Нечищенные часы, спешат или отстают?

[langenberg.livejournal.com]

Однозначного ответа нет. Но, как правило, спешат.
Если для кого-то это звучит странно, я начну с начала.

У механических часов две стороны – «быстрая» и «медленная». Быстрая (называется «ангренаж») – это сторона, на которой энергия взведённой пружины передаётся на регулятор скорости её разворота, на спуск. Медленная (называется «ремонтуар») сторона отвечает за привод часовой и минутной стрелок, перевода их, завод основной пружины, и всяческих усложнений, вроде хронографа, фаз Луны и цены на селёдку. Она тоже может влиять на ход часов, но это настолько клинический случай, что будем считать его невероятным.

Нас интересует быстрая сторона, ангренаж. По сути это редуктор между основной пужиной и маятником, тормозящим неконтролируемый разворот пружины. Маятник, исполненный в большинстве мобильных часов, представляет собой колесо с тонкой спиральной пружиной (называется «волосок», hair spring), позволяющей этому колесу совершать колебательные движения. Называется «баланс».

В большинстве чаов в этом редукторе четыре колеса. Причём в русской и английской терминологии имеют ввиду слегка разные колёса.

В английском first или great – это барабан с зубчатым венцом и пружиной внутри. На русском это не колесо, а «двигатель». Second или centre– по русски «главное» или «центральное», third – «промежуточное», fourth – «секундное», на его удлинённой оси, на медленной стороне сидит секундная стрелка. В конце ангренажа стоит спусковое колесо, escape wheel, оно в нерусской классификации не считается колесом ангренажа, в Русском – «анкерное колесо».

Анкерное колесо передаёт через анкерную вилку усилие на маятник-баланс, и запускает его в режим колебаний.

Часы – довольно тщательно рассчитанный механизм в отношении передаточных чисел редуктора, размеров анкерных колёса и вилки, массы баланса и силы пружины двигателя и волоска баланса.

Теперь возвращаемя к вопросу, что будет в нечищенном механизме?

Тут надо ещё одно пояснение. Дело в том, что в спочти всех современных часах спуск реализован по схеме свободного хода. Это означает, что вилка, передав импульс на колесо баланса, и запустив его во вращение, замирает, отвязывается от колеса, и баланс совершает ход в ту или другую сторону в «свободном полёте».

Чтобы было более понятно в цифрах, контакт вилки с балансом идёт в пределах примерно сорока градусов, а амплитуда баланса под двести в каждую сторону.

Теперь взшглянем на параметры этогло редуктора. На самой распространённой частоте полуколебаний баланса, 18000 в час, все колёса от двигателя до анкера подожрут крутящий момент двигателя примерно в 25 раз.

Это означает, что при загрязнении камней и цапф колёс ангренажа энергия потеряется ещё больше, и вилка не передаст всего рассчитанного импульса балансу.
И он уйдёв в свободный полёт на меньший угол амплитуды.

И раньше вернётся к вилке. Соответственно частота полуколебаний увеличится, и часы начнут спешить.

Грязь вызывает и вторую, не менее распространённую причину ускорения. Слипаются витки волоска, и его параметры изменяются. Он как-будто укорачивается, и баланс уходит от этих рассчетных пяти герц (18000 тиков и таков в час) в большую с тлорону.

Бывает, что необслуженные часы и замедляются. Но это происходит в случае, когда грязи забралась в камни цапф самого баланса, и он просто тормозит. Но это, в общем, редкость, и означает, что обслуживал часы какой-то обормот, смазывавший камни кролёс ангренажа, но по лени не трогавший камни баланса.

Ну и конечно, бывает, что часы вообще не открывают не то что годами, десятилетиями. Я таких видел массу. Это легко определяется по состоянию винтов. Тогда загрязняется всё равномерно, и при убогой амплитуде несчастный баланс из последних сил держит-таки правильный ритм. Этим отличаются немногие калибры, называемые «рабочими лошадьми». Они появляются всегда, и служат десятилетиями, даже, увы, вовсе без обслуживания. Типа Citizen 0201, ЗиМ 26ХХ, ETA 2824, Sellita SW200, Ракета 26ХХ, Seiko 7S26, Miyota B215, Seiko Nh35.

Но это очевидное издевательство над беззащитными.

Comments

[aso.livejournal.com]

Ну, технически — ситуация определяется положением точки расцепления балансира с анкером относительно точки покоя балансира, насколько я понимаю.
Если они совпадают — то время "свободного выбега" будет постоянным (с точностью до реальной нелинейностибалансира как маятника + возможные высшие гармоники колебаний волоска и проч. малые параметры), если нет — то фик вам.

В случае, если точка покоя балансира будет "внутри" угла зацепления балансира с анкером — то у нас будет косинусоидальный импульс, у которого "отрезали подошву", и его длительность — будет зависеть от "высоты отрезания" относительно амплитуды "свободного выбега". А поскольку точка расцепления конструктивно фиксирована (плюс-минус величины следубющих порядков малости) — то с увеличением амплитуды свободного выбега — должна возрастать

Если точку покоя балансира вынести за пределы зоны зацепления — то косинусоидальный ипульс наоборот, "вырастет", и тенденции станут обратными — приближение линии отсечки к нулевой, т.е. с ростом амплитуды/подводимой к балансиру энергии — будет уменьшать длительность импульса. Но у такой конфигурации — есть один недостаток, "жёстктй запуск" — необходим первоначальный толчик, что-бы часы — пошли.

И да, похоже изменение "нулевого" положения балансира относительно анкера — регулируется изменением его поворотом относительно всего механизма (кончик волоска")., а действующая длина волоска — регулирует частоту резонанса баланстра.

[75dc287ea30b451.livejournal.com]

Там не совсем "отрезание подошвы". Этот пинок, он же не бесконечной силы, так что в пределах угла контакта анкера и балансира просто чуть изменится производная за счет дополнительного разгона. Этот дополнительный разгон не особенно велик, поскольку он всего лишь компенсирует конечную добротность колебательной системы — потери энергии за один полупериод. А если вспомнить, что частота собственных затухающих колебаний падает с увеличением коэффициента затухания (уменьшением добротности), то вопрос о частоте, с которой будет колебаться балансир с учетом его конечной добротности и дополнительного разгона в нуле, становится не совсем очевиден; там может быть довольно сложная зависимость.

[langenberg.livejournal.com]

Мне кажется, Вы плохо представляете силы в чистых и грязныж механизмах.
слишком малый импульс вилки виден невооружённым взглядом. И соответственно амплитуда нормального баланса, поставленная на это т механизм уменьшаектся с 210 до например 55 градусов. Он, случается, вообще не покидает вилку.

И вне всяких сомнений частота колебаний баланса капитально увеличивается, вплоть до двух тысяч полуколебаний в час. Никаких иных очевидных причин ускорения баланса с чистым волоском не существует.

[75dc287ea30b451.livejournal.com]

Я эти силы вообще никак не представляю; 55 градусов вместо 210 для меня сюрприз. Но если судить по этому описанию, при 55 градусах свободные колебания вообще практически исчезают, и баланс движется с той скоростью, с которой его может разогнать вилка, поскольку он с ней почти всегда в контакте, и тут уж как повезет с соотношением массы баланса против силы толчка. По идее механизм должен бы проектироваться так, чтобы усредненная по заводу механизма сила толчка не особенно отклоняла период колебаний баланса от его периода свободных колебаний — но тут, конечно, может быть всякое. Это как на часах с кукушкой маятник с поломанным подвесом двигать рукой: как будешь двигать, так часы и будут идти. И то, и другое — это не совсем тот режим работы, который задумывался проектировщщиками, даже если при проектировании механизма они и стремились заложить максимальную устойчивость скорости хода к этому развитию событий.

[aso.livejournal.com]

Ну, я немного ошибся — у меня в голове, от чего-то, было представление, что вилка полностью "отражает" балансир,
и он тут же улетает обратно — на анимации хорошо видно, что вилка работает в районе нулевой точки балансира.
И тут, по сути — будет две группы эффектов, определяющиеся фазовым углом отсечки, ну т.е. какую долю периода
балансир находится в контакте с вилкой. Если эта доля мала, ну, скажем, 0,1 от амплитуды колебаний (+/-6 угл. градусов) —
то период будет определяться, преимущественно — процессами свободных колебаний самого маятника, а здесь уже вопрос
— а как изменяется этот период с изменением размаха колебаний.
Если же фазовый угол "включения вилки" значителен — скажем +/-45 градусов от "нуля", то на период будут оказывать
непосредственное влияние как эффект "отрезания подошвы", т.к. ширина косинусоидального импульса на разных уровнях
"отсечки" — т.е. на уровне 0,7 и 0,8 — ширина импульса различается сильнее, чем между уровнем "0" и 0,1 амплитуды колебаний —
так и то, что при включённой вилке — траектория движения балансира зависит не только от его внутренних свойств, но и от
усилия разгона, передаваемого двигателем на него — и, скорее всего, чем выше это усилие — тем сильнее будет
ускоряться балансир на этом участке, и тем быстрее будет проскакиваться этот участок.
С другой стороны — жёсткость пружины крутильного маятника без дополнительных ухищрений — скорее всего будет возрастать,
например, при "непосредственной заделке" волоска в центральный ролик балансира — при его закручивании будет уменьшаться
свободная длина волоска и, соотв. — должна расти его жёсткость. При раскручивании — наверное тоже, хотя х.з.
А увеличение жёсткости пружины волоска — равносильно уменьшению периода колебаний крутильного маятника.
По этому часовщики идут всяческие хитрости, что бы обеспечить максимально линейность отклика волоска балансира, а, возможно
и на какую-то нелинейность — что бы обеспечить необходимые характеристики хода часов при изменении усилия пружинного привода.
Ну и — всё это не отменяет вопроса стоимости, по этому сильно хитровывернутые решения — применяются, преимущественно во всяких специализированных профессиональных хронометрах, или, скорее всего — применялись, ибо сейчас часовая механика — осталась только для любителей, наверное.