за счет чего работают механические часы
Принцип работы механических часов
Каждый, у кого есть хронограф, всегда хотел бы знать, каким образом он работает, и как же действуют механические часы. Оказывается, что ничего сложного тут нет. Давайте рассмотрим, каким же образом созданы механические часы и что позволяет им показывать правильное время.
Каждые механические часы оснащены особой пружиной, выполняющей роль двигателя. Именно он отвечает за вращение стрелок и шестеренок, а регулятор скорости берет под контроль всю работу в целом. Скрученная пружинка создает энергию, необходимую для совершения действий.
Принцип работы механических часов
Что такое двигатель
Хронограф, как и любое другое устройство, нуждается в источнике питания, который дает энергию для совершения действий. В данном случае механические часы снабжены гирей или пружиной. Обычно гирю используют в маятниковых моделях, а вот пружину – в хронографах с балансом. Вид небольшой стальной полоски имеет пружинка, свернутая особым способом. Ее устанавливают в барабане, закрепленной на вале. У вала имеется возможность независимого вращения, которая отвечает за завод часового механизма. Данная процедура получается по причине растяжения и сжатия пружины. Для этого в механизме специально имеется встроенный баланс, который позволяет пружине каждый раз сжиматься и растягиваться.
Регулятор: за что отвечает
Для ответа на вопрос о том, как же называют механизм, который поддерживает энергию в часах, можно рассмотреть для примера любой стержень, по кругу которого имеется обод, а центре его расположена вращающаяся ось. Внутри самого обода есть двигатель – это пружина. Обод находится в постоянном движении, поэтому пружина во время вращений может, как растягиваться, так и сжиматься. Пружинка деформируется, а обод совершает движения. Подобное действие предоставляет энергию, необходимую для работы. Движение имеет определенную амплитуду, но тут вмешивается сила трения, по причине которой двигатель со временем приостанавливается, поэтому владельцу механических часов приходится снова их заводить.
Как передается энергия
Может, кто-то знает, как называют часовой механизм, который может распределять энергию, получаемую от двигателя? Да, все верно – это анкерный спуск. Он не только может обеспечивать плавное движение всех шестеренок, но и является транспортировщиком энергии между регулятором и пружиной. В составе этого элемента находится зубчатое кольцо и анкерная вилка с двумя паллетами. За одно движение двигателя анкерное кольцо переходит на одно деление, при этом поворачивается вилка. Сама же вилка оказывает воздействие на регулятор, предоставляя ему энергию. Колесо стопорится благодаря анкерной вилке, которая не позволяет ему возвращаться в исходное положение. Кольцо отцепляется в тот момент, когда баланс задевает вилку, передвигаясь в обратное положение. Этот момент позволяет развернуть анкерное кольцо на следующее деление и повторить действие. С помощью данного процесса создается частота, по которой осуществляется распределение энергии между всеми рабочими механизмами. Подобный рабочий процесс действует на всех видах стандартных механических часах с хронографом, но также имеются и некоторые нюансы в работе различных марок.
Виды и устройство часовых механизмов
На данный момент существуют два основных вида часовых механизмов: с использованием энергии спирали (механические) и электрических импульсов (кварцевые). Выпускаются и комбинированные варианты. Стоит отметить, что электронные часы работают за счет кварцевого механизма, разница только в реализации передачи энергии. Далее подробнее рассмотрим устройство и принципы работы обоих видов.
Устройство и принцип работы механизма с балансом
Принцип функционирования двух типов устройств, так же, как и количество деталей, кардинально отличается. Рассмотрим полностью механическое устройство.
Ниже приведена схема, как построен и из каких элементов состоит калибр. Если точней, то под калибром в часовом деле понимается размер механизма, особенности его месторасположения и конфигурацию составляющих его деталей.
По способу взвода заводной пружины можно понять тип разновидности механизма. В часах с ручным подзаводом пружина закручивается и накапливает кинетическую энергию с помощью вращения заводной головки. Это позволяет часам работать определенное время, в среднем, от 24 до 72 часов.
По причине того, что пружина в «механике» раскручиваться и отдает энергию неравномерно, это снижает точность хода (от 5 до 30 секунд в сутки). На корректность показаний часов влияют и другие факторы: положение часов, температура, степень износа деталей, удары и встряски процессе использования и др.
Для удобства эксплуатации был разработан автоматический подзавод. Альтернативой ручному постоянному заводу стал ротор, который под действием движений руки вращается вокруг центральной оси и через систему шестерней заводит пружину. Современные модели комплектуются особо чувствительными механизмами, и достаточно незначительных движений запястья, чтобы энергии для работы часов хватало каждый день без сбоев. Когда же длительное время часы носить не предполагается, их можно положить в тайммувер, специальную шкатулку для автоматического подзавода. Особой популярностью тайммувер пользуется у коллекционеров.
Устройство и принцип работы кварцевого механизма
Кварц появился относительно недавно с развитием электричества, но сразу массовым завоевал рынок за счет исключительной точности и удобства использования.
Как функционирует кварцевый механизм? Принцип его работы основан на преобразовании электрической энергии в кинетическую.
Двигатель состоит из статора, неподвижно закрепленной катушки с обмоткой и ротора (постоянного магнита на оси). Принципиально схема работы выглядит так: электрический импульс проходит через катушку и создает магнитное поле, поворачивающее ротор на пол-оборота, который, в свою очередь, вращает стрелки через систему шестеренок.
Одним из самых популярных кварцевых механизмов является японская Miyota. Японцы сделали Мийоту эталоном цены и качества во всем мире.
Кварцевый механизм для настенных часов
Принципиально механизм для настенных часов не отличается от экземпляра для наручных. Разница в размере и компоновки составляющих.
Возьмем, к примеру, кварцевые механизмы марки Grand Time для настенных часов. Они используются повсеместно по всей России. Кому и куда их можно применить? Компаниям для изготовления корпоративных подарков, любителям и часовые мастерские для ремонта. Идеальное соотношение цены-качества.
Видео по кварцевому механизму
Видео по механизму с балансовым колесом
Типы механизмов часов: чему отдать предпочтение
Типы механизмов часов – это традиционная механика, кварц, гибриды и набирающие всё большую популярность Smart Watch. Каждый из этих механизмов обладает своими преимуществами и недостатками, а также собственным шармом.
Кому-то ближе по духу безотказная механика швейцарских хронометров, кто-то предпочтет более точные кварцевые часы, а некоторые пожелают идти в ногу со временем, выбрав умные гаджеты. Из нашего материала вы узнаете о принципах работы разных типов механизмов и их особенностях.
Принцип работы традиционных типов механизмов наручных часов
Люди научились отличать типы наручных часов, взглянув на циферблат, тем не менее мало кто понимает, как именно устроена работа механизма, что заставляет стрелки двигаться. Выяснить это несложно, а разобравшись в схеме работы часов, будет легче подобрать те, что подходят вашему образу жизни.
Классическая механика
У всех механизмов наручных часов есть три неотъемлемые детали: счетчик времени, источник питания и регулятор. В классических, традиционных часах все эти составляющие являются механическими, т. е. за питание отвечает барабан с заводной пружиной, регулятором является система спуска и баланса, а связи между деталями обеспечиваются колесной передачей.
Регулятор нужен для распределения энергии, которая поступает от заводного барабана на равномерную последовательность дискретных тактов. Чтобы понять принцип действия, можно визуально представить турникет в метро: человек делает шаг, двигает вперед поручень, который, в свою очередь, поднимает следующий поручень, останавливающий идущего сзади человека. В итоге получается, что система пропускного турникета регулирует поток пассажиров, заставляя людей проходить по одному примерно через равное количество времени.
Поняв этот принцип, легко представить, как работали балансиры с гирями первых часов в средние века (фолиоты). Разумеется, система не отличается особой точностью, если только не делать временные промежутки принудительно одинаковыми вне зависимости от внешных факторов.
Так появился осциллятор. Именно он отвечает за то, чтобы такты были равномерными. Сначала это был маятник, впоследствии усовершенствованный до сверхтонкого металлического волоса с сохранением принципа работы. Сейчас осциллятор имеет форму спирали Архимеда и помещен в центр балансового обода. Сжимаясь и разжимаясь, пружина влияет на баланс, меняя его направление вправо и влево, одновременно покачивая анкерную вилку (якорь) –она и играет роль турникета.
Практичный кварц
Традиционная механика имеет два минуса: частота колебаний остается низкой, а зависимость от воздействий извне высокая.
В кварцевых часах этим проблемам нашли элегантное решение: убрали классическую баланс-спираль, а для источника колебаний создали электрический колебательный центр – к кварцевому кристаллу подвели электроды. Частота обычного резонатора на кварце – 32 768 Гц (при том что частота спирали в классических часах – 2,5–5 Гц). Понятно, что система, которая работала в механическом варианте часового механизма (наш турникет, он же анкер), сюда не применима. В кварцевом варианте часов ставят электронный делитель частоты (двоичный счетчик) – он преобразует резонансную частоту электрического колебательного центра в импульс 1 Гц и передает ее на шаговый двигатель секундной стрелки.
Принцип работы часовых механизмов
Чем механические часы отличаются от кварцевых? Этот вопрос является одним из наиболее часто задаваемых, его время от времени слышат люди, жизнь которых так или иначе связана с часами. Настало время внести ясность!
Мы не будем вдаваться в сложные термины, описывающие принципы работы часовых механизмов, а изложим основной смысл.
Главное отличие механических часов от кварцевых заключается в источнике питания, который, в свою очередь, приводит в действие механизм часов. В механических часах источником питания служит движение пружины, скрытой в особом барабане. Владелец заводит свои часы – и тогда пружина внутри корпуса закручивается, после чего начинает раскручиваться, «оживляя» механизм. Неравномерное раскручивание пружины, влекущее за собой неточность хода – ощутимый недостаток механических часов. Механические часы в целом весьма капризны – они не смогут порадовать своего обладателя точной работой при сильном холоде или жаре. Расхождение с точным временем на несколько секунд в сутки является нормой для большинства механических часов. О том, какие еще факторы влияют на точность часов, мы уже писали в одной из наших статьей.
В любом случае, механические часы – не что иное, как машина времени, путешествие первым классом на которой обойдётся очень недешево. Они позволяют нам прикоснуться к вечности, побывать в прошлом, когда все детали механизма изготавливались и настраивались вручную. Механические часы позволяют насладиться плавным ходом стрелок, а если их задняя крышка ещё и прозрачна, то с наслаждением любоваться работой искусно выполненного механизма. Механические часы – лучший друг и товарищ человека, чей образ жизни предполагает спокойное, плавное течение.
Кварцевые часы работают от другого источника питания – батарейки. Она взаимодействует с электронным блоком, основой которого является кристалл кварца, в честь которого эти часы и получили своё название. Импульс от электронного блока попадает на шаговый двигатель, он поворачивает стрелки на циферблате. Точность хода кварцевых часов выше, чем механических. Всё благодаря кристаллу кварца, заложенного в основу электронного блока – он обеспечивает высокую стабильность посылаемых импульсов. Кварцевые часы, в отличие от механических, не нужно время от времени подзаводить, батарейки хватает на несколько лет работы.
Кварцевые часы стоят в основном дешевле, чем механические. Почти все операции по их сборке выполняет автоматика. Кварцевые часы неприхотливы – они будут работать при таких температурных условиях, в которых механические уже вышли бы из строя. Кварцевые часы лучше переносят удары и воздействие вибрации. Лучшие кварцевые часы обладают показателем отклонения времени 5 секунд в год. Кварцевые часы станут надёждой и опорой для всех приверженцев активного образа жизни.
Какие часы лучше: кварцевые или механические — отличия, плюсы, минусы
Кварц или механика? О, какие дискуссии затеваются по этому поводу среди часовых фанатов! На самом деле, спорить не о чем: как это часто бывает, каждая сторона права по-своему.
Давайте выясним: почему часы называют кварцевыми и как они работают?
Основными компонентами таких часов являются: • электронный блок с кварцевым кристаллом; • шаговый электродвигатель.
Кварц обладает уникальными функциями. Под влиянием постоянного электрического тока он сжимается и разжимается, тем самым генерируя переменный электрический импульс и, как следствие, колебания с очень стабильной и очень высокой частотой. За счет этого электроника посылает сигнал двигателю, который поворачивает стрелки на нужный угол.
Кварцевые часы – уникальное сочетание высокой точности работы и удобства в ежедневной эксплуатации.
Питание электронного блока и двигателя обеспечивается батарейкой, которая рассчитана на несколько лет и избавляет владельца аксессуара от необходимости постоянно заводить устройство.
Часы с цифровым дисплеем в нашей стране называют электронными. Однако принципиально правильное название этого типа часов – кварцевые часы с цифровой индикацией. Такое название уточняет, что, сердцем часов является генератор на основе кварца, а информация показана в виде цифр на дисплее.
Впрочем, есть довольно большая группа кварцевых часов с чисто стрелочной индикацией или смешанной, это так называемые «ана-диджи» – от слов analog и digitale. Кварцевые часы со стрелочной индикацией бывают очень простыми по функциям, но при этом очень дорогими благодаря эксклюзивному ювелирному исполнению. Таковы, например, женские часы-«змейки» Serpenti от бренда Bvlgari. А индикация «ана-диджи» широко применяется во многих популярных моделях, в том числе Casio.
История кварцевых часов началась лишь полвека назад. Но многие кварцевые устройства, изготовленные несколько десятилетий назад, прекрасно доработали до нынешнего дня и передаются из поколения в поколение.
Как работают механические и кварцевые часы: разница?
Не будем вдаваться в сложные термины, описывающие принципы работы часовых механизмов, а изложим основной смысл.
Механизм наручных часов с ручным заводом состоит из трех главных узлов: • заводная пружина; • передача, она же трансмиссия, состоящая из шестеренок и других подобных деталей; • спуск – сердце часового механизма, отвечающее за точность хода и включающее в себя баланс, спираль, анкерное колесо и анкер.
Пружина отвечает за длительность хода устройства. За счет прокручивания заводной головки пружинка скручивается, энергия накапливается в ней и далее передается на шестерни. Они, в свою очередь, перемещают стрелки часов. Далее энергия передается на так называемый регулятор – колесо баланса со спиралью. Колесо колеблется, поддерживая точность хода через анкер и анкерное колесо. Кстати, неравномерная раскрутка пружины влечет за собой неточность хода. Погрешность в несколько секунд в сутки является нормой для большинства механических часов.
Главное отличие механических часов от кварцевых заключается в том, как устроен источник питания, который, в свою очередь, приводит в действие механизм часов. «Кварцевые» – это батарейка с генератором колебаний, а «механические» – это движение пружины, скрытой в барабане.
В целом, механика довольно капризна при сильном холоде или жаре – она не сможет порадовать своего обладателя абсолютной точностью в работе. Причина проста: при воздействии температурных нагрузок размеры мелких деталей часов изменяются, тем самым сбивая стандартные заводские настройки. Следовательно, в случае постоянной эксплуатации часов в условиях сильной жары или глубокого холода лучше обратиться к часовщику, с просьбой настроить ваше устройство под определенные условия. Эта работа не будет стоить дешево, однако результат будет, несомненно, заметен.
Кварц или механика с автоподзаводом: что выбрать
Автоподзавод часов – это часть механизма, которая взводит часовую пружину при движении вашей руки.
Механические часы с автоподзаводом по сравнению с кварцевыми требуют периодического внимания своего хозяина.
Система автоподзавода состоит из трех основных деталей: 1. ротор; 2. эксцентрик; 3. храповик.
Первые две детали выполняют функцию автоматического завода пружины при движении руки. Человек двигает рукой – ротор вращается вокруг своей оси. Храповик не позволяет оси возвращаться в направлении, противоположном ходу движения стрелок. Если вы встретите механику с прозрачной задней крышкой, то первая большая деталь механизма, которая будет перед глазами, – именно ротор, в виде полукруглой пластины из тяжелого сплава, вольфрамового, а иногда даже золотого или платинового.
Механические часы с автоподзаводом идеальны для занятых людей, которые ежедневно носят аксессуар и не хотят заботиться о ручном заводе.
Такие устройства не останавливаются, если их регулярно эксплуатировать. По рекомендациям их следует носить не менее восьми часов в день без перерывов. После чего они смогут самостоятельно отработать еще 30 – 40 часов без остановки, а некоторые модели и гораздо дольше.
Как понять, какие часы перед вами: кварцевые часы или механические
А как по внешнему виду отличить механические часы от кварцевых? Все просто: 1. Секундная стрелка у кварца обычно двигается прыжками, по одному в секунду, тогда как на механике она, как правило, перемещается очень плавно. 2. Если вы увидели прозрачный циферблат и/или заднюю стенку корпуса, то перед вами почти наверняка механика. Это сделано для того, чтобы привлечь внимание покупателя, которому интересна сложная внутренняя начинка устройства. 3. Обычно на кварцевых моделях ставят название Quartz. 4. Часы без стрелок – как правило, кварц. 5. Механические часы толще по сравнению с кварцевыми, а причина тому – наличие дополнительных механических деталей.
Так что лучше выбрать: кварц или механику?
Выше в статье приведено немело аргументов в пользу одного и другого типа механизмов. Просуммируем поданную ранее информацию, чтобы вы четко определились с тем, какие часы вам больше по душе.
Кварцевые часы отличаются от механических по нескольким пунктам: • Источник питания. Механические часы считаются более экономичными и экологически чистыми, поскольку в них не используется электричество, а их детали изготовлены из природных материалов. • Цена. Качественные механические модели дороже кварцевых. • Внимание хозяина. Механические часы – с автоподзаводом или без – потребуют больше внимания своего хозяина, чем кварцевые. При использовании хорошей батарейки в кварце вы сможете забыть об уходе за часами на несколько лет.
Считается, что механика – показатель высокого статуса и даже произведение искусства. А кварц – всего лишь прибор, отсчитывающий время (за исключением дизайнерских часов, в частности, ювелирных, которые бывают очень дорогими).
• С точки зрения эксплуатации, основное отличие кварцевых и механических часов состоит в том, что механика больше используется в «показательных ситуациях», а именно тогда, когда надо шикануть перед гостями или бизнес-партнерами. В этих случаях этот дорогущий аксессуар – беспроигрышный вариант. • Кварц точнее механики. Этот маленький робот сводит возможность сбоя к минимуму. • Репутация. Конечно, она выше у механики. Хотя некоторым изделиям заслуженных брендов вроде Patek Philippe или Omega позволительно быть кварцевыми и оставаться при этом в топе. • Красота уязвима перед натиском стихий и бытовых неурядиц. Механическими часами очень дорожат, их носят чуть дыша и боятся за сохранность драгоценного имущества. А кварц неприхотлив. Это, конечно, не значит, что его можно постоянно ронять с балкона или топить в воде. Хотя иногда можно – например, Casio G-Shock выдерживает и не такое. • В пунктуальном кварце нет романтики. Зато механика радует вашу душу и завораживающе показывает свою, ведь в моделях с прозрачными частями корпуса работа сложного механизма видна со всех сторон.
Если вы размышляете над тем, какие часы лучше – кварцевые или механические, то, опять-таки, все упирается в вопросы вкуса и занятости. Если для вас важен вопрос вашего статуса, если вы неравнодушны к искусству часовых мастеров и если вы к тому же носите часы каждый день, то спокойно выбирайте механику с автоподзаводом. И не переживайте, что придется с ней возиться. Такая модель будет спокойно работать, не требуя особого внимания хозяина: разве что придется изредка подводить стрелки на минуту-другую, да еще раз в несколько лет отдавать часы на техническое обслуживание – замену масла, чистку и т.д.
Если вам требуется максимальная точность часов, то лучше кварца ничего не придумаешь. Важно также, что кварц на батарейках не потребует от вас проверять, совпадает ли время на часах и на телефоне или в интернете, если вы не надевали аксессуар несколько дней или даже недель, а то и месяцев.
Будем надеяться, что теперь все встало на свои места и вы легко можете разобраться с тем, какие часы вы хотите для себя. Как вы уже поняли, в точки зрения качества и надежности все хорошие часы хороши, а решающую роль при покупке играют ваши личные предпочтения!