Спираль
| |||
Спираль (волосок)
| другие языки: de en nl |
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.
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.
| |||||||||||||||||||||||||||