Механизмы ручных часов. Виды часовых механизмов

Какой часовой механизм лучше? Ответ на этот вопрос зависит от того, что вы больше цените в механизме. Для кого-то важна точность, для кого-то сложность. Одни ценят наиболее изысканно украшенный механизм, другие ищут наиболее долговечный. Но есть механизмы, объединяющие эти требования.
Но так как мы не часовые производители, поэтому очень глубоким уровнем понимания мы можем и не обладать.
Наиболее выдающимся механизмом, созданным компанией Swatch Group, показал себя Eta.
Точка зрения экспертов такова, что качество этого механизма на высоте.

Механизм может быть очень прост, но очень надежен и долговечен. Eta выпускает огромное количество механизмов каждый год, и среди них есть небольшие простые механизмы. И это одни из самых лучших среди тех, что доступны для широкого потребителя.
Все они одинаково потрясающи в своей категории.
В большей степени, то же относится и к механизмам часов Rolex. Они известны своей надежностью, точностью и легкостью в обслуживании.
Очень важно упомянуть, что механизмы, выпускаемые для широкого потребителя, выполняют те же функции, но созданы разными производителями и формально чем-то схожи.

Например, двигатель автомобиля. Если три механизма созданы с одинаковыми функциями, с одинаковыми трудозатратами при их создании, с использованием одинаковых технологий, как они могут быть разными? На самом деле они практически ничем не отличаются.
Вы снижаете производство и выпускаете редкие часы. Как правило, чем ниже уровень производства, тем выше стоимость механизмов, которые вы выпускаете.
Потому что производитель не может окупить затраты производства от небольшого количества. Выпуск дорогих и редких механизмов должен себя окупать.
При дешевом производстве часов и механизмов, отсутствует мотивация и стимул работников делать качественно, тестировать работоспособность, искать недочеты, да и просто делать качественные товары. Вот почему китайские товары стоят так дешево. Потому что китайцев много и платят им мало. А кушать хочется всегда.

Часовая индустрия полна жутких историй о дорогих и редких часовых механизмах, которые не работали с первого же дня, а потом еще и производитель требовал с клиента оплату за услуги ремонта или замену на рабочий механизм. Такого быть не должно, тем не менее shit happens.
Но вернемся к механизмам. Наиболее простые и часто производимые механизмы – это лучшее, что есть. Такие механизмы производятся в разных вариантах и классах.
Знаменитая Swiss ETA Valjoux 7750 бывает разных классов. Она растет в цене в зависимости от качества частей механизма и отделки.

Японский или швейцарский, вот в чем вопрос…

Японские механизмы дешевле в связи с философией их создателей. Если сравнить Eta и Miyota массового производства, Eta имеет более высокий уровень качества производства и привлекательнее на вид. Но, безусловно, дороже.
Японские механизмы создаются очень эффективно, и многие из них можно приравнять к швейцарским, хотя они не выглядят так же круто. Японские механизмы производятся не на территории Японии, а там где есть дешевая рабочая сила, типа Тайланд, Малайзия, Индонезия и т.д.
Тогда как механизмы со штампом «Swiss Made» собираются точно в Швейцарии, где труд работников оценивается по достоинству. Вот почему японские механизмы дешевле.

Вот почему – процесс сложный и требует объективной оценки нескольких специалистов в области часового строения, инженерии и технологий.

Ценители считают, что они не так точны, как кварцевые, но красивее. А так же периодически нуждаются в обслуживании, так же как и кварцевые часы.
Если вы переживаете за качество, покупайте часы с механизмом Eta высокого класса, или те, чьи механизмы производятся на территории страны-изготовителя в течение долгого времени. Это отточенный годами опыт и качество производства. Тогда вы точно не наткнетесь на странности в работе механизма.

Механические часы являются самым сложным и одновременно лёгким механизмом. Приборы такого типа используют гиревой и пружинный механизм получения энергии для работы часов. В виде колебательной системы используются маятниковый или балансовый регулятор.

Механические часы проигрывают по точности времени кварцевым и электронным. Точность механических часов составляет – от +40 до -20 секунд за 24 часа, а кварцевых для примера, колеблется не выходя за рамки 15- 20 секунд в одну или другую сторону за календарный месяц. По этой причине механические часы из надёжного инструмента превратились в символ престижа, богатства и стиля.

Конструкция такого механизма выглядит примерно таким образом:

Источник питания – взведённая пружина или поднятая гиря, всё зависимости от типа механизма.
Спусковой механизм – устройство, отвечающее за преобразование непрерывно вращательного движения в колебательное или возвратно-поступательное движение. От спускового механизма зависит точность хода.
Колебательная система – маятник или балансир (баланс).
Механизм завода (подзавода) и перевода стрелок на циферблате – ремонтуар. /li>
Система шестерёнок, соединяющая пружину и спусковой механизм – ангренаж.
Циферблат со стрелками.

Историческая справка.

Маятник.

Из истории следует что, первой колебательной (движущей) системой (силой) был маятник. Пользуясь фактом, что при одинаковой амплитуде движения и постоянном ускорении свободного падения, частота колебаний маятника не подвержена изменению.

У классических часов на основе маятникового механизма есть ряд недостатков. Первое, частота движения маятника зависит от его амплитуды колебаний. Второе, часы на основе такого механизма должны находиться постоянно в недвижимом состоянии. Третье, часы, выверенные по одной широте земного шара, будут «врать» на другой из-за особенности конструкции колебательного механизма. Из-за момента нечувствительности к перепадам температуры и большой долговечностью, данный механизм, до сих пор используют на башенных часах и некоторых настенных.

Маятниковая система состоит из следующих частей:

Маятник.
Анкер, соединённый с маятником.
Храповое колесо (храповик).

Баланс.

Два абсолютно ни как не связанных между собой «мастера», голландец Христиан Гюйгенс и англичанин Роберт Гук изобрели принципиально новый тип колебательного механизма, принцип действия которого основан на колебаниях подпружиненного тела.

Точность хода механизма регулируется «градусником» - рычагом, который отвечает за вывод из работы некоторой части спирали. Баланс очень чувствителен к перепадам температур. Из этого вытекает состав металлов (металлы с ограниченным вариативным рядом температурного расширения) входящих в его производство. Так же используют и альтернативный способ, как в старые времена делают колесо из двух типов металла, используя биметаллический баланс, выражающийся как изгиб кольца на момент нагрева. Так же для повышения точности хода, баланс снабжали болтами. Появления станков-автоматов избавило часовщиков от настройки баланса при помощи винтов и сделало винты на балансе чисто декоративным элементом. Балансирный механизм, как правило, используется в наручных часах (переносных) и по определённым отличиям от маятникового механизма может использоваться не как стационарное устройство.

Баланс состоит из таких частей:

Балансирное колесо.
Спираль.
Вилка
«Градусник» – рычаг регулирующий точность хода.
Храповик.

Дополнительные функции в механических часах.

Кукушка, бой (звуковое и визуальное сопровождение).

Через определённые отрезки времени (стандартизировано каждые 30 или 60 минут), часы «отыгрывают» колоколами время на данный момент. Так же есть альтернативный вариант, играет мелодия или фигурки-жакемары разыгрывают сценку.

Весьма интересный факт, что до появления механических часов люди определяли время по церковному набату и по этой причине в первых башенных часах отсутствовал циферблат, а был только бой колоколов.

Репетир.

Механизм более сложной конструкции, нежели приведённой выше. Данная функция позволяет «отбить» время при нажатии на кнопку. Первичное предназначение этого механизма было, помогать морякам ночью, узнавать точное время не разводя огонь.

Существует ряд репетиров базирующихся на воспроизведении разных отрезков времени.

Минутный – отбивает: количество часов, четвертей часа и минут.
Пятиминутный – отбивает: количество часов и пятиминутные отрезки после него.
Получетвертной – отбивает: количество часов и получетверть часа после него.
Четвертной – отбивает: количество часов и четвертей после него.

Люнет (безель).

Определённый ряд моделей на ручных часов имеет вокруг циферблата установленное поворотное кольцо с делениями. Оно предназначено для точного замера времени. Часы водолазного типа снабжены люнетом, крутящимся только против часовой стрелки, это предусмотрено специально, чтобы во время случайного поворота не увеличить заданный промежуток времени (такое обстоятельство может привести к нехватке воздушной смеси в баллонах).

Автоподзавод часового механизма.

В некоторых видах механических наручных часов устанавливается эксцентрик (на профессиональном языке часовых мастеров, ротор или сектор исходя из того что изготовлен он как лёгкая пластина с накладкой в виде сектора дуги из тяжелого вольфрамового сплава. Производя определённые дорогие часы используют сплавы на основе золота, которые ещё тяжелее). Во время движения эксцентрик вращается и взводит пружину. Автоподзовод очень хорошо сказывается на точности показаний (так как пружина находится постоянно в полувзведённом состоянии). В часах с повышенной водозащитой механизма медленней изнашивается резьба заводной головки.

Весь ряд часов оснащённых автоподзаводом гораздо массивнее и тяжелее чем те, что заводятся обычным ручным заводом. Часы, несущие функцию автоподзавода не требуются людям, ведущим не активный образ жизни (пенсионеры, офисные сотрудники и т.д.) и тем, кто надевает часы очень редко.

Турбийон.

Принцип действия данного устройства состоит базируется на том, что механизм спуска (ходовое колесо, баланс, вилка) полностью ходят вокруг оси секундного колеса. Данный механизм обеспечивает точность хода часов. По не гласному правилу оборот составляет одну минуту, а часы с таким механизмом первые тридцать секунд отстают и вторые тридцать спешат, что выравнивает общий показатель времени и задаёт точность показаний. Современные условия изготовления деталей на точном оборудовании убрали потребность в таких устройствах. Так что турбийон из механизмов для определения времени стал элементом роскоши и шика дорогих часов.

Особые виды механических часов.

Будильник.

Часы с возможностью установки времени для воспроизведения звукового сигнала в заданный момент. Время задаётся при помощи дополнительной стрелки. Такие механизмы делятся на два типа, со сложным циферблатом (редко встречается) (24 часа) и классическим (12 часов). Первый вариант будильника звонит один раз, а второй два.

Хронометр.

Часы с уникальной точностью хода. Первоначально устройства имеющее такую функцию применялось моряками для определения географической долготы.

Хронограф.

Часы с такой функцией одновременно являются секундомером и «простыми» часами. Данное сочетание и называется хронограф.

Секундомер.

Секундомер не является часами в прямом смысле этого слова, так как на нем невозможно отследить текущее время. Данный вид часов служит для замера коротких промежутков времени (в основном применяется в спорте). Основная функция этого механизма замер времени (остановка стрелки в определённый момент), а так же быстрый сброс временных данных полученных с помощью замера отрезка времени.

Кварцевые часы.

Механизм кварцевых часов данного класса очень похож на устройство механических часов, но с одним серьёзным отличием. Колебательная система такого механизма построена на основе кристалла кварца. Все бытовые качественные кварцевые часы имеют точность показаний ±15 секунд в месяц, а в специально разработанных хронометрах ±0.3 секунды в месяц. Исходя из таких показателей, на них нужно выставлять точное время всего два раза в год, при переходе с летнего на зимнее время. Такие устройства имеют одну погрешность, кристалл кварца подвержен старению и часы обычно начинают спешить.

Первые кварцевые часы были выпущены в1971 году. В 90-х годах двадцатого столетия был совершен прорыв на производстве кварцевых часов. Был выпущен гибрид автоподзавода и кварцевых часов. Там стояла не батарейка, а аккумулятор, подзаряжаемый от устройства автоподзавода на манер обычных механических часах.

Механизм кварцевых часов состоит:
Источник питания (батарейка).
Генератор с кварцевым резонатором.
Счётчик-делитель частоты.
Шаговый электродвигатель.
Система шестерёнок, которая передаёт энергию вращения электродвигателя на стрелки.

Электронные часы.

Часы, несущие на основе своей конструкции основную часть кварцевых часов – элемент питания. Все механизмы данного типа являются кварцевыми, просто вместо циферблата у них установлен дисплей и добавлены определённые функции, связанные с тем, что для вывода данных на дисплей требуется определённая микросхема. Эти часы выводят информацию о текущем времени определённым образом. На электронный дисплей выводятся цифры (арабские), это осуществляется при помощи микросхемы отвечающей за определение времени, почти все устройства такого типа оснащены электронным календарём и секундомером, а на некоторых моделях бывают и дополнительные функции (барометр, термометр, будильник и многое другое).

Устройство механизма таких часов достаточно просто.

Микросхема, с микропроцессором отвечающая за подсчет и вывод времени. Процесс выглядит данным образом, генератор электронных колебаний отсчитывает время, потом данные колебания (от генератора) преобразовываются в дискретные сигналы (идущие с периодичностью в одну секунду, одну минуту, один час и т.д.) передающиеся на дисплей.

Элемент питания – батарейка или от сети переменного тока.
Дисплей или электронное табло.

Послесловие.

Если сравнивать все эти виды часов (кварцевые, механические, электронные), у любого человека уйдёт уйма времени и сил, по этой причине многие люди не задумываются о том, что купить, надеть или выбрать. Данная статья должна чуточку помочь определиться с выбором часов. Здесь приведены основные технические характеристики предлагаемых часов на современном рынке. Ведь выбор зависит от многих критериев, дизайн, место эксплуатации (окружающая среда), цена и многое другое. По этой причине и приведены данные сведения о видах механизмов, чтобы добавить в выбор не только чисто визуальные характеристики, но и технические. Приятных вам покупок.

Можно выделить три основных способа приведения в действие часового механизма:

Простой способ ручного завода пружины механических часов
Автоматический завод механических часов как разновидность механического завода
Элемент питания

Механические часы

Классический способ завода механических часов — скручивание пружины, расположенной в механизме. Этот принцип остается неизменным с момента создания первых компактных часов. Пружина усилие с колеса передает на анкерное колесо, которое не дает остановиться маятнику. Основной недостаток механических часов - точность хода. Нормальной точностью считается +/- 20 секунд в сутки. Существуют специальные модели швейцарских хронометров с защищенным от температурных и влажностных колебаний маятником, в которых удалось достичь точности, сравнимой с кварцевыми часами. Но, из-за огромной цены, и непомерно сложного в изготовлении и обслуживании механизма, эти часы вряд ли когда-нибудь станут массовыми. Ручной способ завода применяется отечественными часовыми производителями и почти всеми швейцарскими производителями механических часов. У этого способа есть один существенный недостаток - надо ежедневно заводить часы, но для некоторых людей, которые обладают дорогим хронометром какой-нибудь известной швейцарской фирмы, процесс завода часов превращается в некий ежедневный ритуал, с помощью которого можно вдохнуть жизнь в стальной механизм. Достоинством же данного способа заводки часов является возможность сделать механизм часов небольшой толщины. Уже около 20 лет, как в мире механических часов лидирует «автоподзавод» (или «automatic»). В часах с «автоподзаводом» установлен грузик, который при ношении часов вращает заводной механизм, что дает возможность при ношении часов около 8 часов в день полностью отказаться от принудительной заводки часов. Недостатком «автоподзавода» является большая толщина механизма, влияющая на вид особенно женских часов. К тому же в некоторых автоподзаводных механизмах отсутствует возможность принудительного завода, что делает эти часы не очень привлекательными для людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Запас хода в большинстве механических часов - 36 часов, после полного завода.

Кварцевые часы

Принципиально все кварцевые часы похожи - кварцевый генератор выдает синусоидальный сигнал с высокой степенью стабилизации частоты, который в дальнейшем делится до частоты 1 Гц и усиленный подается на обмотку шагового механизма, движущего секундную стрелку или подается в процессор, который обрабатывает сигнал и подает на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) команды управления. Особенности кварца - высокая стабильность частоты, практически не зависящая от внешних факторов, таких как температура, влажность, напряжение питания были замечены давно. С началом производства интегральных микросхем стало возможно использовать эти свойства в часах, благодаря чему реализовалась нынешняя средняя точность хода кварцевых часов +/- 15 секунд в месяц, а в специально спроектированных хронометрах - даже 0,3 секунды в месяц. А если к это еще добавить простоту, надежность, долговечность и отсутствие в механизме кварцевых часов деталей, которые постоянно находятся в напряжении, то вполне закономерно, что в сейчас кварцевые часы являются, по сути, доминантом на часовом рынке. Здесь могут возразить любители швейцарской механики, что, мол, кварцерые часы - это не часы вовсе, а стрелки или индикатор с батарейкой, но на наш взгляд часы в первую очередь должны показывать правильное время, а с этим кварцевые часы справляются намного лучше швейцарской механики (вопросы престижа, имиджа, дизайна, гармонии с окружающим миром и т.п. мы сейчас затрагивать не будем, поскольку пишем о системах снабжения часового механизма энергией). Принятая изначально схема питания - батарейка, к которой принципиально сводятся все другие способы питания. У нее существует огромное достоинство перед другими схемами питания - дешевизна элементов питания и относительная простота их замены (безусловно лучше пользоваться услугами фирменных сервисных центров для замены батареек - в конечном счете это обходится дешевле).