Принцип работы маятника в часах: Все о маятниковых часах — магазин часов Секунда

Содержание

Небольшой механизм, благодаря которому мы знаем точное время / Хабр

Мало каким вещам мы уделяем столько же внимания, как времени. Мы не хотим опаздывать на работу или на свидание. Ещё больше мы не хотим стареть и умирать. Правильный учёт времени важен во всех аспектах человеческой деятельности, и мы стали беспокоиться об этом почти сразу после того, как перешли от охоты и собирательства к сельскому хозяйству и коммерции.


Часы-свеча

Измерение времени требует повторяющегося процесса для отсчёта равных промежутков и способа отслеживать и показывать результат. Первые устройства для учёта времени основывались на движении Солнца. Древние Египтяне примерно в 3500 г. до н.э. строили обелиски, которые отбрасывали тени на землю и давали тем самым приблизительное понятие о времени суток. Затем настала очередь субстанций, тратившихся с одинаковой скоростью: свечи, благовония, водяные и песочные часы. Огромный прорыв случился с изобретением механических часов и спускового механизма.


Самый ранний из известных греческий спусковой механизм водяных часов

Для работы часам нужна энергия. Спусковой механизм – это способ выпускать эту энергию малыми долями через равные временные промежутки. На анимации колесо соединено с источником энергии – пружиной или весами. Само по себе колесо будет вращаться с максимальной скоростью, пока не иссякнет энергия. Но если мы добавим якорь, колесо будет поворачиваться на несколько градусов за один раз и за равные промежутки времени – это именно то, что требуется для измерения времени.

Самый ранний спусковой механизм был описан греческим инженером Филоном Византийским в 3-м веке до н.э. Ложка с противовесом наливается из ёмкости с водой, и опрокидывается в чашу при наполнении, выпуская при этом шарик из пемзы. После опрокидывания её возвращает назад противовес, и, натягивая нить, закрывает дверцы, выпускающие шарики.

Ещё один спусковой механизм построил известный китайский учёный и изобретатель Су Сун в 1094 году. Колесо останавливалось механизмом, отпускавшим его, только когда вес наполняющегося ведра достигал определённой величины. Если вода текла с постоянной скоростью, колесо поворачивалось через равные временные интервалы. Изобретение известно как Башня астрономических часов, и было многоэтажным. Оно не сохранилось, но анимация, взятая с исторического телеканала, помогает оценить структуру и понять принцип её работы.

Первые полностью механические часы появились благодаря шпиндельному спусковому механизму. Неизвестно, откуда он появился в механических часах XIV века, но встречался в больших башнях по всей Европе. Его точность не сильно отличалась от водяных часов, но, по крайней мере, он не замерзал зимой. Шпиндельный спусковой механизм оставался главным способом отсчёта времени, вплоть до изобретения маятника и пружинного балансира в 1657 году, когда точность механизма возросла с нескольких часов в день до нескольких минут в день.

После изобретения маятниковых часов было разработано более 300 различных типов спусковых механизмов. Конечно, сейчас используется всего лишь несколько из них. Самые основные, это:


Цилиндрический механизм Томпиона/Грэма, 1695-1726


Дуплексный механизм Гука, 1700


Рычажный механизм Маджа, 1750


Стопорный механизм Арнольда, 1775

Очень интересная идея используется в кузнечиковом механизме, разработанном в 1722 году Джоном Гаррисоном.

Он двигается необычно, почти гипнотизирующим образом. Главное его преимущество – очень низкое трение.

Улучшение механических часов продолжалось как в плане точности, так и в плане миниатюризации, и спусковой механизм был центральной частью любых часов. Появление электрических часов заменило механизм электрическими способами получения регулярных импульсов: соленоидами, синхронными двигателями и камертонными осцилляторами. В результате появились часы без всяких часовых механизмов.

В 1927 году в лаборатории Белла были созданы первые кварцевые часы. Для измерения временных интервалов они используют периодические колебания кристалла кварца. Seiko представила первые кварцевые часы, Astron, в 1969. Через десять лет кварц уже захватил рынок. Комбинация небольшой стоимости и высокой точности привела к «кварцевому кризису», когда механические часы почти исчезли из продажи.

Последнее улучшение пришло с появлением атомных часов, использующих переход между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома. Они позволяют отсчитывать время с беспрецедентной точностью. Их используют в спутниках GPS и любые устройства, синхронизирующиеся с ними, получают те же возможности отсчёта точного времени. В будущем, вероятно, такие часы можно будет носить на запястье.


Girard Perregaux, 2008

Сегодня всё ещё производят механические часы со спусковыми механизмами. Из-за распространения мобильных телефонов многие уже отказались даже от кварцевых часов. Но в миниатюрных механизмах присутствует какая-то внутренняя красота. Они олицетворяют триумф мастерства над точностью.

Механические часы так прекрасно бесполезны. Каждый механизм – это миниатюрный мир, крохотный, функционирующий, масса мелких и непонятных движущихся частей. Движущихся частей! И в результате эти часы в каком-то смысле живые. У них есть сердцебиение. Они, кажется, отвечают, как Тамагочи, на «любовь», в виде дорогостоящих услуг специалистов-часовщиков. Как древние паровые автомобили или мотоциклы Vincent, их можно скрупулёзно восстанавливать практически из любого состояния.
— Уильям Гибсон

Современные механические часы – это одни из самых сложных и прекрасных существующих механизмов. Они могут стоить сотни тысяч долларов, и конечно, являются предметами коллекционирования. И сегодня часовые инженеры продолжают разрабатывать спусковые механизмы в поисках методов увеличения точности и надёжности.

инструкция по установке, пуску и регулировке гиревых часов 12-ЧГ, Сердобский часовой завод, СЧЗ

«Труды Саратовской ученой архивной комиссии.
Сердобский научный кружок краеведения и уездный музей»


Инструкция по установке, пуску и регулировке настенных маятниковых гиревых часов с боем 12-ЧГ сборки Сердобского часового завода

Часы настенные маятниковые гиревые с боем 12-ЧГ выпускаются по ТУ 14—154—56.

Не разрешается:

1. Вращать стрелки в сторону, обратную их движения.

2.Переводить стрелки без остановки до окончания боя на целых часах и получасах.

3.Подвешивать к гире дополнительный груз.

4.Заводить часы незадолго до боя — за 5 минут. Если часы остановились перед боем, то сначала переведите стрелку, чтобы часы пробили и затем подтягивайте гири.

Установка и пуск часов

1.Помещение, в котором будут установлены часы, должно быть по возможности сухим, не пыльным и не иметь резких колебаний температуры, а стена, где будут висеть часы, не должна иметь сильных сотрясений.

2.Выбрав место установки часов, распакуйте их, освободите часы от коробки и бумажной упаковки.

3.Откройте дверку корпуса часов.

4. Снимите или перережьте резинки, которыми скреплены маятник и цепочка.

5.Выньте маятник и освободите цепочки от бумажной обертки.

6.Выньте картонную прокладку из звуковой спирали, укрепленной сзади механизма.

7.

Подвесьте часы отвесно на ровную стену на высоте около 2 метров от пола, наденьте маятник на подвеску, проволочная петля — видимая внизу механизма, а цепочки пропустите через отверстие внизу корпуса часов. Маятник при этом не должен касаться задней стенки корпуса, а подвеска маятника должна свободно проходить через петлю вилки.
  Наденьте гири ушками на разрезные кольца левых концов цепей через петлю вилки.

8.Слегка толкнув маятник, пустите часы в ход, прислушиваясь к ударам хода часов и, если удары хода не одинаковы по силе и тону, выравняйте их путем передвижения нижней части корпуса часов в правую или левую сторону. Размах маятника в обе стороны должен быть одинаковым.
  Выверенные по равномерности хода часы закрепите двумя установочными винтами, находящимися в нижней внутренней части корпуса, ввернув их немного в стену.

9.Проверьте правильность подачи сигналов боя, для этого вращая минутную стрелку по направлению ее движения, установите ее на ближайшей цифре «6» или «12» и проверьте соответствие ударов боя показанию часовой стрелки.

  При соответствии числа ударов показанию часовой стрелки — часы считаются проверенными по подаче сигналов боя. Если часы пробили неверно, запомните число пробитых ударов; затем, сняв гирю боя, правую, переведите стрелки так, чтобы часовая стрелка была против цифры, соответствующей числу пробитых ударов, а минутная стрелка на несколько минутных делений за цифрой «12», после этого повесьте гирю. Бой часов будет соответствовать показанию стрелок.

10.Установите «верное время» на часах, вращая минутную стрелку по направлению ее движения и останавливаясь на целых часах и получасах во время боя, до соответствия показанию стрелок «верному времени».

Правила эксплуатации часов

1.Продолжительность хода часов от одного полного подъема гирь не менее 26 часов, поэтому заводить часы, поднимать гири, следует один раз в сутки.

2.Для предотвращения спутывания боя часов в конце завода, гирю боя, правую, поднимайте несколько выше, чем гирю хода, левую.

3.Суточный ход часов при температуре 20°±5°С не должен превышать ±3 минуты в сутки.
  Неточный суточный ход можно отрегулировать, для этого, ослабив контргайку на стержне маятника и вращать гайку, передвиньте линзу:
    если часы спешат — линзу опустите вниз;
    если часы отстают — линзу поднимите вверх.
  За 1 оборот гайки точность суточного хода изменяется приблизительно на 1 минуту в сутки.
  После окончания регулировки часов на точность суточного хода, закрепите положение линзы маятника — контргайкой и установите часы на верное время, смотрите пункт 10.

4.Если в процессе работы часов сигналы боя перестают соответствовать показанию стрелок, то восстановить соответствие можно, руководствуясь пунктом 9.

5.Чистку и смазку часов следует производить только в случае необходимости, при остановке их вследствие засорения механизма или загустевания, высыхания масла.
  Для смазки часов употребляйте только специальное часовое масло.

Неисправности часов и способы устранения их


Неисправности часов

Способы устранения неисправностей

а) Цепочка соскочила с блочка ходового или боевого узла

Опрокинув часы, пользуясь проволочным крючком и используя вращение блочка, осторожно накиньте цепочку на блочек

б) Часы хорошо ходят только при наклонном положении корпуса

Пользуясь стержнем с зацепом, осторожно погните вилку, проволочная деталь, немного в сторону наклона нижней части корпуса часов. Путем неоднократного подгиба вилки в ту или другую сторону добейтесь равномерного хода часов при вертикальном положении их

в) Часовая стрелка свалилась с конуса часовой трубки и не показывает время

Свинтив гайки минутной и часовой стрелок, снимите минутную стрелку, предварительно поставив ее на цифру «12», затем осторожно наденьте часовую стрелку на конус часовой трубки и надавив слегка пальцем поверните стрелку по ее движению на несколько делений циферблата и установите ее на какую либо цифру.
После этого наденьте минутную стрелку и закрепите гайки.
Выверьте часы на соответствие боя и установите верное время

г) Часы останавливаются или сильно отстают

При задевании стрелок за стекло — немного подогнуть стрелку к циферблату.
В случае, если гайка минутной стрелки непроизвольно затягивает минутную трубку и между ними нет люфта, надо, свернув гайку, немного обжать ее, добившись тугого завертывания ее на ось минутной стрелки.
В иных случаях нужно сдавать часы в ремонт

д) Дребезжащие и слабые удары молоточка

Установив минутную стрелку на время боя, осторожно пальцем подогните или отогните колено спирали боя у молоточка, в задней части механизма, добиваясь четкого и мелодичного звука боя.
Плохой звук боя также можно устранить путем правильной установки механизма на колонках кронштейна, если он сдвинулся

е) Оборвалась цепь

Пользуясь плоскогубцами, осторожно разъедините концевое звено и соедините цепь.
После этого подожмите соединяющее звено

ж) Линза маятника укреплена не параллельно задней стенке

Осторожно, пальцами выправьте латунный стержень маятника иак, чтобы линза качалась параллельно задней стенке

Гарантия:

Завод гарантирует соответствие качества часов и их действие требованиям ТУ 14—154—56 в течении 1 года со дня отпуска их магазином покупателю, при условии обращения с ними согласно данной инструкции.

Бесплатное устранение заводских дефектов в часах в период гарантийного срока производится:
а) Сердобским часовым заводом — город Сердобск, Пензенская область, Нагорная площадь, 5
б) Мастерская гарантийного ремонта
  Адрес мастерской узнайте в магазине по месту покупки часов.

ПРИМЕЧАНИЕ: Гарантийный ремонт часов производится только при предъявлении инструкции.
  При покупке часов требуйте испытания и наглядного показа их работы.

Дирекция Сердобского часового завода
Сердобская типография заказ № 26

Сердобский часовой завод в 70-е годы выпускал более современную модель гиревых часов 20-ЧГ, имевшую отличие только во внешнем оформлении, механизм и принцип работы идентичен гиревым часам 12-ЧГ.

Конструктивно механизм гиревых часов 12-ЧГ и 20-ЧГ практически не отличается от часов с кукушкой, рекомендуем ознакомиться со статьей
Инструкция по ремонту и настройке часов с кукушкой

 


 

Часы в интерьере: 10 самых оригинальных идей :: Дизайн :: РБК Недвижимость

Функциональный декор часов с циферблатом — беспроигрышный вариант для любого помещения. Важно только определиться со стилем, размерами и предпочтениями по материалу, цвету и форме.

Фото: Rodolfo Barreto/Unsplash

Практичная деталь

Казалось бы, громоздкие часы — пережиток прошлого, ведь сейчас можно посмотреть время на телефонах, «умных» браслетах, на мониторах ноутбуков и компьютеров. Но профессиональные дизайнеры категорически не согласны с тем, что пора отказаться от этого элемента. Особенно популярны у дизайнеров настенные часы, так как они занимают мало места; такой декор — аналог картин и постеров, но с небольшим практичным функционалом. Кроме того, можно подобрать настольные и напольные варианты, которые также дополнят трендовый интерьер.

Фото: Di An H/Unsplash

Цифры в воздухе

Прозрачный циферблат делает часы визуально невесомыми. Они будут отлично смотреться в маленькой прихожей, гостиной или спальне, подойдут к любому цвету стен, мебели и аксессуаров. Их необязательно располагать на пустой стене, можно вешать поверх рисунков и фотографий. Иногда производители не ограничиваются цифрами и стрелками, дополняя часы словами, точками и узнаваемыми силуэтами животных, растений и птиц.

Фото: aliradar.com

Время перекусить

Многие настенные часы сегодня — не объемный цельный аксессуар, а набор из нескольких элементов. Процесс установки будет весьма трудоемким: все части часов нужно расположить и закрепить на подходящем удалении друг от друга, в зависимости от размера комнаты, количества предметов мебели и декоративных деталей. Уход за ними тоже потребует времени: придется протирать от пыли каждую цифру или слово. Зато они отлично подходят для небольших помещений, визуально расширяя пространство. Особенность таких часов в том, что для них не нужно выбирать целую стену — можно частично разместить аксессуар на окне, двери или мебели.

Фото: Nunido

Вековой стиль

Классические напольные часы с маятником вряд ли пригодятся в малогабаритной квартире. Такой акцент интерьера когда-то был обязательным атрибутом особняков, признаком достатка и хорошего вкуса хозяев. Сейчас стоит с осторожностью выбирать подобные часы. Они займут много места и точно привлекут к себе внимание, поэтому важно, чтобы элемент соответствовал общему стилю комнаты. Кстати, в английском языке его название grandfather clock — «дедушкины часы» — предполагает отсылку к прошлому веку. Но при этом, помимо классического интерьера, они отлично подойдут для лофта, особенно если будут перекликаться с другими вещами в ретро-стиле.

Напольные часы в современной кухне (Фото: houzz.com)

Скромный минимализм

Несмотря на невысокую популярность такого рода декора, дизайнеры предлагают не отказываться от напольного варианта, а подобрать соответствующий. Если резной деревянный фасад часов не вписывается в ваш лаконичный минимализм, присмотритесь к современным вариантам из гладкого металла и пластика. От привычного элемента здесь только циферблат и маятник; часы не занимают много места, при этом выглядят стильно и оригинально.

Трендовые напольные часы в гостиной (Фото: Pinterest)

Стол вне времени

Оригинальный вариант часов — циферблатом вверх. Они могут быть встроены в полку или кофейный стол. Поверхность сделана из прочного стекла, поэтому мебель не теряет функциональности, а становится ярким акцентом декора. Стол хорошо смотрится в гостиной или на кухне; хромированная поверхность позволяет дополнить им практически любую современную комнату. За счет герметичности, часы не боятся влаги, поэтому можно поставить их на кухне и в ванной комнате.

Стол-часы в современном интерьере (Фото: Pinterest)

Работа, отдых и искусство

Комнаты, где часы не просто красивый аксессуар, — рабочий кабинет и библиотека. Если вам нравится сосредотачиваться над проектом под мерное тиканье часов и посматривать на них, а не в гаджеты, отрываясь от книги, выбирайте настоящие, а не бутафорские элементы любого размера и стиля. Именно комнаты для работы и чтения принято оформлять в строгих тонах и с минимумом деталей, поэтому можно подобрать аксессуары небанальной формы, например, с отсылкой к картинам Дали. Такие часы будут ненавязчиво «свисать» со стола или полки, не занимая много места, и при этом оставаясь заметным акцентом.

«Течение времени» Дали на полке (Фото: aliradar.com)

Ретро для современности

Вряд ли в наши дни кто-то пользуется старым классическим будильником, звенящим на весь дом. Сейчас можно просыпаться по строго заданному алгоритму сна в приложениях, под любимую песню или пение птиц, с автоматически включаемой подсветкой. Но забавный круглый ретро-будильник на металлических ножках и с кнопкой выключения наверху — отличный вариант для декора спальни. Можно найти оригинал на блошиных рынках или купить один из тысяч аналогов, в том числе бесшумную версию любого цвета.

Декоративный будильник в спальне (Фото: Laura Chouette/Unsplash)

Не перебор, а стиль

Что если вы так и не смогли определиться между несколькими вариантами понравившихся часов? Или обнаружили сразу три циферблата в кладовке, лежащих там с незапамятных времен. Дизайнеры непреклонны: не стоит их выбрасывать и тем более делить на разные комнаты; нужно повесить их вместе, и к тому же на одну стену. Чтобы акцентировать внимание на этой части комнаты, ее можно дополнить рисунками или обоями на тему времени. Подойдут изображения известных часовых башен, римских цифр и шестеренок.

Стена со множеством часов (Фото: Youtube.com)

Электронный аксессуар

Несмотря на популярность ретро-стиля, электронные часы также часто используют для оформления интерьера. Они подойдут для стиля хай-тек, дополнят сдержанный скандинавский, яркие поп-арт и контемпорари. Помимо лаконичности дизайна, такие варианты снабжены дополнительными функциями подключения к WiFi для трансляции аудио или встроенным проектором для переноса цифр на стену и потолок.

Часы с проектором (Фото: amazon. com)

Автор

Ирина Рудевич

Старинные настенные часы и тайны их ремонта... Часть 4, заключительная. | РетроТехника. Просто о сложном.

Пришло время завершить рассказ о том, как можно сделать ремонт старых и даже старинных часов с боем. Такой метод ремонта может быть применён не только настенным часам, как у меня, но и крупным механизмам напольных, каминных, настольных и прочим часам, которые ещё в немалом количестве остались у любителей старины. ..
Но ещё раз предостерегаю Вас, если есть возможность отдать их на ремонт настоящему часовщику, не пытайтесь делать это самостоятельно. Кроме тех работ, которые я Вам показал на примере своего механизма, есть ещё очень много подводных камней, проходя через которые, можно совсем лишиться того, что имеете. Моя любимая пословица в этой области — Лучшее - враг хорошего! Браться за такую работу нужно имея нужный инструментарий, руки, заточенные на работу с мелкими деталями, опыт, полученный не по книжкам или интернету, а на подобных работах, и умение разобраться со взаимодействием работы сложных механизмов... Поверьте, все старинные механизмы имеют свои особенности и многие отличия друг от друга. И главное - не спешить. Лучше растяните эту работу на пол-года, чем с лёту натворить такого, что уже не исправить. Да, и растянуть удовольствие от прикосновения к работе сто-летнего или более древнего механизма, тоже неплохо.
Если всё прошло гладко и оба механизма (часов и боя) легко прокручиваются, пора заняться маятниковым механизмом. Весь смысл и предназначение механизма часов сводится к тому, чтобы часовая стрелка крутилась по циферблату с определённой скоростью и указывала время.
Да, не осудят меня читатели, постигшие эту науку ранее, коротко расскажу принцип работы часового механизма.
Первые часы имели всего одну стрелку - часовую. Затем к ней добавили вторую - минутную. Но скорость их вращения должна быть плавной и постоянной. За это отвечает маятник. Не вдаваясь в теорию глубоко, скажу просто - от его длинны зависит как часто он будет качаться. Весь часовой механизм работает на то, чтобы предать маятнику импульс-толчок, чтобы он не останавливался.

Полностью собранный механизм. Осталось поставить циферблат и стрелки.

А стрелки вращаются по ходу этого действа на оси одного из колёс - минутного (центрального). После него идут ещё два - промежуточное и анкерное. Анкерное колесо вращается с самой большой скоростью во всём механизме часов. Оно имеет специальную форму зубьев, которые попеременно ударяют по скобе маятникового механизма.

Анкерное колесо, а над ним скоба маятника.

В самых простых часах, маятник жёстко закреплён на оси скобы и, отклоняясь в сторону, он переводит скобу в положение, при котором её загнутый конец освобождает зуб анкерного колеса, в который он упирался, и колесо поворачивается до момента встречи другого зуба с загнутым концом другой стороны скобы. При ударе о зуб, на скобу передаётся импульс, который подталкивает маятник и отклоняет его в противоположную сторону. Конец скобы снова ударяется о зуб, и всё повторяется.

скоба маятника удерживает анкерное колесо.

Маятник с каждым ударом о зуб каждой стороной скобы слегка подталкивается и продолжает качаться не останавливаясь. Так работают часы типа "Ходики" с коротким маятником и суточным заводом. В подобных моим часах, которые от одного завода пружины работают целую неделю, маятник имеет намного большую длину, и амплитуда их движения намного меньше. Период его колебаний намного больший, а импульс, передаваемый на маятник, совсем слабый. Чтобы он не останавливался была придумана простая деталь с мудрёным названием Пендельфельдер. У нас тоже есть похожее слово пендель, и получить его, значит ощутить удар по месту, где спина плавно переходит к ногам.
Pendelfelder переводится с немецкого, как - осциллирующие поля или для часов это - пружина маятника. В таких часах маятник подвешен отдельно от скобы и выше её оси - на верхнюю платину механизма через этот самый Пендельфельдер.

собранный механизм маятника на подвеске с пендельфельдером и вилкой маятника.собранный механизм маятника на подвеске с пендельфельдером и вилкой маятника.собранный механизм маятника на подвеске с пендельфельдером и вилкой маятника.

А скоба связана поводком с вилкой, которая раскачивает сам маятник. Из за разницы точки подвеса и точки изгиба в пендельфельдере, маятник при отклонении укорачивает свою длину относительно начала движения из нижней точки. Изгиб происходит в точке 1/3 от верхнего крепления пендельфельдера и, чем дадьше он отклоняется, тем больше укорачивается его длина. Эффект тот же, что на качелях при самостоятельном раскачивании - при движении вниз мы приседаем, а проходя нижнюю точку- поднимаемся. А скоба и поводок просто помогают маятнику поддерживать движение. Он создает опережение хода и частично компенсирует отставание из за трения и прочих факторов, тормозящих движение.

Самодельный пендельфельдер с проушиной.Самодельный пендельфельдер с проушиной.

Внешне - пендельфельдер это плоская пружина, подобранная для непрерывного движения маятника и изгибающегося в нужной точке (1/3 сверху от его длины). Он может быть одинарным, но чаще его делают двойным - две пружинки, разнесённые друг от друга для устойчивости диска маятника от поворота на оси его крепления. Пендельфельдер крепится к платине через прорезь во втулке с поперечным пропилом и штифтом. Мой пендельфельдер оказался немного испорченным, он помят и в его средней части начала появляться трещинка. Он может быть сделан самостоятельно из тонкого упругого металла - стали, фольги из прокатанной латуни или меди. Неплохо получается из лезвия бритвы, если больше не из чего, но её трудно резать. Можно слегка нагреть до цвета побежалости, она станет мягче, сохраняя упругость. Раньше у меня была тонкая упругая фольга из латуни, и я делал эту деталь из неё. Я не нашёл ничего подходящего и обратился к старым друзьям-часовщикам. Они мне дали готовый пендельфельдер из стальных полосок. Пришлось только рассверлить отверстия для моих родных осей.
Внесу правку в текст. В комментарии мне подсказали, что мой пендельфендер короче, чем нужно. Он должен быть такой длины, чтобы трезуб на подвесе маятника был ниже вилки поводка. Буду переделывать, как только найду подходящий материал.

Заводской пендельфельдер.Заводской пендельфельдер.

Скоба маятникового механизма одной стороной своей оси входит в отверстие на нижней (передней) платине, а вторая сделана подвижной для точной регулировке её положения относительно анкерного колеса. Она накладная с пазами для винтов и её можно двигать перед их затягиванием.

Накладка с отверстием для оси скобы и креплением пендельфельдера.Накладка с отверстием для оси скобы и креплением пендельфельдера.Накладка с отверстием для оси скобы и креплением пендельфельдера.

Нужно добиться, чтобы при совсем небольшом заводе пружины, всего два-три щелчка храпового колеса, анкерное колесо перескакивало с зуба на зуб , не давая ему прокручиваться и входя внутрь зуба немного больше, чем на половину глубины ( или высоты зуба, как Вам больше нравится). При этом вилка маятника должна в средней точке от амплитуды находиться ровно вертикально. Это будет нижняя точка маятника. Делается это поворотом вилки относительно скобы. Можно надавливать на вилку в нужную сторону при скобе, упёршейся в анкерное колесо. Она провернётся и останется в этом положении.

Можно так же немного прокручивать втулку крепления пендельфендера, но это уже совсем тонкая настройка, чтобы выровнять корпус часов по вертикали, не трогая скобу. Лучше, если он останется в ровно вертикальном положении.
Таким образом, механизм часов с боем доведен до рабочего состояния. Остаётся совсем немного, и можно вставлять его в корпус. осталось только поставить на место вексельное и часовое колёса.

Вексельное колесо стопорится от соскакивания со своей оси проволочной скобой, а часовое надевается на ось центрального колеса выше минутного триба. Не забываем смазать обе оси.
Немного отвлекусь на смазку. Наши часовщики открыли мне "страшный секрет". Они последние годы смазывают крупногабаритные механизмы и будильники жидким глицериновым маслом. А особенно хорошо с ним работает пружина. Она легко проскальзывает по своим виткам и не чернеет, что происходит с обычным маслом при трении стали о сталь. Оси колёс тоже с ним хорошо работают. Берите на заметку. Ведь его можно использовать не только в часах. Хорошо, что я ещё не смазал пружины. Смажу глицериновым маслом , да, и на остальные оси его подам. Где легко достать кисточкой, промою сначала бензином. И продую клизмой! Самый лучший для этого инструмент, первый друг часовщика.

Ставлю на место циферблат и закрепляю своими штифтами. Можно ставить стрелки. Прокручиваю минутную ось до щелчка срабатывания боя. Если часы отбивают время, считаю удары, если пробьёт один удар, нажимаю на спусковую скобу и считаю удары молоточка. Ставлю часовую стрелку на количество пробитых часов, а минутную в верхнее положение. Её отверстие имеет квадратное сечение, и она окажется немного сдвинутой после "0" ("12"). Прокручиваю минутную до "6", Часы должны пробить один удар. Снова прокручиваю до "0", но немного не дохожу до спуска. Оставляю часы самим дойти до щелчка. Сразу останавливаю маятник и поправляю часовую стрелку, она должна смотреть ровно на нужную цифру.
Я пока остановлюсь на этапе до корпуса. Мне ещё предстоит его отреставрировать. А дальнейшие шаги такие:
Вешаем часы на стену, заводим пружину до середины завода (примерно), толкаем маятник и слушаем ход. Регулируем по звуку. Тиканье должно быть ровным. Двигаем низ корпуса по влево-вправо до чистого звука "тик - так". Выравниваем его до максимально одинакового в обе стороны маятника. Это и будет рабочая точка механизма. Проверяем корпус по вертикали с помощью строительного уровня. Если он сдвинут, можно подрегулировать поворотом верхнего крепления пендельфельдера. Если уход от вертикали большой, придётся подкручивать скобу. С первого раза всё получится едва ли, но в конце концов справитесь.
Далее нужно поставить точное время и подождать несколько часов. Проверяем время. Если минутная стрелка заметно отстала, укорачиваем маятник, накручивая круглую гайку под диском. Если ушла вперёд, удлиняем, откручивая гайку и оттягивая диск вниз. Так может понадобиться сделать не один раз. Затем удлиняем время проверки до суток, и снова регулируем. Точность хода немного "гуляет". На полном заводе часы слегка спешат, в конце - отстают. Через неделю Вы поймёт примерную среднюю точность хода часов. Постепенно регулируя, можно добиться приемлемого значения. Не старайтесь слишком усердствовать. Нашим предкам не требовалась слишком большая точность. Отставание на минуту и даже больше за пару дней - была высокая точность хода.

Когда через несколько лет Вы заметите, что точность хода значительно ухудшилась, нужно сделать часам профилактику - промыть механизм и заново смазать. Это можно сделать и без полной разборки.

Желаю Вашим часам долгой работы и хорошей точности, а Вам как можно дольше наблюдать за их работой.

Подписывайтесь и оценивайте, комментируйте и задавайте вопросы. Делитесь в соц. сетях. Если заметите неточность или ошибку, сообщайте.

С. Андрианов.

особенности механических часов, обзор старинной модели «Янтарь» и «ОЧЗ», немецкие антикварные часы в деревянном корпусе

Настенные часы с боем являются украшением любого классического интерьера, не теряющим популярности на протяжении долгих лет. Помимо роскошного внешнего вида, отличается устройство и простотой эксплуатации.

Устройство и принцип работы

Настенные часы с боем отличаются не только эстетикой, но и точной механикой. Работают они за счет собственного источника энергии, что устраняет необходимость приобретения батареек или размещения конструкции рядом с розеткой. Функционирование может происходить благодаря наличию заведенной пружины в барабане, механизма поднятия гири или особого кварцевого кристалла. Основными преимуществами часов с боем являются:

  • надежность рабочего механизма;
  • создание приятного уютного звука;
  • наличие разнообразных дизайнов, размеров и форм корпуса.

Практичное устройство идеально справляется с задачей демонстрирования текущего времени. Стоит также отметить, что часто оно оборудовано дополнительной полочкой для размещения мелочей или даже сейфом.

Необходимо отдельно упомянуть про бой. Данная функция связана с механизмом хода, поэтому действует именно в определенное время, отбивая количество часов, на которое указывают стрелки. Для осуществления «спецэффекта» задействованными оказываются от 1 до 8 молоточков, которые нажимают на 1, 2 или 3 специальных пружины. Случается, правда, что 8 молотков нажимают на 8 пружин, чтобы оповестить о каждой четверти часа.

Сами пружинки выглядят как стальные проволочные спирали.

Некоторые современные модели с боем оборудованы гонгами, которые монтируются внутри корпуса в горизонтальном или вертикальном положении и способны издавать приятно звучащие сигналы. Важно соблюдать определенный промежуток между молоточком и точкой, в которой он касается пружины. Если звук издается неприятный, то проблемой может оказаться чересчур плотное касание молотка и пружинки. Слабый звуковой сигнал – результат того, что расстояние между молотком и пружинкой слишком велико, и поэтому воздействие получается слабым, либо проблема заключается в неправильном креплении звукового элемента относительно корпуса. Бой и механизм хода работают качественно, пока не завершается завод обеих пружин.

Разновидности

Как правило, старинные часы, до сих пор присутствующие во многих квартирах, являются механическими. Они состоят из следующих элементов:

  • двигателя, представленного в виде гири или пружины;
  • передаточного механизма из зубчатых колес;
  • регулятора, отвечающего за равномерные движения;
  • спуска, передающего импульсы от двигателя к регулятору.

Именно регулятор отвечает за то, что антикварные конструкции до сих пор успешно выполняют свою работу. Используются старинные часы для оформления классических интерьеров, особенно если речь идет о гостиной с мягкими креслами, камином и большим количеством текстиля.

Оптимальным фоном для антикварных ходиков в деревянном корпусе являются коричневые, благородные зеленые и бордовые оттенки, создающие контраст по отношению к самому корпусу.

Не менее популярными считаются и современные часы, оформленные в ретро-стиле. Они обладают необходимым налетом старины, но обходятся гораздо дешевле и требуют гораздо менее тщательного обслуживания. Для моделей обычно характерен минималистический дизайн, а также применение крупных римских цифр. Конструкции прекрасно дополнят не только классический интерьер, но и современный.

Если речь идет о конкретных моделях, то, конечно же, следует упомянуть продукцию советской марки «Янтарь», или «ОЧЗ», являющуюся результатом деятельности Орловского часового завода. Производство таких часов осуществлялось с 1954 до 1992 года, поэтому сегодня они особо ценятся любителями исторических находок. Как правило, возраст «Янтаря», найденного на барахолке, составляет минимум 25 лет. Бой осуществляется один раз каждые 30 минут.

Высокой точностью и отличным качеством характеризуются немецкие механические часы с боем. Долгое время одной из самых популярных компаний по изготовлению настенных устройств являлась Frederich Mauthe Schwenningen (создана в 1844 году). Первые часы с боем появились в 1900 году, и на протяжении практически всего века они успешно экспортировались по всему миру. Компания являлась одним из 5 самых крупных производителей часов в мире, но в 1976 году закрылась вследствие банкротства. Еще одной немецкой компанией, известной по всему миру, была Gustav Becker, появившаяся на свет в Германии в 1847 году. Ее часы особо ценились за высококачественный механизм и благородный внешний вид.

Красивым дизайном и необычным звуковым сопровождением отличались настенные часы берлинской компании Zentra. Нельзя не упомянуть о компании Hermle, более сотни лет лидирующей на рынке настенного оборудования с боем. Предприятие было основано в 1922 году, а на сегодняшний день объединяет несколько фабрик, создающих не только часовые приборы, но и запчасти для других марок. Корпус конструкций оформляется в классическом стиле, но бывает дополнительно украшен аккуратным декором, например, росписью циферблата.

Инструкция по использованию

Использование настенных часов с боем начинается с корректной настройки устройства. От того, насколько правильно будет осуществлена данная процедура, зависит и точность хода, и долговечность использования. Если часы внезапно остановятся, то первым делом придется проверять расположение троса подвеса гири, а также хорошо ли установлен маятник. Допустимым отклонением для такой конструкции является 30 секунд в сутки. В противном случае необходима обязательная регулировка устройства.

Пружина заводится с использованием ключа, который поворачивается по часовой стрелке. Вращать ключ важно довольно медленно, так как резкие движения способны привести к поломке. Запуск маятника должен сопровождаться ровным звуком, отсчитывающим ход. Отсутствие ритма сигнализирует о неправильной регулировке.

Закончив работу, стоит позаботиться о плотно закрытой дверце, иначе внутри часов начнет скапливаться пыль.

Если точность хода нарушена, то причина может заключаться в неправильном числе качаний маятника. Оно регулируется при помощи перемещения линзы по стержню маятника. У отстающего механизма придется переместить наверх регулировочную гайку, а у спешащего, наоборот, спустить. Если часы с боем остановились, то правильней будет обратиться к специалисту, а не пытаться решить проблему самостоятельно.

После того как часы приведены в действие, рекомендуется подождать несколько дней и отсчитать суточную погрешность. Для получения требуемой цифры разница в точности хода делится на количество суток. Например, если за 4 дня произойдет отставание на 8 минут, то погрешность в день будет равняться 2 минутам. Один оборот регулировочной гайки приблизительно равняется от 30 секунд до минуты, поэтому, выяснив в инструкции данный параметр, становится понятно, сколько оборотов потребуется.

Правильный уход

Если обращаться с часами бережно и обеспечить им постоянный уход, то они без особых проблем прослужат на протяжении долгих лет. В первую очередь важно провести установку таким образом, чтобы устройство показывало правильное время. Корпус должен надежно фиксироваться на стенке, а маятник вешаться на колодку стержня с особой осторожностью. Сразу же следует выровнять часы относительно горизонтальных поверхностей. Если часы нужно переместить, то процедура транспортировки должна начинаться со снятия маятника. Далее переносят корпус, подвешивают маятник, и часы запускают вновь.

Поместив часы на стене, необходимо слегка подвигать маятник влево и вправо, пока тиканье не окажется абсолютно точным. После того как составляющие зафиксируются при помощи винтов, нужно выставить минутную стрелку на 6 или 12, спровоцировав бой. Сдвигая минутную стрелку и слушая, как каждый час раздается бой, получится добраться до точного времени. Часы после этого заводят, но не до самого конца.

Сразу же придется просчитать возможное отклонение и отрегулировать точность.

Эксплуатировать настенные часы с боем можно только в сухом и хорошо прогреваемом помещении. Категорически запрещено располагать их там, где хранятся химические вещества или элементы, которые могут вызывать коррозию корпуса. Перенос часов с подвешенным маятником запрещен, так как это может спровоцировать поломку.

Часовой механизм обязательно промазывается особым маслом марок МЦ-3 либо ПС-4. Масло действует на протяжении 2–3 лет, по истечении этого периода необходимо будет провести и чистку, и повторную смазку. Использование иных масел не приветствуется. Важно и регулярное устранение грязи от сгустившегося масла, которая негативно влияет на точность работы часов. Очистку корпуса следует проводить с помощью сухой салфетки, применение воды недопустимо. Стоит упомянуть, что по возможности ремонт и даже смазку следует доверять специалисту, так как собственноручные действия могут привести к прекращению действия гарантийного срока.

О том, какие особенности настенных часов с боем, смотрите в следующем видео.

Приложение - Коммерсантъ Дом (42197)

Большие напольные, каминные, настольные и настенные часы — вещь обязательная в традиционном интерьере. Их присутствие в доме создает ощущение спокойствия, надежности и незыблемости домашнего уклада. Такие часы становятся семейными реликвиями и передаются от поколения к поколению.

Счет на минуты

Первые интерьерные часы появились в домах состоятельных западноевропейских горожан в XV веке. Наиболее развитые страны — Франция, Англия и Германия — стали главными законодателями моды в производстве интерьерных часов. Поначалу часы не очень отличались друг от друга. Механизм приводился в движение с помощью гири, на циферблате была только одна стрелка, и размечен он был на деления не меньше четверти часа, поскольку погрешность работы механизма достигала 30 минут в день.

Революцией в часовом деле стало изобретение Гюйгенсом маятниковых часов, что существенно повысило точность хода и приучило человечество считать время по минутам. Дальнейшее развитие часового мастерства привело к созданию технически совершенных и все более точных механизмов. Что касается внешнего вида интерьерных часов, то он менялся в соответствии с модой на оформление внутреннего убранства помещений.

Дедушкины и бабушкины

Родиной напольных часов считают Англию, где они появились примерно в 1650 году и вскоре стали непременной принадлежностью британского интерьера. Такие часы стали называть дедушкиными — grandfather`s clock, благодаря популярной тогда песенке о часах старика, которые "тотчас остановились, когда дедушка умер". Средняя высота grandfather`s clock составляла 2 метра, но могла доходить до 2,7 метров. Если часы были поменьше, высотой 1,5--2 метра, их называли бабушкиными.

Корпус напольных часов состоит из трех основных частей: колпака — верхней части, где помещаются механизм и циферблат; ствола, в котором находятся маятник и гири; и базы (постамента). Характерная черта классических английских напольных часов — их ствол уже колпака и постамента и полностью или частично скрывает маятник.

Подобные модели производит старинная английская компания Comitti of London. Ее изделия отличаются прекрасным исполнением корпусов — из массива дерева, преимущественно ценных пород,— украшенных резьбой и инкрустацией. Часы этой марки нередко носят собственные имена: "Бленхеймские дедушкины", "Сандрингэмские бабушкины".

С середины XIX века лидирующие позиции в производстве крупногабаритных часов заняла Германия, где сформировался собственный стиль оформления напольных моделей. У немецких часов нет явно выраженных колпака и постамента, а дверца корпусного шкафчика и его боковые стенки полностью прозрачны. Одна из наиболее известных на сегодняшний день немецких фирм, производящих напольные часы,— Kieninger. Элегантная сдержанность форм и отсутствие вычурности в деталях — отличительная черта изделий компании. Такие часы хорошо смотрятся не только в классическом, но и в современном интерьере. Кроме того, Kieninger производит дизайнерские модели в полностью стеклянном корпусе с прозрачным циферблатом, а к своему 85-летию фирма выпустила лимитированную серию напольных часов полукруглой формы из черного дерева с изогнутой хрустальной дверцей.

Несмотря на широкое распространение практичных кварцевых часов, механические напольные часы не утратили популярности. Ведь только они могут обеспечить настоящее звучание и успокаивающий эффект от созерцания медленно качающегося маятника.

Каминные

Каминные часы появились во Франции в середине XVIII века, когда часовщики научились делать механизмы небольших размеров. Камин притягивает взгляды находящихся в помещении, поэтому каминная полка обычно служит своеобразной выставкой драгоценных безделушек, предметов гордости хозяина. Для того чтобы иметь право занять место на каминной полке, часы тоже должны были иметь вид драгоценной безделушки. Возникла мода богато украшать корпуса и циферблаты, стали появляться целые гарнитуры из часов, бронзовых подсвечников и скульптур.

Изготовлением этих шедевров занимались не столько сами часовщики, сколько ювелиры, краснодеревщики, бронзовщики, скульпторы, художники по эмали. Часы выполнялись в самых разнообразных стилях: ампир, барокко, рококо, aux sauvages (украшенные фигурами негров, индейцев и т. д.). Скульптурные группы воспроизводили библейские сюжеты или сцены из античной мифологии, романтические и галантные сценки. Дорогие каминные часы и тогда и сейчас доступны немногим. Одно из основных потребительских качеств таких часов — подтверждение статуса и престижа владельца. Особенно много каминных часов у английской компании K.Mozer.

Коллекция "Bronze Poem" — настольные и каминные часы, а также гарнитуры в стиле ампир или барокко. Корпуса для этих часов изготавливают в России из бронзы наиболее дорогого состава, а отдельные модели покрываются драгоценными металлами и инкрустируются полудрагоценными камнями. Все модели этой коллекции нумерованы и выпускаются небольшими лимитированными партиями. Недавно появилась новая, еще более роскошная коллекция ювелирных каминных часов, украшенных алмазами, рубинами, жемчугом, рельефами из драгоценных металлов. Кроме того, в компании K.Mozer изготавливают часы на заказ в соответствии с пожеланиями клиента. Качество работы и художественное исполнение способны удовлетворить самые взыскательные вкусы. Так, настенные часы марки K.Mozer украшают резиденцию британской королевы в Кларенс-хаусе. А для патриарха Алексия II были изготовлены уникальные часы, корпус которых сделан в виде православного храма из белого мрамора с инкрустацией, выполненной методом флорентийской мозаики.

Диковинные

Показывать время — далеко не самая важная задача часов. На протяжении многих веков часы были самым сложным таинственным прибором, который создал человек. Еще задолго до того как часы стали часами в нашем понимании этого слова, они начали обрастать всевозможными дополнительными функциями.

Так, первый будильник был сконструирован еще Платоном. Конечно, он был не механическим, за основу были взяты водяные часы — клепсидра. Но свою функцию — подавать звуковой сигнал через определенное время — часы выполняли: быстро вливающаяся в один из резервуаров вода вытесняла оттуда воздух с громким свистом. А Леонардо да Винчи, по свидетельству современников, изобрел кровать-будильник, которая в заданное время переворачивалась и сбрасывала спящего хозяина.

Но и после того как были изобретены основные узлы современных часов — маятник, заводная пружина и баланс-спираль, люди продолжали искать новые решения проблемы точного измерения времени. Некоторые интересные модели воссозданы современными мастерами и пользуются большим успехом у коллекционеров.

Одна из наиболее известных в мире фирм, специализирующихся на производстве необычных часов,— английская компания Sinclair Harding. Несмотря на свои небольшие размеры и недолгую историю (в штате компании, созданной в 1967 году, работает всего шесть человек), она добилась выдающихся успехов, и часы Sinclair Harding стоят не меньше антикварных. Модель John Harrisson Sea Clock воспроизводит легендарный морской хронометр Гаррисона — первые в мире часы, которые могли показывать время с точностью, достаточной для определения координат корабля в море. Современная версия часов выполнена из других материалов (оригинал весил больше двух пудов), но сохраняет все важнейшие узлы, отличавшие знаменитый хронометр.

Прообразом другой модели, выпускаемой Sinclair Harding, стали уникальные часы, изобретенные Уильямом Конгривом. В ее основе лежит идея заменить традиционный механизм отсчета времени шаровым. Металлический шарик медленно катится по наклонной поверхности, пока не достигнет конца зигзагообразной дорожки и не включит специальный подъемный механизм, заставляющий его катиться уже в обратную сторону. Промежутки времени, за которые шарик преодолевает свой путь в каждую сторону, при идеальных условиях равны. Механизм индикации пересчитывает эти отрезки и отображает на трех циферблатах отдельно час, минуту и секунду. Конечно, такая конструкция не может тягаться в точности с современными часами и является, прежде всего, не прибором для измерения времени, а красивой и интересной игрушкой, прекрасным подарком.

Подобные модели в России представлены и под маркой K.Mozer. В своей коллекции "Энигма" эта компания предлагает еще несколько моделей необычных часов. Одна из них — Rolling Drum, "катящийся цилиндр". У этих часов нет ни ходовой пружины, ни гирь, ни маятника. Принцип их работы столь же прост, сколь и загадочен: цилиндр с механизмом и циферблатом помещается наверху наклонной плоскости и за неделю сам спускается вниз. Положению цилиндра соответствуют названия дней недели, отмеченные на кромке наклонной плоскости. На боковой поверхности цилиндра есть два ряда зубцов-шестерен, но не видно ничего, за что они могли бы цепляться. Тем не менее цилиндр стоит на "горке", а не скатывается с нее тут же. Циферблат часов не вращается, неизменно оставаясь в вертикальном положении, и стрелки a la Breguet показывают время в привычном виде. Чтобы завести эти часы, нужно просто перенести цилиндр наверх, когда он достигнет нижней точки.

Под маркой Columbus мастера компании Siegfried Haller Uhren Fabric GMbh воссоздали интересную модель, история которой насчитывает более ста лет. Это часы с так называемым крутильным маятником. Он представляет собой "люстру" из четырех металлических шариков, подвешенную на тонкой упругой нити. Только "люстра" не раскачивается из стороны в сторону, а вращается на нити. Полный период колебания такого маятника — около 8 секунд. За счет этого энергия пружины расходуется очень экономно и одного завода хватает на полгода. И это не предел — встречаются модели способные автономно работать больше года.

Среди интересных и одновременно полезных часов нельзя не упомянуть коллекцию "Теллуриум" компании Hermle. Это гибрид часов и астролябии. В верхней части часов на бронзовом диске установлена модель солнечной системы — теллуриум, которая с помощью сложной системы колес воспроизводит движение Земли вокруг Солнца, Луны вокруг Земли, а также вращение обеих планет вокруг своих осей. В течение года Земля проходит через все зодиакальные созвездия, выгравированные на стеклянном куполе теллуриума, а разметка диска указывает соответствующие текущему моменту дату, месяц и знак Зодиака. Таким образом, обладатель этих часов может у себя дома наблюдать астрономические явления, казавшиеся современникам Галилея и Коперника невероятными, и для расчетов которых необходимы сложнейшие вычисления.

Эксклюзивные марки, своего рода элита, есть и в мире "больших" часов, а не только наручных. К ним можно отнести прежде всего немецкие фирмы Erwin Sattler и Matthias Naeschke, которые уже несколько десятков лет выпускают дорогие и сложные часы. Matthias Naeschke — семейное предприятие, состоящее всего из трех человек. Поэтому объем выпуска очень мал — несколько десятков штук в год, а стоимость этих часов измеряется десятками тысяч долларов. Собственно, часами их и назвать трудно, поскольку они являются произведениями искусства, способными создавать настоящую музыку. Матиас Нэшке, будучи органистом и конструктором музыкальных инструментов, посвятил большую часть своей жизни созданию органных часов, аналогов которым в мире нет. Не меньшей популярностью пользуются высокоточные часы с обычным боем и часы с годовым заводом, поэтому на все модели Matthias Naeschke существует предварительная запись.

Erwin Sattler не без оснований позиционирует свои механизмы как "самое совершенное из того, что можно купить за деньги", ведь точность их хода такова, что отклонение составляет не больше 1-2 секунд в месяц. Часы отличаются высокой сложностью, а многие модули (например, барометрический компенсатор) просто уникальны. Изделия этой фирмы имеют вид строгий и лаконичный, а также необычный для интерьерных часов циферблат с разнесенными секундной, минутной и часовой стрелками. Продукция Erwin Sattler (за исключением некоторых настенных моделей) изготовляется только на заказ.

Каждая деталь эксклюзивных часов делается вручную, и их создание может затянуться на год-два, зато прослужат такие часы при должном уходе не одну сотню лет. Подобные произведения часового и дизайнерского искусства становятся семейной реликвией и передаются от поколения к поколению.

Марина Шония


Наручные часы с автоподзаводом - Часовая компания "Восток Тайм"

Настолько повседневный и привычный для нас аксессуар, как наручные часы, имеют длинный и сложный процесс появления. В течение пяти столетий отношение людей к наручному аксессуару менялись постоянно. Первые хронографы, в компактном виде, были карманные модели. Такой аксессуар позволяли носить только мужчинам. Для этого у мужского пола были специальные кармашки на жилетах и пиджаках. Почему же только мужчины??? Спросите вы! Потому что на корсетах у женщин не было никаких карманов.

Первые наручные часы были произведены для женского пола. Женские аксессуар больше подходили как украшения, а не хронограф для слежения за временем. Их украшали различными драгоценными камнями, жемчугом, золотом и т.д. Функция часов, для которой они предназначены, уходила на второй план, да и точностью они не блистали.

В наши дни точность времени, и пунктуальность имеет огромное значение. Основная деталь, которая обеспечивает работу механизма – это пружина, без нее никак. Принцип работы часов с автоподзаводом таков, что внутри спрятан механизм – вольфрамовый маятник или ротар, как его еще называют. Соответственно, когда часы на руке, при любом движении, маятник реагирует и происходит автоподзавод. Это первый плюс. Второй же плюс заключается в том, что такой хронограф более точен во времени, чем обычные механические часы. У обычной механики погрешность во времени, от 15 до 40 секунд в сутки. Третий плюс, герметичность, которая препятствует попадание пыли в механизм. Конечно же, корпус таких часов не может быть тонким и маленьким из-за своего необычного механизма.

Для того чтобы такой аксессуар прослужил дольше и радовал точностью своего хозяина, необходимо правильно за ним ухаживать. Несколько советов по уходу за аксессуаром:

  1. Механизм в часах с автоподзаводом очень хрупкий, поэтому «боится» сильной встряски, ударов и падения;
  2. Носить часы каждый день. Продление службы хронографа – это движение;
  3. Нельзя крутить заводное колесико против часовой стрелки, т.е. на себя, такое движение может нанести вред пружине;
  4. Раз в год носить часы на проверку и чистку.

Если же вы не носили некоторое время ваш «счетчик времени» и они остановились, то вернуть их к жизни очень легко. Все что нужно это 3 оборота коронки по часовой стрелке, от себя. Таким образом, можно сделать вывод, что часы с автоподзаводом подходят людям ведущие подвижный образ жизни.

Несмотря на то, что нашу жизнь практически полностью заполнили различные гаджеты, которые могут сообщить нам время, часы так же остались иконой стиля и достатка.

Читайте также

Читать подробнее

Разные модели часов с логотипом

Необходимо строго соблюдать сроки сдачи работ, не опаздывать на производственные совещания и т.д. Часы – обязательный инструмент, без которого сегодня просто не обойтись, ввиду чего циферблат можно...

Читать подробнее

Выбор женских наручных часов

Часы в гардеробе современной женщины – красивый аксессуар, ведь с появлением смартфонов их прямая функция практически бесполезна. Поэтому многие женщины придают большое значение их выбору. Це...

Маятниковые часы

— SystemModeler, модель

Принципы маятниковых часов

Раскачивающее движение маятника толкает вилку, которая освобождает спусковое колесо, прикрепленное к противовесу. Когда колесо отпускается, сила тяжести опускает противовес, и колесо начинает вращаться. Шестерни на колесе служат двум целям. Сначала они фиксируют колесо на месте. Во-вторых, они расположены под углом по отношению к поверхности вилки, поэтому, когда вилка отпускает колесо, часть энергии, поступающей от противовеса, передается маятнику.Без этого маятник постепенно терял бы энергию и быстро становился неточным.

Типичные маятниковые часы.

Внутренний механизм маятниковых часов. Три шестерни разного размера используются для масштабирования вращательного движения между секундами, минутами и часами. Самая верхняя передача - спусковое колесо.

Модель

Два многотельных объекта слева и справа описывают движение маятника и противовеса соответственно.На качание маятника влияет трение, а потерянная энергия компенсируется противовесом. В нижней части диаграммы показана стрелка часов. Загрузите модель и ознакомьтесь с инструкциями по добавлению секундной стрелки.

Анализ

Анализируйте с помощью языка Wolfram Language

Создавайте настраиваемые графики, рассчитывайте показатели производительности и выполняйте анализ параметров с помощью языка Wolfram Language.

Для идеального маятника без трения только длина оси маятника определяет длину одного периода.Однако при трении продолжительность периода будет уменьшаться со временем, поскольку энергия теряется на трение. Теперь важна масса маятника, поскольку она определяет начальную энергию системы. Величина энергии, подаваемой в систему, определяется массой противовеса и углом наклона зубцов на спусковом колесе. Все эти параметры должны быть сбалансированы, чтобы чистая энергия оставалась постоянной. Даже небольшие отклонения приведут к тому, что часы быстро станут неточными.

Сбалансированная система с массой противовеса 30 грамм (синий цвет) будет продолжать раскачиваться с постоянной амплитудой и фазой с течением времени. Меньшая масса приведет к быстрому снижению частоты и амплитуды.

Здесь разница между сбалансированной и несбалансированной системами составляет 3456 секунд, или чуть меньше часа, в течение дня.

Многотельная анимация

Используя библиотеку Modelica MultiBody, используемые модели могут быть непосредственно визуализированы в виде автоматической 3D-анимации.Это можно использовать для изучения взаимосвязи между раскачивающимся движением, падающим противовесом и тикающей стрелкой часов.

Автоматически созданная многотельная анимация.

Для чего нужны маятники?

Вы, наверное, не особо задумывались о маятниках с тех пор, как в последний раз поймали Винсента Прайса в «Яме и маятник» по ночному телевидению.На самом деле маятники работают каждый день в строительстве, отдыхе, музыке, церемониях, науке и искусстве. Хотя, строго говоря, функция маятника состоит в том, чтобы регулировать движение и обеспечивать измерения, все, что свисает с точки фокусировки и качается по дуге, дает представление о влиянии маятника. Каждый маятник представляет собой некую массу, подвешенную к неподвижной точке, которая свободно качается под действием силы тяжести и остается в движении, пока другая сила не остановит его.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Маятники играют важную роль в механических часах, качелях в парке и фундаментах зданий.

Время выдержки

Чаще всего маятники используются в часах. Многие часы, в первую очередь «напольные часы», используют маятник для отсчета времени. Маятник раскачивается вперед и назад с точными интервалами, определяемыми длиной, на которой маятник подвешен. Для точного измерения времени маятниковые часы должны оставаться неподвижными. Любой внезапный маневр часов нарушает правильное движение маятника. До 1930-х годов он был самым точным хронометром в мире.В 21 веке маятниковые часы больше всего ценятся за их мастерство и красоту.

Сохранение ритма

В метрономе используется маятник, который помогает поддерживать скорость музыки. Метроном датируется 19 веком. Это полый ящик с маятником, прикрепленным к движущемуся весу с фиксированным грузом внизу. Числовая шкала позволяет музыканту регулировать темп, необходимый для исполняемой пьесы. Шкала показывает количество колебаний в минуту, поэтому необходимый ритм может быть согласован с темпом музыки.

Религиозная практика

Кадил или кадило - это металлический сосуд, подвешенный на одной или нескольких цепях, в котором сжигают благовония. На раскаленный уголь посыпают благовония, и, когда участник религиозной церемонии раскачивает его взад и вперед, поднимается дым, несущий аромат сожженных благовоний.

Биолокация и предсказание

Исторически люди использовали маятниковую биолокацию и гадание для принятия жизненных решений, а также для определения местонахождения воды, золота, нефти и пропавших предметов.Считается, что маятник работает как «антенна», собирая информацию из предполагаемых энергий, исходящих от людей, мест и объектов. Практик удерживает конец устройства неподвижно между большим и указательным пальцами. Пользователь задает вопрос типа «да» или «нет», и маятник покачивается влево или вправо, по часовой стрелке или против часовой стрелки, обеспечивая обученный лозоискатель с ответом. Маятники популярны среди ведьм, которые используют их для общения с духовными наставниками.

Развлечения и развлечения

Посетите цирк, и вы увидите, как артист-трапеция качается, как маятник, в воздухе.Прокатитесь на пиратском аттракционе в парке развлечений и станьте единым целым с маятником, пока ваше сиденье гондолы поворачивается по глубокой дуге из одной стороны в другую. Катайтесь на маятнике, когда прыгаете на качелях в местном парке. Создайте маятник на заднем дворе, привязав старую шину к ветке крепкого дерева.

Защита от землетрясений

В конструкции терминала международного аэропорта Сан-Франциско используются механические устройства, называемые маятниками трения, для защиты здания от повреждений в результате землетрясения.Эти опоры создают маятниковое движение, которое позволяет зданию раскачиваться при смещении грунта, тем самым снижая вероятность катастрофического повреждения конструкции. Промышленные здания и мосты воплощают ту же концепцию.

16.4 Простой маятник - College Physics

Сводка

  • Измерьте ускорение свободного падения.
Рис. 1. Простой маятник имеет боб небольшого диаметра и веревку, которая имеет очень небольшую массу, но достаточно прочна, чтобы не растягиваться заметно.Линейное смещение от положения равновесия составляет с , длина дуги. Также показаны силы на боб, которые приводят к результирующей силе - мг sin θ по направлению к положению равновесия, то есть восстанавливающей силе.

Маятники широко используются. Некоторые из них имеют решающее применение, например, в часах; некоторые - для развлечения, например, детские качели; а некоторые просто есть, например грузило на леске. При малых перемещениях маятник представляет собой простой гармонический осциллятор.Простой маятник определяется как объект с небольшой массой, также известный как качающийся маятник, который подвешен на легком проводе или веревке, как показано на рисунке 1. Изучая простой маятник немного подробнее, мы может обнаружить условия, при которых он совершает простое гармоническое движение, и мы можем получить интересное выражение для его периода.

Мы начинаем с определения смещения как длины дуги [латекс] \ boldsymbol {s}. [/ Latex] Из рисунка 1 видно, что результирующая сила, действующая на боб, касается дуги и равна [латексу] \ boldsymbol { -mg \ sin \ theta}.[/ latex] (Вес [латекс] \ boldsymbol {mg} [/ latex] содержит компоненты [латекс] \ boldsymbol {mg \ cos \ theta} [/ latex] вдоль струны и [латекс] \ boldsymbol {mg \ sin \ theta} [/ latex], касательная к дуге.) Натяжение в струне точно отменяет компонент [latex] \ boldsymbol {mg \ cos \ theta} [/ latex], параллельный струне. Это оставляет чистую восстанавливающую силу обратно в положение равновесия в [латексе] \ boldsymbol {\ theta = 0}. [/ Latex]

Теперь, если мы сможем показать, что возвращающая сила прямо пропорциональна смещению, то мы получим простой гармонический осциллятор.0}, [/ latex] восстанавливающая сила [latex] \ boldsymbol {F} [/ latex] составляет

[латекс] \ boldsymbol {F \ приблизительно {-} мг \ theta}. [/ Латекс]

Смещение [latex] \ boldsymbol {s} [/ latex] прямо пропорционально [latex] \ boldsymbol {\ theta}. [/ Latex] Когда [latex] \ boldsymbol {\ theta} [/ latex] выражается в радиан, длина дуги в окружности связана с ее радиусом (в данном случае [latex] \ boldsymbol {L} [/ latex]) следующим образом:

[латекс] \ boldsymbol {s = L \ theta}, [/ латекс]

, так что

[латекс] \ boldsymbol {\ theta =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {s} {L}}.[/ латекс]

Тогда для малых углов выражение для возвращающей силы будет:

[латекс] \ boldsymbol {F \ приблизительно {-}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {mg} {L}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {s} [/ latex]

Это выражение имеет вид:

[латекс] \ boldsymbol {F = -kx}, [/ latex]

, где силовая постоянная определяется как [latex] \ boldsymbol {k = mg / L} [/ latex], а смещение задается как [latex] \ boldsymbol {x = s}. 0}, [/ latex] восстанавливающая сила прямо пропорциональна смещению, а простой маятник - это простой гармонический осциллятор.0}. [/ Latex] Для простого маятника:

[латекс] \ boldsymbol {T = 2 \ pi} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ sqrt {\ frac {m} {k}}} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {= 2 \ pi } [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ sqrt {\ frac {m} {mg / L}}}. [/ latex]

Таким образом,

[латекс] \ boldsymbol {T = 2 \ pi} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ sqrt {\ frac {L} {g}}} [/ латекс]

на период простого маятника. Этот результат интересен своей простотой. Единственное, что влияет на период простого маятника, - это его длина и ускорение свободного падения.0}. [/ Latex] Даже простые маятниковые часы можно точно настроить.

Обратите внимание на зависимость [латекса] \ boldsymbol {T} [/ latex] от [латекса] \ boldsymbol {g}. [/ Latex] Если длина маятника точно известна, ее можно использовать для измерения ускорения из-за силы тяжести. Рассмотрим следующий пример.

Пример 1: Измерение ускорения свободного падения: период маятника

Каково ускорение свободного падения в области, где находится простой маятник длиной 75.{/circ}}.[/latex]

УСТАНОВЛЕНИЕ КАРЬЕРНЫХ СВЯЗЕЙ

Знание [латекса] \ boldsymbol {g} [/ latex] может быть важным при геологоразведке; например, карта [латекса] \ boldsymbol {g} [/ latex] над большими географическими регионами помогает изучать тектонику плит и помогает в поисках месторождений нефти и крупных залежей полезных ископаемых.

ЭКСПЕРИМЕНТ НА ​​ДОМУ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ

г

Используйте простой маятник, чтобы определить ускорение свободного падения [latex] \ boldsymbol {g} [/ latex] в вашем собственном регионе.0}, [/ latex] позволяют маятнику качаться и измерять период маятника для 10 колебаний с помощью секундомера. Рассчитайте [латекс] \ boldsymbol {g}. [/ Latex] Насколько точно это измерение? Как это можно улучшить?

Проверьте свое понимание

Инженер строит два простых маятника. Оба подвешены на небольших проводах, прикрепленных к потолку комнаты. Каждый маятник парит на высоте 2 см над полом. Маятник 1 имеет боб с массой [латекс] \ boldsymbol {10 \ textbf {kg}}. [/ Latex] Маятник 2 имеет боб с массой [латекс] \ boldsymbol {100 \ textbf {кг}}.0}. [/ Latex]

ФЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: МАЯТНИЧНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ


Поиграйте с одним или двумя маятниками и узнайте, как период простого маятника зависит от длины струны, массы качания маятника и амплитуды качания. Период легко измерить с помощью таймера фотозатвора. Вы можете варьировать трение и силу тяжести. Используйте маятник, чтобы найти значение [latex] \ boldsymbol {g} [/ latex] на планете X. Обратите внимание на ангармоническое поведение при большой амплитуде.

Рисунок 2.{\ circ}}. [/ латекс]

Период простого маятника

[латекс] \ boldsymbol {T = 2 \ pi} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ sqrt {\ frac {L} {g}}}, [/ латекс]

где [latex] \ boldsymbol {L} [/ latex] - длина струны, а [latex] \ boldsymbol {g} [/ latex] - ускорение свободного падения.

Концептуальные вопросы

1: Часы с маятником работают с правильной скоростью путем регулировки длины маятника. Предположим, вы перемещаетесь из одного города в другой, где ускорение свободного падения немного больше, беря с собой маятниковые часы, придется ли вам удлинить или укорачивать маятник, чтобы поддерживать правильное время, при этом другие факторы остаются постоянными? Поясните свой ответ.2}, [/ latex] , если не указано иное.

1: Какова длина маятника с периодом 0,500 с?

2: Некоторые люди думают, что маятник с периодом 1,00 с может приводиться в движение «умственной энергией» или психокинетически, потому что его период такой же, как и среднее сердцебиение. Верно или нет, но какова длина такого маятника?

3: Каков период маятника длиной 1,00 м?

4: Сколько времени нужно ребенку на качелях, чтобы сделать одно качание, если его центр тяжести равен 4.2)} [/ latex] перемещен в новое место, где период теперь равен 1,99796 с. Какое ускорение свободного падения обусловлено его новым местоположением?

9: а) Как повлияет на период маятника, если вы удвоите его длину?

(b) Как повлияет на период маятника, если вы уменьшите его длину на 5,00%?

10: Найдите отношение нового / старого периодов маятника, если бы маятник был перенесен с Земли на Луну, где ускорение свободного падения равно [латексному] \ boldsymbol {1.2}, [/ latex] если он точно держит время на Земле? То есть найдите время (в часах), за которое часовая стрелка часов совершает один оборот на Луне.

12: Предположим, что длина маятника часов изменилась на 1.000% ровно в полдень одного дня. В какое время он покажет через 24 часа, если маятник показал точное время до изменения? Обратите внимание, что есть два ответа, и выполните расчет с точностью до четырех цифр.

13: Если маятниковые часы показывают 5.00 с / день, какое частичное изменение длины маятника необходимо сделать, чтобы он шел точно по времени?

Глоссарий

простой маятник
Объект небольшой массы, подвешенный на легком тросе или веревке

Решения

Проверьте свое понимание

1: Движение маятника не будет отличаться, потому что масса боба не влияет на движение простого маятника. На маятник влияет только период (который связан с длиной маятника) и ускорение свободного падения.2 = 0,01 \%} [/ latex], поэтому необходимо иметь как минимум 4 цифры после десятичной дроби, чтобы увидеть изменения.

9:

(a) Период увеличивается в 1,41 раза ([латекс] \ boldsymbol {\ sqrt {2}} [/ latex])

(b) Период уменьшается до 97,5% от старого периода

11:

Замедление в 2,45 раза

13:

Длина

должна увеличиться на 0,0116%.

Инженерное дело за старинными часами - Инженерная школа Университета Калифорнии в Витерби

Первая запись о времени удержания человека была сделана примерно в 700 г. до н.э.C. с использованием солнечных часов. Следующим настоящим достижением в области точного измерения времени стала разработка технологии маятниковых часов. Маятниковые часы с длинным корпусом используются с 1657 года и остаются популярными сегодня. «Дедушкины» часы были созданы на основе трех основных научных принципов: потенциальная энергия, период колебаний и кинематика. Эти принципы воплощены в долговечное механическое устройство, обладающее красивой формой и практичным функционалом.

Введение

Часы с длинным корпусом, более известные как «Дедушкины», являются обычным предметом мебели во многих американских домах.Его эстетичный фасад и приятные звонки в сочетании с функциональностью самих часов составляют неотъемлемую часть гостиной или коридора. Но часы с длинным корпусом, которые передавались из поколения в поколение, были построены на нескольких простых принципах: потенциальная энергия, естественная периодичность и кинематика.

История времени

Первым прибором для измерения времени были солнечные часы - инструмент, который определял равные части дня, записывая движение тени от высокого объекта.По словам автора Эрнеста Эдвардса, первое упоминание о солнечных часах находится в Исаии 38: 8 и датируется примерно 700 г. до н. Э .:

.

«Вот, Я снова приведу тень ступеней, которая упала на солнечных часах Ахаза, на десять градусов назад (13). Версия Библии короля Якова в «Дедушках»

Солнечные часы - эффективный ориентир для расчета прошедшего времени, но из-за эллиптической орбиты Земли вокруг Солнца время, показываемое солнечными часами в течение года, было неточным и оставляло много возможностей для улучшения [1].

Хотя солнечные часы были наиболее распространенными устройствами для измерения времени, они использовались не только. И клепсид, и клепсаммия, также известные как «водяные часы» и «песочные часы» соответственно, были менее распространенными устройствами [2]. Водяные часы основывались на просачивании воды через небольшие отверстия в сосуде. Изготовление механических устройств было чрезвычайно дорогим, поэтому их приобретали только очень богатые люди. Тем не менее, время не выдерживалось с точностью, потому что на период (или интервал) между движениями часового механизма отрицательно влияли температура, атмосферное давление и изменение давления внутри сосуда, вызванное понижением уровня воды [2].Песочные часы сохраняли точный интервал времени, если их не трогали и они находились на идеально ровном основании, но требовали большого внимания, чтобы точно определить момент, когда упала последняя песчинка, и чтобы ее быстро перевернули. Этот недостаток сделал песочные часы второстепенным методом измерения времени.

Движущая сила

Машине в каждых механических часах требуется сила, чтобы приводить в движение ее движущиеся части. Первобытные водяные часы использовали потенциальную энергию или накопленную энергию в виде приподнятой воды.Постоянная гравитационная сила на поверхности Земли действовала на накопленную воду, которая, в свою очередь, приводила в движение шестерни часов. Тот же принцип накопленной энергии сегодня используется в часах, но вместо воды используются гири или пружины.

Потенциальная энергия накапливается путем наматывания цепи или веревки с грузом на барабан. Уравнение для потенциальной энергии из-за силы тяжести: масса, умноженная на силу тяжести, умноженную на высоту объекта, или PE = mgh. Барабан прикреплен к механизму, который обеспечивает сопротивление и предотвращает немедленное разматывание барабана.Чтобы преобразовать эту энергию в работу часовых механизмов, вес нужно опускать медленно и с постоянной скоростью. Простая сила трения не будет иметь точности, необходимой для отсчета времени, потому что, как и в случае с водяными часами, на трение влияют температура и влажность. Здесь в игру вступают наблюдения Галилео Галилея.

Автор Джо Эллен Барнетт рассказывает басню о наблюдении Галилеем маятника:

«Во время молитв в соборе Пизы в 1583 году девятнадцатилетний Галилео Галилей (1564–1642) отвлекся от качающейся алтарной лампы.Чем дольше он смотрел на него, тем больше казалось, что качели занимают одинаковое количество времени, независимо от того, образует ли он широкую дугу или маленькую. … К моменту окончания молитв он обнаружил, что продолжительность (период) колебания маятника зависит от его длины, а не от ширины его колебания [1]. Барнетт, Маятник времени

Хотя Барнетт не упоминает о том, что Галилей применил свое открытие «естественной периодичности» маятника к устройству хронометража, Эдвардс утверждает, что его сын Винченцио создал хронометраж своего отца [2].Однако все источники считают, что голландский астроном Христиан Гюйгенс создал первые маятниковые часы в 1657 году. Эти полуточные маятниковые часы имели частоту ошибок менее одной минуты в день, но они обеспечивали только постоянное движение часовой стрелки. , и не мог измерить меньшие промежутки времени. Конструкция Гюйгенса была усовершенствована Уильямом Клементом в 1670 году. Тем не менее, еще до того, как маятник был реализован в часовых механизмах, именно Марин Мерсенн обнаружил, что маятник длиной 39,1 дюйма завершит свое движение ровно за одну секунду [3].Уильям Клемент продемонстрировал длину «Королевского маятника» в своем дизайне, позволив добавить минутную и секундную стрелки к циферблату часов рядом с часовой стрелкой. Эти маятниковые часы менялись не более чем на десять секунд в день, что намного превосходит технологию солнечных часов и делает их устаревшими. В то время как «Королевский маятник» широко использовался, обычно использовались и более длинные длины, потому что более длинный период предлагал еще меньше вариаций. Некоторые маятники были до 65 дюймов в длину, время биения составляло 1,25 секунды [3].

Период маятника изменяется из-за колебаний температуры, что снижает точность прибора. Уравнение периода T колебательного движения равно двукратному числу пи, умноженному на квадратный корень из длины, деленной на силу тяжести, или T = 2sqrt (L / g), поэтому период пропорционален квадратному корню из длины. К сожалению, длина маятника может изменяться, потому что металлический стержень маятника расширяется и сжимается из-за изменений температуры. С этой проблемой борются разными способами, наиболее эффективным из которых является «решетчатый маятник».«Несколько чередующихся стержней из латуни и стали соединяют эти маятники, потому что эти металлы относительно не подвержены изменениям температуры. Кроме того, небольшие расширения и сжатия отдельных металлов противодействуют друг другу, что приводит к минимальному изменению длины маятника.

Основные механические детали

Каждая стрелка маятниковых часов состоит из четырех основных внутренних частей: спускового механизма, веса, шестерен и установочного механизма.

Спусковой механизм

Чтобы преобразовать регулярность маятника в движение часов наиболее эффективным образом, часовщики разработали другое устройство, называемое спусковым механизмом. Спуск состоит из трех частей: спускового механизма, якоря и маятника. Шестерня спуска имеет специально разработанные зубья и определяет скорость вращения других шестерен часов. Якорь соединен с маятником и защелкивается с зубьями спусковой шестерни.Якорь имеет форму перевернутой буквы U. Он имеет две точки контакта со спусковым механизмом; при каждом качании маятника допускается прохождение одного из зубцов шестерни. Это обеспечивает постоянное движение секундной стрелки часов. Минутная и часовая стрелки часов поворачиваются в соответствии с одним и тем же основным процессом, но шестеренки, приводящие в действие минутную и часовую стрелки, поворачиваются после еще многих колебаний маятника. Таким образом, маятник становится средством последовательного высвобождения потенциальной энергии, хранящейся в грузах.

Масса

К цепи прикреплен груз, который обвивает шестерню, наиболее удаленную от спускового механизма; этот груз обеспечивает маятник потенциальной энергией, поддерживая его качание с постоянной скоростью. Разматывание цепи вокруг шестерни и последующее опускание груза представляет собой потенциальную потерю энергии груза. Следовательно, необходимо периодически заводить механические часы, чтобы восполнить потенциальную энергию веса.

Шестерни

Если шестерня, соединенная с анкером спуска, была прикреплена к барабану, каждые 60 секунд (в зависимости от длины маятника) барабан совершал один полный оборот.Это означает, что часы нужно заводить каждые 20 минут и иметь только секундную стрелку [4]. Передаточные числа решают эту проблему. Для каждого элемента хронометража - часовой, минутной и секундной стрелок - соответствующая шестеренка должна вращаться с соответствующей скоростью. Отношение секунд к минутам, а также минут к часам будет 60: 1, в то время как часы по сравнению с традиционными полудневными часами будут 12: 1. Дополнительные передаточные числа необходимы для создания желаемого интервала намотки или интервала, который составляет один раз в день или неделю для простоты обслуживания (покажите здесь серию шестерен).Обычно между утяжеленной и спусковой шестернями размещается несколько шестерен. Чем больше шестерен разделяет два конца, тем медленнее движется утяжеленная шестерня, в результате чего вес падает и теряется энергия медленнее. Хотя передаточные числа шестерен кажутся достаточно легкими для понимания, становится трудно выровнять каждую шестерню, чтобы получить доступ к стрелке на циферблате часов. Эта проблема обычно решается за счет использования трубчатых валов для перемещения стрелок часов одна в другую [4]. Однако даже с трубчатыми валами наладка зубчатых передач остается сложной задачей (рис.1).

Установочный механизм обычно представляет собой небольшой рычаг, соединенный с шестерней, чтобы вытащить шестерню из выравнивания с другими. Это останавливает движение часов, позволяя заводить их и устанавливать время.

Длинное дело

Вопреки распространенному мнению, часы с длинным корпусом не были созданы для размещения длинного маятника. Вместо этого, это было средство, позволяющее грузам, используемым для накопления потенциальной энергии, падать на большее расстояние, что снижает частоту намотки [1].Когда был изобретен Королевский маятник, он стал идеальным корпусом как для веса, так и для маятника.

Дедушкины часы состоят из двух основных частей: ствола и капота. В багажнике находятся маятник и груз. Капот показывает циферблат или циферблат часов и закрывает часовой механизм. И багажник, и капот традиционно отличаются высокой декоративностью. Во многом орнаментальный характер циферблата зависит от отображаемой информации.

Дополнительные функции

Основная функция напольных часов - показывать время.Таким образом, часовая и минутная стрелки - это все, что требуется для выполнения этой задачи. Тем не менее, часы Long Case имеют чрезвычайно декоративную природу и имеют тенденцию становиться долговечными семейными реликвиями. Соответственно, они часто украшаются другими элементами и всегда создаются с высочайшим мастерством. На многих корпусных часах есть секундная стрелка, указатель дня недели и лунный циферблат. Для каждого дополнительного циферблата дополнительные шестерни должны быть помещены в такое же количество доступного пространства внутри капота.Редкое включение в часы - вечный календарь [2]. Как следует из названия, часы автоматически компенсируют различную длину месяцев и дополнительный день в феврале для високосного года. Стоимость, навыки и инженерия, необходимые для создания такого устройства, делают часы с вечным календарем редкими и трудными для настройки.

Собираем все вместе

Разработка и изготовление напольных часов требует большого мастерства и накопленных знаний в области физики и инженерии.Принципы энергии и кинематики, а также свойства маятника создают точные часы, которые, несмотря на достижения в области технологий, по-прежнему являются символом совершенства в мире науки и техники.

Проект Галилео | Наука

Часы с маятником

Маятниковые часы

В физике Аристотеля, которая все еще была преобладающей способ объяснить поведение тел около Земли, тяжелое тело (которое то есть тот, в котором преобладала стихия земля) искал свое естественное место, центр вселенной.Возвратно-поступательное движение тяжелого тела подвешивание на веревке, следовательно, не было явлением, которое могло бы объяснить или многое проиллюстрировать. Это было вне парадигмы.

Галилей изучал аристотелевскую физику в университете. Пизы. Но он быстро начал сомневаться в этом подходе. Где Аристотель применив качественный и словесный подход, Галилей разработал количественный и математический подход. Где аристотелиане утверждали, что тяжелее тела падали быстрее, чем более легкие, в той же среде, Галилей, ранний в своей карьере пришел к выводу, что разница в скорости зависит от плотности тел.Хотя аристотелевцы утверждали, что в отсутствие силы сопротивления среды тело могло бы путешествовать бесконечно быстро, и поэтому вакуум был невозможен, Галилей в конце концов пришел поверить, что в вакууме все тела будут падать с одинаковой скоростью, и что эта скорость была пропорциональна времени падения.

Из-за своего математического подхода к движению Галилей был заинтригован возвратно-поступательным движением подвешенного груза.Его самые ранние размышления об этом явлении следует датировать его днями до он принял должность преподавателя в Пизанском университете. Его первый биограф, Винченцо Вивиани утверждает, что начал свою изучение маятников после того, как он наблюдал, как подвесной светильник раскачивается взад и вперед в соборе Пизы, когда он был там еще студентом. Галилея Первые заметки о предмете датируются 1588 годом, но он не стал серьезным исследования до 1602 г.

Открытие Галилея заключалось в том, что период расцвета маятник не зависит от его амплитуды - дуги качания - изохронность маятника. [1] Это открытие имело важное значение для измерения времени. интервалы. В 1602 году он объяснил изохронность длинных маятников в письмо другу, а через год другому другу, Санторио Санторио, врач из Венеции, начал использовать короткий маятник, который он называл «пульсилогиум», чтобы измерить пульс своих пациентов.Учеба маятника, осциллятора первой гармоники, дата с этого периода.

???

Движение качающегося маятника создает интересные проблемы. В чем был самое быстрое движение от более высокой точки к более низкой по дуге окружности, например маятник или по прямой как по наклонной плоскости? Делает вес каре влияет на период? Какие отношения между длиной и периодом? На протяжении всей своей экспериментальной работы маятник всегда был далеко от мысли Галилея.Но был также вопрос о его практическом использовании.

Маятник может использоваться для синхронизирующих импульсов или действия как метроном для изучающих музыку: его колебания отсчитывают одинаковое время интервалы. Можно ли использовать устройство для улучшения часов? Механический часы, используя тяжелый вес, чтобы обеспечить движущую силу, начали вытеснять гораздо более старые водяные часы в Средневековье. Постепенно улучшая, устройство стало меньше и надежнее.Но точность лучшие часы все еще были настолько низкими, что они, например, были бесполезны для астрономические цели. Они не только выиграли или потеряли время, но и сделали так нерегулярным и непредсказуемым образом. Мог ли маятник зацепиться до спускового механизма часов, чтобы регулировать его?

В 1641 году, в возрасте 77 лет, полностью ослеп, Галилей обратил свое внимание на эту проблему. Винченцо Вивиани описывает события следующим образом в переводе Стилмана. Дрейк:

Однажды в 1641 году, когда я был жив с ним на его вилле в Арчетри, я помню, что идея пришла в голову ему, что маятник можно приспособить к часам с гирями или пружинами, служащий вместо обычного темп , он надеялся, что очень даже и естественные движения маятника исправят все дефекты в искусство часов.Но из-за того, что он был лишен зрения, он не мог рисунки и модели для желаемого эффекта, и его сын Винченцио прибывает однажды из Флоренции в Арчетри Галилей рассказал ему свою идею и несколько последовали обсуждения. В конце концов они остановились на схеме, показанной на сопроводительный рисунок, который нужно применить на практике, чтобы узнать факт этих трудности в машинах, которые обычно не предвидятся в простых теоретических рассуждениях. [2]

Вивиани написала это в 1659 г., через семнадцать лет после смерти Галилея и через два года после публикации Христиана Гюйгенса Horologium , в котором Гюйгенс описал его маятниковые часы.Именно по построению Гюйгенса мы датируем практическая разработка устройства.

Примечания :
[1] Строго говоря, простой маятник. не является изохронным, период действительно несколько меняется с амплитудой качать. Это показал Христиан Гюйгенс в 1650-х годах. Гюйгенс установлен циклоидные «щеки» возле точки подвеса его маятников и показали, что в результате боб теперь описал циклоидальную дугу.И он доказал, что когда В этом случае маятник действительно изохронен. На практике размах боб был очень маленьким, а амплитуда - как можно более постоянной, как в часы с длинным корпусом или наши знакомые напольные часы. В этих условиях простой маятник изохронен для всех практических целей.
[2] Стиллман Дрейк, Галилей за работой: его научное Биография. (Чикаго: University of Chicago Press, 1978), стр. 419.

Источники : Полезное недавнее исследование - Сильвио А.Бедини, Пульс времени: Галилео Галилей, Определение долготы и Маятниковые часы (Флоренция: Ольшки, 1991). См. Также Бедини, Галилео и Мера времени (Флоренция: Ольшки, 1967). Для объяснения того, как маятник фигурировал в экспериментах Галилея, см. Stillman Drake, Galileo at работа: его научная биография (Чикаго: University of Chicago Press, 1978), и Томас Б. Сеттл, Томас Б. Сеттл, «Экспериментальные исследования и Галилеевская механика "в Ученый Галилео: годы его работы в Падуе и Венеция, изд.Милла Бальдо Сеолин (Падуя: Национальный институт физики) Nucleare; Венеция: Институт Венето ди Scienze, Lettere ed Arti; Падуя: Dipartimento di Fisica, 1992), стр. 39-57.

МАЯТНИК

МАЯТНИК
 
 
 

T Маятник собирается из струны или легкого стержня с грузом на одном конце. Galileo был первым, кто исследовал его уникальные характеристики.Галилей обнаружил, что у каждого маятника есть постоянный период. Период - это время, за которое маятник совершает одиночное колебание, то есть возвращается в положение, в котором он находился в начале периода. Например: время, необходимое маятнику, чтобы переместиться из крайнего правого положения обратно в эту точку. Маятник дважды проходит через дугу за каждый период.

  Перейти в лабораторию  

Почему Галилей заинтересовался маятниками?


Как он пришел к мысли, что у маятников
постоянный период?
Почему Галилей заинтересовался маятниками? Как ему пришла в голову идея, что у маятников есть постоянный период?

Вивиани, ученик Галилея, писал, что Галилей наблюдал движение люстры, висящей в соборе, и заметил, что у нее есть постоянный период даже при движении под разными углами. Вивиани утверждает, что именно так он открыл законы движения маятника. Согласно другой гипотезе, Галилей заметил качества различных музыкальных инструментов (его отец был музыкантом) и что он открыл свойства маятника благодаря своему опыту и деятельности в области музыки.

В 1602 году Галилей начал проводить эксперименты с маятниками, чтобы исследовать: Действительно ли их периоды постоянны?

Чтобы определить точный период маятника, нужно подсчитать количество колебаний за заданное время.Галилей и его ученики измерили количество колебаний, которые маятник проходит за целый день, чтобы определить его точный период. После успеха этих экспериментов Галилей заявил, что у маятника есть постоянный период. В свете этого вывода он начал использовать маятник для измерения коротких периодов времени (например, в его экспериментах с наклонной плоскостью ), хотя он все еще был менее точным, чем водяные часы . Галилей исследовал множество маятников и утверждал, что период каждого из них полностью не зависит от размера дуги, через которую он проходит.Маятник с углом 80 градусов имеет период, идентичный периоду маятника с углом 2 градуса.

 

Был ли Галилей прав в своем предположении


, что период маятника постоянен?
чтобы мяч упал?
Сегодня мы знаем, что период маятника будет оставаться постоянным, пока угол маятника не превышает 20 градусов, и даже в этом случае он не является полностью точным.Маятник, движущийся по большей дуге, проходит большее расстояние и его скорость больше, так как он падает с большей высоты и под более острым углом. В результате этих факторов его скорость намного выше. Удивительный вывод - маятник проходит большее расстояние за меньшее время, чем меньшее, и его период меньше.
 
Есть ряд причин, по которым Галилей считал, что период остается постоянным.
  1. Одним из факторов, который Галилей не учел, является трение.Все эксперименты проводились на воздухе, поэтому фактор трения присутствовал во всех из них. Это трение замедляло более быстрые движения маятника и приводило к уменьшению длины дуги, по которой он проходил. Например: если вы переместите маятник под углом 60 градусов, за короткое количество циклов маятник не выйдет за угол 20 градусов из-за трения. Поскольку Галилей измерил большое количество циклов, он подумал, что этот закон справедлив и для больших углов.
  2. Галилей обнаружил, что периоды меньших углов постоянны, и предположил, что это верно для каждого угла, предположение, которое, как мы теперь знаем, ошибочно.
 
Галилей пытался доказать на основе закона падения , что период маятника постоянен, т. Е. Что время, необходимое для того, чтобы маятник упал из своей наивысшей точки в самую низкую, постоянно, но ему это не удалось. делать это. Эта неудача не помешала ему продолжить рассмотрение справедливости этого закона, который был обнаружен экспериментально.Интересно, что Галилею удалось доказать правильный закон, согласно которому время, необходимое для спуска на прямые, соединяющие концы движения маятника (хорды в кружке, отмеченном на рисунке), постоянно и не зависит от от угла наклона маятника. Однако этот закон верен только для движения по прямым хордам, а не для кругового движения, которое описывает маятник. Обратите внимание, что для малых углов прямая линия почти идентична окружности, так что период спуска постоянен и для окружности.По этой причине период маятника при малых углах постоянен. Галилей также доказал, что движение по дуге всегда быстрее, чем движение по прямым линиям (хордам), но продолжал придерживаться предположения, что период маятников всегда постоянен.
 
Маятник демонстрирует непрерывное вечное движение - или, если быть точным, почти вечное - до тех пор, пока не остановится из-за трения. Непрерывное движение было совместимо с новой физикой 17-го века и несовместимо с физикой Аристотеля .Объяснение движения маятника связано с принципом инерции Галилея и законом падения , которые служат основой новой физики. Движение маятника - это движение падения, но он не падает с постоянным ускорением, потому что угол его падения изменяется по длине каждого движения. Ускорение падающего тела может служить примером для тех, кто принимает принцип инерции .
 
Галилей начал измерять время маятником, но он может использоваться только как секундомер, подсчитывая его колебания за определенный период.Чтобы измерить более длительные единицы времени, необходимо было сидеть перед маятником весь день и считать его колебания, чтобы вычислить время - метод, который не является ни эффективным, ни практичным. Дополнительной проблемой была остановка маятника из-за трения воздуха. Нам нравится, что наши часы продолжают работать в течение нескольких дней и не останавливаются через короткое время.
 
Галилей начал создавать часы, основанные на точном измерении времени маятником, но он столкнулся с двумя проблемами:
  1. Трудность передачи энергии (передачи) от колебаний маятника на зубчатое колесо, которое в конечном итоге привело бы в движение. циферблаты.Галилей попытался соединить стержневой маятник таким образом, чтобы стержень толкал зубчатое колесо при каждом цикле. Однако этот стержень передавал на зубчатое колесо только часть движения маятника (то есть часть скорости), что усугубляло вторую проблему.
  2. Проблема остановки движения маятника в результате трения воздуха.
Галилео не удалось построить часы, основанные на принципе маятника , но в 1657 году Кристиан Гюйгенс из Нидерландов , который занимался физико-математическими исследованиями, создал первые маятниковые часы, основанные на этой технологии.Часы Гюйгенса были во много раз точнее, чем любые из произведенных ранее часов. Механизм маятниковых часов был большим, чтобы сохранять точность. На протяжении многих лет многие исследователи совершенствовали маятниковые часы на основе того же принципа. Вплоть до начала двадцатого века маятниковые часы были самыми точными часами из доступных. На городских площадях больших городов были построены башни с часами, некоторые из которых все еще работают, например, Биг Бен в Лондоне. Часы меньшего размера были введены в дома богатых.За прошедшие годы маятниковые часы проникли во многие дома - даже сегодня во многих домах можно найти старинные маятниковые часы, а новые маятниковые часы все еще производятся.

Лаборатория

  • Эксперимент 1: Какой маятник имеет более короткий период: маятник с углом в двадцать градусов или маятник с углом в 5 градусов?
  выводы: 
 

Время, необходимое маятнику для завершения дуги 20 градусов, будет идентично времени, необходимому для завершения дуги 5 градусов.

  • Эксперимент 2: Сходите в лабораторию и попробуйте изменить длину маятника, его вес и материал, из которого он сделан. Какой фактор влияет на период? И в какой степени?
Создайте свой собственный маятник:
Материал: железо / дерево / пластик
Длина: 3 см / 8 см / 30 см
Вес: 10 грамм / 250 грамм / 1 кг
  выводы: 
 

Галилей также заметил, что период маятника не зависит от материала, из которого он сделан, и от его веса.На период маятника влияет только его длина. Чем длиннее маятник, тем больше его период.

 

KNOWMAGINE - http://muse.tau.ac.il/~vrmus

Революция в хронометрии

В Европе на протяжении большей части Средневековья (примерно от 500 до 1500 г. н.э.) технический прогресс практически остановился. Стили солнечных часов развивались, но не ушли далеко от древнеегипетских принципов.

В те времена простые солнечные часы, помещенные над дверными проемами, использовались для обозначения полудня и четырех «приливов» солнечного дня. К 10 годам использовалось несколько типов карманных солнечных часов. Одна английская модель определила приливы и даже компенсировала сезонные изменения высоты солнца.

Затем, в начале-середине 14-го -го -го века, большие механические часы стали появляться на башнях нескольких крупных итальянских городов. У нас нет свидетельств или записей о рабочих моделях, предшествовавших этим общедоступным часам, которые приводились в движение и регулировались спусковой механизм с гранью и фолиотом.Механизмы «грань и лист» царствовали более 300 лет с вариациями формы листа. У всех была одна и та же основная проблема: период колебаний этого спуска сильно зависел от количества движущей силы и количества трение в приводе. Как и поток воды, скорость было трудно регулировать.

Еще одним достижением было изобретение часов с пружинным приводом между 1500 и 1510 годами Петером Генлейном из Нюрнберга. Замена тяжелых приводов позволила установить часы меньшего размера (и портативные).Хотя они замедлялись при раскручивании главной пружины, они пользовались популярностью среди состоятельные люди из-за их размера и того факта, что их можно было поставить на полку или стол, а не висеть на стене. Эти достижения в дизайне были предшественниками действительно точного хронометража.

Точные механические часы

В 1656 году голландский ученый Христиан Гюйгенс создал первые маятниковые часы, регулируемые механизмом с «естественным» периодом колебаний.Хотя Галилео Галилей, которому иногда приписывают изобретение маятника, изучал его движение еще в 1582 году, Галилео дизайн часов не был построен до его смерти. Маятниковые часы Гюйгенса имели погрешность менее 1 минуты в день, впервые такая точность была достигнута. Его более поздние усовершенствования уменьшили погрешность его часов до менее 10 секунд в день.

Около 1675 года Гюйгенс разработал механизм баланса и пружины, который до сих пор используется в некоторых современных наручных часах.Это усовершенствование позволило наручным часам 17 -го -го века показывать время до 10 минут в день. А в Лондоне в 1671 году Уильям Клемент начал строить часы с новый «якорь» или «возвратный» спуск, существенное улучшение по сравнению с гранью, потому что он меньше мешает движению маятника.

В 1721 году Джордж Грэм улучшил точность маятниковых часов до 1 секунды в день, компенсируя изменения длины маятника из-за колебаний температуры. Джон Харрисон, плотник и часовщик-самоучка, усовершенствовал методы температурной компенсации Грэма. и добавлены новые методы уменьшения трения.К 1761 году он построил морской хронометр с пружиной и спусковым колесом баланса, который выиграл приз британского правительства 1714 года (более 2000000 долларов в сегодняшней валюте), предложенный за средство определения долготы с точностью до половины. степень после путешествия в Вест-Индию. Он сохранял время на борту катящегося корабля примерно до одной пятой секунды в день, почти так же хорошо, как маятниковые часы на суше, и в 10 раз лучше, чем требовалось.

В течение следующего столетия усовершенствования привели в 1889 году к часам Зигмунда Рифлера с почти свободным маятником, которые обеспечивали точность до сотых долей секунды в день и стали стандартом во многих астрономических обсерваториях.Настоящий принцип свободного маятника был введен Р. Дж. Раддом. около 1898 г., что стимулировало развитие нескольких часов со свободным маятником. Одни из самых известных, часы W.H. Shortt, были продемонстрированы в 1921 году. Часы Shortt почти сразу заменили часы Рифлера в качестве главного хронометриста во многих обсерваториях. Эти часы состоят двух маятников, один раб, а другой господин. Подчиненный маятник дает ведущему маятнику мягкие толчки, необходимые для поддержания его движения, а также приводит в движение стрелки часов.Это позволяет главному маятнику оставаться свободным от механических задач, которые могут помешать его работе. регулярность.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *