На главную

Назад

Механические часы

Механические часы — часы, использующие гиревой или пружинный источник энергии. В качестве колебательной системы применяется маятниковый или балансовый регулятор.

Первые маятниковые часы изобретены в Германии около 1000 года аббатом Гербертом — будущим папой Сильвестром II. Около 1200 появились башенные часы. Позже появились карманные, а затем — много позже — и наручные часы. Вначале наручные часы были только женские, богато украшенные драгоценными камнями ювелирные изделия, отчичающиеся низкой точностью хода. Ни один уважающий себя мужчина того времени не надел бы часы себе на руку. Но войны изменили изменили порядок вещей и в 1880 массовое производство наручных часов для армии начала фирма Girard-perregaux.

Механические часы состоят из нескольких основных частей:

• Источник энергии — заведённая пружина или поднятая гиря.

• Колебательная система (на языке часовщиков спусковой механизм) — маятник или баланс. Спусковой механизм задаёт точность хода часов.

• Механизм подзаводки и перевода стрелок — ремонтуар.

• Система шестерён, соединяющая пружину и спусковой механизм — ангренаж.

• Циферблат со стрелками.

Маятниковые часы

Пожалуй, самым значительным шагом вперед в истории измерения времени было введение механических часов с колесиками, которые с XII века начали устанавливать на башнях церквей. В качестве приводного механизма в них использовались грузы, укрепленные на металлической цепи. При опускании груза цепь сматывалась и вращала цилиндр, соединенный с системой колес и стрелкой. В XIV веке механические башенные часы использовались повсеместно, а в 1657 году голландец Христиан Гюйгенс построил первые маятниковые часы.

Еще в 1583 году великий итальянский физик Галилей открыл, что полное качание маятника (вперед и назад) всегда происходит за одно и то же время, т.е. маятник идеально задает такт для часов. Можно, например, изготовить такой маятник, одно колебание которого продолжается ровно секунду.

Если какое-либо устройство подсчитает число колебаний маятника с того момента, как он был запущен, то можно узнать, сколько секунд прошло. Вот только как осуществить на практике эту идею? Почти все маятниковые часы сконструированы следующим образом:в часовом механизме, который вы видите на этой странице, груз 1 с помощью троса через валик 2 приводит в движение систему колес. Этот груз обеспечивает энергию для часов. Усилие через несколько колесных пар передается на тормозное колесико 3. Проворачивание часового механизма тормозится в результате взаимодействия тормозного колесика 3 и анкера 4 и регулируется маятником 5. Тормозное колесико будет продвигаться дальше лишь в том случае, если маятник приведет анкер в такое положение, когда он отпустит тормозную шестеренку.

Одновременно другой конец анкера проходит в пространство между шестеренками и тем самым ограничивает движение тормозного колесика 3 на половину длины зубчика. Теперь, когда маятник будет совершать обратное движение, зубчик тормозной шестеренки надавит на анкер и через стержень 6 передаст усилие на маятник. Маятник при этом получает небольшую дополнительную энергию, что компенсирует имеющиеся у него потери на трение. Эта игра повторяется при каждом движении маятника. Таким образом тормозное колесико движется в такт колебаниям маятника! Через несколько шестеренок оно соединено с минутной шестеренкой 7.

Скорости промежуточных шестеренок рассчитаны таким образом, чтобы минутная шестеренка проворачивалась один раз в час, т.е. со скоростью большой стрелки, соединенной с минутной шестеренкой. И, наконец, шестеренки 8, 9 и 10 служат для того, чтобы маленькая стрелка двигалась в 12 раз медленнее, чем большая. Комбинацию из стрелок 8, 9 и 10 называют также стрелочным механизмом. Можно сказать, что описанные здесь простые маятниковые часы представляют собой измерительное устройство для подсчета числа колебаний маятника. За одну секунду маятник один раз качнется вперед- назад. Это значит, что полному вращению большой стрелки соответствуют3600 колебаний, другими словами, когда маятник качнулся 3600 раз, прошло 3600 секунд, или 60 минут.