ГЛАВА X ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСОВ И ЧАСОВЫХ МЕХАНИЗМОВ (1957 год)

ГЛАВА X ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСОВ И ЧАСОВЫХ МЕХАНИЗМОВ (1957 год) - часть 1

Механические часы и часовые механизмы можно по назначению их распределить на следующие группы:

1) часы индивидуального пользования;

2) часы коллективного пользования;

3) технические часы;

4) секундомеры;

5) будильники;

6) специальные часовые механизмы.

К часам индивидуального пользования относятся наручные и карманные часы, в том числе часы с секундомером, карманные хронометры, часы с репетиром, часы с календарем и другими устройствами.

К часам коллективного пользования относятся настольные, каминные, настенные, напольные часы и шахматные, а также башенные часы.

Технические часы представляют Собой очень большую группу часов различного назначения, в которую входят:

а) столовые хронометры, предназначенные для применения в лабораториях, в геодезии, для береговой службы военноморских сил и гражданского морского флота и т. п.;

б) морские или судовые хронометры, предназначенные для применения на море и имеющие карданный подвес, обеспечивающий горизонтальное положение механизма;

в) авиационные часы разных видов;

г) транспортные часы (автомобильные, танковые, корабельные и т. п.).

Секундомеры — это переносные приборы времени, служащие для измерения небольших отрезков времени, порядка десятков секунд и долей секунды.

В различных отраслях народного хозяйства для целей хронометража производственных процессов, а также для медицинских, спортивных и специальных целей применяется большое количество

секундомеров: однострелочные и двухстрелочные, трех-, шести-, десяти- и тридцатисекундные, шестидесятисекундные и т. п.

Будильники представляют собой приборы времени, отличительной чертой которых является наличие сигнального механизма, дающего звонок в заранее установленное время. Обычно будильники выполняются на базе настольных, а иногда карманных часов.

Специальные часовые механизмы применяются для различных целей. К этим приборам времени относятся: отметчики времени, замыкатели для мин замедленного действия, часовые трубки для артиллерийских снарядов (работа трубки начинается в момент выстрела и заканчивается разрывом снаряда у цели на заданной дистанции), часовые механизмы для самопишущих приборов, реле времени, часовые тахометры и т. д.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЧАСОВ И ХРОНОМЕТРОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

Приведем характеристики некоторых типов часов. Часы наручные женские марки «Заря», калибр 14 (размер по посадочным местам платины 14 X 18,5 мм), спуск анкерный на 16 рубиновых камнях, продолжительность работы часов от одной полной заводки пружины 30 час. Средний суточный ход при температуре +20 ±5° С не должен выходить из пределов ±1,5 мин.

Часы наручные мужские марки «Победа», калибр 26 мм (механизм круглый диаметром 26 мм), спуск анкерный на 15 рубиновых камнях.

Суточный ход часов при температуре +20 ±5° С в различных положениях не должен выходить из пределов ±60 сек. Продолжительность работы часов от полной заводки пружины должна быть не менее 32 час. Эти часы выпускаются в различных модификациях: с боковой секундной стрелкой, с центральной секундной стрелкой, в герметическом корпусе и с амортизированным узлом баланса, с центральной секундной стрелкой в герметическом корпусе и с амортизированным узлом баланса и т. д.

Карманные часы марки «Молния», калибр 36 мм, спуск анкерный на 15 рубиновых камнях, продолжительность хода от одной заводки пружины 32 часа. Суточный ход ±45 сек.

Калибры наручных и карманных часов определяются обычно по посадочному размеру платин и измеряются в линиях или в миллиметрах.

(парижская). Приводим таблицу калибров наручных и карманных часов из французских нормалей:

Многие настенные маятниковые часы имеют специальные устройства для подачи сигналов в заранее определенное время. Эти сигналы осуществляются путем ударов молоточка (или нескольких молоточков) по звучащей пружине или по нескольким пружинам, именуемым тонфедерами, гонгами или звукопружинами.

Механизм, подающий сигналы, называется боевым механизмом. Чаще всего применяются боевые механизмы, подающие сигналы (бой) каждый час и, кроме того, отбивающие получасы. Применяются также механизмы, отбивающие часы, получасы и четверти часа (главным образом в напольных часах).

Боевые механизмы в часах являются механизмами самостоятельного действия, имеющими собственный источник энергии; они связаны с часовым механизмом лишь в части согласования действия по времени.

Различают два основных вида механизмов боя со счетным колесом и с гребенкой.

На фиг. 138 показана схема колесной передачи механизма боя со счетным колесом [20]. Барабан 1 посредством заводной пружины передает движение трибу 2, на одной оси с которым посажены добавочное колесо 3 и счетное колесо.

Счетное колесо регулирует число ударов боевого молоточка. Колесо 3 передает движение трибу 4, на одной оси с которым посажено штифтовое колесо 5, несущее на себе подъемные штифты.

Штифтовое колесо 5 через триб 6 передает движение стопорному колесу 7, которое посажено на одной оси с трибом 6.

На стопорном колесе 7 укреплен замыкающий штифт. Колесо 7 через триб 8 передает движение колесу «повестки» 9, сидящему на одной оси с трибом 8. На ободе колеса «повестки» 9 имеется штифт.

Колесо «повестки» 9 через триб 10 передает движение ветряку, который регулирует скорость вращения колес при помощи двух лопастей (крыльев).

При вращении ветряка вследствие центробежной силы крылья отходят в стороны и, встречая сопротивление воздуха, притормаживают быстрое вращение ветряка и обеспечивают относительно равномерный сбег колесной системы.

Штифтовое колесо 5 обычно имеет по окружности обода 9— 10 штифтов, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга.

Работа механизма боя, представленного кинематической схемой (фиг. 139), происходит следующим образом: минутный триб 1, снабженный двумя штифтами 2, совершает один оборот в час. Через каждые полчаса один из штифтов 2 подходит к подъемному рычагу 3 и поднимает его. Но так как рычаг 3 сделан за одно целое с рычагом замыкания 4 и находится с ним на одной оси, то при этом будет подниматься и рычаг 4. Этот рычаг, поднимаясь, будет давить на штифт 5 и заставит поворачиваться рычаг отмыкания 6, который своим угольником держит штифт 7, тем самым удерживая всю колесную систему в застопоренном состоянии. Поднимаясь, рычаг 6 выходит из паза кулачка 8 и начинает скользить по поверхности кулачка.

В это время происходит повестка боя, т. е. система боя пришла в движение, и штифт 7 упал на конец рычага замыкания 4, не позволяя вращаться колесной системе.

При дальнейшем повороте минутного триба 1 подъемный рычаг падает со штифта 2, рычаг замыкания тоже падает, освобождает стопорное колесо 9 и механизм боя приходит в действие.

Фиг. 139. Кинематическая схема механизма боя.

Распределение впадин по окружности счетного колеса должно соответствовать количеству ударов, отбивающих полные часы и получасы.

Боевой механизм с гребенкой имеет такую же колесную систему, как и механизм со счетным колесом, только вместо счетного колеса у него имеется гребенка с улиткой, почему и рычажная система имеет несколько иной вид.

Морские хронометры и палубные часы выпускаются по техническим условиям, в которых регламентированы следующие качественные показатели:

Авиационные бортовые часы типа АЧХ предназначены для установке на самолетах и состоят из трех механизмов: механизма часов с 6-суточным заводом; механизма секундомера; механизма времени полета.

Блок-схема часов АЧХО дана на фиг. 140, а внешний вид часов — на фиг. 141.

Отдельные механизмы часов АЧХ имеют следующее назначение.

1. Основной механизм часов обладает 8-суточной продолжительностью хода, что достигается наличием между барабаном и центральным трибом дополнительной пары — передаточного колеса с трибом и наличием заводной пружины соответствующих размеров. Для повышения точности хода часы при эксплуатации рекомендуется заводить каждые 5 суток.

Фиг. 140. Схема часов АЧХО.
Фиг. 141. Внешний вид часов.

Механизм на 15 камнях. Период колебания баланса — 0,4 сек. Баланс монометаллический с элинварным волоском. При работе часов минутная и часовая стрелки двигаются непрерывно, показывая время на большой шкале.

2. Механизм «времени полета» служит для показания времени нахождения самолета в пути (верхняя шкала «время полета», фиг. 141).

На шкале времени полета имеются две стрелки — минутная и часовая.

Механизм времени полета (фиг. 142) располагается под циферблатом часов. Пуск его в ход производится нажимом на левую (заводную) кнопку красного цвета.

Первый нажим на кнопку включает механизм времени полета в работу. Останов его производится вторым нажимом, при этом стрелки на цифер-

блате прекращают движение. Установка в нулевое положение стрелок производится третьим нажимом на левую кнопку.

Перевод стрелок следует производить при выключенном механизме времени полета. Для перевода стрелок нужно вытянуть левую

головку до упора и, вращая ее в нужную сторону, переставить стрелки. После перевода стрелок вернуть головку в прежнее положение. Для того чтобы механизм времени полета выключить, необходимо после перевода стрелок нажать на левую головку еще два раза.

Фиг. 143. Механизм секундомера АЧХО.

3. Механизм секундомера служит для замера коротких промежутков времени. Секундная стрелка секундомера расположена в середине большой шкалы. Мелкие деления большой шкалы служат для отсчета секунд. Нижняя шкала служит для отсчета минут действия секундомера. Эта шкала имеет 60 делений, так что минутная стрелка секундомера делает

один оборот в течение часа. Механизм секундомера (фиг. 143) расположен с задней стороны часов.

Пуск в ход механизма секундомера производится нажимом на правую головку, вторым нажимом секундомер останавливается, а третий нажим возвращает стрелки на нулевое положение.

Подробное описание работы механизма секундомера часов АЧХО приведено в § 3 «Секундомеры и часы с секундомером».

На стрелки и цифры циферблата (имеющего черный фон) наносится светящаяся масса, что позволяет видеть показания часов в темноте.

Часы не должны давать за сутки погрешность более +1 минуты (при комнатной температуре).

Часы АЧХО должны безотказно работать в диапазоне температуры внешней среды от +50 до —60° С. Для нормальной работы часов при температуре ниже —25° С должен включаться электрообогреватель. Вибрационная устойчивость часов характеризуется величиной смещения стрелок механизма полетного времени и минутной стрелки секундомера при 15-минутной вибрации с частотой от 20 до 80 герц и перегрузке 1,5 g.

Величина смещения стрелок механизма полетного времени не должна превышать 0,5 деления, а минутной стрелки хронографа — 0,3 деления своих шкал. После 2-часовой вибрации часы не должны иметь механических повреждений и должны нормально отсчитывать время.

Авиационные рантовые часы марки АВРМ, изображенные на фиг. 144, представляют собой механизм часов с восьмидневным заводом, заключенный в цилиндрический алюминиевый корпус [46].

Механизм АВРМ с мостовой стороны изображен на фиг. 145. Ободок часов служит для заводки их, для перевода стрелок и для крепления стекла. Крышка корпуса изготовляется из пластмассы.

Восьмидневная продолжительность хода достигается наличием между барабаном и центральным трибом дополнительной пары — передаточного колеса с трибом и наличием заводной пружины соответствующих размеров. Механизм на 14 камнях. Период колебания баланса 0,4 сек.

Баланс монометаллический с элинварным волоском.

Часы имеют стрелки: часовую, минутную и секундную. Секундная стрелка расположена в центре циферблата.

На стрелки и цифры циферблата (имеющего черный фон) наносится светящаяся масса, позволяющая видеть показания часов в темноте.

Заводка часов осуществляется вращением ободка влево, вращение вправо — холостое. Хотя часы АВРМ имеют восьмисуточный завод, но для повышения точности хода часов заводить часы рекомендуется каждые 5 суток. При вытягивании ободка часов « к себе» обеспечивается переключение механизма с заводки на перевод стрелок; вращением ободка в соответствующую сторону стрелки переводятся в требуемое положение.

При переводе стрелок ободок следует удерживать в положении «на себя» во избежание переключения. Обратное переключение механизма с перевода стрелок на завод осуществляется нажимом на ободок «от себя». Часы не должны давать погрешность более ±1 мин. за сутки (при комнатной температуре).

Будильники относятся к балансовым часам, имеющим анкерный (штифтовый или швейцарский) спуск. Будильники бывают с сигнальным механизмом, производящим звон или (реже) музыкальную мелодию. Чаще всего будильники имеют два самостоятельных механизма (механизм хода и механизм сигнала), приводимых в действие отдельными двигателями.

По ГОСТ 3145-51 должны выпускаться будильники 1-го и 2-го классов, технические характеристики которых приведены в нижеследующей таблице.

Сигнальный механизм будильника (фиг. 146) предназначается для звуковой сигнализации при любых, произвольно задаваемых показаниях сигнальной стрелки. Он состоит из двигателя сигнального механизма, скобочного колеса с осью и трибом, скобочного валика со скобкой и молотком и сигнального валика с сигнальным колесом, муфтой и штифтом сигнальной муфты.

Связь сигнального механизма с часовым механизмом будильника осуществляется через стрелочный механизм и сигнальное колесо 16 с муфтой.

Перевод сигнальной стрелки осуществляется от руки вращением кнопки 18, которая навернута на сигнальный валик 17. На другом конце сигнального валика 17, со стороны передней платины 30, насажена тугой посадкой сигнальная стрелка 26, установленная

таким образом, что в момент освобождения стебля молотка 14 от защелки 15 должна показывать такое же время, как часовая и минутная стрелки. Поворачивая сигнальный валик за кнопку 18 против часовой стрелки, мы производим ее установку на нужное время.

Узел сигнального валика с сигнальным колесом состоит из сигнального валика 17 с муфтой боя, сигнального колеса 16 с муфтой, в которой имеется впадина, штифта сигнальной муфты 25 и защелки 15.

Сигнальный валик можно повернуть от руки за кнопку 18, но с некоторым усилием, которое возникает от того, что с помощью пружины 32 и гаек 33 и 34 муфта 31, сидящая жестко на валике 17, прижимается к задней платине 29. Это усилие достаточно велико, чтобы при трении муфты сигнального колеса 16 о штифт 25 сигнальный валик не вращался и не сбивалась установка сигнальной стрелки 26.

Трение муфты сигнального колеса 16, посаженного свободно на валик 17, о штифт 25 создается давлением пружинящей защелки 15, все время прижимающей сигнальное колесо с муфтой к штифту 25.

В момент совмещения впадины муфты сигнального колеса 16 со штифтом 25 защелка 15 сдвигает сигнальное колесо к сигнальной

стрелке и освобождает стебель 14 молотка 13, давая возможность совершать молотку колебательные движения.

Защелка 15 представляет собой стальную изогнутую пружинящую пластинку, один конец которой закреплен жестко на платине, а другой, пружинящий, сквозь отверстие которого свободно проходит сигнальный валик 17, изогнут так, что, выступая за край передней платины 30, сдерживает все время стебель 14 молотка 13 до момента освобождения.

Фиг. 146. Сигнальный механизм будильника.

Заводка сигнального механизма. Для того чтобы сигнальный механизм смог работать, нужно обязательно завести пружину 1. Заводка осуществляется от руки ключом 17, навернутым на правую резьбу валика 6 сигнального двигателя.

Узел колеса двигателя сигнального механизма устроен таким образом, что при вращении валика 6 колесо двигателя 2, находящееся в зацеплении с трибом 8 скобочного колеса 9, когда сигнальный механизм застопорен защелкой 15, остается неподвижным, а вращается храповик 3, жестко сидящий на валике 6. Этот храповик пропускается Собачкой 4, которая скользит по его косым зубьям. Собачка 4 укреплена на колесе 2 и все время прижата к зубьям храповика 3 пружиной 5, тоже укрепленной на колесе 2. При заводке, вращая по часовой стрелке валик 6, на крючок которого своим отверстием надета пружина 1, мы закручиваем пружину вокруг валика 6.

Другим концом пружина 1 закреплена за одну из колонок платин.

Таким образом, заводка будет происходить до тех пор, пока вся пружина 1 не закрутится на валик 6. После окончания заводки пружина стремится развернуться в обратном направлении, т. е. против часовой стрелки, и вращать колесо двигателя сигнального механизма 2 через храповик 3 и собачку 4 тоже против часовой стрелки.

Передача момента от пружины 1 с валика 6 происходит через храповик 3 и собачку 4 колесу двигателя сигнального механизма 2, а от колеса 2 через триб 8 на валик 10 и скобочное колесо 9. Со скобочного колеса 9 вращательное движение преобразуется в колебательное через скобу 11 и передается на скобочный валик 12 и молоток 13. Вся система даже при заведенной пружине будет неподвижна до тех пор, пока защелка 15 не освободит стебель 14 молотка 13.

Действие сигнального механизма. Итак, сигнальная стрелка 26 установлена на нужное нам время. Сигнальный механизм находится в заведенном состоянии и только застопорен защелкой. Защелка освободит его в то время, которое мы задали сигнальной стрелке. Происходит это так.

Часовой механизм находится в действии. Часовая стрелка 27 получает движение от минутника 21, сидящего на оси среднего валика 24, через триб 20 вексельного колеса 19. А так как сигнальное колесо с муфтой 16 тоже находится в зацеплении с трибом вексельного колеса и имеет одинаковое число зубьев с часовым колесом,

то оно также получает движение от него и совершает 1 оборот за 12 час, как и часовое колесо. Кроме того, при сборке сигнальная стрелка 26 насаживается на сигнальный валик 17 в момент, когда штифт 25 находится во впадине муфты сигнального колеса 16,

а часовая стрелка насаживается на трубку 23 часового колеса 22 — с таким расчетом, чтобы она показывала тот же час, что и сигнальная стрелка 26. Следовательно, движения их уже согласованы, и теперь на какой угол мы повернем при установке сигнальную стрелку, такой же угол должны пройти часовое колесо 22 и сигнальное колесо 16 с муфтой, чтобы опять впадина муфты совпала с направлением штифта 25 и муфта с сигнальным колесом 16 смогла бы переместиться, под нажимом защелки 15, по вертикали до штифта 25, освободив стебель 14 молотка 13. Механизм малогабаритного будильника с прерывистым сигналом боя представлен на фиг. 147 в виде кинематической схемы и изображен в разрезе на фиг. 148, 149 и 159.

Фиг. 149. Механизм малогабаритного будильника в разрезе.

Конструкция механизма сигнала и взаимосвязь его с механизмом хода разработаны инженером И. А. Шубиным. Часовой механизм этого будильника приводится в действие от заводной пружины, заключенной в барабане. Барабан через посредство зубчатого венца передает движение центральному трибу с центральным колесом 8, которое через триб промежуточного колеса передает движение

промежуточному колесу 9. Промежуточное колесо через секундный триб и секундное колесо 10 передает движение анкерному трибу и анкерному колесу 11.

Механизм сигнала действует от самостоятельной пружины, заключенной в барабан 16, венец барабана передает движение трибу скобочного колеса 17, которое приводит в колебательное движение скобу 18. Спусковая скоба с ударником и скобочное колесо представляют собой спусковой регулятор, не имеющий собственных колебаний.

Заводка пружины сигнала производится от руки посредством кнопки. Раскручивание барабана происходит за счет стопорения вала барабана храповым колесом 23 и собачкой (фиг. 148). Взаимосвязь механизма хода с механизмом сигнала осуществляется по двум направлениям: по времени включения сигнала и по заданию программы работы сигнала.

Фиг. 150. Разрез по стрелкам.

Включение сигнала происходит с помощью пружины запора боя 28 (фиг. 147), которая, постоянно действуя на часовое колесо будильника, стремится поджать его к сигнальному зубчатому колесу 21. Однако поджатие часового зубчатого колеса к сигнальному колесу может произойти только при совпадении выступа на часовом колесе с выемкой на втулке сигнального колеса.

Установка времени включения сигнала производится путем смещения вышеуказанного выступа и выемки на определенный угол. При совпадении этих элементов пружина запора боя приподнимается от платины часового механизма и освобождает рычаг 22, который входит в зацепление с программным кулачком, посаженным на ось промежуточного колеса.

При дальнейшем повороте кулачка рычаг поворачивается вокруг своей оси и другим концом освобождает поочередно штифты, расположенные на скобочном колесе, давая тем самым возможность проворачиваться скобочному колесу на определенный, заранее заданный угол. Рычаг 22, когда он не находится в зацеплении с программным кулачком, всегда отводится пружиной 40 в свое крайнее положение. Это положение устанавливается кнопкой установки боя на определенную программу предварительных сигналов. Кривая кулачка рассчитана на полный спуск заводной пружины сигнала.

содержание .. 17 18 19 20 ..