинным заводом пружина преимущественно помещается в барабан.

2. Колесо добавочное (преимущественно в часах с продоложительным заводом).

3. Колесо среднее (центральное).

4. Колесо промежуточное.

5. Колесо секундное.

6. Колесо спусковое (анкерное, цилиндрическое).

7. Минутник (триб минутной стрелки)

8. Колесо вексельное.

9. Колесо часовое

Во время каждого полуколебания регулятора колесная система часового механизма поворачивается на строго определенный угол, после чего останавливается на какую-то долю секунды - до конца полуколебания. При обратном движении регулятора колесная система вновь поворачивается на тот же определенный угол и снова останавливается на такой же отрезок времени. Это движение повторяется непрерывно.

Зубчатая передача часового механизма увеличивает скорость передачи во столько раз, во сколько раз число зубьев ведущих колес больше числа зубьев ведомых трибов.

Зубчатое зацепление передаточного механизма часов называется ангренажем.

Колесо (или триб), передающее движение, называется ведущим, а получающее движение - ведомым. В часовом механизме обычно колесо является ведущим, а триб - ведомым.

Передаточным числом называется отношение количества зубьев ведущего колеса к зубьям ведомого. Оно показывает, сколько оборотов сделает ведомое колесо за один оборот ведущего, т. е. за один и тот же промежуток времени колесо сделает меньшее число оборотов, чем триб.

Баланс карманных и наручных часов с анкерным ходом обычно делает 18 000 колебаний в час, т. е. 300 колебаний в минуту. Анкерное колесо почти всегда имеет 15 зубьев. Следовательно за один оборот анкерного колеса баланс сделает 30 колебаний (каждому зубу колеса соответствует два колебания баланса).

Число оборотов анкерного колеса панк найдем из следующего соотношения:

панк =300/15*2=10 об/мин

Т. е. анкерное колесо за одну минуту сделает 10 оборотов.

Секундное колесо, на ось которого насаживается секундная стрелка, делает один оборот в минуту, а центральное колесо (с минутной стрелкой) делает один оборот в час, или его оборота в минуту.

Общее передаточное число от центрального колеса до анкерного триба равно произведению передаточных чисел отдельных сцепляющихся пар:

Следовательно передаточное число показывает отношение количества зубьев ведущих колес к количеству зубьев ведомых трибов или отношение количества оборотов ведомых трибов к количеству оборотов ведущих колес. Обычно передаточное число в карманных и наручных часах от центрального колеса к анкерному трибу равно 600.

Вариантов соотношения числа зубьев колес и трибов много, ко практически уже выработаны определенные нормы (табл. 1).

Таблица 1
Количество зубьев, колес и трибов карманных и наручных часов, делающих 18 000 колебаний баланса в час

Название колеса или триба			В а р и а н 1			: ы
Центральное колесо
Промежуточный триб. . .
Промежуточное колесо. .
Секундный триб
Секундное колесо
Анкерный триб
Анкерное колесо

При подборе нового колеса или триба можно руководствоваться табл. 1 или нижеследующим способом.

Если в часах отсутствует одно колесо, а все остальные колеса имеются, а также известно количество колебаний баланса в часах, то недостающее колесо можно найти, пользуясь расчетом, указанным в следующем примере.

Пример. Найти число зубьев утерянного промежуточного колеса, если известно, что центральное колесо имеет 80-12 зубьев, секундное - 80-10 зубьев, анкерное - 15-8 зубьев; 80; 80 и 15 - числа зубьев колес; 12; 10 и 8 - числа зубьев триба. Баланс делает 18 000 колебаний в час.

Допустим, что Триб промежуточного колеса имеет 10 зубьев, тогда число зубьев промежуточного колеса будет:

Чтобы найти количество оборотов анкерного колеса за 1 час, надо количество колебаний баланса за 1 час разделить на удвоенное число зубьев анкерного колеса:

18 000 /2*15 = 600 оборотов

Число зубьев барабана можно найти следующим образом: обычно центральное (среднее) колесо делает I оборот в час, продолжительность хода часов - 36 часов. Следовательно за 36 часов центральное (среднее) колесо сделает 36 оборотов. Такое же количество оборотов сделает центральный (средний) триб.

Зная, что барабан должен обеспечить до 5,5 оборота, можно найти передаточное число:

Чтобы обеспечить большое передаточное число (10: 1; 9:1 и т. д.), в зубчатой передаче часов применяют циклоидальное зацепление, которое благодаря особой форме зубьев позволяет применять трибы с малым числом зубьев.

Передачу вращения и усилий зубчатая пара осуществляет в месте соприкасания зубьев колес и трибов по так называемой начальной окружности (рис. 39). Каждое колесо или триб имеет три окружности: окружность выступов, начальную окружность it окружность впадин.

Окружностью выступов называется окружность, описанная из центра колеса и ограниченная головками зубьев колеса.

Начальной окружностью называется окружность, по которой проходит зацепление колеса и триба.

Окружностью впадин называется окружность, проходящая через основания зубьев колеса или триба.

Правильным зацепление между трибом и колесом будет тогда, когда начальные окружности колеса и триба соприкасаются в одной точке (рис. 39). При глубоком зацеплении (рис. 40) начальные окружности колеса и триба пересекаются. При мелком зацеплении (рис. 41) начальные окружности колеса и триба не соприкасаются и не пересекаются. Колесо и триб должны иметь одинаковый шаг зацепления. Зубчатая передача работает правильно, если величина передаваемой силы не меняется и потери на трение сведены до минимума. Изменение величины передаваемой силы зависит от правильного профиля зубьев.

В часах упрощенной конструкции фрезерованные трибы заменены цевочными (штифтовые наборные трибы). Число штифтов должно быть 8-12, но не меньше 6. Цевочные трибы просты в изготовлении, мало чувствительны к ошибкам в расстояниях осей и легче переносят загрязнение. Штифты цевочных трибов должны вращаться, чтобы обеспечить меньшее трение во время работы и меньший их износ. Ошибки в зубчатых зацеплениях вызывают увеличение трения.

В каждой паре зубчатого зацепления надо иметь достаточный зазор между зубьями, иначе попадание незначительной

рязи между зубьями может вызвать остановку часов. Это особенно важно в колесах, двигающихся с маленьким усилием (секундное, анкерное). Колеса, находящиеся ближе к источнику энергии - пружине, должны быть толще и по мере удаления от него - тоньше. В среднем боковой зазор между зубьями должен быть в пределах 0,1-0,17 шага, а радиальный зазор -

0,4 модуля. Боковой зазор осуществляется за счет уменьшения толщины зуба триба. При правильном зацеплении вращение происходит легко, без толчков и ударов. Правильность зацепления зависит также от правильно подобранного числа зубьев триба: с увеличением числа зубьев триба зацепление улучшается и, наоборот, чем меньше число зубьев триба, зацепление ухудшается, ибо каждый зуб триба дольше находится в зацеплении с зубчатым колесом. При правильном зацеплении зубья колес должны касаться друг друга в тех точках, где их головки переходят в закругления, т. е. должны касаться начальные окружности колес и триба.

Рис. 39. Правильная практическая форма зубьев колеса и триба

Рис. 40. А-глубокое зацепление; Б-зацепление с малым трибом В-исправление глубокого зацепления вельцеванием; Г-исправление зацепления при малом трибе

Рис. 41. А-мелкое зацепление; Б-исправление мелкого зацепления

Шагом зубчатого зацепления t называется расстояние между вершинами двух соседних зубьев, измеренное по начальной окружности в линейных мерах.

Модуль зубчатого зацепления

Диаметр начальной окружности колеса или триба меньше его наружного диаметра на удвоенную высоту головки зуба.

Наружные диаметры колес и трибов можно измерять микрометрами, диаметры начальных окружностей определяют при помощи таблиц или соответствующими вычислениями (диаметр начальной окружности равен модулю, умноженному на число зубьев).

Часы - одно из древнейших изобретений человечества в области техники. (Мы не преуменьшаем приобретенные навыки и умение человека добывать огонь, плавить бронзу и железо, изобретение письменности,пороха, бумаги, паруса).

Некоторые исследователи ставили изобретение часов на второе место. Первое место отводилось колесу. Предполагалось, что самое древнее колесо появилось в Бронзовом веке в 3500 - 1000 году до нашей эры в Месопотамии. (Там же были найдены и первые повозки). Сколоченные вместе доски и бревна обрезались по кругу, и получался сплошной диск. Со временем колесо усовершенствовалось. Это уже был обод со спицами.

Такая конструкция имела значительно меньший вес. Около 3000 лет назад у колеса появился металлический обод. Жизнь колеса весьма продлилась.

*** ***** ***

Трудно переоценить значение и влияние на развитие человеческой цивилизации изобретение часов. Первые приборы для определения Времени и его интервалов мы сейчас называем «примитивными».

Первоначально это были солнечные, затем водяные, а с появлением стекла, люди придумали часы песочные. Но прорывом в измерении времени стало изобретение механических часов.

Этот инструмент контроля времени не зависел от пасмурной погоды, сумерек и ночи, равно как и от забывчивости слуги, ответственного за долив - перелив воды или переворот емкости с песком. Ученые, занятые установлением времени и авторства изобретения механических часов, не имеют по этому вопросу общего мнения.

Данная тема является предметом научных дискуссий.По одним данным, первенство в изобретении механических часов, отдают ученому из города Верона по имени Пацификус. Механические часы он изобрел еще в началеIX века.

Но наиболее широко распространено мнение, что это изобретение было сделано в конце Х века, и принадлежало оно монаху Герберту из местечка Оверни. Этот человек был воспитателем будущего императора Германии ОттонаIII. Да и сам Герберт сделал весьма успешную карьеру, став римским папой Сильвестром II. Его папство длилось с 999 по 1003 год.

Как изобретенный им часовой механизм был устроен ничего не известно. Но потому, что он был забыт, косвенно можно сделать вывод, что должного признания современниками и соответствующего применения это изобретение не получило.

История развития часового дела на Руси была изучена мало. Но имя искусного мастера, кото-рый в 1404 году установил на Спасской башне Кремля первые механические часы в Москве известно. Его звали Лазарь. И был он монахом. Он пришел из Афонского монастыря, расположенного на греческом острове Айон-Орос. Лазарь родился в Сербии, поэтому он получил прозвище Сербин.

Сохранилась миниатюра, изображающая пуск башенных механических часов в Москве. На миниатюре Лазарь рассказывает князю Василию Первому, как устроены часы. Судя потому, что у этих часов были три гири, можно говорить о сложности их механизма.

Одна гиря могла служить для привода основного механизма, молот, ударявший по колоколу, приводился в действие другой гирей, а третья служила для привода механизма, показывающего фазы Луны. На миниатюре диска Луны не видно, но в одной из летописей указывалось, что часы умели это делать. Стрелки на циферблате отсутствуют, можно предположить, что двигался сам диск циферблата.

Хотя точнее было бы придумать для диска слово типа «буквоблат». Вместо цифр стояли старославянские буквы: аз-1, буки-2, веди-3, глаголь-4, добро-5 и далее. Часы с боем совершенно приводили москвичей и гостей Москвы в восторг и изумление. Василий Iзело оценил шедевр и заплатилталантливому Лазарю более полутора сотен рублей. По курсу начала XX века эта сумма составила бы 20 000 золотых рублей.

Первые механические часы были башенными. Механизм башенных часов приводился в дви-жение тяжестью груза.

Груз, камень или позднее гиря, на канате крепился к гладкому, перво-начально деревянному, а позднее металлическому, валу. Чем выше башня, тем длиннее канат и, соответственно, больше запас хода часов.(Поэтому они и были названы «башенные часы»).

Сила тяжести заставляла гирю опускаться, канат или цепь разматывалась и вращала вал. Через посредство промежуточных колес, вал соединялся с храповым колесом. Последнее в свою очередь приводило в движение стрелку. Изначально стрелка была одна.

Подобие своему «родственнику» - шесту солнечных часов гномону. Собственно и направление движения стрелки, привычное и не вызывающее вопросов сейчас (просто: «по часовой стрелке») было выбрано по направлению движения тени, отбрасываемой гномоном. Равно, как и деления на циферблате механических часов, по делениям на круге часов солнечных.

Следует добавить, что высота башни должна была быть не ниже 10 метров, а вес гири порой достигал двухсот килограммов. Со временем деревянные детали часового механизма были замещены деталями, изготовленными из металла

В первых часовых механизмах можно было выделить шесть основных компонентов:

1. Двигатель;
2. Передаточный механизм зубчатых колес;
3. Билянец. Устройство, которое должно было обеспечить равномерность движения;
4. Спусковой распределитель;
5. Стрелочный механизм;
6. Механизм перевода стрелок и заводки пружины.

- О двигателе. Использование вместо гравитационной силы, воздействующей на вес груза, энергии пружины, привело к значительному уменьшению габаритов часового механизма. Пружина предствляла собой эластичную ленту, изготовленную из стальной закаленной полосы. Пружины была свернута вокруг вала внутри барабана. Один ее конец крепился к валу, а второй, внешний, крючком цеплялся за барабан. Стремясь развернуться, закрученная эластичная и упругая пружина заставляла вращаться барабан, а с ним и зубчатое колесо и весь набор зубчатых колес - шестеренок.Изобретение пружинного двигателя открыло путь к созданию в будущем миниатюрных часов, которые можно было бы носить на руке.(гиревой двигатель используется до сих пор. Пример «Часы с кукушкой». Напольные часы).

- Передаточный механизм зубчатых колес принципиальных изменений не приобрел и сегодня (только он сталболее миниатюрным). Количество зубчатых колес в часовом механизме было многочисленным. К примеру, итальянскому часовых дел мастеру Джунелло Турриано для своих башенных часов потребовалось таковых - 1 800 штук.Усложненный часовой механизм этих часов показывалне только текущее время, а дополнительно еще движение Солнца, Луны, Сатурна и других планет, как это представлялось по системе мироздания Птоломея. Полдень, полночь, каждый час и каждая четверть часа отбивалась разным колокольным боем. Базовый принцип устройства передаточного механизма зубчатых колес сохранился и в миниатюрных механизмах современных наручных часов.

А вот неравномерность хода часов, связанная с ускорением движения вала при получении энергии от двигателя, и, в конечном итоге, ускорение вращения шестерен всего механизма, должно было компенсироватьустройство, позволяющее сдерживать ускорение храпового колеса. Оно называлось билянец , (коромысло).Регулятор - билянец представлял собой стержень, расположенный параллельно плоскости храпового колеса.

Под прямым углом к нему крепилось коромысло с двумя подвижными регулировочнами грузиками, как правило шарообразной формы.

При работе билянец раскачивался. Каждое полное качение передвигало храповое колесо на один зубец. Регулируя расстояние грузиков от оси можно было изменять скорость движения храпового колеса, так как частота качения, в этом случае, изменялась. Но и это качение, во избежание его угасания надо было подпитывать энергией.

Постоянная передача энергии для обеспечения колебаний билянца возлагалась на спусковой распределитель . Это устройство являлось своеобразным промежуточным звеном между регулятором и передаточным механизмом.

Оно передавало энергию от двигателя к билянцу, с одной стороны, и подчиняло себе и контролировало движение шестеренок передаточного механизма, с другой стороны.

Это изобретение увеличило точность хода механических часов. Хотя она, по нонешним меркам, оставляла желать лучшего. Суточная погрешность порой превышала 60 минут в сутки.Что вполне приемлимо для средневековья. В 1657 году голландец Христиан Гюйгенс применил в механических часах как регулятор не коромысло, а маятник.

Суточная погрешность таких часов с маятником составлла уже не более 10 секунд.

В 1674 году Христиан Гюйгенс доусовершенствовал регулятор. К колесику-маховику он прикрепил тончайшую спиральную пружинку. Когда колесико отклонялось от нейтрального положения и проходило точку равновесия, пружинка заставляла его возвращаться назад.

Такой балансовый механизм обладал свойствами маятника. Большим достоинством подобного устройства балансового механизма стало то, что такая констукция могла функционировать в любом своем положении в пространстве.

Это весьма способствовало применению такого балансового устройства в механизмах карманных и далее наручных часов. Справедливости ради, следует упомянуть имя англичанина Роберта Гука, который независимо от Гюйгенса изобрел балансовый механизм, основанный на колебаниях подпружиненного колеса.

Упрощенный часовой механизм приведен на рисунке

Базовые принципы работы часового механизма сохранились и в современных часах.

Основные узлы и детали наручных часов и принципы работы

Как наружний скелет насекомых и головогрудых и внутренний скелет млекопитающих служат для крепления внутренних органов, так основой механизма часов служит платина или плата .

Платина - самая большая деталь каркаса часового механизма. На ней крепятся мосты, детали и опоры часовых колес.

Форма платины может быть круглой или некруглой. Эта деталь чаще изготавливается из латуни марки ЛС63-3Т. Для кварцевых часов платина обычно делается из пластмассы. Калибр часов определяется по диаметру платины. Если диаметр платины составляет 18 миллиметров и меньше, то часы причисляют к женским.

Если ее диаметр 22 миллиметра и более, то часы считаются мужскими.

- ангренаж (набор шестиренок, маленьких и побольше).

Эта система шестеренок включает в себя:

1. Центральное колесо;
2. Промежуточное колесо;
3. Анкерное колесо;
4. Секундное колесо.

- двигатель.

Служит для накопления энергии и последующей ее передачи в ангренж.Двигатель состоит из пружины, вала (корэ) и барабана. Пружина может иметь S-образную форму или же быть спиральной. Пружины изготавливают из специального железо-кобальтого сплава или углеродистой стали, подвергнутой специальной термообработке. Продолжительность хода часов зависит от толщины пружины и ее длины. Рабочей и расчетной характеристикой заводной пружины является ее крутящий момент (произведение ее упругой силы на число оборотов).

1. Барабан нужен для защиты, находящейся внутри пружины-спирали, от попадания на нее пыли или влаги.

2. Баланс- спираль является одним из основных узлов часового механизма. Баланс представляет собой круглый тонкий обод с поперечной перекладиной, посаженной на стальную ось. Балансы бывают винтовыми и без винтовыми. У винтового баланса в обод ввинчены винты, которые служат для уравновешивания обода и регулировки частоты его колебаний.

3. Спираль - волосок изготавливают из никелевого сплава. Это упругая пружина, конец которой заделан в латунную втулочку. Под действием энергии, поступающей от двигателя, баланс совершает колебательные движения, вращаясь делает повороты то в одну, то в другую стороны - либо заводит либо раскручивает спираль. В результате, то запираемая, то освобождаемая спусковым распределителем колесная передача часового механизма периодически двигается. Это движение можно наблюдать по скачкообразному движению секундной стрелки. В большинстве наручных часов баланс совершает 9 000 колебаний в час. Период колебания баланса регулируется путем изменения длины спирали.

4.Турбийон (фр.tourbillon - вихрь). Механизм, компенсирующий земное притяжение. Колесо баланса и спусковой механизм устанавливаются на специальную вращающуюся платформу. Платформа вращаясь вокруг собственной оси(как правило, один оборот за одну минуту) меняет центр тяжести всего механизма. При вращении платформы, часы то полминуты спешат, то пол минуты отстают. Таким образом и компенсируется погрешность хода, связанная с воздействием гравитации.

В часовых механизмах повышенного качества и высокими требованиями к точности хода часового механизма, и с целью уменьшения трения и износа осей шестеренок механизма, в качестве опорных подшипников применяются рубиновые камни или синтетический корунд.

Такие камни имеют наименьший коэффициент трения и наибольшую твердость (по шкале Мооса - 9)

- Мосты . Все детали часового механизма: двигатель, баланс, ангераж и другие фиксируются к плате мостами

- стрелочный механизм. Стрелочный механизм расположен с подциферблатной стороны платины. Он состоит из часового колеса, вексельного колеса и минутного триба. Стрелочный механизм входит составной частью в общую кинематическую схему механических наручных часов: 1. Заводной барабан; 2. Центральное колесо; 3. Центральный триб;4. Промежуточный триб; 5. Промежуточное колесо; 6. Секундный триб. (триб - зубчатое колесо, составляющее единое целое с собственной осью вращения,кроме часовых механизмов применяется в других точных механизмах).

- механизм перевода стрелок и заводки пружины .(ремонтуар ) Этот механизм обеспечивает зацепление заводного вала со стрелочным механизмом (при переводе стрелок) или вводит заводной вал в зацепление с узлом завода пружины. Минутный триб обеспечивает движение всего стрелочного механизма. Часовое колесо установлено на втулке минутного триба. На выступающей части втулки часового колеса установлена часовая стрелка, а на выступающей части минутного триба - минутная стрелка. Таким образом минутная стрелка расположена над часовой.Вексельное колесо имеет сцепление с минутным трибом, а триб вексельного колеса сцепляется с часовым колесом. Эта кинематика и обеспечивает перевод обеих стрелок в желаемое положение на циферблате. Для перевода стрелок заводная головка вытягивается. Для завода пружины головка (коронка ) должна быть утоплена. Завод осуществляется ее вращением по часовой стрелке.

Это основные детали и узлы часового механизма и краткое описание припципов их работы.

Современные наручные часы часто имеют еще функции автоподзавода, снабжены противоударным механизмом, имеют водо или влагонепроницаемый корпус, конструкция механизма может иметь календарь.

NB Часы, имеющие календарь, лучше подзаводить на ночь - до 19 часов. В период с 22:00 до 01:00 происходит изменение календарного значения. часовая пружина должна находиться в ее максимально возможном энергетическом состоянии.

Коль скоро мы хотим знать чуть больше о предмете нашего увлечения, часах, необходимо оперировать базовыми определениями, встречающимися в часовой литературе. И если неискушенный читатель без труда может представить себе, что такое «корпус» или «прозрачная задняя крышка», то содержание внутренней начинки часов, часового механизма, может ввести в затруднение даже человека, понимающего, о чем идет речь. Но тем не менее, слабо представляющего, как же это все работает хотя бы в первом приближении. Итак, из чего состоит часовой механизм (разумеется, речь пойдет в первую очередь о механических часах) и каковы его основные компоненты.

Платина (англ. – Bottom Plate ; франц. – Platine (châssis du mouvement) ) – основание часового механизма, на котором крепятся его различные части. Снабжена определенным количеством отверстий, часть из которых предназначена для винтов, крепящих к платине части механизма, а часть – для установки (запрессовывания) камней. Каждый камень служит опорой для нижней цапфы оси зубчатого колеса, располагаемого между платиной и мостом.

Мост (англ. – Bridge , франц. – Pont ) – деталь механизма, привинчивающаяся к платине и служащая опорой для крепления верхней цапфы оси зубчатого колеса (нескольких колес) или вала. Как правило, его название происходит от типа функции, для выполнения которой он задействован, например, мост спускового колеса, мост баланса, мост заводного барабана и т.п. Материалом для платин и мостов в большинстве случаев выступает латунь, но нередки случаи примененения нейзильбера и даже золота. Любопытно, что большие по площади мосты, занимающие значительную площадь механизма, получили название трехчетвертных платин.

Камень (англ. – Jewel ; франц. – Rubis ) – твердый синтетический материал, разновидность корундов. Незаменим в качестве опор для вращающихся элементов механизма, до минимума сводя трение между деталями. На заре часового дела для этих целей повсеместно использовались натуральные рубины, однако сейчас они полностью вытеснены искусственными камнями. При этом камни могут как вырезаться целиком из кристалла, так и прессоваться из порошка в более бюджетном варианте.

Важным компонентом для защиты осей баланса и избранных зубчатых колес от деформации в момент ударных нагрузок является система амортизации в виде пружин, расположенных поверх камней. Наиболее популярными на сегодняшний день являются системы Incabloc, KIF Parechoc и их аналоги.

Зубчатое колесо (англ. – Wheel, Toothed Wheel ; франц. – Roue ) – компонент круглой формы, который вращается вокруг своей оси и служит для передачи энергии. Зубчатое колесо оснащено определенным количеством зубьев, предназначенных для зацепления с трибом соседнего зубчатого колеса. В основной массе изготавливается из латуни.

Триб (англ. – Pinion ; франц. – Pignon ) – часовая деталь, часть колесной передачи. Состоит из оси, цапф, посадочного места под зубчатое колесо и зубьев («листьев») триба. Количество последних может колебаться от 6 до 14 единиц. Материал – закаленная нержавеющая сталь.

Цапфа оси (англ. – Pivot ; франц. – Pivot ) – окончание оси, расположенное в месте контакта с опорой (рубиновым камнем). Тщательно полируется с целью снижения трения между соприкасающимися поверхностями. Качественная полировка этого элемента является признаком высочайшего уровня финишной отделки механизма.

Колесная передача (англ. — Gear Train ; франц. – Engrenage ) – система взаимосвязанных между собой зубчатых колес и трибов, служащая для передачи потока энергии. Так, основная колесная передача осуществляет передачу энергии от заводного барабана через спусковой механизм и колебательную систему баланс-спираль. В простейшем случае она включает в себя заводной барабан, центральный триб, центральное колесо, третье колесо с трибом, четвертое колесо с трибом и триб спускового колеса.

Заводной барабан (англ. – Barrel ; франц. – Barillet ) – полый цилиндр с крышкой и расположенной внутри заводной пружиной, которая одним концом крепится к внешней части цилиндра, а вторым – к валу заводного барабана. Зубчатая часть устройства находится в зацеплении с первым трибом основной колесной передачи. Заводной барабан характеризуется очень медленным вращением вокруг своей оси (полный оборот от 1/9 до 1/6 часа).

Спусковой механизм (англ. – Escapement; франц. – Échappement) – механизм, расположенный между колебательной системой баланс-спираль и основной колесной передачей. В его задачи входит дискретизация непрерывного потока энергии на равные интервалы и ее передача на импульсный камень баланса. Подавляющий процент современных механизмов оснащен швейцарским анкерным спуском как наиболее неприхотливым и надежным. Он состоит из спускового (анкерного) колеса и анкерной вилки, которая входит с ним в зацепление посредством двух рубиновых паллет. Все большее число производителей считает своим долгом использовать кремниевые детали спуска вместо традиционных компонентов из закаленной стали.

Благодаря развитию материаловедения и современных технологий, нередко часовые марки экспериментируют с внедрением более совершенных одноимпульсных спусков, таких, как спуск Audemars Piguet или изометрический спуск Jaeger-LeCoultre. Их доля невысока, но они являются пусть и не дешевой, но весьма интересной альтернативой швейцарскому анкерному спуску.

Отдельных слов заслуживает коаксиальный спуск, изобретенный Джорджем Дэниэлсом и в настоящее время выведенный маркой Omega на промышленный уровень.

Баланс (англ. – Balance ; франц. – Balancier) – движущаяся часть механизма, которая колеблется вокруг своей оси с определенной частотой, благодаря чему появляется возможность делить время на строго равные интервалы. Колебание баланса состоит из двух полуколебаний. Наиболее типичным значением частоты колебаний баланса в механизмах современных наручных часов выступают значения 18’000 пк/ч, 21’600 пк/ч, 28’800 пк/ч. Признаком высокого класса считается баланс из Глюсидура (Glucidur), сплава бериллиевой бронзы, однако нередко использование и других материалов – титана, золота, платино-иридиевого сплава.

Главной качественной характеристикой баланса, влияющей на изохронность (однородность) колебаний, является момент инерции, величина которого тесно связана с диаметром баланса и его массой. Тяжелый и крупный баланс – залог высокой точности механизма, однако в таком виде он наиболее сильно подвержен механическим воздействиям, поэтому поиск разумного компромисса между размерами баланса и высоким моментом инерции всегда является непростой задачей для инженера-конструктора.

Спираль баланса (англ. – Balance-Spring ; франц. – Spiral ) – второй неотъемлемый компонент колебательной системы баланс-спираль, «сердце» механических часов. Производится считанными фабриками, а точный секрет сплава держится за семью замками. Наибольшее распространение получил сплав Ниварокс (Nivarox), впрочем эксперименты с другими материалами, например, с кремнием, обретают в последнее время все большую популярность.

Важно отметить, что период колебания, а следовательно и точность хода механизма, можно отстроить как с помощью спирали (путем изменения ее эффективной длины), так и с помощью балансового колеса. В последнем случае речь идет о набравших популярность балансах с изменяемой инерцией (free-sprung balance), что осуществляется с помощью регулируемых винтов, расположенных на ободе балансового колеса.

Стрелочный механизм (англ. – Motion Works ; франц. – Minuterie ) – колесная передача, расположенная со стороны циферблата и ответственная за передачу движения от основной колесной системы на часовую и минутную стрелки. Состоит из триба минутной стрелки (Cannon Pinion ), минутного (вексельного) колеса с трибом и часового колеса.

Механизм завода и перевода стрелок (англ. – Time-setting and Winding mechanism ; франц. – Remontoir ) – система взаимосвязанных компонентов, предназначенная для выполнения двух важных функций: установки времени посредством перевода стрелок и ручного завода пружины заводного барабана. Большинство деталей механизма предназначены для выполнения как той, так и другой функции.

При ручном заводе механизма вращение заводного вала (Winding stem) через заводной (Winding pinion) и скользящий (Sliding pinion) трибы передается на коронное колесо (Crown wheel), непосредственно связанное с храповым колесом (Ratchet wheel), расположенным на валу заводного барабана. Вращение вала затягивает заводную пружину, наделяя ее энергией, необходимой для работы часового механизма.

В случае перевода стрелок вытягивание заводного вала приводит к тому, что коромысло (Yoke) под действием установочного рычага (Setting lever) приводит скользящий триб в зацепление с промежуточным колесом (Intermediate wheel), которое, в свою очередь, взаимосвязано с минутным колесом стрелочного механизма.

Важно отметить, что помимо механизмов с ручным заводом существует отдельный и весьма обширный класс механизмов с заводом автоматическим. В этом случае пополнение энергией заводного барабана осуществляется посредством ротора автоподзавода и специализированной колесной передачи.

Ротор автоподзавода – полукруглый сегмент, вращающийся вокруг центральной оси механизма (в случае с центральным ротором). Как правило, сам ротор либо его периферийный груз выполнены из материала с большой плотностью (золото, платина и др.) для улучшения эффективности работы системы автоподзавода. Помимо центрального ротора существуют решения с микро-ротором, а также ряд разработок с периферийным ротором.

В заключение важно упомянуть, что наряду с определением «механизм» в часовом деле широко распространен термин Калибр (англ., франц. – Calibre ), в настоящее время по сути являющийся синонимом механизма у часовщиков. Также следует отметить, что диаметр круглых по форме калибров очень часто указывают в линиях и обозначают символом тройного апострофа после числа (‘ ‘ ‘), например 11 ½ ‘ ‘ ‘ (11 c половиной линий). Для перевода в привычную метрическую систему измерений следует руководствоваться соотношением 1 линия = 2.2558 мм (зачастую значение округляется до 2.26 мм).

Приступая к ремонту зубчатой передачи прежде всего проверяют фрикционную посадку минутного триба, которая должна быть достаточно плотной, чтобы вести вексельную передачу. Колеса передачи проверяют, держа механизм мостами вверх; взаимная параллельность осей и плоскостей колес определяется визуально. Необходимо, чтобы оси центрального и секундного колес были строго перпендикулярны к плоскости платины и мостов. Если в этом нет уверенности, то производят сборку часового механизма, включая установку циферблата, часовой и минутной стрелок. Вращая заводной вал, поворачивают минутную стрелку на полный оборот, следя за тем, чтобы ее конец свободно проходил над всем полем циферблата. Если же, проходя над одной стороной циферблата, конец стрелки поднимается, а над другой — опускается, то это показывает, что центральное колесо установлено с перекосом. Ту же операцию проделывают с секундной стрелкой, пуская часы на одну минуту. Промежуточное колесо и анкерное колесо также не должны иметь перекоса в опорах, однако это не столь существенно, так как оба эти колеса не сопряжены со стрелками и выполняют свои функции правильно, даже при некотором перекосе. Если же минутная стрелка’идет правильно, а часовая перемещается рывками, то это показывает, что погнут верхний конец центрального вала. Вал проверяют на изгиб вращением центрального колеса в кронциркуле. Исправление вала производится на плоской наковальне (фиг. 69), на которую вал кладут изгибом вниз и, слегка ударяя молотком, выправляют изгиб.

Устранить перекос колеса несложно. Например, исправляя перекос центрального колеса, следует вначале расширить одно из отверстий (в мосту или платине), запрессовать в него латунную пробку и просверлить в ней новое отверстие. Лучше всего эту операцию производить с верхним отверстием (в мосту), так как в данном случае не изменится высота установки центрального триба относительно барабана. Если в верхнем отверстии имеется камень, следует провести обработку нижнего отверстия (в платине), внимательно следя за тем, чтобы высота центрального триба и барабана остались неизменными. При обработке верхнего отверстия до запрессовки пробки следует проверить соосность верхнего

(рассверленного) и нижнего отверстий. Для этого вставляют платину в патрон токарного станка, вводя конусообразный конец центрирующего стержня патрона в центральное отверстие платины и устанавливают подручник широкой стороной параллельно платине (фиг. 70). Затем заостряют пуцгольц, вставляют его в рассверленное отверстие моста и быстро вращают, пока конец пуцгольца не примет форму отверстия. После этого на конец пуцгольца надевают кусачки (как показано на фигуре) и осторожно вращая платину наблюдают за биением пуцгольца. По окончании проверки платину снимают с оправки и производят запрессовку пробки и ее сверление. Возможно также использовать пробку с заранее изготовленным отверстием. Для этого подготавливают кусочек проволоки с отверстием диаметром меньше диаметра цапфы оси; в это отверстие вставляется цапфа оси. Затем, запрессовав эту пробку в отверстие, кладут мост на наковальню потанса и производят легкую расклепку пробки с обеих ее сторон (фиг. 71). Расклепку следует провести сперва с внутренней стороны моста, затем с его лицевой стороны. Если при точении пробку сделали

слишком длинной, то для сохранения требующегося осевого зазора ее следует укоротить до толщины моста. После закрепления пробки отверстие доводят до нужного размера и полируют. Следует с обеих сторон отверстия снять фаски для удаления заусенцев, для чего применяют инструмент, показанный на фиг. 72. Для выправления перекоса оси секундного колеса рекомендуется смещать то отверстие, которое расположено подальше от триба, с тем чтобы не изменять глубину зацепления секундного колеса с трибом ходового колеса. Если в отверстия запрессованы камни, их вынимают, а затем снова вставляют. При обработке отверстия в мосту платину зажимают в оправке, направляя центрирующий стержень потанса в отверстие (фиг. 73). Не снимая платины с оправки, устанавливают мост секундного колеса. Затем опускают центрирующий стержень на мост и намечают место нового отверстия; вращая центрирующий стержень, можно сделать достаточно глубокую отметку. Вначале отверстие сверлят несколько меньшего диаметра, чем требуется. Отверстие просверливают на том же потансе, не снимая платины, как показано на фиг. 74. После проверки соосности колес проверяют все осевые зазоры, следя одновременно, чтобы радиальные зазоры не были слишком большими. Вопрос о допуске для осевых и радиальных зазоров спорный. Основное что следует учитывать, это то, чтобы все детали были свободными в своих движениях, так как в часах, в отличие от другого вида приборов, установлены очень жесткие допуски. Следует отметить, что осевые зазоры центрального, промежуточного и секундного колес должны быть больше зазоров ходового колеса, осей баланса и вилки. Для механизма калибром 13 линий осевой зазор центрального, промежуточного и секундного колес должен быть примерно 0,03 мм. Зазор ходового колеса будет около 0,02 мм. Примерно таким же должен быть осевой зазор вилки. Радиальный зазор не должен быть излишне большим. Проверку его проводят, держа механизм в левой руке параллельно верстаку. Каждое колесо приподнимают пинцетом. Такая проверка помогает установить, что цапфы свободно вращаются в своих отверстиях. Следующим важным вопросом является глубина зацепления. Рассматривая этот вопрос, следует отметить, что все приводимые ниже способы могут быть использованы для зацеплений с
. зубьями любой конфигурации. Если в размерах зубьев появляются сомнения, то проверку следует производить с помощью мерительного сектора (фиг. 75). При проверке колесо зажимают в секторе на делении, соответствующем количеству зубьев.. Если, например, колесо имеет 64 зуба, то плечики сектора устанавливают так, что колесо вставляется около цапфы 64 на делениях шкалы (фиг. 76). В нижней части сектора имеется Шкала для измерений триба Закрепив сектор винтом, вынимают колесо и помещают триб между плечами, наблюдая, у какой цифры он остановится. Если триб правильной формы, он остановится на отметке, соответствующей числу его зубьев. При проверке нужно убедиться, что измеряется самая широкая часть триба, т. е. по вершинам противолежащих
Раздвитание сторон сектора до отметки 64 по количеству зубьев колеса.
зубьев (фиг. 77).

Если триб не опустится до нужного деления шкалы, он слишком велик и должен быть заменен другим, надлежащего размера. Если триб проскальзывает ниже нужного деления, он мал по размеру. . Необходимо указать, что сектор не может считаться абсолютно точным мерительным инструментом; он не учитывает различие в конфигурации трибов. Более того, мерительный сектор не годится для больших передаточных чисел, как-то: 12: 1 и др. В этом случае триб оказывается но размеру больше, чем показывает отметка на шкале. Для меньшего передаточного числа, например 4:1, триб будет меньшим, чем число, указанное на шкале. Сектор рассчитан на измерение трибов с передаточным отношением порядка 7: 1 и 8: 1. При измерении колес микрометром необходимо держать инструмент вертикально в правой руке (фиг. 78). Примеры отсчетов по шкалам микрометра и штангенциркуля показаны на фиг. 79, 80. Диаметр колеса показан равным 9,55 мм. Следовательно, когда мы имеем колесо с 64 зубьями и диаметр его равен 9,55 мм, тогда диаметр триба при передаточном отношении 8: 1 будет приблизительно равен 1,2 мм (от 0,50 до 0,15 мм — в зависимости от формы триба). Для определения глубины зацепления всегда надо начинать с промежуточного колеса и секундного триба. Заостренную чурку прижимают к верхней цапфе оси секундного колеса. Другой чуркой покачивают промежуточное колесо и проверяют зазор зубьев промежуточного колеса в трибе. Другие колеса проверяют так же (фиг. 81). При такой проверке большую роль играет опытность мастера. Если после проверки все же имеются сомнения, следует воспользоваться мерительным инструментом, показанным на фиг. 82. Колеса, подлежащие про-

верке, вынимают из механизма. Один из пуансонов зажимают винтом 2, другой оставляют свободным. Наружный острый конец зафиксированного пуансона помещают в отверстие платины для цапфы секундного колеса. Затем, удерживая инструмент вертикально, регулируют винт 1 таким образом, чтобы второй, параллельный первому пуансон вошел своим острым концом в отверстие для оси ходового колеса. При этом нужно следить за правильностью положения пуансонов, которые должны быть перпендикулярны к платине. Если пуансоны отклоняются в какую-либо сторону, то это приведет к установке неправильного расстояния между центрами колес. После этого секундное колесо и ходовое колесо помещают в мерительный инструмент и регулируют пуансоны таким образом, что колесо входит в зацепление с трибом, и затем проверяют их глубину зацепления (фиг. 83). Если глубина зацепления недостаточна, колесо подлежит обработке на приспособлениях для увеличения диаметра колеса (фиг. 84, 85). После обработки колес на этих приспособлениях они поступают в машину для формирования зубьев (фиг. 86). Часто при обработке на этой машине конфигурация зубьев несколько изменяется. Фрезу необходимо выбирать до того, как был изменен диаметр колеса. Чтобы избежать ненужного утонения зубьев, толщина

1 — винт регулировки глубины зацепления; 2 — винты для зажима центров; 3 -центр с острием; 4- центр с коническим отверстием; 5 — пружина, приводящая в движение шкалу.

выбранной фрезы должна быть точно равна расстоянию между двумя зубьями. Держа колесо в левой руке, правой вводят фрезу между зубьями, как показано на фиг. 87 и 88. На фиг. 89 показан заход фрезы. Пружинящая часть 1 регулируется винтом. Некоторые фрезы бывают и без пружины. В этом случае колесо устанав-

ливают на латунную подставку, которая имеет пружинный поводок (фиг. 90). Подставку с колесом устанавливают на станке (фиг. 86), где колесо зажимают между центрами, так что оно лишь слегка опирается на подставку. Индикатор 1 позволяет установить колесо на нужную высоту. Винтом 2 поднимают или опускают колесо. Центрирование колеса осуществляется с помощью регулирующего


1 — индикатор для установки колеса по высоте; 2 — регулировка высоты колеса; з — центр; в — индикатор для центрирования колеса; 5 — фреза; 4 — подставка под колесо; 7 — центр; s — регулировка центричности колеса; 9 — салааки, несущие колесо; ю — рукоятка для удержания салазок в переднем положении; 11 — винт регулирования глубины резания.

Фрезерование зубьев колеса с правильной последовательностью обработки зубьев.

винта, соединенного с салазками 9. Салазки 4 обеспечивают радиальное углубление фрезы, гарантируя правильное нарезание зубьев. Регулирующий вин г 8 центрирует фрезу в соответствии с центром колеса. Упор 11 предназначен для регулировки нужного межцентрового расстояния при обработке колеса. По окончании обкатки зубьев колесо отводят от фрезы при помощи рукоятки 10. Смазка во время нарезания зубьев не требуется. Окончание операции резания определяется свободным прохождением фрезы в зубьях колеса. Если встретится необходимость уменьшить диаметр колеса в случае большой глубины зацепления, то обработку зубьев ведут той же фрезой, с той только разницей, что фрезу нужно заводить глубже в колесо (фиг. 91). Другим видом операции будет уменьшение толщины зубьев (фиг. 92). Во время этой операции нужно следить, чтобы фреза была расположена строго по центру колеса, т. е. чтобы зубья нарезались без наклона, а также избегать значительного трения при вращении колеса и излишней игры, так как г. этом случае фреза будет нарезать зубья с искаженным профилем. После проверки зацепления секундного триба и промежуточного колеса проверяют глубину зацепления центрального колеса с промежуточным трибом, зацепление часового колеса с минутным трибом и т. д. Часовое колесо должно сидеть на минутном трибе совершенно свободно.

Как выглядят отдельные части часового механизма и каковы основные неисправности этих деталей (для механических часов)

Поскольку довольно часто причиной остановки часов является загрязненность механизма, высыхание масла, проникновение влаги внутрь корпуса часов и т. д., то иногда бывает достаточно просто разобрать часы, при этом промыв или смазав их механизм. Устройство часов показано на рис. 1.

Рис. 1. Кинематическая и принципиальная схема механизма часов:

1 - баланс;	20 - колесо секундное;	40 -рычаг заводной;
2 -ролик двойной;	21 - триб секундного колеса;	41 - пружина заводного рычага;
3 - ось баланса;	22 - стрелка секундная;	42 и 43 - колеса переводные;
4 - камень сквозной;	23 - колесо промежуточное;	44 - колесо вексельное;
5 и 6 - камни накладной и импульсный;	24 - триб промежуточного колеса;	45 - триб вексельного колеса;
7 - копье;	25 - колесо центральное;	46 - колесо часовое;
8 - штифты ограничительные;	26 - триб центрального колеса;	47 - стрелка часовая;
9 - вилка анкерная;	27 - барабан;	48 - стрелка минутная;
10 - ось анкерной вилки;	28 - пружина заводная;	49 - триб минутной стрелки (минутник)
11 и 12 - полеты входная и выходная;	29 - вал барабана;
13 - спираль;	30 - накладка мечевидная;
14 - колодка спирали;	31 - колесо барабанное;
15 и 16 - штифты регулировочного градусника;	32 - собачка;
17 - колесо анкерное;	33 - пружина собачки;
18 - камень сквозной;	34 - муфта кулачковая;
19 - триб анкерного колеса;	35 - колесо заводное;
	36 - триб заводной;
	37 - вал заводной;
	38 - рычаг переводной;
	39 - пружина переводного рычага (фиксатор);

Платина

Платиной называется специальное основание, на котором крепятся все детали часового механизма. Для крепления деталей в платине делаются углубления и выступы (расточки). Соответственно, форма и размеры платины зависят от формы и размера часов. Делают платину, как правило, из латуни.

Для того чтобы укрепить вращающиеся детали, нужны мосты, представляющие собой специальные латунные пластины различной формы и размеров. Например, в механических часах при помощи мостов крепятся следующие части: колесная система, система баланса, анкерная вилка и барабан. В том случае, если часы имеют дополнительные устройства (календарь, подзавод и т. д.), они тоже крепятся на мостах.

Детали двигателя

Двигатель является источником энергии для механических часов. Различаются два типа двигателей - гиревые и пружинные.

Гиревые двигатели могут работать только в стационарных условиях и отличаются большими размерами, поэтому их применяют в устройстве напольных, настенных, а также башенных и других крупных часов.

Пружинные двигатели более компактны и более разнообразны, чем гиревые, но менее точны. Состоит такой двигатель из барабана, его вала и заводной пружины. Двигатели могут различаться по конструкции как самих пружин, так и по устройству барабана. Барабан может быть подвижным или неподвижным. Если барабан подвижен, значит, на нем и укреплена заводная пружина, если неподвижен, пружина укреплена на валу, который и вращается, барабан же остается зафиксированным. Как правило, двигатель с неподвижным барабаном используется в основном в крупногабаритных механизмах.

В часах упрощенной конструкции, например, в будильниках, иногда могут применятся пружинные двигатели без барабанов. В этом случае пружина крепится прямо к валу.

Барабан пружинного двигателя состоит из корпуса, крышки и вала. Корпус выглядит как металлическая коробка цилиндрического вида, у нижней кромки которой расположен зубчатый венчик. На дне корпуса расположено отверстие вала. Такое же отверстие имеется на крышке барабана. Кроме того, с краю крышки расположен паз для открывания крышки.

Заводная пружина прикрепляется к валу специальным крючком. Наружный конец пружины крепится на барабане при помощи замка. Продолжительность хода часов от одного завода зависит именно от пружины, т. е. от ее размеров.

Все заводные пружины, кроме тех, что изготовлены из нержавеющей стали, подвержены коррозии. Она может возникнуть из-за попадания на пружину влаги или пыли. Заводная пружина наряду с крючками барабана и заводного вала, зубьями барабана и барабанного колеса и пружинной собачки - это наиболее часто ломающиеся детали пружинного двигателя.

Первая операция при ремонте двигателя − вскрытие барабана. Это следует делать очень осторожно, так как неправильное вскрытие барабана может привести к его поломке. Вынимая пружину из барабана, берите ее за внутренний конец и осторожно придерживайте, чтобы она не могла мгновенно развернуться.

Заводная пружина может быть разорвана посередине или сразу в нескольких местах. Такую пружину надо заменить. Также пружина может быть оборвана на внутреннем витке. В этом случае ее надо попробовать исправить. Для этого внутренний виток пружины приходится вытягивать и распрямлять, следя, чтобы он не потерял свою спиральную форму.

Барабан может быть перекошен на валу, его зубья поломаны или деформированы, а также искривлены крышка или дно барабана. Если на зубьях барабана имеются заусенцы или царапины, их нужно зачистить. Погнутые зубья распрямляются отверткой или ножом. Если зубья сломаны, барабан придется менять.

Барабанное колесо , крепящееся на валу барабана, тоже может быть перекошено, искривлены или поломаны его зубья. В этом случае колесо лучше заменить, но если нет такой возможности, то недостающие зубья можно вставить, выпилив их из старого барабанного колеса и припаяв оловом.

Еще одной часто ломающейся деталью, особенно в наручных часах, является пружина собачки, изготовляемая из тонкой стальной проволоки (рояльной струны). В случае поломки легко можно изготовить новую пружину из отрезка струны. Если часы крупногабаритные, то пружина выпиливается из ленточной стали.

При установке пружину протирают сначала чистой тряпочкой, затем - промасленной папиросной бумагой. Конец пружины при этом придерживают плоскогубцами, стараясь не прикасаться к ней пальцами. При установке новой пружины в барабан используют либо специальное приспособление для навивки пружин, либо старый барабан с прорезанным в боку отверстием.

Это необходимо для того, чтобы пружина ровно легла в барабан и, кроме того, позволяет не трогать ее пальцами и не загрязнять при установке.

После того как пружина установлена и ее наружный виток закреплен на барабане, ее смазывают двумя-тремя каплями масла и закрывают крышку вала. Чтобы она держалась плотнее, барабан надо сжать между двумя брусками твердого дерева.

В гиревом двигателе наиболее уязвимыми деталями являются цепи, так как в процессе работы они постепенно растягиваются и отдельные звенья их могут раскрываться. Если это произошло, восстановить цепь можно с помощью плоскогубцев. Сначала звено цепи сжимают в продольном направлении, для того чтобы сошлись разошедшиеся концы, затем-в поперечном, чтобы исправить форму звена.

Если деформировано большое количество звеньев (до 20), то весь отрезок цепи можно убрать, на часах это практически не отразится. Более длинный отрезок цепи надо будет возместить.

Детали основной колесной системы (ангренажа)

Ангренаж - это одна из основных систем зубчатого зацепления, входящих в часовой механизм. Все часовые колеса состоят из двух частей - латунного диска с зубьями и оси со стальным трибом (шестеренкой). Триб, как правило, изготовлен как одно целое с осью. Вращение передается с колеса на триб (в механических часах).

Все дефекты зубчатой колесной передачи, как правило, обусловлены дефектами зацепления (слишком мелкое или слишком глубокое зацепление, сломанные или перекошенные зубья и так далее). Поэтому каждую пару колес следует проверять отдельно. Если выяснится, что какая-то пара колес вращается недостаточно свободно, надо проверить целостность зубьев по всей окружности и правильность расположения осей. По отношению к платине они должны быть перпендикулярны.

Если зубья колеса погнуты, их можно исправить при помощи широкой отвертки. В том случае, если зубья сломаны, лучше, конечно, заменить колесо. Но когда поломан только один зуб, его возможно заменить новым. Для этого в ободе колеса выпиливается прямоугольное отверстие, куда вставляют латунную пластинку. Затем припаивают новый зуб и обрабатывают напильником.

Детали регулятора хода

Колебательная система, или регулятор хода - очень важная деталь в механизме часов. Именно от него зависит точность хода часов. В наручных часах используется балансовый регулятор хода (баланс со спиралью). Внешне он представляет круглый обод, крепящийся на оси. К верхней части оси прикреплен внутренний конец спирали (тонкой пружины). Изменением длины спирали можно регулировать период колебаний баланса, то есть суточный ход часов.

Длина спирали изменяется при помощи специального устройства, называемого градусником, или регулятором. Градусник крепится на балансовом мосту. На выступе градусника при помощи штифтов или специального замка крепится наружный виток спирали.

На балансовом мосту имеется разметка со знаками «+» или «-». Если стрелку-указатель градусника переместить в сторону знака «+», то часы пойдут быстрее, если в сторону знака «-» ,то медленнее.

Иногда вместо штифтов или замка используются два ролика с рукояткой для вращения. Регулятор-деталь очень хрупкая, и при повреждениях его обычно заменяют. Однако иногда, особенно если повреждения мелкие и незначительные, его можно починить.

Повреждения градусника могут быть следующие: неисправности штифтов градусника, которые в таком случае надо заменить, изготовив новые из куска латунной проволоки; коррозия самого градусника, легко исправляемая шлифовкой и полировкой; и, наконец, слабое крепление градусника. Исправление деформированной спирали - задача слишком сложная. Поэтому в случае поломки или деформации спираль лучше заменить.

Детали спуска

В современных часах в основном применяются так называемые анкерные спусковые устройства.

Они передают энергию завода на баланс или маятник. Спусковое устройство состоит из ходового колеса, анкерной вилки и установленного на оси баланса двойного ролика с эллипсом.

Анкерная вилка, или просто анкер, представляет собой латунный либо стальной рычаг, в пазах которого расположены так называемые палеты - трапециевидные пластины, сделанные, как правило, из синтетического рубина. Между налетами и зубьями ходового колеса должен быть зазор, не позволяющий им заклиниваться. Если зазор недостаточен, палету можно переместить с помощью острой деревянной палочки.

Если палета сломана или на ребре появились сколы, ее надо заменить. Новая палета устанавливается в предварительно очищенный паз и приклеивается шеллаком.

Для предохранения анкера от случайных ударов и сотрясений имеется специальное устройство - так называемое копье. Оно делается из латунной проволоки. Копье не должно быть слишком коротким или слишком длинным, касаться платины и шататься в отверстии анкера.

Ремонт ходового колеса, в принципе, аналогичен ремонту других колес, входящих в состав часового механизма. Основные дефекты колеса также стандартны - это деформация и поломка обода и зубьев колеса, деформация оси, перекос колеса.

Любой, даже самый мелкий дефект зубьев ходового колеса может нарушить работу часов, поэтому в случае поломки зубьев колесо лучше заменить. Если зубья колеса изношены неравномерно, колесо можно исправить на токарном станке, подровняв зубья напильником.

Сложность ремонта и хрупкость деталей анкерного спуска часто заставляет в случае поломки менять все спусковое устройство.

Детали стрелочного механизма

К стрелочному механизму относятся следующие детали: минутный триб (шестеренка), часовое колесо, вексельное колесо с вексельным трибом, переводное колесо. Колеса и трибы стрелочной передачи не имеют собственных осей.

На центральной оси крепится минутный триб, на втулке которого вращается часовое колесо. Вексельное колесо с вексельным трибом установлены на специальной оси, сделанной в виде штифта, закрепленного в платине. В наручных часах ось составляет с платиной одно целое.

Вексельный триб или вексельное колесо приходится ремонтировать нечасто. Большой радиальный зазор вексельного триба может вызвать перекос вексельного колеса и испортить зацепление его зубьев с зубьями минутного триба, а также зацепление часового колеса с вексельным трибом. В случае такого дефекта приходится менять ось вексельного триба, что легко сделать, если, конечно, она выполнена в виде штифта.

Если же ось составляет с платиной одно целое, то старую надо будет срезать, а на ее месте просверлить отверстие и в него запрессовать новую ось необходимого вам диаметра.

В том случае, если платина слишком тонкая и вы беспокоитесь за ее прочность, ось надо осторожно пропаять.

Если же, напротив, триб вексельного колеса слишком туго насаживается на ось, тогда отверстие триба прошлифовывают, вводя в него медную проволоку, покрытую смесью масла с мелким наждаком.

Ось вексельного триба должна быть достаточно длинной, чтобы слегка выступать над его поверхностью. Это необходимо для того, чтобы триб не соприкасался с циферблатом. Если же триб слишком высок и все-таки трется о циферблат, то торец триба стачивают на мелкозернистом наждачном камне, после чего отверстие и зубья триба надо очистить от заусенцев.

Основной деталью стрелочной передачи, обеспечивающей движение всего стрелочного механизма, является минутный триб. Поскольку он насажен на центральную ось, то довольно частым видом ремонта является исправление посадки триба. Надо следить, чтобы при переводе стрелок минутный триб свободно проворачивался на оси, не вызывая торможения часового механизма.

Если у минутного триба слишком короткая и толстая трубка втулки, надо ее проточить. Для этого ее можно сжать кусачками, введя в отверстие минутника стальную иглу.

Следующая важная деталь стрелочной передачи - часовое колесо . Оно насажено на втулку минутного триба и должно вращаться совершенно свободно, но радиальный зазор при этом должен быть минимальным, чтобы колесо не перекашивалось. Иначе зацепление между часовым колесом и вексельным трибом будет нарушено. В том случае, если колесо все-таки перекосилось, придется изготовить новую трубку часового колеса. Для этого надо подобрать латунную проволоку подходящего диаметра, просверлить в ней отверстие и вытачать новую трубку.

Наконец, последняя деталь - переводное колесо . Причиной его некачественной работы зачастую является износ оси, из-за чего колесо неправильно сидит на ней. Если слишком разработалось отверстие оси, то под колесо надо подложить латунную шайбу; если же колесо просто болтается на оси (избыточный радиальный зазор), следует или заменить ось, или вточить в колесо втулку.

Кроме того, при недостаточной высоте оси переводное колесо может заедать. Чтобы устранить этот дефект, колесо надо прошлифовать на наждачном камне.

Зубья вексельного и часового колес могут быть вставлены . А зубья переводного колеса исправить сложнее, поскольку оно обычно изготовляется из стали. Проще заменить колесо целиком.

Детали механизма завода пружины и перевода стрелок (ремонтуара)

У всех моделей часов механизм завода пружины и перевода стрелок во многом сходен. Различаются, как правило, лишь способы, которыми прикрепляются друг к другу составляющие этот механизм колеса.

В состав ремонтуара входят следующие детали: барабанное колесо, которое закреплено на квадратной части вала барабана, заводное колесо и заводной триб, установленный на заводном валу.

Заводное колесо устанавливается в гнезде барабанного моста и закрепляется накладной шайбой. При ее откручивании надо помнить, что винт, удерживающий шайбу, может иметь левую нарезку.

Если часы старые, то такой винт может вообще отсутствовать. В таком случае заводное колесо крепится шайбой с резьбовым отверстием.

Заводное колесо и заводной триб вращаются под прямым углом друг к другу и соединяются при помощи зацепления. Обычно у заводного колеса имеется один зубчатый венец для зацепления, но в часах устаревшей конструкции заводное колесо имеет два зубчатых венца: один предназначен для взаимодействия заводного колеса с барабанным, а второй, на торце, для взаимодействия с заводным трибом.

Если перевод стрелок в часах осуществляется, как в большинстве современных моделей, при помощи кнопки, то ремонтуар будет содержать кулачковую муфту, состоящую из заводного триба и заводной муфты. Устанавливаются они на заводном валу. На цилиндрической части вала расположен заводной триб, на квадратном - заводная муфта. Сам заводной вал закреплен в платине.

В заводную муфту входит рычаг, который опускается при нажатии кнопки. Опустить рычаг можно при помощи пружинки.

Заводная пружина часов действует таким образом: вращающийся заводной вал увлекает насаженную на него заводную муфту, которая вращается вместе с валом и своими торцовыми зубьями зацепляет заводной триб, который передает свое движение заводному колесу.

Когда заводной вал вращается в обратную сторону, то собачка барабанного колеса тормозит барабанное и заводное колеса, а вместе с ними и заводной триб.

Когда вы хотите перевести стрелки, то нажатие кнопки приводит к зацеплению нижнего торцового зубчатого венца заводной муфты с вексельным колесом. Механизм завода пружины оказывается отключенным, и происходит перевод стрелок.

Если вы осматриваете механизм перевода стрелок, то необходимо тщательно проверить состояние зубьев всех колес и трибов, зазоры всех вращающихся деталей, а также то, насколько правильно взаимодействуют друг с другом рычаги.

Если обнаружится, что зубья заводного триба и заводной муфты погнуты, сломаны или стерты, то ремонт их бесполезен. Такие детали могут быть только заменены.

Одной из часто ломающихся деталей ремонтуара является заводной вал. Заводские причины дефектов могут быть следующие:

• слишком тонкая квадратная часть вала недостаточно четко входит в отверстие в заводной муфте;
• занижен диаметр заводного вала;
• выточка для переводного рычага на валу слишком узкая;
• заплечик заводного вала слишком короток для установки заводного триба;
• тонкая или короткая цапфа заводного вала.

В современных часах заводная головка выполнена как одна деталь, но в часах устаревших конструкций она представляет собой две детали: основная (собственно головка) и капсула, сделанная из мягкого металла (золота или серебра), которым обтягивают основную головку. Если покрытие головки нарушено, ее следует заменить.

Крепление головки на резьбе заводного вала должно быть надежным и крепким, ни в коем случае не допускающим самопроизвольных отвинчиваний.

Если заводную головку приходится менять, то обратите внимание на правильность выбора ее формы и размера. Так, например, заводная головка не должна слишком плотно прилегать к корпусу часов и должна быть достаточно большой, чтобы при заводе часов ее было удобно захватить пальцами.

Детали внешнего оформления

К деталям внешнего оформления часов относятся: циферблат, стрелки, корпус. Корпус современных часов составлен, как правило, из четырех деталей: крышки, стекла с ободком, корпусного кольца. Если часы устаревшей конструкции, то у их корпуса могут быть две задние крышки.

Принципиальная схема соединения корпуса наручных часов такова: в проточку корпусного кольца запрессовывается стекло. Крышка часов навинчивается на корпусное кольцо и имеет уплотняющую прокладку. Заводной вал с головкой выводится в отверстие корпусного кольца через специальную втулку.

Корпусы наручных часов разделяются по своим защитным свойствам на пыле-, влаго- и водонепроницаемые. Из них наиболее распространенным типом защиты корпуса является влагонепроницаемый.

Тип корпуса и его герметические свойства в основном зависят от конструктивных особенностей и качества уплотняющих прокладок.

Влагонепроницаемый корпус предназначен для того, чтобы предохранять часы от коррозии в помещениях с высокой влажностью или от проникания дождевых капель и т. д. Что касается конструктивных особенностей, то влагонепроницаемый тип корпуса мало отличается от других.

Защитные свойства корпуса часов зависят от надежности уплотнения. Все три типа корпуса имеют так называемую резьбовую книжку с уплотняющей прокладкой. Для того чтобы вывести заводной валик наружу, в корпусе имеется отверстие, снабженное втулкой-уплотнителем.

В часах с влагонепроницаемым корпусом плотность соединения повышают при помощи прокладок из хлорвинила или мягких металлических сплавов (например, свинец-олово). Самые распространенные - простые резьбовые крышки с прокладками, которые укладываются в кольцевой паз корпусного кольца. Крышки, закрепляемые в корпусном кольце при помощи дополнительного резьбового кольца, встречаются реже.

Что касается размеров и наружного оформления корпуса часов, то в этом отношении наблюдается большое разнообразие. Самые распространенные формы для часов - круглые, квадратные и прямоугольные, многогранные, а также в виде кулонов, брошей и даже перстней.

Большинство дефектов корпуса зависит, как правило, именно от его уплотнения. Если уплотняющее кольцо деформировано или повреждено, лучше его заменить; но, если замена невозможна, тогда соединение крышки с корпусом смазывают специальной смесью, сделанной из небольшого количества пчелиного воска и вазелина. Чтобы получить нужную смазку, смесь нагревают и тщательно размешивают. Когда образуется однородная масса, смазку наносят тонким слоем на край корпусного кольца. Затем устанавливается крышка. После того как слой воска застывает, соединение крышки с корпусом герметизируется.

Самое уязвимое место влагонепроницаемого корпуса - это отверстие в корпусном кольце, через которое выводится заводной вал с насаженной на него заводной головкой. Такое соединение уплотняется втулками, устанавливаемыми в отверстии корпусного кольца. В часах некоторых конструкций имеется дополнительное пружинное кольцо, надеваемое на уплотняющую втулку. Втулка - самая изнашиваемая деталь этого узла.

Наиболее удачной конструкцией соединения является такая, при которой заводная головка навинчивается на шейку корпусного кольца. При этом она сама является уплотняющей пробкой. Если необходимо завести часы или перевести стрелки, головку отворачивают и слегка вытягивают из корпуса, после чего она функционирует как обыкновенная заводная головка.

Корпусы некоторых наручных часов, особенно женских, зачастую не имеют даже пылезащиты. В таких случаях корпус изготавливается в виде квадратной или круглой коробочки, в нижней части которой находится механизм, а верхняя половина, несущая стекло, надета на нижнюю и прикрывает собой циферблат.

Поскольку механизм вставлен в нижнюю половину корпуса очень плотно, то часто, при вскрытии такого корпуса механизм застревает и извлечь его довольно затруднительно. В этом случае необходимо осторожно установить механизм на место, а затем снова попробовать вытащить его, подсунув нож или отвертку под лапки платины, выступающие над кромкой нижней половины корпуса. Ни в коем случае не пробуйте приподнимать механизм за края циферблата.

Если корпус часов водо- или влагонепроницаемый, то механизм в нем обычно лежит свободно. Для лучшей его фиксации в корпусе может быть установлено специальное пружинное кольцо, лапки которого упираются в заднюю крышку часов и в бортик платины. Иногда эти пружинные кольца выполняют функцию дополнительного противоударного устройства, являясь амортизатором.

Некоторые часовые механизмы перед установкой в корпус закрывают тонким латунным защитным кожухом со стороны мостов. При разборке механизма кожух, естественно, требуется удалить.

Как правило, в большинстве случав кожух на механизме не закрепляется и снять его нетрудно. Если кожух закреплен одним или двумя винтами, то их легко убрать.

В часах некоторых конструкций, как устаревших, так и современных, механизм закреплен в корпусе двумя винтами. Головка винтов может быть нормальной или частично срезанной. Чтобы вытащить механизм, винты с нормальной головкой следует вывернуть полностью. Если механизм закреплен винтами с частично срезанной головкой, их достаточно повернуть на пол-оборота, чтобы срез был направлен к корпусному кольцу.

Стекла для часов изготовляются, как правило, из синтетических материалов (чаще всего из плексигласа). Однако сами по себе плексигласовые стекла еще не могут обеспечить необходимой герметичности. Если стекло предназначено для влагозащитного корпуса, то допускается простая запрессовка стекла в корпусное кольцо; но при создании водонепроницаемых корпусов для обеспечения необходимой герметичности применяют дополнительное металлическое или пластмассовое кольцо.

Еще одним недостатком плексигласа является то, что он гигроскопичен, то есть поглощает влагу. В условиях сильной влажности (например, во время дождя или даже тумана) плексиглас может пропустить влагу внутрь корпуса часов. Если после этого наступит внезапное охлаждение часов, то на внутренней стороне корпуса и на стекле осядут капли воды, что обязательно приведет к коррозии стальных деталей механизма. Поэтому для повышения герметичности некоторых моделей часов в последнее время стали снова применять силикатные стекла.

Что касается возможных дефектов часовых стекол, то органические стекла с царапинами, а также покрывшиеся трещинами или отдельными матовыми пятнами необходимо заменить или тщательно отполировать. Не следует заменять силикатные стекла органическими.

В качестве материалов для изготовления корпусов настольных, настенных и напольных часов используются в основном дерево или пластмасса, реже металл. Корпуса будильников в большинстве случаев делают из металла или пластмассы. Заменить стекла в них несложно, а сам корпус практически не подвергается ремонту. Тем не менее лучше всетаки проверить отдельные детали корпуса, по возможности исправить вмятины и царапины на его поверхности (если корпус металлический).

Если корпус часов деревянный, то лопнувшие швы на нем надо аккуратно залить столярным клеем.

Циферблаты часов закрепляются специальными боковыми винтами. Винты зажимают ножки циферблата в отверстиях платины. Иногда циферблат может привинчиваться непосредственно к платине.

При разборке механизма циферблат надо снимать очень осторожно. Если на циферблате имеется гальваническое покрытие, то прикосновение пальцев может оставить на нем неустранимые пятна. Кроме того, их поверхность легко можно оцарапать.

Циферблаты с эмалевым покрытием от легкого нажима получают сколы и трескаются. Если циферблат тонкий, то при неосторожном обращении он легко гнется.

Когда вы снимаете циферблат, то боковые винты следует отвернуть лишь настолько, чтобы можно было сделать это без усилий. После снятия циферблата эти винты надо опять завернуть, иначе они могут потеряться.

Если ножка циферблата сломана, можно припаять новую, но только в том случае, если циферблат эмалевый. На нем очищают место, где должна быть установлена новая ножка. Чтобы при этом циферблат не прогнулся и не потрескался, его надо поддерживать снизу пальцем. Ножки изготовляют из медной проволоки, диаметр которой должен равняться диаметру соответствующего отверстия в платине.

К центральному отверстию циферблата подбирается латунная втулка, входящая без зазора в это отверстие. Ее надевают на втулку часового колеса. Затем сквозь соответствующее отверстие платины размечаются места пайки. Пайку нужно производить быстро, чтобы циферблат не успел прогреться. Пламя надо направлять преимущественно на проволоку ножки, нагревая ее до полного расплавления припоя.

Расположение стрелок на циферблате может быть нарушено. Если ось секундной стрелки не совпадает с центром секундной шкалы циферблата, то при отсчете времени может возникнуть ошибка в несколько секунд. В будильниках такой дефект может послужить причиной неправильной подачи сигнала.

Однако дефекты центрирования можно исправлять только в ограниченных пределах. Если циферблат металлический, то у него можно осторожно подогнуть ножки. Для этого циферблат следует установить на платине, положить на него деревянную пластинку и осторожно постучать по соответствующей стороне циферблата молотком.

К сожалению, на современных циферблатах, где употребляется в основном гальваническое или лаковое покрытие, замена ножки практически невозможна, так как даже самый незначительный нагрев циферблата вызовет появление на его поверхности неизгладимых пятен.

Загрязненный циферблат необходимо очистить. Эмалевый циферблат лучше чистить бензином. В том случае, если он потрескался или слишком сильно загрязнен, его надо промыть. Для этого натрите циферблат мылом, а затем промойте его теплой водой. Чтобы удалить грязь из трещин, надо протереть циферблат срезом сырой картофелины. После промывки циферблат сушат, завернув в папиросную бумагу.

Печатные циферблаты, а также циферблаты с серебрением поля плохо переносят чистку. Бензин и спирт для их очистки применять вообще нельзя. Если заменить циферблат невозможно, а знаки на нем стерлись, можно написать их черной краской или тушью. Для написания лучше использовать деревянную палочку.

Если знаки (штрихи и цифры) на циферблате не нарисованные, а приклеенные, то их лучше отполировать и покрыть бесцветным лаком.

Что касается стрелок часов, то прежде всего, конечно, они должны быть определенной длины и прочно удерживаться на осях. Стрелки не должны соприкасаться одна с другой или задевать циферблат или стекло. Если вы меняете стрелки, то лучше, чтобы они также соответствовали внешнему оформлению часов по форме и цвету.

Секундную стрелку лучше устанавливать по ходу часов, что дает возможность контролировать соприкосновение стрелки с циферблатом или платиной.

Если секундная стрелка расположена по центру циферблата, то она имеет изогнутый конец и устанавливается с зазорами относительно минутной стрелки и стекла. Боковая секундная стрелка должна быть совершенно плоской и проходить над циферблатом с минимальным зазором. Зазор между стрелками надо тщательно проверить по всей окружности циферблата.

Снимать стрелки удобнее всего пинцетом. Отверстие в стрелке должно соответствовать диаметру несущей оси. Если отверстие слишком узкое, надо его расширить при помощи сверла. Сверлят в несколько приемов, постепенно применяя сверла большего диаметра.

При нормальной длине минутной стрелки ее острие должно перекрывать от половины до двух третей ширины минутной шкалы. Если стрелка слишком длинная, ее можно подогнать, положив стрелку на толстое стекло и обрезав ее концы ножом. Конец часовой стрелки должен закрывать не более одной трети цифр.

В том случае, если циферблат часов не плоский, а изогнутый, минутная стрелка обычно сильно сближается со стеклом в районе чисел 6 и 12 и с циферблатом в районе чисел 3 и 9. Эти места необходимо тщательно проверить, чтобы не допустить соприкосновения стрелки со стеклом или циферблатом.

Удачи в ремонте!

Всего хорошего, пишите to © 2008