На часовых форумах часто встречается такое понятие, как ошибка хода (также используют термин «выкачка» или «beat error»), которую обычно определяют как «асимметричное колебание балансового колеса». Но что это означает?
В этой статье мы расскажем про ошибку хода, ее влиянии на работу механизма и рассмотрим способы ее коррекции.
Что такое ошибка хода?
Как мы знаем, колесо баланса совершает полуколебания в обе стороны. В идеальном случае баланс должен поворачиваться в любую из сторон на одинаковый угол за одинаковый период времени. Ошибка хода — это разница во времени (измеряется в миллисекундах) между асимметричными полуколебаниями баланса. В идеальных условиях длительность полуколебаний баланса одинакова и, соответственно, ошибка хода равна нулю.
Но в реальности идеальных условий не существует. Например, поворот колеса баланса по часовой стрелке может занимать немного больше времени, чем колебание в обратном направлении. Механизм как бы выбивается из ритма.
В приведенном примере ошибка хода может составлять 1,2 мс. Следовательно, поворот по часовой стрелке длится на 1,2 мс дольше, чем в направлении против часовой стрелки.
Как появляется ошибка хода?
Балансовое колесо совершает колебательные движения в обе стороны, и с каждым проходом импульсный камень ударяет по рожку анкерной вилки.
Спусковой механизм: желтым цветом выделено колесо баланса, синим — анкерная вилка и анкерное колесо, красным — палеты и импульсный камень
Анкерная вилка расположена между двумя ограничительными штифтами.
Синим и серым выделены анкерная вилка между ограничительными штифтами, желтым цветом — анкерное колесо, красным — палеты. На конце анкерной вилки имеется рожок.
Нулевое положение баланса — это положение покоя при расслабленной заводной пружине, при этом положение импульсного камня наиболее важно как средней точки между колебаниями балансового колеса в обе стороны.
Идеальным местом покоя импульсного камня в нулевом положении является позиция посередине ограничительных штифтов. В этом случае ошибка хода равна нулю.
Однако на практике достигнуть этого практически невозможно: импульсный камень, вероятно, окажется немного левее или правее от этой точки. Это вызывает ошибку хода, поскольку одно направление полуколебания длиннее другого.
Помните, что мы говорим о миллисекундах, поэтому фактическая разница во времени здесь очень мала.
Как корректировать ошибку хода?
На мосту баланса современных часов, кроме «градусника» – рычажка регулировки точности, расположен рычажок регулировки симметричности колебаний баланса относительно точки равновесия, так называемой «выкачки». В этом рычажке закреплен конец спирали (волоска).
Массовое применение рычага регулировки «выкачки» началось в 60-е годы прошлого века. До этого конец волоска жестко фиксировался к мосту баланса, а ошибка хода регулировалась поворотом волоска на оси баланса. Это достаточно сложная операция, которая при отсутствии опыта и специального инструмента может привести к повреждению спирали баланса. Самостоятельно делать ее без крайней необходимости я бы не рекомендовал.
На мосту баланса современных часов расположены два рычажка: Градусник (1) и рычаг регулировки выкачки (2)
При наличии регулятора «выкачки» регулировка хода начинается с установки симметричности колебаний. Это принципиально важно для нормального самозапуска часов при их первоначальном заводе. Часы с сильно сбитой «выкачкой» самостоятельно запуститься не смогут и их потребуется потрясти, чтобы баланс сдвинулся и часы пошли.
Регулировку можно грубо произвести даже без таймграфера. Для этого надо спустить заводную пружину и добиться перемещением рычажка «выкачки», чтобы анкерная вилка встала строго посередине между ограничительными штифтами. Как правило, такой регулировки достаточно для того, чтобы часы уверенно запускались.
При наличии таймграфера на следующей стадии часы устанавливаются на прибор и поворотом рычажка «выкачки» добиваются диаграммы с одиночной линией хода вместо двух параллельных линий. Нормальными считаются значения до 0,5 мс. Регулировка «выкачки» делается первой, т.к. она влияет на точность хода. Затем производится установка точности хода с помощью «градусника».
Заключение
Ошибка хода является наименее значимым параметром «здоровья часов» в сравнении с амплитудой баланса и точностью. Часы с большой ошибкой хода способны показывать точное время при наличии высокой амплитуды и стабильного суточного хода.
Тем не менее часы со сбитой «выкачкой» наиболее подвержены отклонениям точности при низкой амплитуде и резких изменениях положения часов, а также могут останавливаться раньше полного расслабления заводной пружины.
7 746
«Прошу Вас, расскажите подробней о процедуре регулировки выкачки в следующей вашей статье.»
glazmane
А ведь таки да. Сколько рассказываю о сложном, разбираю часы, собираю, а вот об элементарных процедурах настройки часов в домашних условиях без разборки, но к которым приходится прибегать куда как чаще, чем к полной разборке и репассажу, так ни слова и не сказал. Нет, может быть оно всем понятно, но ведь спрашивают об этом. Значит, нужно хоть пару слов об этом, да сказать. На уровне «подвигать рычаги», чтобы было доступно и понятно каждому. Поэтому в этот раз в глубокие материи углубляться (пардон за каламбур) не будем. Просто немного действий, направленных на проверку и установку хода часов. Присаживайтесь, друзья! Если вы это знаете, просто посмотрите, а кому-то может оно будет в новинку и пригодится. Посему — коротко и по делу.
Что же есть такое «выкачка»? Для пущей наглядности давайте представим себе ходики. Вот он маятник, «тик-так», «тик-так». Качнулся влево, качнулся вправо. И влево, и вправо маятник проходит одинаковое расстояние, точнее, отклоняется на один и тот же угол. Это называется синхронное колебание, синхронизм. Вот он и есть так самая «выкачка», то есть, маятник выкачивается на одинаковый угол в каждую сторону. Точно так же происходят колебания маятника и в наручных часах, только маятник здесь представляет собой колесо, подвешенное на спиральной пружине. Если его подтолкнуть, он начнёт совершать затухающие колебания, вращаясь по часовой стрелке и против часовой стрелки. Во время этих колебаний маятник через импульсный камень взаимодействует с анкерной вилкой, в результате чего происходит обмен энергией межу маятником и механизмом (да, во время колебания маятника происходит много чего, но это очень большая тема для разговора, к ней лучше вернуться отдельно). Синхронизм здесь проявляется в том, что углы хода колеса маятника по часовой и против часовой стрелки должны быть равны относительно положения покоя. То есть, при не заведенной пружине анкерная вилка, в рожках которой находится импульсный камень маятника, должна стоять ровно посередине между ограничивающими штифтами. На глаз такая настройка может быть произведена разве что в тех часах, где анкерная вилка видна при установленном балансе. Но в наручных часах это довольно спорное мероприятие. Поэтому для настройки часов используются приборы, которые в домашних условиях вряд ли у кого-то могут оказаться под рукой. Но ничего. В качестве прибора в наше время существуют программные продукты, такие как широко известный среди любителей часового дела Clook Tuner. Его легко найти в магазине приложений для Андроид.
Хорошо. Освоив некоторые теоретические выкладки, перейдём к практическим занятиям. Итак, часы у нас отстают или спешат, нам надо подстроить их ход. Открываем заднюю крышку и перед нами… ну да, вот этих два рычажка. Будь рычажок один, проблем бы не возникало. А вот целых два… (смайлик!)
Тут я несколько отступлю от повествования и позволю себе некоторую реплику. Собственно, эта самая «выкача», синхронизм, не самый важный параметр в часах. По большому счёту если чем и грозит небольшая рассинхронизация, так это тем, что часы начнут идти не с первого или третьего оборота заводной коронки, а с пятого или шестого. Точность хода будет оставаться всё ещё достаточной и находиться в заявленных заводом параметрах. Разве что при разном натяжении пружины можно будет заметить некоторые отклонения. Но — к делу. Тут у меня как раз «Ракета 2601» под рукой, вот на её примере и проведём небольшую «лабораторную работу» (смайлик!).
Итак, человек, открывший заднюю крышку своих часов, как правило, видит вот такую картину. Баланс, и на нём два рычага.
Рычаг, обозначенный цифрой «1» — это градусник. С его помощью устанавливается частота колебаний маятника. Рычаг, обозначенный цифрой «2» — это рычаг, на котором закреплена колонка спирали баланса. Такое крепление даёт возможность перемещать колонку баланса, а значит, изменять положение колеса баланса с импульсным камнем относительно рожек анкерной вилки. То есть, выставить таким образом вилку ровно посередине между ограничивающими ход вилки штифтами. Такая возможность существует и у баланса с неподвижной колонкой, но регулировка таких часов, увы, возможна только квалифицированным специалистом, поскольку требует навыков и соответствующего инструмента. Поэтому в этом рассказе рассматриваться не будет во избежание поломки часов при неправильной регулировке.
Продолжаем. Предположим, у нас на регулировке часы с расстроенным синхронизмом и сбитым ходом. Бывает при падении.
Прежде всего при помощи нашего программного индикатора нужно определить, что же происходит. Я специально не уменьшал скриншоты программы, чтобы всё было наглядно. Для этого вовсе вовсе не обязательно приобретать полную версию программы Clock Tuner. Что же мы видим на этом графике? Здесь чётко видны две параллельные линии, поднимающиеся вверх. В данном случае это означает, что синхронизм нарушен, часы отстают на некоторое время.
Начинаем регулировку. Прежде всего нужно знать, что регулировки взаимозависимые. Первым делом устанавливаем синхронизм. Для этого передвигаем при помощи путцхольца или зубочистки — металлический инструмент использовать нежелательно, можно намагнитить баланс, рычажок колонки баланса, обозначенный на нашем фото цифрой «2». Сторону, в которую нужно передвинуть колонку, определяем практически, контролируя график, по сужению расстояния между двумя линиями. Передвигаем колонку баланса в нужную сторону до тех пор, пока две линии не совпадут в одну «ниточку». Приблизительно вот так.
Далее переходим к регулировке хода. Поскольку в нашем примере часы отставали, то передвигаем на этот раз градусник — рычажок, обозначенный цифрой «1», до момента, пока линия на графике не станет как можно более горизонтальной. После этого тут же снова подстраиваем синхронизм («выкачку») рычагом «2». Как я уже говорил, регулировки влияют друг на друга, поэтому подстроив одну, придётся подстроить и другую. Как видите, линия вытянулась в «ниточку». Собственно, на данном этапе можно было бы и закончить настройку. Часы будут идти в пределах нормы, но если установить платную версию Clook Tuner, то можно добиться более точных регулировок.
В этой версии можно увидеть ошибку хода, выраженную в секундах в сутки, и отклонение частоты колебаний маятника. Вот сейчас мы выставили часы, что называется «в ноль» или «в ниточку». Это не значит, что часы будут идти с нулевой погрешностью на протяжении суток, мы не учли ошибку положения, изменение хода при снижении натяжения пружины и немало иных факторов. Поэтому часовщики (серьёзные часовщики) никогда вам не отдадут часы сразу же после ремонта, а подержат их у себя сутки или двое, чтобы подкорректировать при необходимости ход.
В заключение добавлю, что Clock Tuner хоть и является лучшей программой для настройки часов, но полноценный прибор проверки часов (ППЧ) заменить не может. В этой программе нельзя установить так называемый угол подъёма баланса для конкретного испытуемого механизма, он тут установлен средним, скорее всего 52 градуса. Также не видим амплитуду хода. Амплитуда хода — весьма важный параметр, по которому можно судить о том, нужна ли профилактика часам или можно повременить с ней. Но и без этого в домашних условиях настройка часов получается весьма точной.
REM:
Иногда задают вопрос: Что такое регулировка и что такое настройка. Если коротко, то это можно сформулировать как-то так.
Под регулировкой чаще всего понимают комплекс работ по доведению параметров устройств до значений, соответствующих требованиям ТУ с заданной степенью точности. Целью регулировки является обеспечение заданных параметров устройства в пределах допуска, гарантирующего нормальную длительную эксплуатацию.
Под настройкой, как правило, понимают корректировку отклонения параметров отрегулированного механизма в период его эксплуатации.
То есть, при регулировке выставляются всевозможные зазоры, расстояния, величины, которые не изменяются в период эксплуатации. Например, расстояние между камнями, загиб волоска, притяжка палет и подобное. А при настройке корректируются параметры, которые с течением времени могут измениться. Например, частота хода баланса, синхронизм («выкачка»).
Если ещё короче, то регулировка — то, для чего требуется отдельный специальный инструмент и оборудование, а вот настройка производится предусмотренными штатными органами настройки, например, градусник, подвижная колонка баланса. Других органов настройки в часах как-то и не припомню. Точная настройка, разумеется, тоже требует применения приборов. Вот сейчас мы с вами как раз и занимались настройкой отрегулированного механизма.
В этой статье:
- Принцип работы механических наручных часов
- Завод механических часов
- Точность механических часов в сравнении с кварцевыми
- 5 факторов, от которых зависит точность механических часов
- 3 способа замерить точность механических часов
- Пошаговая регулировка точности механических часов своими руками
- Как размагнитить механические часы
Точность механических часов зависит от многих факторов, начиная от погодных условий и заканчивая намагничиванием. Специально для этого параметра был разработан стандарт, которому должны отвечать наручные часы. Это основной ориентир, хотя погрешность допустима +/- 4-6 секунд.
Чтобы замерить точность часов, есть три способа. Все они просты и легко осуществимы. Если окажется, что хронометр отстает, не беда, так как своими силами ход часов можно подогнать до идеала, но только приблизительно.
Принцип работы механических наручных часов
Наблюдая за работой хронографа, многие задаются вопросом, каков принцип его действия. В часовой механизм встроена пружина, которая запускает его движение. Он отвечает за ход стрелок, а чтобы шестеренки вращались в нужном темпе, существует регулятор скорости, контролирующий функционирование всей системы. Сжатая пружина генерирует энергию, необходимую для работы устройства.
-
Как запускается механизм
Чтобы привести хронограф в действие, нужна энергия. В механических часах источником питания выступает гиря, используемая в моделях с маятником, либо пружина, устанавливаемая в хронографах с балансом. Пружина свернута особым способом, поэтому на вид она представляет собой тонкую полоску. Место ее крепления — специальный барабан, который помещен на вале.
Вал может вращаться независимо от всего механизма, именно благодаря этой особенности механические часы с заводом приходят в действие. Это происходит за счет того, что пружина растягивается и сжимается. В свою очередь ритмичное движение пружины обеспечивается специальным встроенным балансом.
-
Зачем нужен регулятор
Если задуматься о точности хода механических часов с автоподзаводом, логично возникнет вопрос, за счет чего в них сохраняется движущая энергия. Чтобы понять данный принцип действия, можно рассмотреть стержень, который опоясывает обод с вращающейся осью посередине. Двигателем внутри обода выступает пружина. Так как обод все время циркулирует, пружина растягивается и сжимается в определенном ритме.
В свою очередь за счет деформации пружины устройство вращается. Все эти действия и создают энергию, необходимую для работы хронографа. Размах и скорость растяжения пружины заданы изначально так, чтобы стрелки часов перемещались в нужном темпе. Тем не менее, из-за возникающей силы трения движение механизма со временем прекращается, поэтому механические часы нужно периодически заводить вручную.
-
Как энергия распределяется в механизме
Спусковой механизм (на языке часовщиков – анкерный спуск) это специальное устройство, которое передает энергию между пружиной и регулятором, а также позволяет шестеренкам совершать плавный ход. Состоит механизм из анкерной вилки с двумя паллетами и зубчатого кольца.
Когда двигатель совершает движение, анкерное кольцо перемещается на одно деление, а вилка при этом поворачивается, передавая энергию регулятору. Колесо останавливается и не движется до тех пор, пока баланс не затрагивает вилку. В этот момент колесо отсоединяется и возвращается в исходное положение. Теперь анкерное кольцо может развернуться и повторить все с начала.
За счет данного процесса обеспечивается частота, с которой энергия распределяется между всеми элементами механизма.
Завод механических часов
Механические часы важно заводить циклично, чтобы обеспечить точность их хода. Витки пружины, приводящей в действие устройство, должны быть удалены друг от друга на одинаковое расстояние. Сразу после завода они плотно прижаты и постепенно начинают отдаляться. Наиболее точно часовой механизм работает в середине завода. Затем ритм и темп постепенно сбиваются по мере раскручивания витков.
Если запас хода в часах больше 24 часов, можно не доводить механизм до того состояния, чтобы начался сбой в его работе.
Тем, кто предпочитает модели с автоподзаводом, нужно помнить, что их необходимо постоянно носить. Если долго не использовать такие часы, они могут остановиться. Можно запустить их самостоятельно, слегка встряхнув.
Точность механических часов в сравнении с кварцевыми
В 1976 году был принят европейский стандарт ISO 3159, который является главным ориентиром в настоящее время. Часы, соответствующие ему, носят название «хронометр».
Особенность хронометров заключается в том, что они обладают предельной точностью хода, доказанной в условиях лаборатории. Суточная погрешность таких часов не может превышать -4/+6 секунд.
Кварцевые часы также могут быть отнесены к хронометрам. Несмотря на то, что специального стандарта качества для них не разработано, существуют соответствующие показатели, утвержденные институтом хронометрии COSC. Для кварцевых часов погрешность хода должна быть еще ниже – +/- 0,2 секунды в день (при температуре 8 и 38 0С) и +/- 0,07 секунды (при температуре 23 0С).
Изначально точность механических часов обеспечивалась движением маятника, на который влияла сила притяжения. Поэтому часы могли быть только настенными или напольными, так как было важно, чтобы хронометр располагался горизонтально. Однако в 1675 году голландский математик и физик Христиан Гюйгенс изобрел часовой механизм с устройством баланс-спираль.
В 2017 году были представлены механические часы с особой точностью — Zenith Defy Lab. В них узел баланс-спираль был заменен осциллятором из монокристаллического кремния. Погрешность хода за сутки не превышает +/- 0,25 секунд.
Узел баланс-спираль регулирует работу часового механизма и обеспечивает точность его движения. Эта деталь бывает разной по своим характеристикам в зависимости от модели и марки часов. Частота узла баланс-спираль может принимать значения от 2,5 до 5 колебаний в секунду, в зависимости от конструкции конкретного механизма. Чем выше этот показатель, тем точнее часы.
Для механических часов, которые не соответствуют европейскому стандарту ISO 3159, то есть не являются хронометрами, среднесуточная погрешность хода может составлять -40/+60 секунд.
Более высокой точностью хода характеризуются кварцевые часы. Те модели, которые производят без соответствия стандартам, могут иметь погрешность до 20 секунд в месяц. Сертифицированные часы статусных производителей могут отставать или спешить не более чем на пять секунд в год.
Кварц обеспечивает высокую точность хода. Источником энергии в таких часах является батарейка, которая подает питание к электронному блоку. Под действием тока кварц сжимается и разжимается, сохраняя высокую резонансную частоту.
Количество колебаний, генерируемых кварцем, может достигать 32 768 в секунду. При этом сохраняется их стабильная частота. Колебания превращаются в импульсы специальным делителем. Именно импульсы отвечают за ход стрелок часов, обеспечиваемый шаговым электродвигателем.
Точность кварцевых часов зависит от следующих факторов:
-
Частота генератора.
-
Изменение температуры.
-
Старение кристалла кварца (вызывает снижение резонансной частоты).
5 факторов, от которых зависит точность механических часов
-
Колебания температурного режима
Любые изменения температуры могут очень сильно повлиять на точность работы механических часов, оснащенных узлом баланс-спираль. При нагревании баланс увеличивается, что приводит к изменению момента его инерции. Также меняется длина спирали и ее жесткость. То есть при увеличении температуры диаметр баланса становится больше, а жесткость пружины — меньше. Все это приводит к изменению амплитуды колебаний и, как следствие, к изменению точности хода.
-
Вертикальное или горизонтальное расположение часового механизма
На баланс часов влияет гравитация. Точность механических часов в разных положениях в пространстве может зависеть как от их конструкции, так и от качества сборки. Один и тот же механизм может отставать на 10 секунд в сутки в вертикальном положении и спешить на 20 секунд — в горизонтальном.
-
Качество сборки и состояние механизма
Под этими характеристиками подразумевают точность исполнения деталей часов, качество их сборки, состояние, чистоту и т. д. От данных факторов зависит, с какой силой трения детали будут взаимодействовать между собой, а значит, каковы будут потери энергии при их функционировании.
-
Изнашивание деталей механических часов
Срок службы деталей часов довольно длительный. Тем не менее в первую очередь в негодность приходит спусковой механизм, отвечающий за точность работы устройства. Также на нее влияет загустение смазки.
-
Влияние магнитных полей
Мы живем в окружении магнитных и электромагнитных полей. Конечно, они действуют на все предметы вокруг, в том числе приводят к намагничиванию часовых механизмов. Источниками полей являются совершенно разные предметы: магнитные кнопки на одежде, смартфоны, бытовая техника, металлодетекторы и т. д.
Влияние магнитных полей на часовой механизм было выявлено в 50-х годах ХХ века учеными, исследовавшими показатели отклонения хронометров. Они установили, что металлические детали часов при длительном воздействии магнитных полей могут довольно сильно намагничиваться и надолго сохранять это свойство.
3 способа замерить точность механических часов
-
Можно сверить показания механических и электронных часов, например, на компьютере или смартфоне, и выявить отклонение за сутки. Конечно, произвести точные замеры данным способом будет проблематично.
-
Можно воспользоваться электронным секундомером или скачать специальное приложение на телефон. Поставьте таймер на 10 минут и сверьте показания времени с ходом на механических часах. Результат, умноженный на шесть, покажет расхождение за час. В данном случае точность измерений будет низкой.
-
Проверить точность хода механических часов можно специальным прибором — таймграфером. Он покажет, насколько точно работает часовой механизм. Принцип действия устройства основан на анализе вибраций и построении по ним линий из точек.
Пошаговая регулировка точности механических часов своими руками
Как отрегулировать точность механических часов, если это необходимо? Часовой механизм может неверно отображать время в двух вариантах: либо спешить, либо отставать. Допустимая погрешность хода часов может составлять 40 секунд за 24 часа. Механические часы рано или поздно начинают спешить.
Чтобы отрегулировать точность хода механических часов, необходимо следовать данному алгоритму:
-
Корпус часов вскрыть, работая на ровной поверхности.
-
Колесо, приводящее в движение стрелки часов, выдвинуть плавным движением, не прилагая излишних усилий, до щелчка.
-
Выставить нужное время, вращая колесо.
-
Надавив на колесо без усилий, вернуть его в исходное положение.
-
Если часовой механизм нужно завести, покрутить колесо в разные стороны несколько раз. Обычно достаточно 5-7 оборотов. Не нужно вращать его очень долго, чтобы не растянуть пружину.
Устанавливая время на часах, многие не задумываются, в какую сторону правильно крутить стрелки — вперед или назад. Обычно их перемещают в ту сторону, которая ближе к нужному положению на циферблате. Это не всегда верно.
Если вы не уверены, как правильно настроить точность хода на вашей модели механических часов, лучше крутите стрелки вперед. Только после того, как будет установлено время, можно перейти к настройке календаря и других дополнительных функций.
Если правильно и вовремя подзаводить механизм, он будет служить вам долго и точно показывать, который час. Крутить колесо завода можно либо вперед-назад, либо только вперед. Лучше прибегать именно ко второму способу, так вы уменьшите износ кулачковой муфты и заводной пружины.
Поворачивать колесико назад иногда необходимо, чтобы распределить смазку внутри механизма. Данную манипуляцию можно проводить даже с часами, которые вы не носите. Заводить часы нужно плавными медленными движениями, так как детали механизма отличаются хрупкостью и тонкостью исполнения, поэтому применение грубой силы недопустимо.
Регулировка точности хода механических часов в случае, когда они спешат, может быть выполнена своими руками. Учтите, что «градусник» в таких часах может быть как двойным, так и одинарным. Одинарный настраивать легко, нужно просто перемещать штифты. Чтобы настроить точность механических часов с автоподзаводом, советуем обратиться к специалисту, чтобы не повредить устройство.
Как размагнитить механические часы
Часы — это прибор, который очень чувствителен к магнитным и электромагнитным полям. Они могут намагничиваться от бытовой техники, смартфона или компьютера. Стоит отметить, что речь идет только о моделях со стальным спуском и балансовой пружиной. Если вы обладаете такими механическими часами и заметили, что они стали сильно спешить, это может быть вызвано именно намагниченностью.
Обратитесь к хорошему часовщику. В мастерских есть специальные приборы для размагничивания. В домашних условиях также можно попробовать провести нужные манипуляции самостоятельно. Покачайте над часами магнит, привязанный к нитке, подобно маятнику. Еще один способ — пропустить часы через отверстие большого круглого магнита. Это вернет механизм в исходное состояние.
Механические часы — это атрибут роскоши. Они очень чувствительны и требуют бережного обращения, так как детали механизма все время находятся в напряжении и подвержены износу. Тем не менее, такие часы никогда не выйдут из моды. Поэтому они вполне достойны того, чтобы стать фамильной реликвией, передаваемой по наследству.
ДИАГНОСТИКА МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСОВ
<p><span style=»color: #808080″><span style=»font-family: Verdana»>Общие принципы</span></span></p>
Цикл публикаций об использовании современных тестовых приборов мы начнем с рассказа о диагностике механических часов.
Цикл публикаций об использовании современных тестовых приборов мы начнем с рассказа о диагностике механических часов.
Механические часы состоят из нескольких крупных узлов:
• двигатель, основным элементом которого является барабан с главной пружиной;
• основная колесной системы, передающая вращательное движение на стрелочный механизм и спуск;
• регулирующий орган, сочетающий спуск и систему баланс-спираль.
В процессе эксплуатации в каждом из этих узлов могут возникать различного рода неисправности, значительную часть которых можно диагностировать, не вскрывая часов с помощью современных приборов, таких как Witschi Watch Expert, более современного Witschi Chronoscope S1 и им подобных. Дело в том, что большинство неисправностей приводят к тем или иным нарушениям в работе самого тонкого узла спуска, и анализ этих нарушений может с высокой вероятностью подсказать место возникновения дефекта.
ТРИ ШУМА
Рис. 1. Шумы, издаваемые при работе спуска — а) Шум освобождения
Рис. 1. Шумы, издаваемые при работе спуска — б) Шум импульса
Рис. 1. Шумы, издаваемые при работе спуска — в) Шум падения
Использование диагностических приборов основано на анализе шумов, возникающих в процессе работы механизма. При нормальной работе часов со швейцарским анкерным спуском возникает три отчетливых звука, соответствующие трем стадиям работы спуска (см. рис.1).
Первый звук шум освобождения возникает в тот момент, когда импульсный камень (эллипс, impulse pin) ударяется о рожок анкерной вилки. Этот звук очень отчетливый и поэтому именно он используется для отображения диаграммы и для расчета ошибки хода часов (rate deviation) и отклонений в точности хода (beat error). Второй удар шум импульса возникает в момент перехода зубца анкерного колеса c плоскости покоя палеты на плоскость импульса; при этом рожок анкерной вилки догоняет импульсный камень, чтобы передать через него импульс балансу. Этот шум очень нерегулярный и поэтому не может быть использован для диагностики часовых механизмов. Третий звук, наиболее сильный из всех, шум падения формируется в момент, когда зубец анкерного колеса падает на плоскость покоя палеты, а анкерная вилка в это же время ударяется об ограничительный штифт. Этот шум, наряду с первым, используется для определения амплитуды хода. Все три шума повторяются при каж дом полуколебании баланса.
СУТОЧНЫЙ ХОД
Главным параметром механизма является так называемый мгновенный суточный ход – отклонение частоты возникновения шума освобождения от частоты эталонного генератора. Говоря «точность хода», мы имеем в виду именно мгновенный суточный ход.
Рис. 2. Определение мгновенного суточного хода
АМПЛИТУДА ХОДА
Другим важным параметром является амплитуда угол максимального отклонения баланса от положения покоя, точка, в которой он меняет направление вращения на противоположное. От амплитуды зависят энергетические параметры пары баланс-спираль, ее способность сохранять стабильность колебаний при внешних воздействиях и т.д. Рабочие значения амплитуды для популярных наручных часов лежат в диапазоне 260° 310°. Величина амплитуды падает вместе с уменьшением момента, развиваемого заводной пружиной, а также с ростом потерь энергии в колесной передаче, например, в результате износа деталей или высыхания масла. Расчет амплитуды баланса базируется на измерении времени между первым и третьим импульсом в шуме механизма (рис. 3), т.е. между моментом удара импульсного камня по рожку анкерной вилки и моментом, когда, переключившись в другое положение, анкерная вилка ляжет на ограничительный штифт. Этот период называется временем подъема балансового колеса, а угол, который за этот период проходит балансовое колесо, углом подъема. Данный угол определяется конструкцией механизма и вводится в диагностический прибор как параметр.
Рис. 3. Измерение времени подъема
Для большинства стандартных часовых механизмов угол подъема составляет около 52°. Расчет значения амплитуды основан на том, что чем больше амплитуда баланса, тем выше будет скорость, с которой он проходит через угол подъема, и тем короче время, необходимое для прохождения этого угла. Угол поворота колеса баланса во времени можно отобразить в виде синусоиды. Сплошная линия на рисунке 4 соответствует малой амплитуде, а пунктирная большой. Горизонтальные лини, отображающие постоянный угол подъема, пересекают эти синусоиды в различных точках. Из графика видно, что разница во времени прохождения угла подъема при малой амплитуде (t2) будет больше, чем при большой (t1).
Рис. 4. Расчет амплитуды по времени подъема
ОШИБКА ХОДА
В идеальном случае при работе часов баланс должен поворачиваться на одинаковый угол при движении в обе стороны. Однако иногда колесо в одну сторону поворачивается больше, чем в другую. Эта асимметрия колебания баланса вызывает так называемую «ошибку хода» (иногда используют термин «выкачка хода») говорят, что возникает «однобокий ход». Асимметрия колебаний баланса определяется по разнице во времени между двумя последовательными ударами импульсного камня по анкерной вилке. На рисунке 5 показано, что время между первой парой ударов больше, чем между второй. Ошибка хода измеряется в миллисекундах (мсек, ms) и равна половине разности двух последовательных интервалов (t1-t2) : 2. В случае, если t1 и t2 имеют идентичные значения, ошибка хода отсутствует. Некоторые часы имеют специальное устройство для установки симметрии вращения балансового колеса.
Рис. 5. Вычисление ошибки хода
Основываясь на шумах, создаваемых спуском, современные диагностические приборы способны:
• вычислять и отображать ряд числовых показателей, таких как мгновенный суточный ход, ошибка хода, амплитуда;
• формировать диаграмму хода;
• отображать осциллограмму работы узла спуска;
• усиливать и воспроизводить звуки работы механизма часов. Все это позволяет выявить неисправность часов даже без вскрытия, а также произвести их тонкую настройку. Для получения наиболее достоверных результатов диагностики специалисты компании Witschi рекомендуют придерживаться порядка, указанного в таблице.
ДИАГРАММА ХОДА
Наглядно увидеть качество работы часов и получить подсказку о многих типах неисправностей позволяет диаграмма хода. Она представляет собой набор последовательных точек и строится на основе сравнения времени, произошедшего между двумя последовательными шумами освобождения с эталонным значением, вырабатываемым кварцевым генератором прибора. Если замеры показывают, что интервал между шумами точно соответствует эталонному значению, новая точка появится на диаграмме непосредственно рядом с предыдущей. Если новый удар происходит немного раньше или, наоборот, позже номинального значения, новая точка будет смещена вверх или вниз относительно последней точки, а смещение будет отражать величину отклонения от номинального значения. Ряд точек на дисплее может иметь форму как прямой, так и выпуклой вверх или вниз одинарной или двойной линии. В зависимости от конструкции механизма одному обороту анкерного колеса соответствуют от 15 до 21 точки диаграммы. Одновременно с диаграммой хода на дисплее прибора отображается мгновенный суточный ход, который вычисляется как среднее значение всех отклонений между измеренным периодом времени и эталонным значением на всем протяжении времени измерения и преобразуется в вид «секунды в день» (s/d) ошибка хода и амплитуда баланса. Диаграмма хода наиболее привычный инструмент для мастеров «старой школы», привыкших к приборами типа ППЧ-7. Она дает информацию не только об отклонении в точности хода, но и о некоторых других неисправностях хода часов, таких как ошибка хода, неисправный зубец анкерного колеса и т.д. Некоторые типичные варианты диаграмм, вероятные неисправности и рекомендации по устранению приведены на этих страницах. В следующем номере мы обсудим специфику использования некоторых приборов, а также приведем неисправности, на которые указывает осциллограмма хода.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ДИАГНОСТИКИ
Процедура | Комментарии |
Завести часы на 10–15 поворотов головки и выждать 20 минут до проведения теста. | Такие шаги позволят обеспечить измерение на основном участке работы главной пружины, где характеристики часов наиболее стабильны и представительны. |
Проверить, чтобы часы не находились в зоне переключения календаря, выключить хоронограф. | Работа хронографа, а также календаря в момент смены даты создает дополнительную нагрузку на главную пружину и колесную систему, что может привести к ухудшению параметров механизма. |
Поставить головку в начальное положение. | Некоторые механизмы могут останавливаться при выдвинутой головке. |
Если есть возможность, размагнитить часы. | Некоторые стальные компоненты часов могут быть намагничены и вызывать отклонение в точности хода. |
Провести сперва комплекс измерений в вертикальном положении часов – цифрами 6, 9, 12 и 3 вверх. Затем – в горизонтальном положении, циферблатом вверх и вниз. | Время стабилизации хода в вертикальном и горизонтальном положении короче, чем при смене вертикальной позиции на горизонтальную, и наоборот. |
При проведении каждого измерения выждать примерно 15 секунд на стабилизацию хода и проводить изменение протяженностью не менее 20 секунд. | Чем больше время на стабилизацию после смены положения часов и на измерение, тем достовернее будет результат измерения. |
Провести аналогичные проверки спустя 24 часа, не заводя механизм. | Тест спустя сутки позволит выявить возможные отклонения в ходе реальной эксплуатации часов. |
Проверить работу механизма календаря и запас хода. |
В ходе суточного теста также выявляется минимальный запас хода и работа календарного устройства. |
Проверить работу механизма автоподзавода на симуляторе. |
Функциональный тест узла автоподзавода и заводного барабана. |
Механизм в порядке: Точность хода: от +1 до +15 сек/день Амплитуда: H 250 – 330°, V 220 – 270° Ошибка хода: от 0,0 до 0,5 мсек.
Механизм в порядке, но слишком велика ошибка хода, что говорит о неправильной выкачке баланса. Действия: сначала отрегулировать ошибку хода (регулировкой подвижной колонки на оси баланса обеспечить правильное положение импульсного камня, вилки и ограничительных штифтов), затем настроить точность хода.
Механизм в порядке. Механизм А: ходит слишком быстро. Механизм В: ходит слишком медленно. Действия: с помощью «градусника» отрегулировать точность хода, от +2 до 15 сек/день.
Механизм с большим разбросом значений точности хода между различными вертикальными положениями: нарушена балансировка баланса. Действия: отцентрировать и сбалансировать на специальном приспособлении баланс или полностью заменить баланс-спираль.
Механизм с небольшим разбросом значений точности хода между горизонтальным и вертикальным положением тестирования. Действия: настроить расстояние штифтов регулировочного градусника, для Vзакрыть штифты, для V+ открыть штифты.
Механизм с регулярным отклонением в точности хода, отклонение возникает более чем через 15–21 такт работы спуска: дефект в основной колесной системе, скорее всего одно из колес неотцентрировано. Действия: проверка и возможно замена некоторых частей основной колесной системы. Чем длиннее период неисправности тем дальше от спуска расположено неисправное колесо.
Механизм с непостоянным ходом и дефектами. Изменяющееся расстояние между линиями говорит о непостоянной, часто недостаточной амплитуде. Действия: переборка, промывка, проверка зазоров в механизме. При необходимости – тщательный ремонт.
Балансовое колесо иногда «стучит». Причина в слишком высокой амплитуде (<330°). акустически явно слышится двойной «тик-так». Действия: заменить заводную пружину, палеты анкерной вилки и/или анкерное колесо.
Балансовое колесо постоянно «стучит». Причина в слишком высокой амплитуде (<330°). Акустически явно слышится двойной «тик-так». Действия: заменить заводную пружину, паллеты анкерной вилки и/или анкерное колесо.
Биение анкерного колеса, приводящее к регулярным изменениям хода (одному обороту анкерного колеса соответствуют от 15 до 21 точки диаграммы) . Действия: если волны строго периодичны – анкерное колесо имеет радиальное биение и требует замены, если непериодичны – проблема в большом радиальном зазоре в опорах анкерного колеса.
Входная палета анкерной вилки плохо закреплена или на ней присутствуют сколы, следы высохшей смазки. Действия: очистить спусковой механизм, отрегулировать или заменить палету.
Спираль касается деталей механизма. Обычно спираль касается штифтов регулировочного градусника или колонки регулятора (акустически слышится явный царапающий звук) или витки спирали касаются друг друга. Действия: центрировать или заменить спираль, настроить ход.
Медленное колебание (осцилляция) баланса после смены положения часов. Опоры баланса и основной колесной системы плохо или вообще не смазаны. Действия: почистить и смазать, в конечном счете отремонтировать.
Поврежден один из зубцов анкерного колеса. Действия: заменить анкерное колесо.
Опубликовано в журнале «Часовой Бизнес» №3-2011
Портал профессионалов часового бизнеса TimeSeller.ru
При перепечатке активная ссылка обязательна
Содержание
- 1 Причины отставания и способы их устранения
- 2 Причины отставания и способы их устранения
- 2.1 Что такое точность хода и как ее настроить?
- 2.2 Как измерить точность хода?
В механических часах вопрос отставания хода довольно редкое явление, нежели их «забегание вперед». Нормативная месячная погрешность по стандарту COSC находиться в пределах от 120 до 180 секунд. Индивидуальные показатели допустимой погрешности каждой конкретной модели можно узнать, изучив паспорт изделия, в котором есть об этом данные.
Причины отставания и способы их устранения
За отставание механических часов отвечает ряд факторов, перечисленные ниже в порядке убывания их влияния на механизм:
- Самым сильным из них является внешняя среда, а именно амплитуды температур. Поэтому в рекомендациях по использованию хронометров советуют в зимний период не оставлять механизм на холоде, а в летний — прикрывать от прямых солнечных лучей. Дело в том, что металлы, из которых изготовлены детали, имеют свойства «затвердевать» на холоде и «смягчаться» от жары, чем и обусловлены неточности хода.
- Увеличивает вероятность погрешности хода нерегулярный механический завод. Если в ваших часах не предусмотрен автоподзавод, то вам стоит заводить механизм с одинаковой регулярностью, индивидуальной для данной модели (недельной или суточной).
- Хронометры с автоподзаводом требуют к себе особого внимания, им необходима постоянная смена угла наклона в пространстве. При лежании на полке в ожидании своей очереди идти с вами на прогулку так же могут отставать. Необходимо знать, что такие модели не терпят слишком частого завода вручную. Их детали подвергаются постоянному натяжению, что является причиной быстрого их износа и, как следствие, неточности хода.
- Поломка механизма — подразумевает под собой износ одной из деталей либо неверная балансировка маятника. С этой причиной вам поможет справиться часовщик, который верно определит поломку: сбалансирует маятник или заменит износившуюся деталь.
При наличии определенных знаний, навыков и времени можно аккуратно вскрыть часовой механизм и попробовать установить причину отставания хода часов самостоятельно:
- аккуратно откройте заднюю крышку часов с помощью специальных отверток (так вы сохраните целостность корпуса), внимательно осмотрите механизм, он не должен иметь следов коррозии или смазки;
- проверьте работу механизма завода. Заводная головка должна оставаться на месте после прокручивания. Стрелки должны идти плавно вслед за заводом с той же скоростью. При прокручивании не должно быть посторонних звуков — треска, хруста и пр.;
- снимите мост и осмотрите оси цапфы. Верхняя и нижняя оси должны быть одинаково прямыми, не иметь следов коррозии, вогнутости, царапин. Ветви спирали не должны соприкасаться между собой или одной из частей механизма (корпуса, моста баланса, обода) и иметь правильную форму. Если вы обнаружили любую из указанных причин неисправности механизма, необходимо их устранить либо обратиться в часовую мастерскую.
В механических часах вопрос отставания хода довольно редкое явление, нежели их «забегание вперед». Нормативная месячная погрешность по стандарту COSC находиться в пределах от 120 до 180 секунд. Индивидуальные показатели допустимой погрешности каждой конкретной модели можно узнать, изучив паспорт изделия, в котором есть об этом данные.
Причины отставания и способы их устранения
За отставание механических часов отвечает ряд факторов, перечисленные ниже в порядке убывания их влияния на механизм:
- Самым сильным из них является внешняя среда, а именно амплитуды температур. Поэтому в рекомендациях по использованию хронометров советуют в зимний период не оставлять механизм на холоде, а в летний — прикрывать от прямых солнечных лучей. Дело в том, что металлы, из которых изготовлены детали, имеют свойства «затвердевать» на холоде и «смягчаться» от жары, чем и обусловлены неточности хода.
- Увеличивает вероятность погрешности хода нерегулярный механический завод. Если в ваших часах не предусмотрен автоподзавод, то вам стоит заводить механизм с одинаковой регулярностью, индивидуальной для данной модели (недельной или суточной).
- Хронометры с автоподзаводом требуют к себе особого внимания, им необходима постоянная смена угла наклона в пространстве. При лежании на полке в ожидании своей очереди идти с вами на прогулку так же могут отставать. Необходимо знать, что такие модели не терпят слишком частого завода вручную. Их детали подвергаются постоянному натяжению, что является причиной быстрого их износа и, как следствие, неточности хода.
- Поломка механизма — подразумевает под собой износ одной из деталей либо неверная балансировка маятника. С этой причиной вам поможет справиться часовщик, который верно определит поломку: сбалансирует маятник или заменит износившуюся деталь.
При наличии определенных знаний, навыков и времени можно аккуратно вскрыть часовой механизм и попробовать установить причину отставания хода часов самостоятельно:
- аккуратно откройте заднюю крышку часов с помощью специальных отверток (так вы сохраните целостность корпуса), внимательно осмотрите механизм, он не должен иметь следов коррозии или смазки;
- проверьте работу механизма завода. Заводная головка должна оставаться на месте после прокручивания. Стрелки должны идти плавно вслед за заводом с той же скоростью. При прокручивании не должно быть посторонних звуков — треска, хруста и пр.;
- снимите мост и осмотрите оси цапфы. Верхняя и нижняя оси должны быть одинаково прямыми, не иметь следов коррозии, вогнутости, царапин. Ветви спирали не должны соприкасаться между собой или одной из частей механизма (корпуса, моста баланса, обода) и иметь правильную форму. Если вы обнаружили любую из указанных причин неисправности механизма, необходимо их устранить либо обратиться в часовую мастерскую.
Автор: shultzie · Опубликовано 01.08.2018 · Обновлено 29.01.2019
В одной из предыдущих статей мы рассказывали о любительском использовании таймграфера, где коснулись вопроса самостоятельной настройки точности механических часов. Сейчас мы остановимся на этом подробнее.
Что такое точность хода и как ее настроить?
В каждом механическом калибре имеется набор зубчатых колес, получающих энергию от заводной пружины, последнее из которых называется спусковым (анкерным) колесом.
Анкерная вилка входит в зацепление со анкерным колесом с помощью двух рубиновых палет, осуществляя таким образом дискретизацию непрерывного потока энергии на равные интервалы и ее передачу на импульсный камень баланса.
Спусковой механизм: желтым цветом выделено колесо баланса, синим — анкерная вилка и анкерное колесо, красным — палеты и импульсный камень
Когда зубчатые колеса поворачиваются слишком быстро — часы спешат, и наоборот. Таким образом, точность хода – это фактически частота, с которой палеты зацепляются и расцепляются с зубчатым колесом. Она настраивается с помощью баланса.
Наиболее важными составными частями баланса с точки зрения точности хода являются балансовое колесо, спираль и импульсный камень.
Балансовое колесо в паре со спиралью образуют колебательную систему, и с каждым проходом импульсный камень ударяет по рожку анкерной вилки, проворачивая ее в следующую позицию. Это означает, что уменьшение периода колебаний заставляет механизм работать быстрее, а его увеличение приводит к отставанию.
Изменения периода колебаний баланса достигаются путем изменения рабочей длины спирали, что можно сделать с помощью «градусника» – регулятора с двумя штифтами, между которыми проходит первый виток спирали.
Перемещение «градусника» в направлении рычага регулировки «выкачки» приведет к удлинению спирали, что заставит часы идти медленнее и, наоборот, перемещение «градусника» в противоположную сторону от рычага регулировки «выкачки» ускорит ход часов.
На мосту баланса современных часов расположены два рычажка: «Градусник» (1) и рычаг регулировки «выкачки» (2)
Как измерить точность хода?
Существует несколько способов измерения точности.
Можно синхронизировать часы с точным временем (например, часы на компьютере) и через сутки проверить получившееся расхождение. Этот метод не самый надежный, но сгодится, если у вас нет других возможностей.
Также можно проверить время по цифровому секундомеру или подходящему приложению на смартфоне. Засеките время на 10 минут, и умножьте результат на 6. Теперь вы знаете расхождение за час. Очевидно, что этот способ еще более ненадежный, чем предыдущий.
Лучше всего использовать таймграфер. Для любительских целей вполне подойдет китайский Timegrapher 1000 с Али-Экспресса — отличный прибор для измерения и отображения точности хода.
Таймграфер «слушает» вибрации механизма и строит по ним линии из точек. Подробнее о показаниях таймграфера читайте нашу статью.
Мы знаем что такое наручные часы. Точность часов в наибольшей степени зависит от конструкции баланса. В типичных механизмах баланс колеблется с частотой 5 полуколебаний (тактов) в секунду, или 18000 тактов в час. В более новых, более точных часах балансы колеблются с частотой 19800, 21600, 28800 или даже 36000 тактов в час.
Регулировка механизма (при изготовлении наручных часов) включает в себя измерение суточного хода часов и, если требуется, его оптимизацию при различных температурах и в различных позициях. В зависимости от качества механизма и желаемой степени точности, возможны различного рода регулировки. Стандартная регулировка хороших наручных часов выполняется в двух положениях (вверх циферблатом и вверх заводной головкой). Отклонения хода между этими двумя положениями не должны превышать 30 секунд в сутки. Для точной регулировки в соответствии с заводскими требованиями механизм должен регулироваться как минимум в пяти различных положениях.
Если испытания проведены официально признанным учреждением, и ряд параметров механизма превосходит установленные минимальные значения, то часы могут считаться «официально сертифицированным хронометром». Большинство механических часов имеет отклонение 30 секунд суточного хода, т.е. погрешность — всего 0,035%
Допуски по техническим данным некоторых производителей
Тип часов | Пример марок часов | Марка механизма | Модель механизма (калибр) | Данные точности хода (допуски) |
---|---|---|---|---|
механические | Orient | Orient | 469; 559 | -20 / +40 секунд в сутки |
механические | Citizen; Romanson | Citizen; Miyota | 8200; 6651; 8205; 6T51 | -20 / +40 секунд в сутки |
механические | Seiko | Seiko | 7009; 4206 | -20 / +40 секунд в сутки |
механические | нет данных | ETA | 2660; 2671; 2824.2; 2836.2; 7001 | -10 / +25 секунд в сутки |
механические | Tissot | ETA | 2846 | -10 / +55 секунд в сутки |
механические | Tissot | ETA | 2892.2; 7750; 7751 | -10 / +20 секунд в сутки |
механические | Tissot | 2892A2; 2893.3; 2895-2 | -5 / +15 секунд в сутки | |
механические | нет данных | ETA | 2894-2 | -10 / +18 секунд в сутки |
механические | Longines | ETA | 2000-1 | -10 / +30 секунд в сутки |
механические | Tag Heuer | Nouvelle Lemania | 238 | -10 / +20 секунд в сутки |
механические | Tag Heuer | Nouvelle Lemania | 1873 | -10 / +30 секунд в сутки |
кварцевые | любые | ETA; Ronda; Miyota; TMI; и др. | любые | -10 / +20 секунд в месяц |
ВНИМАНИЕ!
Если наручные часы имеют сертификат хронометра (COSC), то допустимые погрешности точности хода можно узнать из инструкции к часам. Чаще всего, погрешность хода таких наручных часов составляет -4/+6 секунд в сутки.
* — Значение точности хода при температуре +25 С°, с полностью заведённой пружиной, при отсутствии магнитных полей и остаточной намагниченности механизма и корпуса часов.
Также стоит обратить внимание на тот факт, что некоторые производители, использующие в своих часах механизмы ETA, предварительно дорабатывают их в специальных часовых ателье. И после этого допуски по точности хода устанавливаются производителем данных часов отдельно (см. в паспорте, прилагаемом к часам).
ПРИМЕЧАНИЕ:
Для наручных часов с автоподзаводом необходимо для полного завода пружины носить часы на руке не менее 8 часов в сутки.
Часы с автоподзаводом не рекомендуется носить людям, ведущим малоподвижный образ жизни.