Спираль

Спираль (волосок)

Spiralabzählgerät

Спираль или волосок (англ. Hairspring, Balance-spring) - тонкая спиральная пружина с большим (в часах с анкерным ходом обычно от 11 до 13) числом витков. Спираль внутренним концом закреплена на оси баланса, а внешним — на колодке.

Спираль имеет форму спирали Архимеда. Внутренний конец её закреплён в колодке, а внешний — в колонке.В колодке имеется прорезь, благодаря которой колодку можно надевать фрикционно на ось баланса и поворачивать на оси. Колонка закрепляется в отверстии моста баланса.

Для изготовления спирали используют специальный никелевый сплав. Часовая спираль имеет форму спирали Архимеда. Внутренний конец ее крепится в колодке, которая плотно надета на ось баланса и может на ней поворачиваться благодаря пружинящей прорези. Внутренний конец спирали может быть закреплен в колодке коническим штифтом или зачеканен в прорези. Внешний конец спирали крепится в колонке, которая вставлена в отверстие балансового моста и закреплена там винтом.

Спирали бывают с правой и левой навивкой.

Внутренний конец волоска или спирали прикреплен к оси баланса с помощью колодки цилиндрической формы, плотно напрессованной на ось. Колодка имеет прорезь, в которой конец волоска или запрессован, или закреплен с помощью специального тонкого штифта. Противоположный, наружный конец спирали закреплен в непосредственной близости от хвостовика регулятора (градусника) в специальной колонке, которая в большинстве импортных часов имеет цилиндрическую или треугольную форму. Эта колонка прикреплена верхним концом к мосту баланса. В лупу можно заметить небольшое отверстие, просверленное в нижней части колонки. Это место, где спираль крепится и удерживается с помощью миниатюрного конического штифта. В наши дни стала довольно популярной практика закрепления наружного кончика спирали в колонке с помощью клея, нововведение, которое ярые консерваторы презирают почти так же, как и пластмассовые компоненты в часовых механизмах.

Термокомпенсационные спирали

Спираль баланса является самой ответственной деталью часо¬вого механизма. Она работает непрерывно со знакопеременной нагрузкой и определяет по существу стабильность хода. Поэтому она должна иметь высокие и стабильные упругие свойства, широкий диапазон температурной компенсации и высокую антикоррозионную стойкость. Таким требованиям удовлетворяет спираль из никелевого сплава, известного под общим названием элинвар. Спирали, изготовленные из этого сплава, при изменении температуры в широких пределах ??? почти не изменяют своего модуля упругости. Известно несколько сплавов элинвара, различающихся между собой процентным содержанием никеля и примесей. В табл. 5 приведены данные химического состава наиболее распространен¬ных сплавов для спиралей. Термокомпенсационные сплавы по сравнению с углеродистыми сплавами имеют пониженный модуль упругости ???, но в отличие от последних антикоррозийны и менее чувствительны к воздей¬ствию магнитных полей.

В настоящее время в часах широкого потребления применяют неразрезные монометаллические балансы из латуни в паре со спиралью из никелевого сплава 42НХТЮА (табл. 6). Незначи¬тельное увеличение момента инерции такого баланса при повышении температуры компенсируется повышением модуля упру¬гости сплава спирали, в отличие от стальных спиралей, у кото¬рых, как известно, происходит понижение модуля упругости.

В табл. 6 приведены данные механических свойств сплавов для спиралей.

Если предположить, что заводной барабан - сердце механических часов, то спираль можно сравнить с "душой". Вопреки часто встречающемуся названию, "волосок" (спираль) на самом деле в три раза тоньше человеческого волоса. Но несмотря на чрезвычайную тонкость и вес, который редко превышает 0,002 г, спираль может совладать с натяжением до 600 грамм. Часовщики часто упоминают о "дыхании" спирали, чтобы описать ее ритмические пульсирующие циклы сжатия и расширения. Необычайно упругий волосок скручивается в тугую спираль и раскручивается более 200 миллионов раз в год.

Спираль должна быть неразрывно связана с балансом. Вместе эти два узла составляют колебательную систему и являются основой наручных часов. Спираль - это тонкая выровненная полоска металла, которую раньше изготавливали из стали или латуни, имеющая форму спирали Архимеда. Изменения температуры окружающей среды оказывают влияние на упругость стальных спиралей баланса. Интенсивные исследования в области металлов и сплавов в 30-е годы привели к появлению новейшей спирали, которая, благодаря сплаву из различных металлов, была способна автоматически компенсировать изменения температуры. Эти самокомпенсирующиеся спирали впервые были предложены в 1933 году и назывались "ниварокс" (nivarox). Слово это произошло от первых букв немецких слов "nicht variabel, oxidabel" (не меняется, не окисляется). Подтверждая название, материал почти невосприимчив к изменениям температуры. Изготовленный, в основном, из железа, никеля и хрома с добавлением некоторого количества магния, кремния, титана и бериллия, сплав ниварокс воплощает ряд замечательных свойств. Большинство специалистов полагают, что его изобретение было наиболее важным шагом в истории развития точных наручных часов. В 40-е годы качественные биметаллические балансы со спиралями из ниварокса заполонили рынок. В наши дни эти спирали используются во всех высококачественных наручных часах.

Современный волосок баланса можно назвать самокомпенсируемой плоской спиралью. Ее называют плоской, потому что все ее витки лежат в одной плоскости. Спирали бывают как с правой, так и с левой навивкой.

Точность механических часов сильно зависит и от формы спирали. В прошлом в наиболее высококачественных механизмах использовались так называемые брегетированные спирали. Абрахам-Луи Бреге (Abraham-Louis Breguet) улучшил геометрию спирали путем загиба наружного витка кверху, при этом наружный виток приподнят на доли миллиметра над спиралью. В этом случае колонка находится не в плоскости спирали, а над ней.

Свойства спирали обеспечивают постоянство и равномерность колебаний баланса. Величина активного участка спирали, а также кинетическая энергия обода баланса определяют период колебания баланса. Именно поэтому большинство часов оборудовано градусниками, поворачивая которые, можно менять активную длину спирали. Удлинение спирали приводит к замедлению хода часов, укорачивание - к ускорению.

TERMINOLOGIE NUMEROTATION

40.140 (0734) de Spiralfeder reguliert nl en Timed hairspring pt Espiral regulado es Espiral regulado ru Спираль правленная fr Spiral réglé it Spirale regolata

40.142 (0735) de Breguetspiralfeder reguliert nl en Timed breguet hairspring pt Espiral breguet regulado es Espiral breguet regulado ru Спираль брегетированная, правленная fr Spiral breguet réglé it Spirale breguet regolata