Точность хода часов обеспечивается множеством механизмов. На этот параметр оказывают влияние различные факторы, в том числе пассивное сопротивление в передаточном механизме.
Как возникает сопротивление
Один из источников сопротивления — трение в опорах. С момента изобретения механических часов и до недавнего времени мастера использовали опоры скольжения. В последнее время стали применять шариковые подшипники. При этом цапфы осей полируют, так как от качества рабочих поверхностей зависит величина фрикционных сил в подшипниках скольжения.
Если раньше предпочтение отдавали консольному креплению барабанов, то сегодня делают выбор в пользу двусторонней посадки валов. Консольное крепление считается скорее исключением, нежели правилом, используется во вспомогательных незагруженных механизмах стрелочной передачи и т.п.
Эволюция опор
В первых часах использовались примитивные опоры, вращение цапф происходило в самой раме. Для исключения трения и более плавного скольжения по опорам в настенных и башенных изделиях использовали латунные втулки. Тем самым удавалось замедлить износ цапф. Если посмотреть образцы второй половины восемнадцатого столетия, легко заметить углубления вокруг отверстий опор — масляные чашечки.
Необычными считаются башенные часы, изготовленные в Чехословакии на стыке восемнадцатого девятнадцатого столетий. У них опоры скольжения выполнены в необычной форме, отверстия для цапф — квадратные. Это не весьма удачное решение использовал Франтишек Зуммерэкер, мастер башенных часов.
Что касается подшипников скольжения, толчком к их развитию послужила находка Николы Фатио. В начале восемнадцатого столетия он изобрел способ изготовления камневых подшипников. Это открытие сделало Англию единственной страной, которая была вправе производить сверленые камневые опоры. Исключительное превосходство было закреплено за страной до 1790 г.
Открытие Николы Фатио позволило наладить баланс в часовом механизме. Для минимизации трения использовались цапф с минимальным диаметром. Сырьем для камневых опор служили драгоценные камни, агат, гранат.
Рис. 1. Амортизатор ударов – система «Инкаблок».
Форма цапф
По мере развития часового дела мастера все чаще стали использовать цапфы цилиндрической формы. Это объяснялось низкими показателями выхода из строя. Для сравнения, конические цапфы ломались в разы, а то и десятки раз чаще, что было недопустимо, в особенности для нагрудных часов, которые часто подвергались механическому воздействию.
Перед часовщиками стояла задача снизить риск повреждений. Для этого они изобретали амортизаторы ударов. На рис. 1 изображена конструкция камневых опор с амортизатором системы «Инкаблок». Амортизатор обеспечивает смещение вала баланса и подшипникового камня в сторону удара. Утолщенная часть оси баланса фиксируется и возвращается в исходное положение.
Современное положение дел
Сегодня при производстве опор не используют драгоценные камни. Сырьем служит синтетический корунд. Его открытие позволило снизить себестоимость камней. В современных изделиях она составляет незначительную часть затрат на изготовление часового механизма.
Наручные часы средней ценовой категории оснащают 15 камнями, в том числе:
- 2 палетных;
- 1 импульсный на ролике баланса;
- 2 сквозных с отверстиями под ось баланса и углублением для масла;
- 2 опорных подпятника для оси баланса.
По два сквозных камня с отверстием цилиндрической формы имеются на анкере, спусковом секундном и промежуточном колесе. Все они оснащены масляными чашечками.
В дорогих высокоточных часах может быть 17 и более камней. Известен образец швейцарских мастеров — хронометры с 32 камнями.
Сегодня опорные камни запрессовываются в углубления в основании. Несколько столетий назад их всаживали в граненые втулки круглой формы (бушоны), которые, в свою очередь, запрессовывали. Такая технология получила название «ливерпульский способ фиксации опорных камней».
Интересный факт
Вокруг часов в прошлом было немало шумихи. Заводы нередко предоставляли недостоверную информацию о количестве опорных камней. Их монтировали только в тех местах, которые всегда на виду. Покупатели зачастую не замечали этого, однако коллекционеры сегодня констатируют этот факт. Чаще всего попытки спекуляции были замечены у часов американского производства конца прошлого и начала нынешнего столетия.