КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА И КОМПЕНСАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА ЧАСОВ

В карманных и наручных часах работа механизма поддерживается за счет расхода потенциальной (накопленной) энергии заведенной пружины, передаваемой через зубчатые колеса и трибы на спусковой механизм и баланс с волоском.

В колебательной системе особое значение имеет узел баланса (рис. 2), состоящий из балансового колеса 1 (собственно баланс), оси 2, волоока 3, двойного ролика 4 (импульсный и предохранительный), эллипса 5 (импульсный камень), колодки 6 и колонки 8 волоска.

На оси баланса по одну сторону от уступа насажено балансовое колесо, по другую сторону — двойной ролик с вставленным эллипсом. Волосок внутренним концом заштифтован в колодке волоска, насаженный на ось баланса, а внешним — в колонке моста баланса. Баланс является вибрирующим маховым колесом, который в соединении с двойным роликом и волоском регулирует равномерность действия механизма часов. Период колебания баланса зависит от окружающей температуры, так как изменение температуры влияет на упругость волоска и его линейные размеры.

Практически часы с латунным балансом и стальным волоском отстают примерно на И сек в сутки при повышении температуры на ГС. Например, часы, правильно отрегулированные при + 20° С, будут отставать приблизительно на 3 мин в сутки, если температура повысится до 36° С.

Этот недостаток устраняет имеющиеся в часах компенсационное устройство, уменьшающее влияние температуры на их ход.

Для температурной компенсации часов в основном применяются два способа: компенсация с помощью волоска и компенсация с помощью баланса.

Компенсация с помощью волоска. Этот способ заключается в применении монометаллического баланса в паре с волоском, изготовленным из сплава, модуль упругости которого мало зависит от температуры.

Монометаллический баланс (рис. 6) изготовлен из бериллиевой броизы или мельхиора, а волосок — из сплавов элинвар, метэлин-вар, ниварокс и .других, имеющих температурный коэффициент (т. е. суточное отклонение хода на один градус) меньше 0,5 сек.

Компенсация с помощью баланса. Обод баланса делают биметаллическим, т. е. из двух неодинаково расширяющихся от температуры металлов, например из стали и латуни, и разрезают в двух диаметрально противоположных местах (рис. 1). Баланс таким образом превращается в пару биметаллических дуг. Металл, расширяющийся сильнее (латунь), находится с внешней стороны, металл с меньшим коэффициентом линейного расширения (сталь) — с внутренней.

При повышении температуры латунь расширяется больше, чем сталь, и биметаллическая дуга выгибается по направлению к центру баланса. Радиус инерции, а следовательно и момент инерции баланса при этом уменьшаются, вызывая ускорение хода, рассчитанное таким образом, чтобы компенсировать отставание, которое происходит в часах под влиянием уменьшения модуля упругости волоска. При понижении температуры модуль упругости волоска увеличивается, вызывая ускорение хода, но одновременно с этим биметаллические дуги отгибаются от оси баланса, увеличивают момент инерции баланса и компенсируют ускорение хода.

Таким образом, температурное изменение упругости волоска компенсируется изменением момента инерции биметаллического баланса, и период его колебаний становится независимым от изменения температуры.

Рис. 6. Монометаллический баланс