Кіріспе

Металл лентадан жасалған спиральді бұралу серігі механикалық сағаттар мен сағаттардың қуат көзі ретінде қолданылады. 2007 жылы Jay Lake жазған роман.

Негізгі серіп – механикалық сағаттарда, кейбір сағаттарда және басқа да сағат механизмдерінде қуат көзі ретінде қолданылатын металл лентадан жасалған спиральді бұралу серігі. Сағатты құрау, яғни тұтқаны немесе кілтті бұру арқылы спиральді тығыздап бұру арқылы негізгі серіпке энергия жиналады. Содан кейін негізгі серіптің күші келесі құрау қажет болғанға дейін сағаттың тісті доңғалақтарын айналдырады. "Желдіру" және "серіптік қуатпен жұмыс істейтін" деген сөздер негізгі серіптермен жұмыс істейтін механизмдерді білдіреді, оларға ас үй таймерлері, метрономдар, музыкалық қораптар, желдіру ойыншықтары және сағат радиолары жатады.

Операция

Басты серпімді арба деп аталатын білікке оралып, ішкі ұшы оған ілінеді. Көптеген сағаттарда сыртқы ұшы тұрақты тіреуге бекітіледі. Серпімді білікты айналдыру арқылы күрмелейді, ал күрмелгеннен кейін оның күші білікты кері айналдырып, сағатты іске қосады. Бұл ашық серпімдік жүйенің кемшілігі – басты серпімді күрмелеген кезде оның қозғау күші сағат механизмінен алынып тасталады, сондықтан сағат тоқтауы мүмкін. Бұл тип көбінесе сағаттарда, музыкалық қораптарда және ас үй таймерлерінде қолданылады, онда механизм күрмелеген кезде тоқтаса да маңызды емес. Күрмеу механизмінде әрқашан бұранда болады, ол серпімді кері оралудан қорғайтын құлып (сағат жасаушылардың терминімен – «кликті») ұстап тұрады. Қазіргі заманғы сағаттарда қолданылатын «барабан» деп аталатын конструкцияда басты серпімді білікке орап, барабан деп аталатын цилиндрлі қораптың ішінде жабылады, ол еркін айналады. Серпімді ішкі жағынан білікке, ал сыртқы жағынан барабанға бекітіледі. Бекіткіштер кішкентай ілмектер немесе тіректер болып табылады, серпімді ұштарындағы шаршы тесіктерге ілінеді, осылайша оны оңай ауыстыруға болады. Басты серпімді білікті айналдыру арқылы күрмелейді, бірақ сағат механизмін барабан арқылы қозғалтады; бұл конструкция серпімді сағатты күрмелеген кезде де қуатпен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Сағатты күрмелеу білікті айналдырады, бұл басты серпімді тығыздап, оны білікке жақындатады. Білікте серпімді кері айналып, оралуына жол бермейтін құлыппен бірге бұранда бекітілген. Күрмелгеннен кейін білік қозғалмайды және басты серпімдінің тартымды күші барабанды айналдырады, оның шеті тіс дөңгелектерімен жабдықталған. Бұл сағаттың бірімен, әдетте орта дөңгелектің тірегімен байланысып, дөңгелектер тізбегін қозғалтады. Барабан әдетте 8 сағатта бір рет айналады, сондықтан 40 сағаттық серпімді толық босату үшін 5 айналым қажет.

Қауіптер

Негізгі серпімде көп энергия сақталған. Егер жинау кезінде қауіпсіздік шаралары сақталмаса, серпім кенеттен босап, қауіпті жарақаттарға әкелуі мүмкін. Техникалық қызмет көрсету алдында негізгі серпімдер, айналдыру кілтін ұстап, құлыпты кері тартып, баяу-баяу босатылады. Дегенмен, тіпті босатылған күйінде де негізгі серпімдерде қауіпті қалдық кернеу болады. Сағат және сағаттар жасаушылар оларды қауіпсіз орнату және алу үшін "серпім орағышы" деп аталатын құралды пайдаланады. Сағаттардағы ірі серпімдер алынғанға дейін "серпім бекіткіштерімен" бекітіледі.

Тарих

Магистральдық серіппелер 15 ғасырдағы Еуропадағы алғашқы серіппелі сағаттарда пайда болды. Ол бұрынғы механикалық сағаттардың қуат көзі болған, шүмектен оралған арқанның орнына келді. 1400 жылдар шамасында спиральді серіппелер құлыптарда қолданыла бастады, сонымен қатар көптеген алғашқы сағат жасаушылар құлыпшылар да болды. Серіппелер сағаттарды бұрынғы салмақты сағаттарға қарағанда кішірек және көшіруге ыңғайлы ету үшін қолданылды, және 1600 жылға қарай алғашқы қалта сағаттары пайда болды. Көптеген дереккөздер Петер Хенлайнға (Henle, немесе Hele деп те жазылады), 1511 жылы Нюрнбергте негізгі серіппенің ойлап табушысы деп дұрыс емес айтады. Дегенмен, 15 ғасырғы деректердегі «салмақсыз» портативті сағаттар туралы көптеген сілтемелер, және кем дегенде екі сақталған мысал, сол ғасырдың басында серіппелі сағаттардың бар болғанын көрсетеді. Негізгі серіппемен жұмыс істейтін ең көне сақталған сағат – Бургундия сағаты, әшекейлі, алтынмен қапталған бөлмелік сағат, қазіргі уақытта Нюрнбергтегі Germanisches Nationalmuseum-де сақталуда, оның бейнелемесі 1430 жыл шамасында Бургундия герцогы Филипп Жақсысы үшін жасалғанын көрсетеді. және Блейки.

Стакфрид

Стакфред – бұл негізгі серпімдіктің білігіне орнатылған эксцентрикалық тетік, оған серіппелі ролик қарсы қысыммен басатын. Тетіктің пішіні «бұрқанақты» сияқты, сондықтан жүріс кезеңінің басында, негізгі серпімдік күшті итергенде, серіппе тетіктің кең бөлігіне басып, күшті қарсы күш тудырады, ал жүріс кезеңінің соңында негізгі серпімдіктің күші азайғанда, серіппе тетіктің тар бөлігіне басып, қарсы күш те азаяды. Стакфред көп мөлшерде үйкеліс тудырып, сағаттың жүріс уақытын айтарлықтай қысқартты; ол тек кейбір неміс сағаттарында ғана қолданылды және шамамен бір ғасырдан кейін қолданудан тоқтатылды.

Құралды

Фузее – бұл ұзаққа созылған, маңызды жаңалық болды. Ол – негізгі серпім барабанына оралған тізбекпен айналдырылатын конус тәрізді шкив. Оның қисық пішіні байланыстың механикалық күшін үздіксіз өзгертіп, серпімнің күші біртегіс азаюын қамтамасыз ететін. Фузеелер негізгі серпімнен тұрақты айналу моментін алудың стандартты тәсіліне айналды. Олар алғаш пайда болғаннан бастап 19 ғасырға дейін, барабанды механизмге ауысқанға дейін, сондай-ақ 1970 жылдарға дейін теңіз хронометрлерінде қолданылды.

Топтау жұмысы

Көктемнің күшін теңестіруге көмектесетін тағы бір ерте құрылғы – тоқтау немесе оралу тоқтаулары. Олар негізгі көпірдің толығымен оралуына және толығымен босауына кедергі келтіретін. Мақсаты – көктемнің күші тұрақтырақ болатын "момент қисығының" орталық бөлігін ғана пайдалану еді. Ең көп таралған түрі – Женева тоқтаулары немесе "Мальта кресі". Қазіргі заманғы сағаттарда тоқтаулар қажет емес.

Ремонт-құрылыс

Төртінші құрылғы – ремонтоар болды. Бұл сағаттың тепетемір механизмін қоздыратын кішкентай қосалқы серпім немесе салмақ еді, ал оны бас серпіммен мерзімімен қайта оралып отыратын. Бұл уақытты өлшеу элементін бас серпімнің өзгеретін күшінен оқшаулаған.

Басты бет "

1760 жылы Жан Антуан Лепин ойлап тапқан қазіргі заманғы барабан, қажеттіден ұзын серіппе пайдалану арқылы және оны барабанда кернеумен орау арқылы тұрақты күш тудырады. Жұмыс істеу кезінде серіппенің бірнеше айналымы ғана қолданылады, ал қалғаны барабанның сыртқы қабырғасына басылады. Математикалық тұрғыдан алғанда, кернеу серіппенің айналу моментінің графигінде "тегіс" бөлік жасайды (графикке қараңыз) және осы тегіс бөлік қана қолданылады. Сонымен қатар, серіппенің сыртқы ұшы көбінесе кері иіліс алады, нәтижесінде ол "S" пішінге ие болады. Бұл серіппенің сыртқы айналымдарында көбірек кернеуді сақтайды, ол жүріс кезеңінің соңына қарай қолжетімді болады. Нәтижесінде, барабан сағаттың жобаланған жүріс кезеңінде шамамен тұрақты айналу моментін қамтамасыз етеді; серіппе толығымен тартылғанша айналу моменті төмендемейді. Барабандағы серіппенің кіріктірілген кернеуі, тіпті оралмаған кезде де, оны бөлшектеуді қауіпті етеді.

Бұзылған негізгі пружиналар

Олар үнемі қысым циклдеріне ұшырағандықтан, 1960 жылға дейін негізгі пружиналар металл шаршауынан сағаттың басқа бөліктері бұзылуына дейін ертерек сынған. Олар пайдалануға жарамсыз деп есептелген. Бұл көбінесе орама процесінің соңында, пружина арбордың үстіне мүмкіндігінше тығыз оралғанда, орамдар арасында кеңістік қалмағанда болған. Қолмен орама жасағанда, осы нүктеге күтпеген жерден жете беруге және пружинаға артық күш түсіруге оңай болады. Тағы бір себеп – температураның өзгеруі. Егер сағат кешке толық оралған болса, ал түнімен температура төмендесе, орамдар арасында бос орын болмаған жағдайда, ұзын пружинаның жылудан жиырылуы оны бір жағынан бекітілген жерінен айырып тастауы мүмкін. Ескі кезде сағат жөндеушілер ауа райының өзгеруімен бірге негізгі пружинасы бұзылған сағаттардың көптеп келіп түсетінін байқаған. 1960 жылға дейін сағат жөндеуге ең көп себеп болатын нәрсе – бұзылған негізгі пружиналар еді. Содан бері жоғарыда айтылған пружина металлургиясының жетістіктері бұзылған негізгі пружиналарды сирек кездестіретін етті.

"Қоңырау шалу" немесе "банктік қызмет"

Тіпті негізгі серіппелер сынбайтын болса да, оралған кезде күштің артық болуы ертедегі сағаттарда 'соққы' немесе 'банкинг' деп аталатын тағы бір мәселеге алып келді. Егер серіппе оралғаннан кейін ('артық орау') өте аз бос орын қалдырылса, орау дөңгелегінің соңғы айналысы серіппенің соңғы бөлігіне артық кернеу түсірді, ол храповик механизмінің соңғы тістігімен бекітілді. Соның салдарынан сағат бірнеше сағат бойы артық күшпен жұмыс істеді, серіппенің соңындағы қосымша кернеу азайғанша. Бұл тепе-теңдік дөңгелегін екі бағытта да тым көп бұрды, дөңгелектен шығыршық тістігінің вилканың артқы тірегіне соқтығысуына себеп болды. Бұл сағаттың уақытын жылдамдатып, шығыршық тістігін сындыруы мүмкін. Ескі сағаттарда бұл 'stopwork' арқылы болдырылды. Ал қазіргі сағаттарда бұл 'клик' дизайнында 'кері иілу' (бос жүріс) көзделу арқылы шешіледі, ол ораудан кейін храповик тістерінің екі тісіне дейін біліктің кері айналуына мүмкіндік береді, артық кернеуді жою үшін жеткілікті.

Қозғалтқыштың немесе қауіпсіздіктің түтігі

1900 жылдар шамасында, сағат серпімдерінің жиі жұлынуы мәселесі болған кезде, кейбір қалта сағаттарында жүріс барабанының бір түрі – қозғалтқыш барабаны немесе қауіпсіздік барабаны қолданылды. Негізгі серпімдер көбінесе ең көп иілме күші түсетін осқа бекітілген жерінде жұлынатын. Негізгі серпім жұлынғанда, сыртқы бөлігі кері соғылып, барабанды кері бағытта айналдыратын. Бұл нәзік тісті дөңгелектер мен тепе-теңдікке зор күш түсіріп, көбінесе ос-орындар мен қымбат тастарды бұзатын. Қозғалтқыш барабанында барабан мен осьтің қызметтері жүріс барабанынан кері болды. Басты серпім барабанмен оралып, тісті дөңгелектерді қозғалту үшін осьті бұратын. Осылайша, егер негізгі серпім жұлынса, барабанның зиянды кері соққысы тісті дөңгелектерге емес, оны қабылдауға жеткілікті мықты орау механизміне түсетін.

Қауіпсіздік тірек

Қауіпсіздік пиньоны – қозғалатын барабанмен бірге қолданылатын қосымша қорғау шарасы болды. Онда барабан тісімен байланысатын орталық дөңгелектің пиньоны, кері бұрандалы жіп арқылы білігіне бекітілген. Егер серіппе жыртылса, барабанның кері соққысы, тісті дөңгелектерге берілудің орнына, пиньонды ғана бұрап шығаратын еді.

"Өте көп" мифы

Сағаттар мен сағаттар көбінесе негізгі серпімді толықтай бұралған күйінде тоқтатылған кезде кездеседі, бұл серпімді механизмдерді толық бұраған кезде зақымдайды деген мифке әкелді. Мұндай бұзылудың бірнеше себебі болуы мүмкін, бірақ ол ешқашан "артық бұраудан" туындамайды, себебі сағаттар толық бұралуға төтеп беру үшін жасалған. Негізгі серпімнің сыртқы ұшы, барабанға тікелей бекітілмей, оның ішкі қабырғасына қысым түсіретін, тілімдері немесе ойықтары бар дөңгелек кеңейту серпіміне – тұтқаға бекітіледі. Қалыпты бұралу кезінде тұтқа үйкеліс арқылы барабанды ұстап, негізгі серпімнің бұралуына мүмкіндік береді. Негізгі серпім толық кернеуге жеткенде, оның тартым күші тұтқадан күшті болады. Білік арқылы одан әрі айналдыру тұтқаның барабан бойымен сырғанауына себеп болады, бұл одан әрі бұралудың алдын алады. Сағат компанияларының терминологиясында бұл көбінесе қате түрде "бұзылмайтын негізгі серпім" деп аталады.

"Еңелді" немесе "жұйылған" негізгі пружиналар

Онжылдықтар бойы қолданылғаннан кейін ескі сағаттардағы негізгі серіппелер сәл деформацияланып, күшінен айырылып, "шаршап" немесе "қаттырып" кетеді. Бұл жағдай көбінесе бочкалардағы серіппелерде кездеседі. Осының салдарынан, сағатты қайта орағанға дейінгі жұмыс уақыты қысқарады. Техникалық қызмет көрсету кезінде негізгі серіппе шаршағандығын тексеру қажет, және қажет болған жағдайда ауыстыру керек. Британдық сағат жасау институты мынадай сынақтарды ұсынады: бочкадағы серіппе босатылғанда және тоқтатылғанда, сау серіппе бұрылымдарының көп бөлігі бочка қабырғасына жапсырылуы керек, тек 1 немесе 2 бұрылымы ғана орталық кеңістікте спираль тәрізді бұралып, осқа жалғануы тиіс. Егер ортада 2 бұрылымнан артық бос болса, серіппе шаршаған болуы мүмкін; 4 немесе 5 бұрылым болса, ол сөзсіз шаршаған. Бочкадан алынғаннан кейін, жазық бетке жатқан серіппе диаметрі бочка диаметрінен 2,5 есе кем болса, ол шаршаған деп есептеледі.

Қосалқы қуат индикаторы

Кейбір жоғары сапалы сағаттардың циферблатында пружинада қалған қуат мөлшерін көрсететін қосымша сағат дискісі болады, ол көбінесе сағаттың қалған жұмыс уақытын сағаттармен көрсетеді. Арбор және барабан айналатындықтан, бұл механизмге барабанға қарағанда арбордың қаншалықты бұрылғанын өлшейтін дифференциалдық беріліс қажет.