На циферблатах качественных механических часов указывается не только марка и модель, но и количество камней. Надписи типа «15 камней» на дедушкиной «Победе» в детстве всегда очень интриговали. Когда удавалось узнать, что речь идет о рубинах, наручные часы начинали казаться одной из самых ценных вещей в доме.
Многие выросли и разобрались, для чего же на самом деле в часах эти камни. Если же вы так и не раскрыли для себя эту тайну, то наш материал поможет заполнить пробел.
Как работают механические часы
Если спросить специалиста о назначении камней в часах, то он ответит однозначно: они нужны для стабилизации трения и снижения износа контактирующих деталей механизма. Вот и все, просто и понятно. Если у вас, конечно, есть инженерное образование. Для остальных нужен перевод на более простой язык.
Для этого следует хотя бы в общих чертах разобраться с тем, как работает часовой механизм. Источником энергии для него является пружина, выполненная в виде плоской стальной ленты. При заводе часов она скручивается и накапливает энергию. Вторым концом пружинная лента прикреплена к стенке барабана, который вращается и передает накопленную энергию на шестеренки. Несколько этих шестерней (обычно три и более в зависимости от компоновки часов) образуют колесную систему. Она осуществляет передачу энергии.
Почему же шестеренки не тратят всю энергию сразу, а вращаются постепенно? Для контроля скорости вращения используется спусковой механизм. Именно он не дает шестерням раскручиваться быстрее необходимого. Спусковым механизмом управляет балансовый регулятор. Это своеобразный маятник, который работает независимо от положения часов в пространстве. У него есть спиральная пружина, которая заставляет колесо крутиться то в одну, то в другую сторону с постоянной частотой. Именно так отсчитываются секунды, которые затем превращаются в минуты и часы, отражаемые на циферблате.
Камень – это подшипник, но не только
В часовом механизме много вращающихся деталей, которые устанавливаются на осях. Основные оси испытывают значительное и постоянно действующее напряжение. С одной стороны давление оказывает заводная пружина, с другой – вращение ограничивается регулятором.
В любом механизме с вращающимися осями необходима минимизация их трения о неподвижную основу. Это нужно и для снижения износа, и для уменьшения расхода энергии. Обычно для этого используются подшипники, но в часах их заменяют те самые камни.
Опоры осей в часовых механизмах очень тонкие. В таких условиях камни нужны не только для снижения трения, но и для увеличения срока службы вращающихся деталей. Камни не подвержены коррозии и износу. Если они предварительно хорошо отшлифованы, то их поверхность на долгое время остается чистой и идеально ровной.
Камни помимо опор часового механизма используются и в других его местах. Например, именно стойкий к износу минерал закрепляется на маятнике, чтобы постоянно ударять по рожку анкерной вилки. Это так называемый импульсный камень.
Независимо от вида и места установки все камни в часовом механизме решают общую задачу – снижают скорость износа. При трении металла о металл он происходил бы значительно быстрее. Кроме того, камни удерживают специальную часовую смазку. Для этого при просверливании им придают особую форму.
О драгоценности и количестве камней
Тут вынуждены сразу же разочаровать – натуральные рубины и алмазы в современных часах встречаются редко. Их используют только люксовые производители в лимитированных сериях или моделях, выполняемых на заказ. В основной массе в механизмы вставляются синтетические рубины и сапфиры. Например, у Seiko в Японии есть дочерняя компания, занимающаяся исключительно изготовлением камней. Синтетические рубины ничем не хуже натуральных, а зачастую и лучше из-за отсутствия примесей и более равномерной структуры.
Количество камней – это еще один интересный и волнующий многих вопрос. Сколько их должно быть в хорошей модели? Достаточно ли 20 штук или часы с 40 камнями будут пропорционально их числу вдвое лучше?
Оценивать качество часов только по количеству камней неправильно. Если в механизме 17-25 камней, то этого вполне достаточно для изготовления из рубинов всех значимых подшипников. Больше 27 камней на обычные часы с тремя стрелками и автоподзаводом ставить уже некуда. Если производитель указывает 40 и более функциональных камней, то практически всегда речь идет о хронографе или еще более сложном механизме.
Некоторые фабрики намеренно завышают количество камней, зная, что этот показатель положительно воспринимается покупателем. В таких случаях дополнительные рубины ставятся в местах, где вполне можно обойтись и без них.
Однако не всегда большое количество камней – это обман. Отдельные уважаемые марки действительно разрабатывают сложные механизмы, в которых может быть и более 100 камней.
В такой ситуации при выборе часов по числу камней нужно разобраться, соответствует ли функционал механизма этому показателю.
Очень часто на корпусе хороших механических часов можно встретить маркировку «17 камней», «21 камень» или даже «100 камней». Что значат эти надписи? О каких именно камнях идет речь? И главное, как количество камней влияет на стоимость часов?
Камни в часах — основное назначение
Прежде всего стоит отметить, что речь идет не о декоративном оформлении корпуса часов, а камнях, задействованных непосредственно в часовом механизме. Согласно официальному определению, данному в NIHS 94-10, принятом в 1965 году швейцарской организацией NIHS (Normes de l’industrie Horloge Suisse), камни в часовом механизме выполняют функцию «стабилизации трения и понижения степени износа контактирующих поверхностей механизма». Помимо этого, камни могут работать накопителем часовой смазки.
Механические часы, особенно наручные — невероятно сложный объект с инженерной точки зрения. Внутри маленького корпуса находится несколько сотен деталей, толщина которых может исчисляться в микронах. Некоторые из деталей часовых механизмов совершают больше 7000 колебаний в час, круглые сутки, 7 дней в неделю. Несмотря на то, что современные механизмы часов изготавливаются из новейших сверхпрочных сплавов и с применением наиболее совершенных технологий, такая сильная нагрузка приводит к быстрому износу металлических частей механизма и, соответственно, нарушениям точности хода.
Драгоценные камни используются в качестве опор для осей основных деталей механизма. У камней более плотная кристаллическая структура, они легче поддаются обработке и полировке и не подвержены коррозии. Кроме того, у некоторых камней коэффициент смачиваемости гораздо выше, чем у металлов, потому они могут работать и как идеальных хранитель часовой смазки.
История и современность
Впервые камни в часовых механизмах стали применять в начале XVIII века, когда в моду вошли карманные часы. В ту эпоху при производстве часов применялись натуральные рубины. Современные технологии позволяют людям выращивать искусственные камни, которые своими качествами совершенно не уступают натуральным, но имеют более низкую стоимость.
Сегодня в производстве часовых механизмов в основном применяются искусственные рубины и сапфиры. Количество камней, необходимое самому простому механизму без усложнений — 17 (пять камней для маятника, четыре у анкера, два для храповой шестерни и шесть — для привода секундной стрелки). С ростом количества усложнений в часах, растет и количество камней. Например, в часах с автоподзаводом их уже 23, если есть вечный календарь — еще больше.
Лучше меньше, да лучше
Часы Vacheron Constantin Reference 57260, которые на данный момент считаются наиболее сложными в мире, имеют 57 разнообразных усложнений и 242 камня в механизме. Но это — один из крайних случаев. В современных механических часах принято использовать 21 камень . Известны также курьезные ситуации, когда количество камней в часах искусственно увеличивается для поднятия престижа модели.
Главное понимать, что, если производитель указывает на корпусе часов «100 камней», и при этом перед вами явно не Vacheron Constantin 57260 или Patek Philippe Calibre 89, то единственная функция большинства камней в таких часах — повышение стоимости.
Кварцевые часы и вовсе обходятся без камней, или имеют всего 2 камня, служащие опорами для ротора шагового двигателя.
Сколько бы камней и усложнений не имели ваши часы, основная их функция — максимально точно отмерять время. И если они с ней справляются, остальное становится уже не так важно.
Часовой ломбард Коллекционер купит за наличные механические часы известных швейцарских марок. Наша специализация — дорогие швейцарские часы, потому мы в состоянии провести быструю и справедливую оценку ваших часов. Работая с нами, вы гарантированно получите:
- быстрое принятие решения
- выплату всей суммы наличными на месте
- полную конфиденциальность и безопасность
Часовые камни
Камни - термин, применяемый для обозначения часовых деталей, изготовленных из драгоценных камней, синтетических или, реже, натуральных. Наручные механические часы хорошего качества имеют 15-17 камней: два палетных, один - импульсный на импульсном ролике баланса, по два - подшипники и опоры на оси баланса, анкера, секундного и промежуточного колёс и т. д. Более дорогие часы имеют большее количество камней. Использование палет, импульсных камней, опор для цапф и осей из искусственного рубина уменьшает потери энергии на трение и износ деталей.
Часовые камни по назначению разделяют на две группы:
- 1. Функциональные - если они служат для стабилизации трения или уменьшения скорости изнашивания контактирующих поверхностей деталей. К функциональным камням относят:
камни с отверстиями, служащие радиальными или осевыми опорами; камни, способствующие передаче силы или движения; несколько камней (например, шариковые муфты для механизма подзавода), объединенные в один функциональный камень независимо от числа камней.
- 2. Нефункциональные - декоративные камни. К ним относят: камни, закрывающие камневые отверстия, но не являющиеся осевой опорой; камни, служащие опорой часовых деталей (например, барабанное, передаточное колесо и т. п.)
При маркировке указывают только число функциональных камней или функциональных камневых опор. Изготовляют часовые камни из искусственного рубина.
Опорами (подшипниками) для вращающихся осей точек //- VII служат рубиновые камни. Число камней в известной степени определяет качество часов. Часы наручные без дополнительных устройств имеют 15-17 камней, с дополнительными устройствами 21-23 камня, а в некоторых сложных конструкциях до 29 камней. Число камней в наручных часах К-2609 (см. рис. 129) равно 19. Применение рубиновых камней в часах обусловлено тем, что при передаче очень малых моментов на ходовое колесо, а затем на баланс, потери на трение у передающих пар должны быть минимальными; например, на оси барабана тех же наручных часов при полной заводке пружины момент равен 8,56 Н-мм, а момент на оси ходового колеса при i = 3600 равен всего 0,002 Н-мм, т. е. общий коэффициент полезного действия передающих пар тЬбЩ = 0,84 или одной зубчатой пары г\ = 0,96.
Из всех минералов и металлов рубин имеет наименьший коэффициент трения (в паре со сталью), равный 0,12-0,15. В процессе эксплуатации этот коэффициент становится еще меньше, достигая в некоторых случаях 0,08. В табл. 24 приведены типы камней, нормализованных ГОСТ "7137-73.
Тип камней СЦ, СЦБМ и СН применяют для цапф оси центрального колеса и последующих осей, включая ось анкерной вилки; тип камней СС, НП и Н - для узла баланса, анкера и ходового колеса; тип камней П и ПВ - палеты входа и выхода анкерной вилки и тип камней И - импульсный камень двойного ролика баланса. Камни типа СЦ2М применяют в опорах центрального триба.
В часах повышенной точности и 1-го класса в узле анкерной вилки применяются четыре балансовых камня. Камни изготовляют с шероховатостью рабочих поверхностей 11-13-го классов и допуском на размеры 0,005-0,01 мм. Габаритные размеры камней очень малы. Рубин имеет высокую твердость, но и повышенную хрупкость. Для его обработки применяют алмазный инструмент. В табл. 25 приведены величины зазоров сопрягаемых деталей.
Этот материал обладает высокой твердостью и износостойкостью, хорошо обрабатывается, поддается полированию. Камни из искусственного рубина не окисляют и не разлагают часовое масло. Кроме того, этот материал имеет красивый внешний вид.
Из камней изготовляют палеты, импульсные камни, а также опоры для цапф трибов и осей.
Часовые камни длительное время могут удерживать смазку, обеспечивая стабильную работу часового механизма. В часовом механизме применяют камни различной формы и размеров: накладные, сквозные, палеты, импульсные (эллипсы).
Накладные камни применяют в качестве подпятников для снижения трения в опорах. Их ставят с обеих сторон оси баланса. Иногда накладные камни применяют и в качестве подпятников для осей анкерной вилки, анкерного триба и т. п. Сквозные камни различной формы используют как подшипники для цапф осей и трибов. Цапфы трибов и осей колесной системы и механизма хода, как правило, имеют опорное заплечико, поэтому в сквозных камнях для них имеется цилиндрическое полированное отверстие.
Цапфы оси баланса, который совершает большое количество колебаний (432 000 полуколебаний в сутки), не имеют заплечика, поэтому в сквозных камнях для них отверстие имеет не цилиндрическую, а скругленную форму, так называемый оливаж (рис. 22, г). ???
Во всех сквозных камнях есть специальное углубление, масленка, в которой удерживается часовое масло. Чтобы камни не раскалывались, при запрессовке в сквозных камнях выполняют заходную фаску пулевидной формы. Усилие запрессовки увеличивается постепенно.
Палеты анкерной вилки также изготовляют из искусственного рубина. Палеты имеют форму прямоугольной призмы. По углу, образованному плоскостью импульса и плоскостью основания, они делятся на палеты входа с более тупым углом и палеты выхода с менее тупым углом. Заходная фаска палеты выхода находится против плоскости покоя, а заходная фаска палеты входа - на плоскости покоя.
Импульсный камень (эллипс) представляет собой цилиндрический штифт с сечением в виде срезанного эллипса. В часах он осуществляет взаимодействие баланса с анкерной вилкой.
В часах с обычной кинематической схемой применяется, как правило, от 15 до 17 камней. Изменение кинематической схемы и введение различных дополнительных устройств в часах увеличивает число камней, в некоторых конструкциях оно достигает 29 и более.
Камни в часовом механизме используются для стабилизации трения и увеличения срока эксплуатации контактирующих элементов.
Источником энергии в любом часовом механизме является пружина, которая внешне напоминает стальную плоскую ленту. Когда часы заводят, она скручивается и вбирает энергию. Второй конец пружинной ленты крепится к барабану, который и передает энергию на шестеренки, создающие колесную систему, обеспечивающую передачу энергии. Скорость вращения шестеренок контролируется благодаря наличию спускового механизма, состоящего из множества подвижных элементов, установленных на осях.
Любой механизм, включающий вращающиеся оси, нуждается в минимизации трения подвижных элементов об основу. Чем меньшим будет трение, тем дольше часы смогут работать без завода и тем дольше прослужат детали. В любом другом механизме можно было бы использовать подшипники, но в часах применяются те самые камни. Они не боятся износа и коррозии, а отшлифованная поверхность камня в течение долгого времени остается идеально ровной и чистой. Кроме того, часовые камни продлевают срок службы механизма, так как трение камня о металл не так сильно влияет на состояние механизма, как трение двух металлических элементов.
Отдельного внимания заслуживает импульсный камень, который устанавливается на маятнике и постоянно ударяет по рожку анкерной вилки. Импульсный камень должен быть особенно износостойким.
Какие камни используются в механизме часов?
Натуральные алмазы и рубины в своих наручных часах используются только производители изделий премиум-класса и то обычно только в лимитированных сериях или в моделях, выполняемых по заказу. Преимущественно камни в часах - это искусственные сапфиры и рубины. Некоторые производители часов, например Seiko, даже имеют отдельные подразделения, специализирующиеся только на подготовке камней для часов. К слову, искусственные камни даже лучше справляются со своими задачами, так как имеют более равномерную структуру и не содержат примесей.
Количество камней в часах
Сразу стоит пояснить, что если в одних часах установлено 17 камней, а в других 40, то это не значит, что вторые лучше первых в 2 раза. В часах с автоподзаводом и тремя стрелками устанавливается максимум 25 камней, больше не получится установить даже при огромном желании. Большее число камней используется только в часах с хронографами и другими сложными механизмами. Впрочем, некоторые производители, стараясь привлечь внимание покупателя, намеренно устанавливают камни в тех местах, где в них нет необходимости.
Современные производители механических часов используют камни четырех назначений:
- Сквозные (принимают радиальные нагрузки в осевых опорах).
- Накладные (снижают трение на торцах осей).
- Импульсивные (передают энергию к балансу).
- Паллеты (обеспечивают нормальную работу анкерной вилки).
Основа любых наручных часов - это сквозные камни, которых должно быть не менее двенадцати. Каждый сквозной камень имеет небольшое углубление, предназначенное для часового масла. Общепринятый стандарт указывает на то, что в часах должно быть установлено не менее 17 камней, хотя в последние годы явно наметилась тенденцию к использованию 21 камня, что положительно сказывается на износостойкости механизмов.
Время собирать камни Наверное, каждый из нас однажды задавался вопросом: «Что значит маркировка «17 камней»/”17 jewels” на моих часах?». Если камни ассоциируются у вас с абстрактными булыжниками, а jewels (дословно – «драгоценности»), по вашему мнению, должны находиться не внутри, а снаружи, то наша статья придется как нельзя кстати. Развейте все сомнения какие часы лучше и смело разглядывайте самые прекрасные в мире механизмы швейцарских часов!Камни в механизме – простым языком
Часовой механизм устройство имеет особенное. Часовой механизм для часов – это как двигатель для автомобиля. Основной источник энергии часов – туго свернутая стальная пружина. Она передает свою энергию системе маленьких шестеренок. Чем быстрее движутся шестеренки – тем сильнее трение. Чтобы не произошло истирания, их оси крепятся к основному механизму через износостойкие камни – рубины, сапфиры и алмазы. Первые часы с рубинами в механизме появились в 1704 году. Идея их использования принадлежит великому английскому часовщику Джорджу Грэму (George Graham 1673-1751).Научная точка зрения
Если взять для рассмотрения механизм механических часов, то все детали в нем бОльшую часть времени находятся под нагрузкой, которую создает заводная пружина. И только в очень малые моменты времени, когда баланс и анкерная вилка разрешают повернуться анкерному колесу, это напряжение падает. Большие нагрузки, истирающие механический часовой механизм, требуют использования твердых материалов. Традиционно таким материалом становится прочный рубин. Он отлично выдерживает контактное давление (а не снижает трение, как считают некоторые). Рубины обычно крепят в нижней опоре ротора шагового двигателя.
В кварцевых
же часах все наоборот: большую часть времени детали свободны. И только когда шаговый двигатель поворачивает колеса, на короткое время детали оказываются нагруженными. При этом мощность, развиваемая шаговым двигателем, во много раз меньше мощности, развиваемой заводной пружиной. Это позволяет не устанавливать камни в кварцевый механизм часов. Однако статор двигателя достаточно сильно «притягивает» ротор, и эта опора – единственное место в часах, где контактное давление относительно велико. Поэтому сюда иногда устанавливается один-два камня. Электронный часовой механизм имеет приблизительно те же особенности, что и кварцевый, поэтому в данной статье мы не будем подробно останавливаться на нем.
Какие бывают камни?
С 1902 года в часах, как правило, применяются синтетические драгоценные камни. По техническим характеристикам и строению кристаллической решетки они тождественны натуральным, а иногда и превосходят их по качеству (не говоря уже о рентабельности). Натуральные драгоценные камни используются в лимитированных сериях у люксовых брендов. Единственный аспект, по которому натуральные камни могут считаться лучше синтетических – эстетический.
Камни в механизме могут быть декоративными
и функциональными
(рабочими). Скажем, в очень дорогих часах при открытой задней крышке можно насчитать до 100 рубинов, при этом функциональными из них является только пятая часть, а остальные добавлены для красоты и важности.
Чем больше камней в часах, тем лучше?
Вовсе нет. Стандартный механизм наручных часов с ручным подзаводом включает в себя 17 камней, которые отлично справляются практически с любыми нагрузками. Автоматический подзавод требует всего на 4-8 камней больше для корректной работы ротора. Правда, некоторые хронографы, в которых стоит какой-либо механизм часов ETA, например 2894-2, нуждаются в паре дополнительных камней. Соответственно, чем больше в часах усложнений вроде турбийона, репетира или вечного календаря, тем «каменистее» почва.
Часы с открытым механизмом наглядно демонстрируют: сколько бы ни было в часах камней – 19, 25 или 33 – их красота от этого не меняется!
При равных показателях качества «национальность» часов так же практически не играет роли при определении «статусности» того или иного механизма.
Поищите у себя дома – может быть, где-нибудь найдется старый часовой механизм со стрелками. Изучите его внимательно – если повезет, найдете пару сувенирных рубинчиков.
В следующий раз мы подробно рассмотрим часовые механизмы для настенных часов – их устройство и особенности работы. Настенный часовой механизм не менее интересен для изучения, чем механизм наручных часов!
