Как исправить баланс в часах

Ремонт спирали баланса

Одной из наиболее часто встречающихся поломок в часах является поломка баланса. Основные дефекты это поломка цапф оси баланса, происходит при падении часов и деформация спирали баланса. Что такое деформация спирали баланса? Деформация это изменение правильной формы спирали. Происходит деформация спирали как правило при неправильном обращении с узлом баланса, или случайным повреждением при ремонте часов. Очень часто открыв заднюю крышку часов человек в первую очередь пытается толкнуть обод баланса чем нибудь остреньким, иголкой или отвёрткой повреждая тем самым спираль (волосок).

Не повреждённая спираль баланса часов имеет правильную форму спирали и расположена в одной плоскости. Исключением является “спираль Бреге”, где последний виток немного изогнут к центру и расположен над основной плоскостью спирали. Расстояние между витками одинаково по всей длине спирали. Деформация спирали происходит при механическом воздействии на неё. Деформация может быть как по плоскости (спираль имеет конусообразную форму), так и по радиусу, когда один или несколько витков прижаты друг к другу. При деформации спирали баланса механизм часов будет работать некорректно. Если деформация спирали незначительная, часы могут спешить. При значительной деформации спирали, особенно в плоскости часы могут вообще не идти, т.к. спираль будет затирать за обод баланса не позволяя ему совершать колебания.

Как исправить деформированную спираль?
Следует знать что не каждая деформированная спираль подлежит восстановлению. Если повреждения спирали слишком велики её заменяют на аналогичную. При замене следует учитывать количество витков и длину спирали. После замены спирали обязательно проводят проверку на точность хода. Если спираль длиннее старой, то часы будут отставать. Если короче будут спешить. Проверить точность хода часов можно с помощью секундомера. Для этого засекаем время за которое секундная стрелка сделает оборот вокруг оси, оно должно соответствовать 60-и секундам. Если секундной стрелки в часах не предусмотрено, то можно сделать небольшую метку (царапину) на секундном колесе и определить с помощью него.

Если деформация не значительная то спираль возможно исправить. Эта операция называется правка волоска или спирали. Производят правку спирали на специальном рабочем месте. Выглядит оно как стол, по центру которого расположено белое или матовое стекло, подсвеченное снизу. Сделано это потому, что работа с правкой волоска происходит в непосредственной близости от него и наружного освещение будет не достаточно. Если на такое стекло положить спираль, то при 5х-10х кратном увеличении мы отчётливо увидим места деформации и изгибов спирали. Работы по правке спирали производят только после того как узел баланса будет извлечён из механизма и спираль снята с оси узла баланса.

При осмотре спирали следует определить место деформации. Для этого мы ложем спираль на стекло подсвеченное с низу и при помощи 5х-10х кратной лупы начинаем осмотр спирали. Осмотр начинаем с внутреннего витка и медленно, взглядом передвигаемся к концевой кривой. После того как место деформации обнаружено приступаем к исправлению. Для этого нам понадобиться волосковый пинцет и игла с загнутым концом. Волосковый пинцет имеет очень тонкие губки и очень мягкий. Для удобства игла должна иметь нечто на подобии ручки (как у напильника). Пинцетом зажимаем виток спирали, как можно ближе к месту изгиба а иглой отодвигаем виток в противоположную сторону сгиба. Усилия при этом должны быть минимальные, чтоб не согнуть виток в противоположную сторону. Смотрим на результат своих действий и делаем выводы. Если усилие было не достаточное следует повторить процедуру добиваясь расположения всех витков параллельно друг другу. Потренироваться неплохо на спиралях от будильника.

После того как спираль выравнена в радиальной плоскости следует проверить как она выглядит в горизонтальной. Если спираль имеет конусообразную форму это можно исправить.Для этого одеваем спираль на иглу и тянем за колонку в противоположную сторону. Т.е. Если спираль вытянута в верх относительно горизонтальной плоскости, то мы одев её на иглу тянем за колонку пинцетом вниз. При этом не прилагая усилий и периодически посматривая на результат. Если не достаточно, то тянем ещё. Таким образом добиваясь равномерного расположения витков спирали в горизонтальной плоскости.
Процедура правки спирали очень сложная и кропотливая, требующая определённых навыков и усидчивости.

Источник

Что такое ошибка хода «выкачка» и как ее корректировать

На часовых форумах часто встречается такое понятие, как ошибка хода (также используют термин «выкачка» или «beat error»), которую обычно определяют как «асимметричное колебание балансового колеса». Но что это означает?

В этой статье мы расскажем про ошибку хода, ее влиянии на работу механизма и рассмотрим способы ее коррекции.

Что такое ошибка хода?

Как мы знаем, колесо баланса совершает полуколебания в обе стороны. В идеальном случае баланс должен поворачиваться в любую из сторон на одинаковый угол за одинаковый период времени. Ошибка хода — это разница во времени (измеряется в миллисекундах) между асимметричными полуколебаниями баланса. В идеальных условиях длительность полуколебаний баланса равна и, соответственно, ошибка хода равна нулю.

Но в реальности идеальных условий не существует. Например, поворот колеса баланса по часовой стрелке может занимать немного больше времени, чем колебание в обратном направлении. Механизм как бы «выбивается из ритма».

В приведенном примере ошибка хода может составлять 1,2 мс. Следовательно, поворот по часовой стрелке длится на 1,2 мс дольше, чем в направлении против часовой стрелки.

Как появляется ошибка хода?

Балансовое колесо совершает колебательные движения в обе стороны, и с каждым проходом импульсный камень ударяет по рожку анкерной вилки.

Анкерная вилка расположена между двумя ограничительными штифтами.

Нулевое положение баланса — это положение покоя при расслабленной заводной пружине, при этом положение импульсного камня наиболее важно как средней точки между колебаниями балансового колеса в обе стороны.

Идеальным местом покоя импульсного камня в нулевом положении является позиция посередине ограничительных штифтов. В этом случае ошибка хода равна нулю.

Однако на практике достигнуть этого практически невозможно: импульсный камень, вероятно, окажется немного левее или правее от этой точки. Это вызывает ошибку хода, поскольку одно направление полуколебания длиннее другого.

Помните, что мы говорим о миллисекундах, поэтому фактическая разница во времени здесь очень мала.

Как корректировать ошибку хода?

На мосту баланса современных часов, кроме «градусника» – рычажка регулировки точности, расположен рычажок регулировки симметричности колебаний баланса относительно точки равновесия, так называемой «выкачки». В этом рычажке закреплен конец спирали (волоска).

Массовое применение рычага регулировки «выкачки» началось в 60-е годы прошлого века. До этого конец волоска жестко фиксировался к мосту баланса, а ошибка хода регулировалась поворотом волоска на оси баланса. Это достаточно сложная операция, которая при отсутствии опыта и специального инструмента может привести к повреждению спирали баланса. Самостоятельно делать ее без крайней необходимости я бы не рекомендовал.

При наличии регулятора «выкачки» регулировка хода начинается с установки симметричности колебаний. Это принципиально важно для нормального самозапуска часов при их первоначальном заводе. Часы с сильно сбитой «выкачкой» самостоятельно запуститься не смогут и их потребуется потрясти, чтобы баланс сдвинулся и часы пошли.

Регулировку можно грубо произвести даже без таймграфера. Для этого надо спустить заводную пружину и добиться перемещением рычажка «выкачки», чтобы анкерная вилка встала строго посередине между ограничительными штифтами. Как правило, такой регулировки достаточно для того, чтобы часы уверенно запускались.

При наличии таймграфера на следующей стадии часы устанавливаются на прибор и поворотом рычажка «выкачки» добиваются диаграммы с одиночной линией хода вместо двух параллельных линий. Нормальными считаются значения до 0,5 мс. Регулировка «выкачки» делается первой, т.к. она влияет на точность хода. Затем производится установка точности хода с помощью «градусника».

Заключение

Ошибка хода является наименее значимым параметром «здоровья часов» в сравнении с амплитудой баланса и точностью. Часы с большой ошибкой хода способны показывать точное время при наличии высокой амплитуды и стабильного суточного хода.

Тем не менее часы со сбитой «выкачкой» наиболее подвержены отклонениям точности при низкой амплитуде и резких изменениях положения часов, а также могут останавливаться раньше полного расслабления заводной пружины.

Источник

Ремонт волоска баланса часов

Волосок Бреге.Колено волоска Бреге чаще всего выгибает сам мастер. Чтобы правильно изогнуть волосок, необходимо пер­вый его виток несколько отодвинуть в сторону, затем, крепко за­жав пинцетом первый виток в таком месте, чтобы было обеспечено 2/з оборота первого витка, отгибают первое колено волоска, слегка нажимая о твердую деревянную пластинку. Затем волосок пере­ворачивают и проделывают аналогичную операцию с другой стороны (рис. 78), после чего волосок приобретает окончательную форму.

Высота колена волоска Бреге зависит от высоты моста ба­ланса. Колено волоска должно быть на такой высоте, чтобы оставалось достаточное расстояние для всей плоскости волоска между балансом, замком градусника и центральным колесом. В остальном установка и работа с волоском Бреге производится так же, как и с плоским волоском.

Рис. 78. Изгиб первого витка волоска Бреге:

1 — вытягивание первого витка; 2 —изгиб первого колена; 3 — изгибвторого колена; 4— волосок Бреге в готовом виде

Выправление и подбор волоска. Часто приходится выправлять изогнутый или смятый волосок. Правку волоска нужно начинать с внутреннего витка. Если волосок погнут до половины своего диаметра, то его необходимо вытянуть пинцетами в прямую ли­нию, после чего вновь свернуть один виток за другим по всей плоскости (рис. 79). Опытные мастера выравнивают волосок, не растягивая его двумя пинцетами. Выравнивают волосок на стек­лянной пластинке, а для лучшей видимости подкладывают под пластинку белую бумагу.

Рис. 79. Выправление согнутого волоска:

1 — горизонтально согнутый волосок; 2— вертикально согнутый вЬлосок; 3 —выравни­вание волоска горизонтально; 4 —выравнивание волоска вертикально; 5— вытянутый виток; 6— чурка

Все витми волоска в радиальном направлении должны отстоять друг от друга на одинаковом расстоянии.

Просветы в исправленных витках должны точно равняться расстоянию между исправными внутренними витками. При колебании баланса витки не должны касаться друг друга; при этом все витки должны быть расположены точно в одной плоскости. Волосок необходимо установить на мосту баланса и окончательно выровнять.

Рекомендуется поставить баланс на циркуль (восьмерку) вместе с волоском и, вращая баланс, проверить работу волоска.

Чтобы распустить спутанный волосок, следует обязательно снять его с колонки и с внутренней стороны иголкой провести по виткам по направлению к наружному витку.

Волосок, хотя бы слегка покрытый коррозией, следует заме­нить. Если нет нового, то прежний прогревают в масле, а затем чуркой аккуратно снимают слой коррозии.

При подборе нового волоска необходимо прежде всего укрепить подобранный волосок на балансе, закрепив его в колодке, или сделать из воска шарик диаметром около 1 мм,закрепить шарик на цапфе баланса, внутренний же конец волоска нужно укрепить на шарике. Затем, захватив пинцетом волосок, на расстоянии при­мерно меньше полуоборота до наружного конца, тянуть полосок кверху, пока баланс не подымется. Если баланс тяжел, подбирают такой волосок, чтобы высота конуса равнялась диаметру баланса. Если баланс относительно легок, то подбирают такой волосок, чтобы высота конуса была наполовину больше диаметра баланса. При этом учитывается, что волосок после укрепления его на ко­лонке должен иметь в запасе не менее полуоборота. Если мастер считает, что волосок соответствует балансу, он укрепляет его на колодке. Для этого волосок снимают с шарика, а шарик с цапфы, отламывают требуемое количество витков с расчетом свободного размещения колодки, выгибают внутренний конец волоска и за­крепляют его в колодке.

Рис. 80. Закрепление спирали в ко­лодке

Для закрепления волоска в колодке необходимо иметь пятигранный запиленный стер­жень (на него надевают ко­лодку), одна из граней кото­рого попадает в разрез колод­ки и не дает ей вращаться во время вставки штифта. На штифте делают плоскую лы-ску, которая обеспечивает во­лоску место в отверстии ко­лодки. Волосок вводят одновременно со штифтом (рис. 80), при этом внутренний конец должен прилегать к колодке. Штифт следует плотно вставить и от­резать его недалеко от колодки, затем пинцетом довести конец штифта до уровня со стенкой колодки, а выступающий с противо­положной стороны конец штифта отрезать у самой стенки колодки, не задевая волоска. Для удоб­ства рекомендуется указанный конец штифта заранее надрезать. Резать штифт можно лезвием без­опасной бритвы или откусывать пинцетом-кусачками (рис. 81).

Рис. 81. Пинцет-кусачки

Волосок укрепляют на балан­се. Для регулировки периода ко­лебаний баланс ставят на стекло часов против секундной стрелки (рис. 82), резким движением от руки приводят баланс в колеба­тельное движение и, пропустив несколько первых колебаний, на­чинают счет, следя за секундной стрелкой часов и за балансом.. Баланс должен сделать 150 двойных колебаний в минуту. Воло­сок, оказавшийся значительно слабее или сильнее требуемого, укорачивают или удлиняют, передвигая пинцет, и продолжают ис­пытание тем же способом. Если на десятую секунду баланс бу­дет делать 25 двойных колебаний, волосок считается вполне при­годным, при условии, что у него остается запас не менее полуоборота. Затем укрепляют волосок в колонке и устанавливают его на мосту баланса.

Рис. 82. Проверка спирали по секундной стрелке

Рис. 83. Вибрационная машинка:

1 — основание; 2 —ручка; 3 —стеклянная крышка; ! 4 —пинцет; 5 — кронштейн; 6 —головка; 7 — винт . с головкой; 8 —держатель; 9 —стойка; 10 —подвиж­ный стол; 11— микрометренный винт

Операцию регулировки, называемую вибрацией волоска, в ус­ловиях мастерской выполняют при помощи приспособления — виб­рационной машинки (рис. 83), снабженной эталонным балансом и пинцетом для захвата волоска. Процесс балансировки с по­мощью машинки практически не отличается от вышеописанного.

Разница состоит в том, что отсчет колебаний ведется не по стрелке, а непосредственно по эталонному балансу.

Последний раз правильность работы волоска проверяют во время пуска часов, перемещая градусник по всей дуге.

Ниже указан способ, позволяющий расчетно определить период колебаний баланса в часах. Число колебаний, которое должен сделать баланс в час, минуту и секунду, устанавливают следую­щим образом: перемножают число зубьев всех колес (кроме бара­бана); перемножают число зубьев всех трибов (кроме триба цен­трального колеса), при этом число зубьев ходового колеса увели­чивают в два раза, т. е. считают за 30, так как на каждый зуб ходового колеса приходится два колебания баланса, затем полу­ченное первое произведение делят на второе.

Пример.Найти число колебаний баланса в час, если известно, что:

центральное колесо имеет 80 зубьев

промежуточное колесо » 75 »

ходовое » »30 »

промежуточный триб » 10 »

Секундный » » 10 »

80 75 80 30 10-10-8

= 1800 колеб/час,

18 000 : 60 мин =300 колеб/мин,300 : 60 сек= 5 колеб/сек.

Источник

Баланс

Баланс — это центральный узел, регулирующий ход колебательной системы часов. Он заменил собой маятники, которые сильно зависели от гравитации, температуры окружающей среды и атмосферного давления. По существу, до появления баланса, чтобы обеспечить точный ход, часы должны были сохранять неподвижность, т.е. быть настольными, напольными или настенными. Именно замена маятников на балансы позволила выпускать малогабаритные механизмы,открыв эру переносных часов. Баланс и спираль изобрел в 1675 году голландский математик и физик Кристиан Гюйгенс.
Система баланс-спираль состоит из баланса с осью, спирали, колодки, колонки и устройства регулировки точности хода. Баланс должен двигаться по идеальной круговой траектории, все точки которой расположены в одной плоскости. Поэтому до сих пор встречаются балансы с регулировочными винтами на ободе, задача которых — установить баланс в оптимальное положение, «сбалансировать баланс».В отличие от компенсирующих винтов, регулировочные винты после их установки никогда больше не трогают.
Для того, чтобы достичь постоянства периода колебаний баланса и, следовательно, постоянства погрешности хода, необходимо минимизировать расширение и сжатие его обода при изменении температуры окружающей среды. Это достигается путем применения специального бериллиево-бронзового сплава, известного под названием глюсидур (glucydur).
Более ранняя (но менее эффективная) альтернатива такому решению — создание баланса с разрезным биметаллическим ободом. Внешний слой его делают из стали, а внутренний — из латуни. При изменении температуры обод изгибается, меняется его размер, а, следовательно, и момент инерции. Но различие коэффициентов теплового расширения стали и латуни заставляет обод деформироваться в обратную сторону и приводит к восстановлению исходного момента инерции. Таким образом, происходит автоматическая регулировка хода часов в зависимости от изменения температуры окружающей среды. Недостатки такой конструкции — сложность, дороговизна изготовления и большее сопротивление воздуха. Кроме того, пара сталь-латунь хороша не во всех температурных диапазонах из-за нелинейности тепловых характеристик.
Биметаллические балансы, которые начали применять в 40-х годах прошлого века, постепенно были вытеснены балансами из глюсидура. Этот тип баланса, популярный и сегодня, породил практически идеальный механизм регулировки хода часов. Комбинацию глюсидурового обода и спирали из железоникелевого сплава (ниварокса) можно встретить практически во всех механических часах высокого качества.
Прогресс в технологии изготовления материалов сделал возможным (для балансов с малым периодом колебания из глюсидура) полный отказ от регулировочных винтов. Это, сделав баланс более обтекаемым, 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 иностранных патентов, защищающих права на использование новых материалов.

Вопреки своему 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 силой до 600 г. Часовщики часто используют выражение «дыхание спирали», чтобы описать ее пульсирующие циклы сжатия и расширения. Необычайно упругий волосок скручивается в тугую спираль и раскручивается более 200 миллионов раз в год.
Исследования, проведенные еще в 30-е годы, привели к появлению сплава железа, никеля и хрома с добавлением некоторого количества магния, кремния, титана и бериллия, получившего название «ниварокс» (по первым буквам немецких слов nicht variabel, oxidabel — «не меняется, не окисляется»). Подтверждая свое название, материал отличается рядом замечательных свойств. Он имеет чрезвычайно малый коэффициент температурного расширения и обладает антимагнитными свойствами. Спираль из ниварокса, способная автоматически компенсировать изменения температуры, впервые была предложена в 1933 году. В 40-е годы качественные биметаллические балансы со спиралями из ниварокса заполонили рынок. В наши дни эти спирали используются во всех высококачественных наручных часах. Все витки современного волоска баланса лежат в одной плоскости. Спирали бывают как с правой, так и с левой навивкой.
Точность механических часов сильно зависит не только от материала, но и от формы спирали. В прошлом использовались так называемые брегетированные спирали. Абрахам-Луи Бреге улучшил свойства спирали, изменив ее геометрию путем загиба наружного витка кверху на доли миллиметра надо всей спиралью. В этом случае колонка находится не в плоскости спирали, а над ней.
Свойства спирали определяют постоянство и равномерность движения баланса, а величина активного участка спирали и момент инерции обода баланса — период егоколебания. Именно поэтому большинство часов оборудовано градусниками, поворачивая которые, можно менять активную длину спирали, т.е. ее жесткость. Удлинение приводит к замедлению хода часов, а укорачивание — к ускорению.
Еще одна важная деталь — подшипник баланса. Баланс имеет относительно большую массу и приобретает значительные положительные и отрицательные ускорения в моменты до и сразу после смены направления вращения. Чтобы справиться с этими силами, смягчить возможные внешние удары и сотрясения, а также уменьшить трение между цапфами оси баланса и их посадочными местами, часовые мастера были вынуждены разработать сложную двухподшипниковую систему. Сквозной камень баланса и накладной камень (подпятник) установлены с обоих концов оси баланса. Подпятник служит для ограничения вертикальных перемещений баланса, а также для обеспечения сохранности жидкой смазки. Хвостовик каждой цапфы отполирован и имеет форму полусферы, что помогает уменьшить трение. Внутри сквозного камня имеется специальное углубление — масленка, в которой удерживается часовое масло. Более того, отверстия для цапф, просверленные в сквозном камне до подпятника, имеют не цилиндрическую, а скругленную форму, так называемый «оливаж», чтобы обеспечить наименьшую возможную зону трения цапф.
Большинство современных механизмов оборудовано противоударным устройством с фиксирующей пружинкой, которая давит на накладной и сквозной камни в соответствующем чашеобразном подшипнике, установленном в платине. Эта пружинка может компенсировать удары и тем самым предохранять цапфы оси баланса от выскакивания из подшипника или даже от их поломки.
Точность часов в наибольшей степени зависит от конструкции баланса. В типичных механизмах баланс колеблется с частотой 5 полуколебаний (тактов) в секунду, или 18000 тактов в час. В более новых, более точных часах балансы колеблются с частотой 19800, 21600, 28800 или даже 36000 тактов в час. В большинстве часов — и японских, и российских, а также во многих швейцарских — используется частота 21600. Частота 28800 применяется в некоторых отечественных часах и во многих точных швейцарских механизмах с малым периодом колебания баланса. Частота 18000 применяется в классических швейцарских механизмах, а также в нашем «Востоке».
Регулировка механизма включает в себя измерение суточного хода часов и, если требуется, его оптимизацию при различных температурах и в различных позициях. В зависимости от качества механизма и желаемой степени точности, возможны различного рода регулировки. Стандартная регулировка хороших наручных часов выполняется в двух положениях (вверх циферблатом и вверх заводной головкой). Отклонения хода между этими двумя положениями не должны превышать 30 секунд в сутки. Для точной регулировки в соответствии с заводскими требованиями механизм должен регулироваться как минимум в пяти различных положениях. Если испытания проведены официально признанным учреждением, и ряд параметров механизма превосходит установленные минимальные значения, то часы могут считаться «официально сертифицированным хронометром». Подавляющее большинство механических часов имеет отклонение 30 секунд суточного хода, т.е. погрешность — всего 0,035%.
Подводя итог, мы не преувеличим, если скажем, что колебательная система, построенная на балансе в наручных часах, является одним из наиболее удачных часовых изобретений.

Источник