Часы. От гномона до атомных часов
Шрифт:
Хорошо помогает в определении возраста часов также форма распорных колонок между основаниями. У самых старых карманных и настольных часов эти распорки имели форму простых гладких колонок круглого сечения. Около 1650 г. появились колонки с тюльпановым орнаментом, а в конце этого же века стал преобладающим египетский орнамент. К сравнительно широкому диапазону времени относятся вазообразные колонки квадратного сечения. Помимо часов, отличающихся орнаментальным украшением корпуса и механизма, некоторые часовщики (особенно в Англии) производили часы, бросающиеся в глаза своей простотой и несложным внешним видом. Эти часы называли пуританскими.
Развитие плоского часового механизма началось задолго до его расцвета в XIX в. Почти до конца XVIII в. в карманных часах баланс располагали преимущественно
Точность хода часов зависит от многих факторов, причем не в последнюю очередь — от величины пассивных сопротивлений в передаточном механизме и от их изменений. Одним из источников этих сопротивлений является трение в опорах. Со времени изобретения первых механических часов часовое ремесло использовало исключительно опоры скольжения, причем эксперименты с миниатюрными шариковыми подшипниками, появившимися лишь в последнее время, были единичными [13] . Поскольку качество рабочих поверхностей сильно влияет на величину фрикционных сил в подшипниках скольжения, то стальные цапфы осей стали полировать до высокой чистоты поверхности. В часовом производстве используют преимущественно двустороннюю посадку валов. Консольное крепление барабанов пружин относится уже к прошлому, а если такая посадка осей еще встречается, то во всех случаях речь идет о вспомогательных незагруженных передаточных механизмах стрелочной передачи и т.п.
13
Опоры качения с шариковыми подшипниками широко используются в механизмах автоподзавода наручных часов. (Прим. науч. ред.)
Опоры первых часов были примитивными, цапфы осей вращались непосредственно в раме. У башенных и железных настенных часов вкладывались в отверстия латунные втулки, чтобы они улучшали скользящие свойства опор и уменьшали износ цапф. У большинства часов, изготовленных во второй половине XVIII в., встречаются углубления вокруг отверстий опор, так называемые масляные чашечки.
У некоторых башенных часов чехословацкого происхождения конца XVIII в. и первой половины XIX в. иногда встречается совершенно необычная форма опор скольжения с квадратными отверстиями для цапф. Эту неудачную форму применяли в свое время и некоторые чешские часовщики, к которым относится и строитель башенных часов Франтишек Зуммерэкер.
Подшипники скольжения были усовершенствованы тогда, когда Николае Фатио (1664-1753) в начале XVIII в. открыл способ производства камневых подшипников. Благодаря ему Англия вплоть до 1790 г. была единственной страной, в которой имелось право производить сверленые камневые опоры. Новое изобретение дало возможность улучшить работу баланса, цапфы которого должны иметь как можно меньший диаметр, чтобы ограничить трение. Камневые опоры изготовляли из натуральных драгоценных камней, мягкого граната и агата, а накладные камни у баланса бывали иногда алмазными.
Рис. 29. Амортизатор ударов — система «Инкаблок»
Цилиндрическая форма цапфы баланса стала преобладать как более выгодная, цапфа редко ломалась, в то время как у малых часов с другими формами цапф, например
В производстве опор теперь уже не используются натуральные камни; камни изготовляют из синтетического корунда с помощью сложных технологических процессов, а в последнее время — и с помощью лазерной техники. Наручные часы среднего качества имеют 15 камней: два камня палетных, один камень импульсный на импульсном ролике баланса, два сквозных камня с отверстиями для оси баланса и углублением в форме маслины для масла, а также два опорных камня-подпятника для оси баланса. Анкер, спусковое секундное и промежуточное колесо также имеют по два сквозных камня с цилиндрическим отверстием. Все эти камни также имеют масляные чашечки. Дорогие и более точные часы имеют по 17, 21 и больше камней. Прекрасные швейцарские хронометры 80-х годов прошлого века имели до 32 камней.
Опорные камни запрессовываются непосредственно в углубления, имеющиеся в основании. Раньше их всаживали в граненые малые металлические круглые втулки — бушоны, которые, в свою очередь, запрессовывали или привинчивали к основаниям (такой способ иногда называют ливерпульским способом крепления опорных камней).
Опорные камни в часах бывали не раз предметом торговых спекуляций. Многие коллекционеры карманных часов могут убедиться, что данные о количестве опорных камней, указанные изготовителем этих часов, зачастую неправильны. Не один часовой завод обманывал своих заказчиков тем, что монтировал опорные камни лишь на видных местах в нижнем основании, надеясь на то, что покупатель не заметит этого подвоха. Весьма часто мы встречаемся с этим явлением у часов американского происхождения, изготовленных в конце прошлого и начале нашего века.
Обработка опорных камней всегда считалась очень сложным делом, а потому часы с камневыми опорами ценились очень высоко [14] . И чешское часовое производство, которое раньше судьба не баловала, сохранялось в этом отношении на одном уровне с европейским часовым производством благодаря отдельным лицам. В этом имел большую заслугу прежде всего чешский часовщик и конструктор астрономических часов Йозеф Коссек (1780-1858), о котором в отчете от 1829 г. говорится, что он «был первым в Чехии, кто обеспечил для своих часов большое превосходство тем, что он использовал для них опоры из самых твердых камней, которые он обрабатывал на сверлильном и полировальном станках, к тому же сконструированных им самим».
14
Появление синтетического корунда и развитие высокопроизводительных методов его обработки привело к резкому снижению стоимости часовых камней, которые в настоящее время составляют незначительную часть стоимости часового механизма. (Прим. науч. ред.)
Период колебании часового осциллятора обусловлен прежде всего его размерами. Если продолжительность колебания маятника не зависит от его веса, то для баланса продолжительность колебания в существенной степени зависит от материала, причем не только баланса, но и волоска.
Величина полупериода (продолжительность полуколебания) маятника определяется его длиной по формуле:
где T — полупериод (продолжительность полуколебания) маятника;