S.Mihal' "Chasy.
Ot gnomona do atomnyh chasov",
Znanie/NiT<< Svobodnye spuski dlya krupnogabaritnyh chasov | Oglavlenie | Spuskovye mehanizmy s postoyannym impul'som dlya krupnogabaritnyh chasov >>
Funkcional'nye elementy mehanicheskih chasov
Svobodnye spuskovye mehanizmy dlya malogabaritnyh chasov
Dal'neishee stremlenie k osvobozhdeniyu oscillyatora ot vseh vneshnih vliyanii (krome impul'sov, neobhodimyh dlya sohraneniya postoyanstva amplitudy kolebanii) privelo k sozdaniyu svobodnyh spuskovyh mehanizmov, skonstruirovannyh tak, chtoby ih oscillyatory mogli svobodno kolebat'sya v techenie bol'shei chasti perioda kolebaniya.
Odnoi iz glavnyh chastei takih svobodnyh spuskovyh mehanizmov byl stopornyi mehanizm, kotoryi pri othode oscillyatora ostanavlival spuskovoe koleso. Pervyi svobodnyi stopornyi spusk dlya malyh chasov postroil v 1748 g. P'er Lerua (1717 - 1785), a v 1766 g. on ustanovil ego v morskom hronometre.
V nachale XVIII v. nachal rabotat' nad razvitiem hronometrovogo spuskovogo mehanizma angliiskii chasovshik Dzhon Garrison (1693 - 1776). Tolchok etomu dalo angliiskoe pravitel'stvo, kotoroe v 1714 g. ob'yavilo premiyu v 10000 funtov tomu, kto izobretet dostatochno tochnyi sposob opredeleniya geograficheskoi dolgoty (s tochnost'yu v 1o) pri plavanii iz Anglii v Indiyu. Voznagrazhdenie moglo byt' povysheno do 15000 funtov v sluchae snizheniya pogreshnosti do 40' i, nakonec, do 20 000 funtov pri snizhenii pogreshnosti do 30'. Napomnim, chto ugol v 1o sootvetstvuet 4 min vremeni. Glavnyi priz popytalsya poluchit' imenno Garrison, byvshii stolyar iz 'orkshira, kotoryi rabotal nad resheniem etoi problemy primerno 40 let svoei zhizni. Posle ryada eksperimentov on osushestvil v 1764 g. reshayushee ispytanie na sudne "Tartar", plavavshem iz Portsmuta na Yamaiku. Ego hronometr N4 dopustil za 150 dnei plavaniya oshibku tol'ko v 54 s i vypolnil postavlennoe uslovie dlya polucheniya glavnoi premii. Odnako posle dolgih provolochek Garrison smog poluchit' lish' polovinu obeshannoi summy, poskol'ku admiralteistvo obuslovilo vyplatu ostal'noi chasti deneg dostizheniem odinakovoi tochnosti drugimi takimi zhe hronometrami pri drugih reisah.
Pervye opyty Lerua so svobodnym hronometrovym spuskovym mehanizmom byli prodolzheny takzhe Bertu.
Zaversheniyu razvitiya hronometrovogo svobodnogo spuskovogo mehanizma sposobstvovali vo vtoroi polovine XVIII v. dvoe izvestnyh angliiskih chasovshikov – Dzhon Arnol'd (1744 - 1799) i Tomas Irnshau (1749 – 1814). V konstrukciyah svobodnyh stopornyh hronometricheskih spuskovyh mehanizmov oni sozdali dva osnovnyh napravleniya. Pervoe iz nih osushestvleno prezhde vsego primenitel'no k morskim hronometram: ono imelo nepodvizhnyi stopor v vide dlinnoi poverhnosti na odnom konce zashemlennoi pruzhiny, vozvrashavsheisya v pervonachal'noe polozhenie siloi sobstvennoi uprugoi deformacii. Drugoe napravlenie otdavalo preimushestvo stoporu, vozvrashaemomu spiral'noi pruzhinoi.
Hotya sushestvuet eshe celyi ryad drugih hronometrovyh spuskovyh mehanizmov, my upomyanem lish' o dvuh naibolee vazhnyh s istoricheskoi tochki zreniya. Pervyi iz nih izgotovil Irnshau, a vtoroi, s dvoinym spuskovym kolesom, – delo ruk izvestnogo datskogo chasovshika Urbana Yurgensena (1777 - 1830), kotoryi osobo otlichalsya izgotovleniem hronometrov i astronomicheskih chasov. Dvuhkolesnyi hronometricheskii spuskovoi mehanizm Yurgensena otlichalsya bol'shoi velichinoi impul'sa. Odnako, nesmotrya na horoshie rezul'taty etogo izobreteniya, ono v konechnom itoge ustupilo na praktike mesto bolee prostym odnokolesnym spuskovym mehanizmam.
Sozdaniyu malogo, nadezhnogo i pritom dostupnogo shirokim sloyam obshestva hronometricheskogo spuskovogo mehanizma sposobstvovalo izobretenie, v ego pervonachal'nom vide sdelannoe okolo 1760 g. uchenikom Gragama Tomasom Myudzhem (1715 - 1794). Ankernyi spuskovoi mehanizm polnost'yu otlichalsya ot hronometrovogo spuskovogo mehanizma; on byl osnovan na principe spokoinyh mayatnikovyh spuskovyh mehanizmov bez othoda s toi raznicei, chto balans dvigalsya svobodno i nezavisimo ot spuska v techenie znachitel'noi chasti vremeni svoego kolebaniya. Svobodnyi ankernyi spusk proshel slozhnyi put' razvitiya. Pervonachal'nuyu ideyu Myudzha vosprinyal v 1825 g. Dzhordzh Ogyust Lesho (1800 – 1884) iz Zhenevy. On izmenil formu palet na ankere i prevratil pervonachal'nyi spusk pokoya v svobodnyi. Spusk Myudzha, vidoizmenennyi Lesho, izvesten teper' pod nazvaniem "angliiskii svobodnyi ankernyi spusk" (ris. 17).
Ris. 17. Svobodnyi ankernyi spuskovoi mehanizm
Ris. 18. Shveicarskii ankernyi spuskovoi mehanizm
Novym elementom v geometrii etogo spuska bylo vvedenie ugla prityazhki (ris. 18).
Zadacha zaklyuchalas' v tom, chtoby davleniem spuskovogo kolesa prizhimalo ankernuyu vilku pri svobodnom dvizhenii oscillyatora vsegda poperemenno k odnomu iz uporov 1 ili 2. Nalichie ugla prityazhki dolzhno bylo nadezhno zakreplyat' anker v ego krainih polozheniyah, no, nesmotrya na eto, ankernaya vilka eshe byla snabzhena kop'em 3, raspolozhennym mezhdu rozhkami vilki, a balans – predohranitel'nym rolikom 4 nad napravlyayushei 5 s impul'snym kamnem, nadetym na val balansa 6. Os' spuskovogo kolesa, ankera i balansa u etogo spuska raspolozheny, kak pravilo, na odnoi pryamoi; uglovoe otklonenie ankera obychno sostavlyaet 10o, amplituda balansa 
220o. Ugol mezhdu vhodom i vyhodom impul'snogo cilindra iz scepleniya s ankernoi vilkoi, privedennyi k osi balansa, obychno sostavlyaet 40o.
Angliiskii svobodnyi ankernyi spusk stradal nekotorymi nedostatkami, naprimer sravnitel'no bol'shim skachkom spuskovogo kolesa, chto soprovozhdalos' bol'shoi poterei energii. Poetomu pozdnee pereshli k bolee sovershennomu shveicarskomu ankernomu spusku so skoshennymi zub'yami na spuskovom kolese 7. Novyi profil' zub'ev spuskovogo kolesa izmenil harakter impul'sa tak, chto chast' impul'sa stala peredavat'sya so spuskovogo kolesa po paletam ankera. Eto izmenenie dalo vozmozhnost' ispol'zovat' opredelennuyu chast' zuba dlya impul'sa, chto sushestvenno uluchshilo energeticheskii balans spuska.
Sledovatel'no, u etogo spuska voznikaet impul's snachala na perednei grani zuba spuskovogo kolesa, a zatem na zadnei grani palety ankera. Ankernaya vilka sovremennogo, teper' povsemestno priznavaemogo spuskovogo mehanizma imeet v bol'shinstve sluchaev nesimmetrichnuyu formu. Eto nuzhno dlya togo, chtoby poverhnosti zahvata obeih palet byli odinakovo udaleny ot osi vilki i chtoby, momenty prityazhki byli odinakovymi v oboih krainih polozheniyah. Vypolnenie etogo usloviya vygodno dazhe v tom sluchae, esli eto idet za schet razlichiya v velichine impul'sov pri kolebaniyah v raznyh napravleniyah. Teper' sinteticheskii rubin zamenil prezhnie stal'nye palety i impul'snyi shtift. Rubinovye palety v ankere i impul'snyi kamen' vsazheny v vyrezah i prikleeny shellakom. Spuskovoi mehanizm s rubinovymi kamnyami imeet znachitel'no bolee nizkie passivnye soprotivleniya i lish' neznachitel'nyi iznos rabochih poverhnostei.
Ris. 19. Shtiftovoi spuskovoi mehanizm Roskopfa
Samym prostym svobodnym ankernym spuskom, chasto primenyaemym v karmannyh chasah, nastol'nyh budil'nikah i deshevyh nastennyh balansovyh i naruchnyh chasah, yavlyaetsya shtiftovoi spuskovoi mehanizm. Samyi staryi vid takogo mehanizma – eto spuskovoi mehanizm Roskopfa (ris. 19), nazvannyi tak po ego avtoru, shveicarcu Georgu Frederiku Roskopfu (1813 - 1889), kotoryi v shestidesyatyh godah proshlogo veka primenil etot spusk v deshevyh karmannyh chasah. Etot spusk sohranilsya do nastoyashego vremeni blagodarya prostote izgotovleniya i nebol'shoi sebestoimosti.
Rassmatrivaya bolee detal'no formy ankernyh spuskovyh mehanizmov balansovyh chasov proizvodstva razlichnyh chasovshikov, my uvidim nekotorye konstruktivnye osobennosti, kotorye, pravda, neskol'ko izmenyayut geometricheskuyu konfiguraciyu spuska, no ne izmenyayut ego rabotu. Na nekotoryh staryh chasah mozhno videt' na futlyare nadpis' "Ancre ligne droit". Eto izvestnyi tip angliiskogo ili shveicarskogo spuskovogo mehanizma s osyami balansa, ankera i spuskovogo kolesa, nahodyashimisya na odnoi pryamoi, inogda anker imeet inuyu formu, oboznachaemuyu "ancre de côté" – bokovoi ankernyi spusk.
Razlichiya imeyutsya i v dline vilki ankera, i v konstrukcii palet. Esli kamnevye palety vsazheny v plechi ankera tak, chtoby oni byli vidimy po vsei dline, eti palety nazyvayut "levees visibles". Naoborot, kamni, vsazhennye v vyrezy, imeyushiesya v plechah ankera, tak, chto spusk zachastuyu proizvodit na pervyi vzglyad vpechatlenie, chto ego anker imeet metallicheskie palety, nazyvayut "levees convertes".
Do sih por my v otnoshenii svobodnyh balansovyh ankernyh mehanizmov rassmatrivali lish' stopornye i ankernye sistemy. Sovershenno logichno, chto nekotorye chasovshiki izyskivali takie mehanizmy, u kotoryh nezavisimo koleblyushiisya oscillyator privodilsya v dvizhenie takim spuskovym mehanizmom, kotoryi ob'edinyal by elementy obeih etih ili eshe i drugih sistem.
K takim chasovshikam otnosilsya francuz Robert Robin (1742 - 1800), izgotovlyavshii chasy so spuskovymi mehanizmami, imevshimi elementy ankernyh i stopornyh spuskovyh mehanizmov.
Eksperimentami s kombinirovaniem elementov razlichnyh spuskovyh mehanizmov zanimalsya i A.L. Brege, kotoryi dlya odnogo iz svoih hronometrov, izgotovlennyh okolo 1795 g., ispol'zoval special'nyi i dovol'no slozhnyi kombinirovannyi spuskovoi mehanizm.
<< Svobodnye spuski dlya krupnogabaritnyh chasov | Oglavlenie | Spuskovye mehanizmy s postoyannym impul'som dlya krupnogabaritnyh chasov >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
istoriya astronomii - vremya - Chasy
Publikacii so slovami: istoriya astronomii - vremya - Chasy | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
