Off White Blog
Vrijeme za uravnoteženje - bacamo oči na kotač ravnoteže

Vrijeme za uravnoteženje - bacamo oči na kotač ravnoteže

Ožujak 13, 2024

U našem zadnjem izdanju o proljeću vage - doslovno otkucajućem stroju mehaničkog sata - moglo bi se činiti da ova komponenta čini veliko podizanje, što se tiče posla u dvorištu rada vremena. Kao što će vam reći svaki proizvođač satova - i dobar broj generalnih direktora robnih marki satova - malo je smisla razgovarati o novom proljeću za ravnotežu, ako se također ne pozabavite kotačićem za ravnotežu, i doista polugom koja potiče sustav. U ovoj ćemo priči uglavnom gledati sam kotač ravnoteže, s nekoliko koraka kroz povijest i djela bijega od ruba, dužine i švicarske poluge. Što se tiče ručice ili vilice za palete, morat ćete pričekati s drugim problemom.

Ovu priču započinjemo tamo gdje je i posljednji završio - uz napomenu da kotači za ravnotežu i opruge za kosu moraju funkcionirati zajedno. Najbolji način da se ovo shvati je razmišljanje o odnosu mehaničkog ručnog sata i klatna na satu. Baš kao što je klatno regulacijski organ sata, opruga za ravnotežu i ravnotežu obavljaju istu funkciju u ručnom satu. To znači da proljeće ravnoteže i ravnoteže mora približiti efekte gravitacije. Naš glavni protagonist ovog uvoda nije nitko drugi nego nizozemski fizičar Christiaan Huygens. Sjetit ćete se da je Huygens ušao u proljeće ravnoteže (usavršivši je 1675. godine) i klatno (spomenutog sata).



Zanimljivo je da je ravnotežni kotač postojao prije Huygensova vremena - Huygens je sam dizajnirao svoj kotač za ravnotežu i oprugu u stilu ruba bijega. Doista, Huygens i drugi pioniri tragali su za pravom sastavnicom kako bi stvorili harmoničnu oscilaciju, a taj nedostajući komad bio je proljeće ravnoteže. Dakle, ostatak ruba bijega - švicarski sustav poluga mogao bi se pojaviti tek kasnije - postojao je prije 1675. godine.

Harmoničnu oscilaciju, kao fizičko svojstvo, prvi je istražio Galileo Galilei dok je ispitivao funkciju klatna u vrlo ranom dijelu 17. stoljeća. Upravo je Galileo otkrio izohronizam kao nešto od suštinskog svojstva njihanja klatna. U osnovi, razdoblje zamaha bilo kojeg klatna je relativno dosljedno, bez obzira na veličinu ljuljačke. S ovim bi se mogao dobiti stabilan mjerač vremena, jer dok se klatno stalno ljulja, sat stalno otkucava istom brzinom. Očito, sat koji otkucava različitim brzinama, ovisno o zamahu klatna, bio bi manje nego koristan.

Galileo Galilei


Njihalo dobiva ovo izohrono svojstvo od gravitacije, što znači da su satovi opremljeni klatnima trebali biti što stabilniji; gibanje ometa ljuljanje klatna, uvodeći nepoželjne varijacije. Huygens je dovršio projekt sata pendulara koji je Galileo prvotno pokrenuo. Prije pojave sata klatna, mehanički satovi koristili su drugu komponentu za simuliranje izohronizma: foliot. Oslanjajući se na inercijalne sile, to je bila vodoravna šipka (s utezima na oba kraja) okrenuta točno u sredini. Rezultirajući gibanje ljuljanja, pokretano kinetičkom energijom odmotavajuće opruge, osigurao je stopu čuvanja vremena.

Rezanje izravno na današnje sklopove mehaničke ravnoteže, kotač za ravnotežu rotira se otprilike jedan i pol puta u jednom smjeru, što predstavlja jednu ljuljašku. To je oko 270 ° od svake strane položaja ravnoteže kotača ravnoteže. Potpuni ciklus su dvije ove ljuljačke, što znači dva otkucaja. Čvrstoća opruge ravnoteže i inercija trenutnog trenutka kotača ključni su elementi u jednadžbi koja određuje koliko sekundi je potrebno za završetak jednog ciklusa.

Vraćajući se predmetu kotača za ravnotežu i folija, nejasno je kada je kotačić za ravnotežu u potpunosti zamijenio podlogu. Sigurno je da uvođenje klatna i opruga za ravnotežu stavljaju nedostatke iskoraka od ruba u oštro olakšanje. Mnogo različitih bijega natjecalo se kako bi ga zamijenilo, uključujući ispusta i cilindre. Na kraju su i bijeg sidra i bijeg poluge napokon zapečatili sudbinu nekad dominantnog bijega od ruba.


Gdje se kotač za ravnotežu uklapa u ovu priču? Pa, puni opis dan je u odjeljku o bijesima poluge (poluga) kao i kratkom tekstu gore, dr. Ali, uzmite trenutak da pročitate segment na rubu jer on postavlja pozornicu. Čini se da je kotačić za ravnotežu najbolji oblik za uspostavljanje s uobičajenom spiralom ili oprugom ravnoteže.

U svom trenutnom obliku, kotači za ravnotežu imaju različite izgleda, koji se mogu raščlaniti na dva glavna oblika: glatki i ne glatki. Da, ne glatko nije osobito elokventno, ali ako osoba mora imati tehnički zvučniji termin, tada će biti podesiva masa. Odlučili smo se za neglatke jer će to uključivati ​​i zavrtne kotače za ravnotežu, što nije posebno šarmantan opis. Neuredna inačica kotača za ravnotežu je tradicionalna, s malim vijcima na obodu kotača. Ovo ne treba brkati s Gyromax-om Patek Philippe-a, Microstella by Rolex-om i raznim opcijama Swatch grupe (uglavnom iz Omege) za koje se čini da uključuju vijke na obruču ili na unutrašnjosti oboda.

Ulysse Nardin kotač za ravnotežu

U principu, neravni sustavi koriste utege za podešavanje inercije kotača za ravnotežu - koliko su vijci pričvršćeni u ravnotežu, to određuje u inačicama vijaka s ravnotežom. U tradicionalnom sustavu satnici bi ručno podešavali ravnotežu u procesu poznatom kao uspostavljanje ravnoteže ili uravnoteženje ravnoteže; za novije dizajne ravnoteže sorte podesive mase, tipične su one koje računalo postavlja nakon što su spirale pričvršćene.

Kotač glatke ravnoteže također je postavljen u tvornici, a u taj proces su sada uključena i računala. Kolo s glatkim balansom obično je od vrste Glucydur (vidi dio Glucydur), dok bi se nove vage mogle napraviti od silikona, s utezima u drugim materijalima. Primjeri divlje inventivnih kotača za ravnotežu uključuju eksperimente DeBethunea, Ulysse Nardin i Patek Philippea.

NA RUBU

Najvažniji tehnički razvoj izrade satova i izrada sata, razvoj bijega od ruba u 13. stoljeću omogućio je izradu svih mehaničkih satova. Evo kako je David Glasgow u svojoj knjizi Gledanje i izrada sata (1885.) opisao djelo bježanja od ruba (opis je parafraziran i dotjeran, gdje je potrebno).

Sat katedrale u Salisburyju pokazuje kako je izgledao prvi satni rub, ljubazno prema Wikipediji

Izlaz iz ruba sastoji se od kotača u obliku krune, s izbočenim zubima u obliku pila; njegova je osi usmjerena vodoravno. Okomita šipka, rub, postavljena je ispred kruna krune, s dvije metalne ploče (palete) koje zahvaćaju zube na suprotnim stranama kruna krune. Palete su orijentirane pod kutom između njih, tako da samo jedna zahvaća zube. Na kraju šipke za ugradnju postavljen je ravnotežni kotač ili klatno.

Čini se da je kotač za ravnotežu postojao prije Huygens-ovog vremena - Huygens je sam dizajnirao svoj kotač za ravnotežu i oprugu u stilu ruba bijega

Dok zupčanici dovode energiju odmotavajuće namotane opruge u kruni krug, jedan zub kruna gura se na paletu, rotirajući rub u jednom smjeru. Istodobno, ova akcija okreće drugu paletu u putanju zubaca na suprotnoj strani kotača, sve dok zub ne gurne pokraj prve palete. Tada zub na suprotnoj strani kotača dodiruje drugu paletu, okreće ivicu natrag u drugom smjeru, i ciklus se ponavlja.

Dakle, ono što je počelo kao neregulirano rotiranje kruna kruna pretvara se u oscilaciju ruba. To pokreće klatno ili ravnotežu / foliju. Svaki zamah ravnoteže / pregiba ili klatna omogućava prolazak jednog zuba kotača za spašavanje, čineći tako kretanje kazaljke na satu redovitim. Vlak sata s kotačima pomiče se za određenu količinu, pomičući ruke naprijed stalnom brzinom.

Drugi klatno klatno sata koje je sagradio Christiaan Huygens, iz ljubazne Wikipedije

Krunski kotač mora imati neparan broj zuba da bi evakuacija mogla funkcionirati. S parnim brojem, dva suprotna zuba istovremeno će dolaziti na paletu, zaglašavajući bijeg.

Pojavom klatna, sidrište za sidro pruža prirodniju akciju satovima i tako je počelo zamijeniti bježanje s ruba.

LEVERAGE

Izgrađen od strane Thomasa Mudgea, bijeg poluge je, doslovno, bijeg suvremenog mehaničkog satnika. Još jednom smo zaduženi za informaciju, u Glasgow-ovoj knjizi, kao i urarstvo škole TimeZone-a. Kratki opis kako to sve djeluje u nastavku izveden je iz tih izvora (uglavnom onih odjeljaka Walt Odets).

U standardnom izlazu poluge, poznatom i kao švicarska ručica, sigurnosni kotač i vilica za palete igraju središnje uloge (bez namještaja). Kotač za spašavanje usmjeren je na vlak s kotačima i dovodi impuls do vilice palete. Primjećujući ovaj impuls, vilica palete dovodi ga u osovinu kotača ravnoteže i na taj način okreće kotač ravnoteže. Opruga za ravnotežu vraća kotač za ravnotežu u svoj statički središnji položaj, slanjem impulsa preko osovine do vilice za paletu, koja zatim ponovno djeluje s kotačem za bijeg.


Ono što je bilo neregulirano napajanje iz napajanja, isporučuje se na kotačić za ravnotežu. Kotač za ravnotežu vraća reguliranu snagu u vlak kotača, koji naknadno napreduje u fiksnom iznosu i pomiče ruke vremena za fiksni iznos.

Svako kretanje kotača za ravnotežu od i nazad do njegovog središnjeg položaja odgovara kretanju kotača za bijeg za jedan zub (zvanom udaranje). Tipično bijeg ručice sata bježi od 18.000 ili više otkucaja na sat, a ponekad se naziva i vibracijama na sat. Svaki ritam daje impuls kotaču za ravnotežu, tako da postoje dva impulsa po ciklusu (isto kao i bijeg od ruba). Unatoč tome što je većinu vremena zaključan u mirovanju, kotač za spašavanje obično se okreće u prosjeku 10 o / min ili više.

Nastanak zvuka „krpelja“ uzrokuje ovaj mehanizam za bijeg. Dok se kotač za ravnotežu ljulja naprijed i natrag, čuje se tiktak zvuk.

GLUCIDURNI I ALTERNATIVNI MATERIJALI

Iako se čini da dominira ravnoteža Glucydur-a, sa legurom berilija, bakra i željeza postoje i druge vrste točkića za ravnotežu. Pretražujući kataloge aukcija, najtipičnija alternativa je ravnotežni kotač od legure zlata. Funkcionalno, obje vrste balansa izvode isti trik, ali potrebni su neki dodatni detalji da biste razumjeli što se ovdje događa.

Središnje je pitanje promjene temperature jer će se masa svojstava proljeće balansa mijenjati kako se širi, odnosno smanjuje.Očito će to utjecati na brzinu vožnje jer će utjecati na oscilacije kotača ravnoteže. U stvari, kotačić za ravnotežu također je podložan toplinskim promjenama. I legure zlata, bakra i glukurda imaju izvrsne koeficijente linearne ekspanzije, između +14 i +17 x 10-6 / ° K, i stoga ovi materijali i danas pronalaze prednost kod tvrtki koje proizvode sat. Ništa ipak nije savršeno, a kad se te legure šire, izbacivanje više neće biti izohrono.

Najnoviji pokušaj rješavanja ovog problema bio je Zenith Oscilator za oskvrnuće, koji je ujedno i najradikalnija inovacija u bijegu još od Huygensovih vremena. Zapravo kombinira vilicu za palete, kotač za ravnotežu i olovku za kosu u jednu silicijsku strukturu. Ne-metalni materijal, silicij se tretira različito kako bi se nosio s termičkim promjenama, obično primjerice upotrebom oksida silicija. U slučaju ovog zeničkog sustava, to nije tako ravno, jer su svi elementi bijega u jednom komadu.

Ovaj sustav ćemo detaljnije promatrati, zajedno s oscilatorom Genequand (Parmigiani Fleurier), sidrom za sidrenje Ulysse Nardin i konstantnim bijegom snaga Girard-Perreguax u našim izdanjima 2020. godine.

Vezani Članci