Epizod 8. Zegarek bazowy - oscylator

POWRÓT 20.09.2015 Zegarkowy świat
Epizod 8. Zegarek bazowy - oscylator

Oscylator urządzenia zegarowego, jest generatorem podstawy czasu i wspólnie z wychwytem są w największym stopniu odpowiedzialne za dokładność działania zegara. Drgania oscylatora są podtrzymywane dzięki energii zgromadzonej w module napędu, transmitowanej przez przekładnię chodu do oscylatora. Jest ona impulsowo przekazywana poprzez wychwyt.


Drgania oscylatora są zliczane przez przekładnię wskazań, napędzaną przez przekładnię chodu. Prędkość obrotowa przekładni chodu jest zależna od okresu drgań oscylatora, współpracującego z nią dzięki działaniu wychwytu.
Energia dostarczona do oscylatora, jest całkowicie rozpraszana poprzez tarcie (cierne w łożyskach, aerodynamiczne wynikające z ruchu balansu i wewnątrzcząsteczkowe w sprężynie włosowej).

Tylko w zegarach stacjonarnych oscylatorem może być wahadło. W zegarach noszonych, czyli zegarkach - oscylatorem musi być element, na którego działanie nie ma wpływu przemieszczanie się zegara. Takim, praktycznie jedynym stosowanym w zegarkach mechanicznych, oscylatorem jest balans.

Balansem nazywamy masę, która dzięki działaniu spiralnej sprężyny zwrotnej, wykonuje ruch oscylacyjny wokół osi przechodzącej przez jej środek ciężkości. Balans zegarka składa się z: koła, osi, sprężyny włosowej i przerzutnika. Dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu koła balansu, można w przybliżeniu przyjąć, że cała masa balansu skupiona jest na jego obwodzie. Sprężyna zwrotna ma zwykle kształt spirali Archimedesa, której wewnętrzny koniec przytwierdzony jest do wałka balansu, a zewnętrzny (nieruchomy) do korpusu mechanizmu. Okres balansu wzrasta wraz ze wzrostem jego momentu bezwładności względem osi obrotu (I) i długości sprężyny włosowej (L), oraz maleje wraz ze wzrostem stałej sprężystości materiału z którego wykonano sprężynę włosową (E), jej wysokości (s) i grubości (h).

wzór na okres balansu

Stopień wrażliwości balansu na zakłócenia mechaniczne (drgania i uderzenia) zależy w znacznym stopniu, od energii własnej poruszającego się balansu, która jest pochodną momentu bezwładności balansu i częstotliwości jego drgań (im większa bezwładność i częstotliwość, tym mniejsza wrażliwość na zakłócenia). Zgodnie z zależnością na okres balansu, nie można uzyskać wysokiej częstotliwości drgań przy dużej jego bezwładności.
W konstrukcji osi balansu mamy także do czynienia z dwiema przeciwstawnymi sobie zależnościami. Czopy osi balansu powinny być jak najcieńsze, by minimalizować opór tarcia i jak najgrubsze, by przy jak największej bezwładności balansu zbyt łatwo nie pękała. Obydwa te parametry mają wpływ na dokładność urządzenia zegarowego. Dla zminimalizowania sił tarcia w łożyskach balansu, poprzez uniknięcie styku łożyska ze stosunkowo dużą płaszczyzną osi balansowej, stosuje się kamienie nakrywkowe. Takie rozwiązanie kasuje luzy poosiowe i zapewnia, że niezależnie od położenia mechanizmu, oś balansu pracuje tylko na powierzchniach walcowych, lub czołowych swoich czopów.

łożyskowanie balansu

Na dokładność oscylacji balansu, szczególnie przy zmianach położenia i zmiennej amplitudzie (maksymalne wychylenie balansu od położenia równowagi) ma wpływ jego niewyrównoważenie (brak sprowadzenia środka bezwładności balansu do osi obrotu). Dla łatwiejszego przeprowadzenia procesu sprowadzenia środka ciężkości do osi obrotu, balans na wieńcu koła balansowego może posiadać wkręty, którymi, dzięki stosowaniu podkładek doprowadza się do jego wyrównoważenia.

balans_aerodynamiczny_www_timezone_com

Balans aerodynamiczny (wywołujący mniejszy opór powietrza) nie posiada wkrętów na wieńcu koła, a wyrównoważenie odbywa się poprzez nawiercanie (usunięcie materiału) koła balansowego. 
O ile dziś, nie ma większego problemu z wyrównoważeniem balansu (także dynamicznym), a do tego bezwładność sprężyny włosowej jest znikoma w stosunku do bezwładności całego balansu, to w historii zegarmistrzostwa obydwa te elementy miały duże znaczenie. 

balans_termokompensacyjny_www_horologist_com

Stosunkowo ciężka sprężyna włosowa, zmieniająca położenie swojego środka bezwładności na skutek skręcania i rozprężania się, znacząco wpływała na dokładność działania zegarka. Dla ograniczenia tego błędu prowadzonych było wiele prób różnego ukształtowania końca włosa (krzywa końcowa) jak i jego początku (krzywa początkowa), by zminimalizować przemieszczania się jego środka ciężkości. Powszechnie stosowanym stało się rozwiązanie Abrahama Luisa Bregueta, w którym około trzy czwarte ostatniego zwoju jest podniesiona w stosunku do płaszczyzny tworzonej przez spiralę i ma inny kształt. 

balans_termokompensacyjny_www_horologist_com_02

Istotnym elementem wpływającym na zmianę dokładności działania zegarka, jest zmiana parametrów balansu (zmiany wymiarów balansu i sprężystości sprężyny włosowej) pod wpływem zmiany temperatury. Dla uniknięcia tego wpływu, w historii zegarków stosowano koła balansowe kompensacyjne. Dziś wpływ ten można zminimalizować poprzez zastosowanie koła balansowego wykonanego ze stopu zwanego „glucydur” i sprężyny włosowej wykonanej z „nivaroxu”.

W naszym zegarku bazowym, mamy do czynienia z kołem balansowym wykonanym z mosiądzu, z wkrętami, lub bez, ze sprężyną włosową bregetowską lub płaską, wykonaną z nivaroxu. Balans pracuje w łożyskach z kamieniami nakrywkowymi mocowanymi na sztywno.

Władysław Meller
 

Rozwinięcie tego tematu, znajduje się w kolejnych publikacjach na podstronie:
http://zegarkiipasja.pl/wiedza/komplikacje-konstrukcji-mechanizmow

 

Polecamy także:

Video recenzja: Steinhart Marine Regulator White
Video recenzja: Steinhart Marine Regulator White
Zapraszamy do obejrzenia video recenzji modelu Regulator White niemieckiej marki Steinhart. Nasz redakcyjny kolega Adrian prezentował ten model niedawno w formie klasycznej recenzji. Wówczas we wstępie napisał tak: Całkiem niedawno mieliśmy okazję te ...
ONLY WATCH 2017 – rekordowa liczba 50 uczestników. Prezentujemy pełne zestawienie unikatowych zegarków tegorocznej aukcji!
ONLY WATCH 2017 – rekordowa liczba 50 uczestników. Prezentujemy pełne zestawienie unikatowych zegarków tegorocznej aukcji!
Dnia 5 lipca 2017 roku ruszyła 7 edycja charytatywnej aukcji Only Watch pod patronatem Jego Najjaśniejszej Wysokości Księcia Monako Alberta II. Organizowana co 2 lata aukcja po raz pierwszy w historii zebrała rekordową liczbę 50 uczestników. Można po ...
TAG Heuer Connected Modular 45 - szwajcarska tradycja w połączeniu z technologią przyszłości
TAG Heuer Connected Modular 45 - szwajcarska tradycja w połączeniu z technologią przyszłości
14 marca 2017 roku miała miejsce premiera nowego smartwatcha drugiej generacji – TAG Heuer Connected Modular 45. Jest on efektem kooperacji szwajcarskiego producenta z dwoma gigantami z Doliny Krzemowej – Intela oraz Google. Właśnie dlatego impreza, ...
Pierwszy Speedmaster “Speedy Tuesday” opuszcza fabrykę
Pierwszy Speedmaster “Speedy Tuesday” opuszcza fabrykę
Limitowana edycja modelu Speedmaster „Speedy Tuesday” zaprezentowana po raz pierwszy na początku 2017 roku wzbudziła ogromne zainteresowanie całego świata. Od początku fani OMEGI mieli możliwość zarezerwowania zegarka online, jednak na fizyczne pojaw ...
Zegarki vintage: Enicar Sherpa 300 Aqua Graph
Zegarki vintage: Enicar Sherpa 300 Aqua Graph
W ramach zegarków, które mam okazję serwisować jako zegarmistrz oraz w ramach cyklu publikacji na portalu Zegarki i Pasja prezentujących popularne, kultowe czasomierze vintage chciałbym dziś choć pokrótce przybliżyć model Sherpa 300 Aqua Graph marki ...

Tagi:

ZNAJDŹ NAS NA FACEBOOKU

Junghans

REKLAMA

Aerowatch

REKLAMA

Partner KMIZ

PARTNER

Glycine

REKLAMA

Doxa

REKLAMA

Seiko SeikoSeiko

REKLAMA

Epos

REKLAMA

Alpina

REKLAMA

Kalendarium ewolucji mechanizmów

Kalendarium ewolucji mechanizmów

Instagram

Zegarki i pasja na Instagramie

Davosa - nowoczesność zakorzeniona ...
Davosa - nowoczesność zakorzeniona ...
17.09.2015
RUHLA Chronograf – zegarek z nieist...
RUHLA Chronograf – zegarek z nieist...
26.09.2015

Podstrony producentów

Brand - Aerowatch
Brand - Alpina
Brand - Atlantic
Brand - Audemars Piguet
Brand - Aviator Swiss Made
Brand - Balticus
Brand - Bulova
Brand - Carl F. Bucherer
Brand - Certina
Brand - Chopard
Brand - Citizen
Brand - Czapek Geneve
Brand - Davosa
Brand - Doxa
Brand - Epos
Brand - Eterna
Brand - Frederique Constant
Brand - Glycine
Brand - Junghans
Brand - Longines
Brand - Maurice Lacroix
Brand - MeisterSinger
Brand - Montblanc
Brand - Movado
Brand - Omega
Brand - Orient
Brand - Oris
Brand - Polpora
Brand - Rado
Brand - Roamer
Brand - Schaumburg
Brand - Seiko
Brand - Steinhart
Brand - Tag Hauer
Brand - Tissot
Brand - Ulysse Nardin
Brand - Victorinox
Brand - Vostok Europe
Brand - Xicorr
Dołącz do naszego newslettera
i bądź zawsze na bieżąco