Основні типи годин і механізмів

Механічний годинник.

Механічні годинники є найскладнішим і одночасно легким механізмом. Прилади такого типу використовують гирьовий і пружинний механізм отримання енергії для роботи годин. У вигляді коливальної системи використовуються маятниковий або балансовий регулятор.

Механічний годинник програють по точності часу кварцовим і електронним. Точність механічного годинника складає - від +40 до -20 секунд за 24 годин, а кварцових для прикладу, коливається не виходячи за рамки 15- 20 секунд в одну або іншу сторону за календарний місяць. З цієї причини механічний годинник з надійного інструменту перетворилися в символ престижу, багатства і стилю.

Конструкція такого механізму виглядає приблизно таким чином:

Джерело живлення - зведений пружина або піднята гиря, все залежно від типу механізму.
Спусковий механізм - пристрій, що відповідає за перетворення безперервно обертального руху в коливальний або зворотно-поступальний рух. Від спускового механізму залежить точність ходу.
Коливальна система - маятник або балансир (баланс).
Механізм заводу (подзавода) і переведення стрілок на циферблаті - ремонтуар.
Система шестерень, що з'єднує пружину і спусковий механізм - ангренаж.
Циферблат зі стрілками.

Історична довідка.

З історії слід що, першою коливальної (рушійною) системою (силою) був маятник. Користуючись фактом, що при однаковій амплітуді руху і постійному прискоренні вільного падіння, частота коливань маятника не схильна до зміни.

У класичних годин на основі маятникового механізму є ряд недоліків. Перше, частота руху маятника залежить від його амплітуди коливань. Друге, годинник на основі такого механізму повинні перебувати постійно в нерухоме стані. Третє, годинник, вивірені по одній широті земної кулі, будуть «брехати» на інший через особливості конструкції коливального механізму. Через моменту нечутливості до перепадів температури і великою довговічністю, даний механізм, до сих пір використовують на баштових годиннику і деяких настінних.

Маятникова система складається з наступних частин:

Маятник.
Анкер, з'єднаний з маятником.
Храпове колесо (храповик).

Два абсолютно ніяк не пов'язаних між собою «майстри», голландець Християн Гюйгенс і англієць Роберт Гук винайшли принципово новий тип коливального механізму, принцип дії якого заснований на коливаннях підпружиненого тіла.

Точність ходу механізму регулюється «градусником» - важелем, який відповідає за виведення з роботи деякої частини спіралі. Баланс дуже чутливий до перепадів температур. З цього випливає складу металів (метали з обмеженим варіативним поруч температурного розширення) входять до його виробництво. Так само використовують і альтернативний спосіб, як в старі часи роблять колесо з двох типів металу, використовуючи біметалічний баланс, що виражається як вигин кільця на момент нагріву. Так само для підвищення точності ходу, баланс постачали болтами. Появи верстатів-автоматів позбавило годинникарів від настройки балансу за допомогою гвинтів і зробило гвинти на балансі чисто декоративним елементом. Балансирний механізм, як правило, використовується в наручний годинник (переносних) і по певним відмінностям від маятникового механізму може використовуватися не як стаціонарний пристрій.

Баланс складається з таких частин:

Балансирними колесо.
Спіраль.
Веделка
«Градусник» - важіль регулює точність ходу.
Храповик.

Додаткові функції в механічному годиннику.

Кукушка, бій (звуковий і візуальний супровід).

Через певні відрізки часу (стандартизовано кожні 30 або 60 хвилин), годинник «відіграють» дзвонами час на даний момент. Так само є альтернативний варіант, грає мелодія або фігурки-жакемари розігрують сценку.

Вельми цікавий факт, що до появи механічних годинників люди визначали час за церковним сполох і з цієї причини в перших баштових годиннику був відсутній циферблат, а був тільки бій дзвонів.

Механізм більш складної конструкції, ніж наведеної вище. Ця функція дозволяє «відбити» час при натисканні на кнопку. Первинне призначення цього механізму було, допомагати морякам вночі, дізнаватися точний часом не розводячи вогонь.

Існує ряд репетирів базуються на відтворенні різних відрізків часу.

Хвилинний - відбиває: кількість годин, чвертей години і хвилин.
П'ятихвилинний - відбиває: кількість годин і п'ятихвилинні відрізки після нього.
Получетвертной - відбиває: кількість годин і получетверть години після нього.
Четвертний - відбиває: кількість годин і чвертей після нього.

Певний низка моделей наручних годинників має навколо циферблата встановлене поворотне кільце з поділами. Воно призначене для точного виміру часу. Годинники водолазного типу забезпечені люнетом, крутиться тільки проти годинникової стрілки, це передбачено навмисно, щоб під час випадкового повороту не збільшити заданий проміжок часу (така обставина може призвести до нестачі повітряної суміші в балонах).

Автоподзавод годинникового механізму.

У деяких видах механічних наручних годинників встановлюється ексцентрик (на професійній мові годинних майстрів, ротор або сектор виходячи з того що виготовлений він як легка пластина з накладкою у вигляді сектора дуги з важкого вольфрамового сплаву. Виробляючи певні дорогий годинник використовують сплави на основі золота, які ще важче). Під час руху ексцентрик обертається і зводить пружину. Автоподзовод дуже добре позначається на точності показань (так як пружина знаходиться постійно в полувзведённом стані). У годиннику з підвищеною водозащитой механізму повільніше зношується різьба заводний головки.

Весь ряд годин оснащених автоподзаводом набагато масивніше і важче ніж ті, що заводяться звичайним ручним заводом. Годинники, що несуть функцію автоподзавода не потрібні людям, які ведуть неактивний спосіб життя (пенсіонери, офісні співробітники і т.д.) і тим, хто надягає годинник дуже рідко.

Принцип дії даного пристрою полягає базується на тому, що механізм спуску (ходове колесо, баланс, вилка) повністю ходять навколо осі секундного колеса. Цей механізм забезпечує точність ходу годинника. По не голосному правилом оборот становить одну хвилину, а годинник з таким механізмом перші тридцять секунд відстають і другі тридцять поспішають, що вирівнює загальний показник часу і задає точність показань. Сучасні умови виготовлення деталей на точному обладнанні прибрали потреба в таких пристроях. Так що турбійон з механізмів для визначення часу став елементом розкоші і шику дорогого годинника.

Особливі види механічного годинника.

Годинники з можливістю установки часу для відтворення звукового сигналу в заданий момент. Час задається за допомогою додаткової стрілки. Такі механізми діляться на два типи, зі складним циферблатом (рідко зустрічається) (24 години) і класичним (12 годин). Перший варіант будильника дзвонить один раз, а другий два.

Годинники з унікальною точністю ходу. Спочатку пристрої має таку функцію застосовувалося моряками для визначення географічної довготи.

Годинники з такою функцією одночасно є секундоміром і «простими» годинами. Дане поєднання і називається хронограф.

Секундомір не є годинами в прямому сенсі цього слова, так як на ньому неможливо відстежити поточний час. Даний вид годин служить для виміру коротких проміжків часу (в основному застосовується в спорті). Основна функція цього механізму завмер часу (зупинка стрілки в певний момент), а так само швидкий скидання тимчасових даних отриманих за допомогою виміру відрізка часу.

Кварцевий годинник.

Механізм кварцових годин даного класу дуже схожий на пристрій механічних годин, але з одним серйозним відмінністю. Коливальна система такого механізму побудована на основі кристала кварцу. Всі побутові якісні кварцові годинники мають точність показань ± 15 секунд на місяць, а в спеціально розроблених хронометрах ± 0.3 секунди на місяць. Виходячи з таких показників, на них потрібно виставляти точний час всього два рази в рік, при переході з літнього на зимовий час. Такі пристрої мають одну похибка, кристал кварцу схильний до старіння і годинник зазвичай починають поспішати.

Перші кварцові годинники були випущені в1971 році. У 90-х роках двадцятого століття був здійснений прорив на виробництві кварцових годин. Був випущений гібрид автоподзавода і кварцових годин. Там стояли не батарейка, а акумулятор, заряджає від пристрою автоподзавода на манер звичайних механічному годиннику.

Механізм кварцових годин складається:
Джерело живлення (батарейка).
Генератор з кварцовим резонатором.
Лічильник-дільник частоти.
Кроковий електродвигун.
Система шестерень, яка передає енергію обертання електродвигуна на стрілки.

Електронний годинник.

Годинники, що несуть на основі своєї конструкції основну частину кварцового годинника - елемент живлення. Всі механізми даного типу є кварцовими, просто замість циферблата у них встановлений дисплей і додані певні функції, пов'язані з тим, що для виведення даних на дисплей потрібна певна мікросхема. Цей годинник виводять інформацію про поточний час певним чином. На електронну дисплей виводяться цифри (арабські), це здійснюється за допомогою мікросхеми відповідає за визначення часу, майже всі пристрої такого типу оснащені електронним календарем і секундоміром, а на деяких моделях бувають і додаткові функції (барометр, термометр, будильник і багато іншого).

Пристрій механізму такого годинника досить просто.

Мікросхема, з мікропроцесором відповідає за підрахунок і висновок часу. Процес виглядає даними чином, генератор електронних коливань відраховує час, потім дані коливання (від генератора) перетворюються в дискретні сигнали (що йдуть з періодичністю в одну секунду, одну хвилину, одну годину і т.д.) передаються на дисплей.

Елемент живлення - батарейка або від мережі змінного струму.
Дисплей або електронне табло.