Off White Blog
Vyvažovací čas - vrháme oči do vyváženého kola

Vyvažovací čas - vrháme oči do vyváženého kola

Leden 18, 2022

V našem příběhu poslední vydání na jaře rovnováhy - doslova bijící srdce mechanických hodinek - by se mohlo zdát, že tato složka dělá všechny těžké zvedání, pokud jde o back-office podnikání časomíru. Jakkoli vám ale řekne jakýkoli hodinář - a také velký počet generálních ředitelů hodinek - nemá smysl hovořit o nové rovnovážné pružině, pokud se člověk nebude také zabývat vyvážením kola a skutečně pákou, která impulsuje systém. V tomto příběhu se podíváme hlavně na samotné vyvažovací kolečko, s několika nájezdy do historie a fungování hraničních, détente a švýcarských pákových escapementů. Pokud jde o páku nebo paletu vidlice, bude muset počkat na další problém.

Tento příběh začínáme na konci posledního - na vědomí, že vyvažovací kola a chloupky musí fungovat společně. Nejlepší způsob, jak tomu porozumět, je vymyslet vztah mezi mechanickými náramkovými hodinami a kyvadlovými hodinami. Stejně jako kyvadlo je regulačním orgánem hodin, vyrovnávací a vyrovnávací pružina plní stejnou funkci v náramkových hodinkách. To znamená, že rovnováha a vyrovnávací pružina se musí přibližovat účinkům gravitace. Náš vracející se protagonista pro tento úvod není nikdo jiný než nizozemský fyzik Christiaan Huygens. Vzpomenete si, že Huygens byl průkopníkem rovnovážné pružiny (zdokonalování ji v roce 1675) a kyvadla (výše uvedených hodin).



Zvědavě se zdá, že vyvažovací kolo existovalo před Huygensovým časem - sám Huygens navrhl vyvažovací kolo a pružinový systém ve stylu úniku na okraji. Huygens a další průkopníci skutečně hledali správnou komponentu, která by vytvořila harmonické kmitání, a tou chybějící částí byla vyrovnávací pružina. Zbytek úniku na hraně - švýcarský pákový systém by se objevil až později - existoval před rokem 1675.

Harmonickou oscilaci, jako fyzický majetek, prozkoumal nejprve Galileo Galilei, když zkoušel funkci kyvadel ve velmi rané části 17. století. Byl to Galileo, kdo objevil isochronismus jako něco, co je vlastní výkyvům kyvadel. V zásadě je doba kolísání jakéhokoli daného kyvadla relativně konzistentní, bez ohledu na velikost kolísání. Díky tomu by se dalo získat stabilní časoměřiče, protože dokud kyvadlo neustále houpe, hodiny neustále tikají stejnou rychlostí. Je zřejmé, že hodiny, které by tikaly různými rychlostmi v závislosti na výkyvech kyvadla, by byly méně než užitečné.

Galileo Galilei


Kyvadlo získává tuto izochronní vlastnost z gravitace, což znamená, že hodiny vybavené kyvadly musely být co nejstabilnější; pohyb narušuje otáčení kyvadla a způsobuje nežádoucí změnu. Huygens dokončil projekt kyvadlových hodin původně uvedený do pohybu Galileem. Před příchodem kyvadlových hodin používaly mechanické hodiny další složku k simulaci isochronismu: foliotu. S ohledem na setrvačné síly se jednalo o vodorovnou tyč (s hmotností na obou koncích) otočenou přesně uprostřed. Výsledný houpací pohyb, poháněný kinetickou energií odvíjecí pružiny, poskytoval časoměřicí rychlost.

Vyvažuje se přímo do současných mechanických vyvažovacích sestav, vyvažovací kolo se otáčí zhruba jednou a půlkrát v jednom směru, což představuje jeden výkyv. To je asi 270 ° na každou stranu střední rovnovážné polohy vyvažovacího kola. Kompletní cyklus jsou dvě z těchto výkyvů, což znamená dva údery. Tuhost vyrovnávací pružiny a moment setrvačnosti kola jsou klíčovými prvky v rovnici, která určuje, kolik sekund trvá dokončení jednoho cyklu.

Když se vrátíme k předmětu vyvažovacího kola a foliolu, není jasné, kdy vyvažovací kolo zcela nahradilo foliot. Je jisté, že zavedení kyvadla a vyrovnávací pružiny způsobilo, že nedostatky úniku na hraně byly drsným reliéfem. Mnoho různých escapementů soutěžilo o jeho nahrazení, včetně aretace zadržení a válce. Nakonec to byl jak útěk z kotvy, tak útěk z páky, který nakonec utěsnil osud kdysi dominantního úniku na hraně.


Kde se vyrovnávací kolo vejde do tohoto příběhu? Úplný popis je uveden v sekci o pákových únikech (pákový efekt) a také stručné tl; dr výše, ale chvíli si přečtěte segment On the Verge, protože nastavuje scénu. Vyvažovací kolo se jeví jako nejlepší forma, která pracuje vedle tradiční spirály nebo vyrovnávací pružiny.

Ve své současné podobě mají vyvažovací kola různé vzhledy, které lze rozdělit do dvou hlavních forem: hladké a ne hladké. Ano, ne hladké není zvlášť výmluvné, ale pokud člověk musí mít více technicky znějící termín, bude to nastavitelná hmotnost. Rozhodli jsme se použít ne hladký, protože to bude zahrnovat šroubovaná vyvažovací kola, která sama o sobě není okouzlujícím popisem. Nehladká verze vyvažovacího kola je tradiční, s malými šrouby na okraji kola. To se nesmí zaměňovat s Gyromaxem od Patka Philippe, Microstella od Rolex a řadou možností od Swatch Group (hlavně od Omega), které podle všeho zahrnují šrouby na ráfku nebo na vnitřní straně ráfku.

Vyvažovací kolo Ulysse Nardin

Nehladké systémy v zásadě využívají závaží k seřízení setrvačnosti vyvažovacího kola - to, jak daleko jsou šrouby ve váze upevněny, to u verzí se šroubovým vyvažováním určuje. V tradičním systému by váha byla ručně upravována hodináři v procesu známém jako vyvažování rovnováhy nebo vyvážení rovnováhy; u novějších návrhů vyvážení odrůdy s nastavitelnou hmotností jsou tyto hodnoty typické pro počítač, jakmile jsou připojeny spirály.

Hladké vyvažovací kolečko je také připraveno v továrně, přičemž do tohoto procesu jsou zapojeny i počítače. Hladké vyvažovací kolo má tendenci být odrůdy Glucydur (viz část Glucydur), zatímco nové váhy mohou být vyrobeny z křemíku, s hmotností v jiných materiálech. Příklady divokých vynalézavých kol zahrnují experimenty od DeBethune, Ulysse Nardin a Patek Philippe.

NA POKRAJI

Nejdůležitější technický vývoj v hodinářství a hodinářství, vývoj hraničního úniku ve 13. století, umožnil výrobu plně mechanických hodin. Zde je popis, jak David Glasgow popsal fungování úniku na hraně ve své knize Watch and Clock Making z roku 1885 (popis zde byl parafrázován a podle potřeby upravován).

Hodiny katedrály v Salisbury ukazují, jak vypadaly první hraniční hodiny, se svolením Wikipedie

Vrchní hrana se skládá z kotouče ve tvaru koruny, s vyčnívajícími zuby ve tvaru pilových zubů; jeho osa je orientována vodorovně. Svislá tyč, hrana, je umístěna před korunovým kolem se dvěma kovovými deskami (paletami), které zabírají zuby na protilehlých stranách korunového kola. Palety jsou orientovány pod úhlem, takže pouze jeden zachycuje zuby najednou. Na konci hranové tyče je namontováno vyvažovací kolo nebo kyvadlo.

Zdá se, že vyvažovací kolo existovalo před Huygensovým časem - Huygens sám navrhl vyvažovací kolo a pružinový systém ve stylu úniku na hraně

Protože ozubená kola dodávají energii odvíjené vinuté pružiny do korunového kola, jeden ze zubů korunového kola tlačí na paletu a otáčí okrajem v jednom směru. Současně tato akce otáčí druhou paletu do dráhy zubů na opačné straně kola, dokud zub nevytlačí kolem první palety. Potom se zub na opačné straně kola dotkne druhé palety, otáčí se okrajem zpět opačným směrem a cyklus se opakuje.

To, co začalo jako neregulované otáčení korunového kola, se promění v kmitání na krajnici. Tím se kyvadlo nebo rovnováha / foliot uvede do pohybu. Každé houpání rovnováhy / foliotu nebo kyvadla tak umožňuje průchodu jednoho z zubů únikového kola, čímž je pohyb hodinového strojku pravidelný. Kolečko hodin se posune o pevnou částku a konstantní pohyby rukou dopředu.

Druhé hranové kyvadlové hodiny postavené Christiaan Huygensovou, se svolením Wikipedie

Kruhové kolo musí mít lichý počet zubů, aby mohl útěk fungovat. Při sudém počtu se dva protilehlé zuby dotknou palet současně a zaseknou útěk.

S příchodem kyvadla, útěk kotvy poskytuje přirozenější akci pro hodiny, a tak to začalo nahrazovat okraj útěku.

VLIV

Únik páky, vyvinutý Thomasem Mudgeem, je doslova únikem současných mechanických hodinek. Znovu jsme zadluženi do Glasgowovy knihy za informace, spolu s hodinářskou školou TimeZone. Stručný popis toho, jak to všechno funguje níže, byl odvozen z těchto zdrojů (většinou z těchto sekcí Walta Odeta).

Ve standardním úniku páky, známém také jako švýcarský únik páky, únikové kolo a vidlice palety hrají klíčovou roli (není určena žádná hříčka). Únikové kolo je nasměrováno do vlaku kola a dodává impulz na vidlici palety. Přijetím tohoto impulzu ho paletová vidlice dopraví na hřídel vyvažovacího kola, čímž vyvažuje vyvažovací kolo. Vyvažovací pružina vrací vyvažovací kolo do své statické středové polohy a zasílá impuls přes hřídel na paletovou vidlici, která poté znovu interaguje s únikovým kolem.


To, co byla neregulovaná síla z hlavního řetězu, je tedy dodáváno do vyvažovacího kola. Vyvažovací kolo vrací regulovanou energii do kola, která se následně posune o pevnou částku, a posune rukou času o pevnou částku.

Každý pohyb vyvažovacího kola dozadu a dopředu ze své zadní polohy do středu odpovídá pohybu únikového kola jedním zubem (tzv. Rytmus). Typický úder doprovodné páky při 18 000 nebo více úderech za hodinu, někdy také nazývaný vibrace za hodinu. Každý úder dává vyvažovačimu kolu impuls, takže existují dva impulzy na cyklus (stejné jako únik na hraně). Přestože je většinu času v klidu, únikové kolo se otáčí typicky v průměru 10 ot / min nebo více.

Původ zvuku „tick tock“ je způsoben tímto únikovým mechanismem. Když se balanční kolo houpe tam a zpět, ozve se tikající zvuk.

GLUCYDUR A ALTERNATIVNÍ MATERIÁLY

Zatímco se zdá, že dominuje rovnováha Glucydur, u slitiny berylia, mědi a železa existují i ​​další druhy vyvažovacích kol. Nejtypičtější alternativou prohledávání aukčních katalogů je vyvažovací kolo ze slitiny zlata a mědi. Funkčně oba typy vah provádějí stejný trik, ale k pochopení toho, co se zde děje, jsou vyžadovány některé další podrobnosti.

Ústředním problémem je kolísání teploty, protože hmotnostní vlastnosti pružiny rovnováhy se budou měnit, jak se rozšiřuje nebo smršťuje.To samozřejmě ovlivní rychlost měření času, protože to bude mít dopad na kmitání vyvažovacího kola. Ve skutečnosti je vyrovnávací kolo také vystaveno tepelným změnám. Slitiny zlata a mědi i slitiny Glucydur mají vynikající koeficienty lineární roztažnosti mezi +14 a +17 x 10-6 / ° K, a proto si tyto materiály i dnes získávají přízeň u hodinářských firem. Nic však není dokonalé a když se tyto slitiny rozšíří, únik již nebude izochronní.

Nejnovějším pokusem o vyřešení tohoto problému byl Zenith Defy Oscilátor, který je také nejradikálnější inovací s únikem od doby Huygense. Ve skutečnosti kombinuje vidličku palety, vyvažovací kolo a chloupek do jedné silikonové struktury. S nekovovým materiálem se křemík zpracovává odlišně za účelem zvládnutí teplotních změn, obvykle například za použití oxidu křemíku. V případě tohoto systému Zenith to není tak přímé, protože všechny prvky úniku jsou z jednoho kusu.

Na tento systém se budeme hlouběji dívat společně s oscilátorem Genequand (Parmigiani Fleurier), útěkem kotvy Ulysse Nardin a únikem konstantní síly Girard-Perreguax v roce 2020.


종아리가 굵은 하체비만의 원인과 해결법 - 하체비만 3부 (Leden 2022).


Související Články