Рычажный спуск

Анимация линейного спуска рычага, показывающая движение рычага *(синий)* , поддонов *(красный)* и спускового колеса *(желтый).*

Рычажный спусковой механизм , изобретенный английским часовщиком Томасом Маджем в 1754 году (хотя впервые использованный в 1769 году), представляет собой тип спускового механизма , который используется почти во всех механических часах , а также в небольших механических часах без маятника, будильниках и кухонных будильниках. таймеры .

часов Спусковой механизм — это механическая связь, которая передает импульсы на балансовое колесо , заставляя его колебаться вперед и назад, и при каждом повороте балансового колеса позволяет зубчатой передаче часов продвигаться вперед на фиксированную величину, тем самым перемещая стрелки вперед с постоянной скоростью. . Спусковой механизм – это то, что издает «тикающий» звук в механических часах.

Изобретение

Рычажный спусковой механизм был изобретен британским часовщиком Томасом Маджем примерно в 1754 году. ^[1]^[2] и улучшен Абрахамом-Луи Бреге (1787 г.), Питером Литерлендом (1791 г.) и Эдвардом Мэсси (1800 г.). Его современная форма («настольный ролик») была разработана Джорджем Сэвиджем в начале 1800-х годов. ^[1]^[2] Примерно с 1900 года практически во всех механических часах, будильниках и других портативных часах используется рычажный спусковой механизм.

Преимущества

Преимущества рычага заключаются, во-первых, в том, что он представляет собой «отдельный» спусковой механизм; он позволяет балансовому колесу свободно раскачиваться на спусковом механизме в течение большей части его колебаний, за исключением коротких импульсов, что повышает точность измерения времени. Во-вторых, за счет «запирания» и «вытягивания» его действие очень точное. В-третьих, он запускается автоматически; если часы пошатнулись во время использования и колесо баланса остановилось, они запустятся снова. Более дешевая и менее точная версия рычажного спуска, называемая спусковым механизмом со штифтом , изобретенная Жоржем Фредериком Роскопфом в 1867 году, используется в часах и таймерах.

Как это работает

часов Спусковое колесо соединено с колесной передачей , которая передает на него крутящий момент от ходовой пружины . Вращение спускового колеса контролируется поддонами . Спусковое колесо имеет зубья особой формы, храпового или булавовидного типа, которые взаимодействуют с двумя драгоценными камнями, называемыми входным и выходным поддонами. Спусковое колесо, за исключением редких случаев, имеет 15 зубьев и изготовлено из стали. Эти поддоны прочно прикреплены к рычагу, имеющему на конце вилку для приема рубинового импульсного штифта балансирного ролика, закрепленного на валу балансирного колеса . Балансовое колесо возвращается в свое статическое центральное положение с помощью прикрепленной балансовой пружины (не показана на рисунке). В современном дизайне крепления поддона и вилка обычно изготавливаются как единый компонент. Рычаг установлен на валу и может свободно вращаться между двумя неподвижными банковскими пальцами.

В состоянии покоя один из зубьев спускового колеса будет зафиксирован на поддоне. Как показано на схеме, спусковое колесо вращается по часовой стрелке, а входной зуб фиксируется на входном поддоне, а рычаг удерживается на месте левым штифтом. Импульсный штифт расположен внутри вилки рычага, а балансовое колесо находится вблизи его центрального положения. Для начала вилка рычага должна получить небольшой импульс от вращения балансового колеса против часовой стрелки через импульсный штифт (скажем, в результате встряхивания), который слегка поворачивает рычаг по часовой стрелке от левого штифта. Это разблокирует входной поддон, позволяя колесу вращаться по часовой стрелке.

Когда спусковое колесо с приводом вращается по часовой стрелке, входной зуб скользит по наклонной импульсной плоскости входного поддона. При этом поддоны поворачиваются вокруг своей оси, в результате чего выходной поддон оказывается на пути вращающегося спускового колеса. Как только входной зуб покидает импульсную плоскость входного поддона, колесо может повернуться на небольшой угол (называемый падением), пока выходной зуб спускового колеса не приземлится на фиксирующую поверхность выходного поддона. Говорят, что колесо заблокировано на выходном поддоне. С момента освобождения входного поддона до этой точки спусковое колесо повернется ровно на половину угла в 24 градуса между двумя зубьями.

Импульс, получаемый входным паллетом при движении зуба по импульсной грани, передается рычагом на балансовое колесо через рубиновый импульсный штифт на ролике балансового колеса. Рычаг перемещается до тех пор, пока не упрется в правый штифт банка; он удерживается в этом положении силой выходного зубца, прижимающейся к камню выходного поддона (так называемая вытяжка). Это означает, что для того, чтобы разблокировать колесо, его необходимо повернуть назад на небольшую величину, что осуществляется за счет обратного импульса балансового колеса через импульсный штифт.

После блокировки выходного зубца балансовое колесо вращается против часовой стрелки без помех со стороны спуска до тех пор, пока волосковая пружина не потянет его назад по часовой стрелке, и импульсный штифт снова не войдет в вилку. Это разблокирует спусковой механизм, освободив спусковое колесо так, что выходной зуб сможет скользить по импульсной плоскости выходного поддона, что передает импульс по часовой стрелке на импульсный штифт балансового колеса через вилку рычага, одновременно толкая рычаг вверх против левой руки. банковский штифт. Спусковое колесо снова опускается до тех пор, пока входной зуб не зафиксируется на входном поддоне, который теперь удерживается на месте левым штифтом через рычаг. Балансовое колесо продолжает двигаться по часовой стрелке, снова без помех, пока оно не будет возвращено волосковой пружиной в центральное положение. Затем цикл начинается снова.

Каждое движение балансового колеса вперед и назад от его центрального положения и обратно соответствует падению на один зуб (так называемому биению). Типичный спусковой механизм часов совершает 18 000 и более ударов в час. Каждый удар дает балансовому колесу импульс, поэтому за цикл приходится два импульса. Несмотря на то, что спусковое колесо большую часть времени находится в состоянии покоя, обычно оно вращается со скоростью в среднем 10 об/мин или более.

Причиной звука «тик-так» является этот спусковой механизм. Когда колесо баланса раскачивается вперед и назад, слышен тикающий звук.

Рисовать

Надежность современного рычажного спуска зависит от силы натяжения; поддоны расположены под таким углом, что спусковое колесо должно немного откатиться во время разблокировки. Тяга удерживает рычаг напротив банковских штифтов во время отсоединенной части рабочего цикла. Угол рисования обычно составляет около 11-15 градусов по отношению к радиалу.

Ранним спусковым механизмам не хватало тяги (действительно, некоторые производители считали это вредным, поскольку вызывало дополнительное трение при разблокировке); в результате толчок может привести к разблокировке спускового механизма.

Механизм часов с рычагом

Большинство современных механических часов представляют собой часы с рычажным механизмом, украшенные драгоценными камнями используются синтетические рубины или сапфиры , в которых в зонах повышенного износа .

Спусковой механизм поддона со штифтом

Более дешевая и менее точная версия рычажного спуска используется в будильниках , кухонных таймерах , каминных часах и до конца 1970-х годов в дешевых часах, называемая спусковым механизмом Роскопфа , штифтовым рычагом или штыревым спусковым механизмом в честь Жоржа Фредерика Роскопфа , который массовое производство его началось с 1867 года. Он функционирует аналогично рычагу, за исключением того, что драгоценные камни поддона рычага заменены вертикальными металлическими штифтами. В рычажном спуске поддоны имеют две наклонные поверхности: запирающую и импульсную, которые необходимо тщательно отрегулировать до правильных углов. В спусковом механизме штифта эти две поверхности имеют форму зубьев спускового колеса, что исключает необходимость сложных регулировок. Штифты расположены на рычаге симметрично, что упрощает регулировку ритма. Часы, в которых использовался этот спусковой механизм, назывались часами со штыревым рычагом и были заменены дешевыми кварцевыми часами.

Будущие направления

Одной из недавних тенденций в конструкции спускового механизма является использование новых материалов, многие из которых заимствованы у производителей полупроводников . ^[3] Проблема со спусковым рычагом — трение. Зуб спускового колеса скользит по поверхности поддона, вызывая трение, поэтому поддоны и зубья необходимо смазать. Масло со временем загустевает, что приводит к неточности хода и требует очистки и замены смазки механизма примерно каждые 4 года. Решение состоит в том, чтобы сделать спусковое колесо и другие детали из более твердых материалов, чем сталь, что исключает необходимость смазки. Испытываемые материалы включают кремний , никель-фосфор, алмаз и алмаз на кремнии. Ulysse Nardin в 2001 году, Patek Philippe в 2005 году и Zenith в 2013 году представили часы с силиконовыми спусковыми колесами.

См. также

Ссылки

^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Бриттен, Фредерик Джеймс (1899). Старые часы и их производители . Лондон: BT Бэтсфорд. стр. 349–350.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Глазго, Дэвид (1885). Изготовление часов и часов . Лондон: Кассель и Ко, стр. 180–183 .
^ Треффри, Тимоти (30 мая 2006 г.). «Сердце легкости» (PDF) . Журнал QP . Том. 15, нет. 24. Лондон. стр. 86–91 . Проверено 20 марта 2018 г.

Внешние ссылки

Анализ спускового механизма рычага , выполненный Х. Р. Плейтнером, 1910 г., из проекта «Гутенберг».

[Britten-1] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Бриттен, Фредерик Джеймс (1899). Старые часы и их производители . Лондон: BT Бэтсфорд. стр. 349–350.

[Glasgow-2] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Глазго, Дэвид (1885). Изготовление часов и часов . Лондон: Кассель и Ко, стр. 180–183 .

[3] Треффри, Тимоти (30 мая 2006 г.). «Сердце легкости» (PDF) . Журнал QP . Том. 15, нет. 24. Лондон. стр. 86–91 . Проверено 20 марта 2018 г.

[1]

[2]

[3]