Винтовой баланс
| |||
Винтовой баланс
| другие языки: de en nl |
Баланс - это центральный узел, регулирующий ход колебательной системы. Баланс заменил маятники, которые зависели от сил гравитации, обеспечивающих им колебания, а их точность - от температуры окружающей среды и даже атмосферного давления. По существу, часы должны были быть неподвижными, т.е. настольными, напольными или настенными. Для компенсации атмосферного влияния применялись сложные температурные и барометрические компенсаторы (маятники Гарсиона, Грагама или Рифлера). Именно замена маятников на балансы позволила выпускать малогабаритные механизмы, т.е. наконец-то часы стали переносными, а также отпала необходимость строго позиционировать часы в пространстве для обеспечения условий колебания маятника. Баланс и спираль изобрел в 1675 году голландский математик и физик Кристиан Гюйгенс (Christiaan Huygens).
Регулировочные и компенсирующие винты
Балансовый регулятор состоит из баланса с осью, спирали, колодки и колонки. До сих пор встречаются балансы, на ободе которых установлены регулировочные винты. Их задача - установить баланс в оптимальное положение. Как колеса автомобиля требуют периодического выравнивания, так и баланс должен двигаться по идеально круговой траектории, все точки которой расположены в одной плоскости. В отличие от компенсирующих винтов на ободах балансов высококачественных часов, которыми мастер регулирует ход, регулировочные винты никогда больше не трогают после их установки.
Для того чтобы достичь оптимального, постоянного вращения баланса и, следовательно, постоянства погрешности хода, необходимо минимизировать расширение и сжатие обода баланса при изменении температуры окружающей среды. Это достигается путем применения специального бериллиево-бронзового сплава, известного под названием глюсидур (glucydur).
Баланса с разрезным биметаллическим ободом
Более ранняя альтернатива такому решению - и поэтому менее эффективный способ компенсировать ошибки, возникающие при изменении температуры окружающей среды, - создание баланса с разрезным биметаллическим ободом из слоя стали, наложенного на слой латуни. При изменении температуры меняется размер обода и волоска, а следовательно и момент инерции, влияющий на период колебания баланса и, как следствие, на ход, но из-за различных коэффициентов теплового расширения стали и латуни, обод деформируется в обратную сторону, что приводит к поправке момента инерции. Таким образом происходит автоматическая регулировка хода часов в зависимости от изменения температуры окружающей среды. Недостатки такого обода также очевидны: сложность и дороговизна изготовления, разрезной обод все же испытывает большее сопротивление воздуха, чем монометаллический. Кроме того, пара сталь-латунь хороша не во всех температурных диапазонах из-за некоторой нелинейности характеристик.
Биметаллические балансы
В особо точных часах в 40-х годах ХХ века начали применять биметаллические балансы, постепенно вытесненные балансами, с ободами, изготовленными из бериллиево-бронзового сплава или глюсидура. Этот тип баланса - сейчас он так же популярен, как и в то время, когда он появился - создал практически идеальный механизм регулировки хода часов. Комбинацию глюсидурового обода и спирали можно встретить практически во всех качественных механических часах.
Прогресс в технологии изготовления материалов сделал возможным (для сверхскоростных балансов из глюсидура) полностью отказаться от регулировочных винтов. Это сделало баланс более обтекаемым и уменьшило сопротивление окружающего воздуха. Некоторые производители продолжают использовать балансы с регулировочными винтами, но такое решение вызвано лишь желанием придать балансу более впечатляющий внешний вид.
Хочется, однако, заметить, что все вышесказанное относится к импортным часам. В нашей стране используются другие материалы. Так, обод изготовляют из латуни или нейзильбера. Трудно сказать, чем это вызвано, но скорее всего, некоторой изолированностью СССР в период развития часового дела, а также наличием патентов, защищающих права на использование на новые материалы.