Mechanikus órák

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. május 28-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 14 szerkesztést igényelnek .

A mechanikus óra  egy ingát használó óra , amely az időt egy nap, hónap, év ingadozási periódusával méri, és amelyet egy súly, rugó vagy elektromos áramforrás hajt meg elektromechanikus átalakítóval. Az idő mértékeként az oszcillációs rendszer tehetetlenségi tulajdonságait klasszikus és rugós inga formájában használjuk, amikor egy hosszú inga vagy egy spirálrugó egyensúlyszabályzó formájában (+/-) szabályozunk.

A rugós ingával ellátott hajókronométerek megjelenése forradalmasította a hajózást az idő múlásának és az égi szféra szinkronizálásával, ami lehetővé tette egy hely hosszúságának megbízható meghatározását . A méréskori helymeghatározáshoz további eszköz volt a szextáns .

Az órákat készítő és javító iparosokat órásmestereknek nevezzük . A művészetben a mechanikus órák az idő szimbólumai.

A mechanikus órák a pontosság tekintetében alulmúlják az elektronikus és kvarcórákat (a mechanikus órák 1. pontossági osztálya napi +40 és -20 másodperc között van; a kvarcórák hibája napi 10 másodperctől 10 másodpercig terjed év). Ezért manapság a mechanikus karórák nélkülözhetetlen eszközből a hagyomány és a presztízs szimbólumává válnak .

Történelem

Az első folyadékkal kiszökött mechanikus órát Tang Kínában készítette i.sz. 725 -ben Yixing és Liang Lingzan . Kínából az eszköz titka nyilvánvalóan az arabokhoz érkezett .

Nyugat-Európa első mechanikus órájának , amelyet tornyokra szereltek, hogy elférjen a szerkezet súlymozgatója, csak egy mutató volt - az óra. Akkor még egyáltalán nem mértek perceket ; de az ilyen órák gyakran ünnepelték az egyházi ünnepeket. Az ilyen órákban sem volt inga . A toronyórákra vonatkozó legősibb utalások a 13. század végén jelennek meg az angol krónikákban. Tehát 1283-ban a helyi évkönyvek szerint csillagászati ​​órát helyeztek el a dunstable-i Ágoston-rendi kolostor katedrálisában.( Bedfordshire ), 1288-ban pedig egy toronyóra jelenik meg a Westminster Abbey katedrálisának tornyában . A XIV. század elején Dante Alighieri "Isteni színjátékában" a kerékóráról mesél verekedéssel .

Tehát az 1354 -ben Strasbourgban felállított toronyórán nem volt inga, de feljegyezték: órákat, napszakokat, az egyházi naptár ünnepeit, a húsvétot és az attól függő napokat. Délben a három mágus alakja meghajolt Szűz Mária alakja előtt , az aranyozott kakas pedig kukorékolt és verte szárnyait; egy speciális mechanizmus mozgásba hozta a kis cintányérokat , amelyek elütötték az időt. A strasbourgi órából a mai napig csak egy kakas maradt fenn . A legkorábbi fennmaradt toronyóra-mechanizmus az angol Salisbury város katedrálisában található, és 1386 -ból származik .

A híres Galileo Galilei csak a 17. században tökéletesítette az ingát , de csak hosszú idő után kezdték el használni az órákban.

Oroszországban a 15. század elején a moszkvai Kreml fejedelmi udvarában jelenik meg az első toronyóra , amelyet Lázár szerb mester tervezett [1] .

Jelenleg Európa legrégebbi toronyórája Grodnoban , a Fehéroroszországban található . Több mint 500 éve működnek. [2] .

Később megjelentek a zsebórák, amelyeket 1675 -ben szabadalmaztatott H. Huygens , majd - sokkal később - a karórák. A karórák kezdetben csak női, drágakövekkel gazdagon díszített ékszerek voltak, melyeket alacsony precizitás jellemez. Egyetlen akkori önbecsülő férfi sem adna órát a kezére. De a háborúk megváltoztatták a dolgok rendjét, és 1880 -ban Girard-Perregaux megkezdte a karórák tömeges gyártását a hadsereg számára.

Az első Nikolaev városi óra mechanizmusa nagyon nagy és terjedelmes volt. Akkoriban valóban gigantikus volt. Ami sok problémát hozott magával.

1819-ben elhatározták, hogy helyreállítják a városbíró épületét, és elhelyezik benne az első órát. De maga az elhelyezés nem volt ilyen egyszerű. Az óraszerkezet mellett egy tonnás harang is volt. A harangon egy 20 kilogramm súlyú kalapács volt. Maga az óra pedig két súlynak köszönhetően mozgásba lendül. Az egyik súly 192 kilogrammot nyomott, a másik 66 kilogrammot.

Az órát naponta kétszer kellett tekercselni. Erre külön ember volt a városban, aki ezzel foglalkozott. [3]

Mechanikus óra építése

A mechanikus óra több fő részből áll:

1. Az energiaforrás (motor) egy tekercsrugó vagy egy megemelt súly.
2. A triggermechanizmus  olyan eszköz, amely a folyamatos forgó mozgást rezgő vagy oda-vissza mozgássá alakítja.
3. Szabályozó (oszcillációs rendszer - inga vagy mérleg (elavult "kiegyensúlyozó")). A szabályozó a meneküléssel együtt meghatározza az óra pontosságát.
4. A tekercselés és a nyilak átvitelének mechanizmusa egy remontoire.
5. A rugót és a kioldómechanizmust összekötő hajtóműrendszer bekapcsolt.
6. Nyíl tárcsa.

Inga

Történelmileg az első oszcillációs rendszer az inga volt. Mint ismeretes, azonos amplitúdójú és állandó szabadesési gyorsulással az inga rezgésének frekvenciája változatlan .

Az inga mechanizmusának összetétele a következőket tartalmazza:

• Inga;
• Az ingához csatlakoztatott horgony;
• Horgony felszerelés.

A löket pontossága az inga hosszának vagy a rugó hosszának változtatásával állítható be.

A klasszikus ingamechanizmusnak három hátránya van. Először is, az inga rezgésének gyakorisága a rezgések amplitúdójától függ ( Huygens ezt a hiányosságot úgy küszöbölte ki, hogy az ingát egy cikloid mentén , nem pedig egy körív mentén oszcillálja . Galilei tanulmányt publikált az inga rezgéseiről, és megállapította, hogy hogy a rezgések periódusa nem függött az amplitúdójuktól, ami kis amplitúdókra megközelítőleg igaz). Másodszor, az ingaórát rögzíteni kell; mozgó járműveken nem használhatók. Harmadszor, a frekvencia a gravitáció gyorsulásától függ, így az egy szélességi fokon beállított órák alacsonyabb szélességeken lemaradnak, magasabb szélességeken pedig továbbhaladnak.

Egyenleg

A holland Christian Huygens és az angol Robert Hooke egymástól függetlenül egy másik oszcillációs mechanizmust fejlesztett ki, amely egy rugóterhelésű test rezgésein alapul.

A kiegyenlítő mechanizmus a következőket tartalmazza:

• egyensúlykerék;
• Spirál ;
• Villa;
• Hőmérő - pontosság beállító kar;
• horgonykerék.

A löket pontosságát egy hőmérő szabályozza - egy kar, amely a spirál egy részét kivonja a munkából. A mérleg érzékeny a hőmérséklet-ingadozásokra, ezért a kerék és a spirál kis hőtágulási együtthatójú ötvözetekből készül . A második lehetőség, a régebbi, az, hogy két különböző fémből készítenek kereket úgy, hogy melegítéskor meghajoljon (bimetál egyensúly).

A mérleg pontosságának javítása érdekében a mérleget csavarokkal szállították, amelyek lehetővé teszik a kerék pontos kiegyensúlyozását. A precíziós automaták megjelenése megmentette az órásokat az egyensúlyozástól, a mérleg csavarjai pusztán dekorációs elemmé váltak.

A kiegyenlítő mechanizmust elsősorban hordozható órákban alkalmazzák, mivel az ingaórákkal ellentétben különböző pozíciókban működtethető. A hőmérséklet-ingadozásokra való érzéketlenség, valamint a nagyobb tartósság miatt azonban még mindig használnak ingát a torony- és bizonyos típusú padló- és faliórákban.

Stones

A XVII. század végén. Fatio de Duillier angol matematikus felfedezte a rubinfúrás módszerét gyémántszerszám segítségével . A gyémántfúró lehetővé tette lyukak készítését a kis átmérőjű rubinban, nagyon sima élekkel; Az így fúrt rubinok óracsapágyként használhatók , növelve a mechanikus órák pontosságát és tartósságát . 1705 márciusában Fatio órákat mutatott be kövön a Királyi Társaságban .

1768- ig kizárólag Angliában készítettek kőórákat; a kontinensen ezt a módszert először Ferdinand Berthou svájci órásmester sajátította el [4] . Azóta a rubin köveket széles körben használják minőségi mechanikus órákban.

Órákba épített további mechanizmusok

Kakukk, küzdj

Rögzített időközönként (általában fél vagy egy óra) az óra megszólaltatja a pontos időt. Opcióként: dallam szól, vagy figurák – a jacquemartok valamilyen jelenetet játszanak.

Érdekes módon a mechanikus órák megjelenése előtt az időt a templomi harangok hangja alapján ismerte fel. Ezért az első mechanikus órákban csak ütés volt, számlap nélkül. Egyes nyelvekben az óratornyot és a harangot ugyanazzal a szóval nevezik, például a hollandul mindkettő klok lenne.

Repeater

A fr. répéter - ismétlés, reprodukálás. Bonyolultabb mechanizmus, amely lehetővé teszi, hogy egy gomb megnyomásakor hanggal ütögesse az időt. Eredetileg olyan tengerészek számára készült, akiknek sötétben kellett tudniuk az aktuális időt anélkül, hogy tüzet raknának.

Többféle átjátszó létezik:

• Perc – órák, negyedek, percek.
• Ötperces – üti az órát és az óra utáni öt percet.
• Félnegyed - üti az órákat és a félnegyedek számát óra után.
• Tizedes – az órákat és az óra után tíz perccel eltelt időt üti ki.
• Negyed - az órákat és a negyedévek számát üti az óra után.
• Fél óra – üti az órát és fél óra az óra után.
• Sentry – csak az órát üti.

Naptár

A naptár különböző bonyolultságú lehet – egy egyszerű számmutatótól, amelyet le kell fordítani, ha egy hónapban kevesebb, mint 31 nap van, a szökőéveket figyelembe vevő összetett mechanizmusig .

A Hold fázisai

Csillagászati ​​funkciókra utal . 29,5 napos beosztású segédtárcsa vagy korong, amely a Holdat különböző fázisokban ábrázolja.

Időegyenlet

Csillagászati ​​funkció az órákban, amely figyelembe veszi a hagyományos órák által mutatott helyi átlagidő és a valós napidő közötti különbséget.

Előlap

Egyes karórákban (például Komandirskie, Oroszország ) a számlap köré egy osztásokkal ellátott forgógyűrűt ( lunetta , előlap ) helyeznek el. Úgy tervezték, hogy nyomon kövesse az időt. A búvárórában a lunet csak az óramutató járásával ellentétes irányban forog, így ha véletlenül elfordítják, a hátralévő idő nem növelhető (ami levegőhiányhoz vezethet). A búvárhagyomány szerint a lunetta utolsó 15 vagy 20 perce piros (jel a felemelkedésre).

Az előlapot 24 órás számlappal rendelkező órákban is használják. Az előlapon három négyórás időintervallum van jelölve, köztük négyórás időközökkel.

Automatikus tekercselés

1770-ben először egy svájci karórában használtak öntekervényes óraszerkezetet, így a svájci óragyártó, Abraham-Louis Perrelet megvalósította az "örök" órák ötletét - olyan órákat, amelyek nem állandó tekerésre van szükségük, de járás közben maguktól feltekerednek [5 ] .

A karórába excenter van beépítve (az órások nyelvén rotor vagy szektor , mivel könnyű lemez formájában készül, nehéz volfrámötvözetből készült ívszektor formájú rátéttel ; aranyötvözeteket használnak drága órákban ), amely forog, amikor a kéz mozog, és feltekeri a rugót. Ezért, ha az órát folyamatosan viselik, akkor egyáltalán nem kell feltekerni. Az öntekercselő mechanizmus és a rugó súrlódó tengelykapcsolóval van összekötve .

Az automatikus tekercselés pozitív hatással van a pontosságra (a rugó folyamatosan szinte tekercselt állapotban van). A vízálló órákban lassabban kopnak el a koronát csavaró menetek.

Az öntekercselős órák vastagabbak és nehezebbek, mint a kézzel tekercselt órák. A női öntekercselő kaliberek meglehetősen szeszélyesek az alkatrészeik kicsinyessége miatt. Az automatikus tekercselés haszontalan az inaktív emberek számára (például idősek vagy betegesek), valamint azok számára, akik csak időnként viselnek órát. Ha azonban létezik egy speciális, az óratekercselésre szolgáló eszköz, az úgynevezett " tekercselő ", az óra véglegesen feltekerhető. A csévélők háztartási elektromos hálózatról (220 V vagy 110 V) vagy újratölthető akkumulátorokról működnek.

Tourbillon

Az első mechanikus órákban a pálya pontossága az óra térbeli helyzetétől és a környezeti hőmérséklettől függhetett. A hőmérséklettől való függés csökkentése érdekében alacsony hőtágulási együtthatójú speciális ötvözeteket kezdtek használni.

Breguet 1795 -ben találta fel , majd 1801 -ben szabadalmaztatta a turbillont ( francia  tourbillon  – forgószél) [6] – a Föld gravitációjának  részleges [7] kompenzálására szolgáló eszközt . A tourbillon egy mérlegből, egy menekülővillából és egy menekülő kerékből áll, amelyek egy speciális forgó platformon helyezkednek el (a leggyakoribb forgási sebesség: 1 fordulat percenként). Ez az egyik legbonyolultabb és legdrágább kiegészítő mechanizmus. Az olcsó mechanikus órák maximális pontossága eléri a napi ±5 másodpercet; jó minőségű: akár napi ±1 s, olcsó kvarcórák (összehasonlításképpen ez egy modernebb mechanizmus): ±0,5 s naponta [7] . A tourbillonnal ellátott óra pontossága: ±1..±2 s naponta [8] . A tourbillon gyakran láthatóvá válik a számlapon lévő ablakon keresztül. Valójában a turbillon egy percen belül megfordítja a teljes óramechanizmust a tengelye körül, ami a Föld gravitációjának hatására az órát fél perccel előrehaladja, a következő fél percben pedig lemarad; ez kiküszöböli a Föld gravitációjának a pálya pontosságára gyakorolt ​​hatását.

2003-ban a híres óragyártó, Frank Müller feltalálta a Tourbillon inga új változatát - ez volt a kéttengelyes Tourbillon forradalom. 2 kocsiból áll, amelyek egyidejűleg vízszintesen és függőlegesen is forgathatók. Így kiküszöbölte a pontatlanság problémáját, amikor az óra hosszú ideig vízszintes vagy függőleges helyzetben volt, ami a tourbillon készülékkel ellátott karórák velejárója volt. Egy évvel később ugyanez a feltaláló bemutatta a Tourbillon Revolution 2 órát, amely már három síkban is foroghatott.

Feltalálásuk óta sokszor megkérdőjelezték a turbillonok hatékonyságát. Alekszandr Miljajev órásmester szerint az automata gépek annyira kiegyensúlyozottá teszik a kerekeket, hogy a tourbillonra egyszerűen nincs szükség, a tourbillonokkal ellátott órák pedig „az órás kivételes ügyességének és tulajdonosi státuszának mutatói” [6]. .

Tachymeter

Sok modern óra peremén található mérleg (leggyakrabban kronográfokon található). Ez a mérleg nem forog, álló helyzetben van. A fordulatszámmérőt úgy tervezték, hogy egy ismert távolságon (pl. 1 km) megtett utazási idő alapján számítsa ki a sebességet.

Teljesítménytartalék jelző

Megmutatja, hogy még hány órát vagy napot teker a tavasz.

Különleges típusú órák

Ébresztőóra

A felhasználó által megadott pillanatban hangjelzést ad. A jelidő egy további nyíl segítségével állítható be. Az ébresztőóra általában naponta kétszer csörög hagyományos számlappal osztva 12 órával, és egyszer 24 órával osztva.

Kronométer

Kezdetben a kronométert a tengeren használták a földrajzi hosszúság meghatározására . Manapság így nevezik a rendkívül precíz mechanikus órákat, amelyek megfelelnek az ISO 3159 szabványnak . Svájcban a hitelesítést a kronométerek hivatalos svájci felügyelete végzi . Az órák azzal a feltétellel kapják meg az állapotot, hogy naponta legfeljebb 10 másodpercet hagynak el (15 másodpercet a második osztályú kronométereknél) [9] .

Stopper

Egy óra, amely rövid időtartamok számlálására szolgál (például a sportban ). A stopper lehetővé teszi a visszaszámlálás bármikor elindítását és leállítását, valamint a leolvasások gyors visszaállítását. A hagyományos órákkal ellentétben a stopperórák nem az aktuális időt, csak az időközöket határozzák meg, egyik pillanatról a másikra.

Kronográf

A kronográf egy mechanikus vagy kvarcóra, amely egyben stopperóra is .

Katonai órák

Különböző országok katonai személyzete számára gyártott órák, amelyek megfelelnek a legmagasabb műszaki és működési követelményeknek.

Sakkóra

Óra két mechanizmussal, amelyek az idő szabályozására szolgálnak a sakkban . Csakúgy, mint a stopperórák, ezeket is a relatív idő mérésére tervezték.

Laboratóriumi órák

Időzítő vegyészek , fotósok számára

Jegyzetek

1. ↑ Szentháromság krónika, 1408
2. ↑ Európa legrégebbi városi órája Grodnoban található (elérhetetlen link) . Letöltve: 2015. június 23. Az eredetiből archiválva : 2015. június 23. (határozatlan) 
3. ↑ Hogyan jött el az idő Nikolaev - mykolaiv-future.com.ua  (orosz) számára  ? (2022. október 5.). Letöltve: 2022. október 21.  (határozatlan)
4. ↑ Nicolas Fatio de Duillier (1664-1753) . híres órások . Fondation de la Haute Horlogerie. Letöltve: 2017. április 29. Az eredetiből archiválva : 2020. november 14. (határozatlan)
5. ↑ Pipunyrov, 1982 , p. 262.
6. ↑ 1 2 Apresov, Szergej . Az idő szíve: Az örökkévalóság mechanikája  // Népszerű mechanika . - 2007. május - 5. szám (55) .
7. ↑ 12 Denny , Mark. A Tourbillon és hogyan működik  //  IEEE Control Systems Magazine. - IEEE Control Systems Society , 2010. június. - Vol. 30, sz. 3 . - P. 19-23, 78. - ISSN 1066-033X . - doi : 10.1109/MCS.2010.936291 . Az eredetiből archiválva: 2013. november 12.
8. ↑ Tourbillon . Letöltve: 2014. március 23. Az eredetiből archiválva : 2014. március 23.. (határozatlan)
9. ↑ Táblázat a COSC honlapján  (angol) (elérhetetlen link) . Letöltve: 2013. február 28. Az eredetiből archiválva : 2014. május 4.. (határozatlan) 

Lásd még

• Nézze meg a menekülést
• Karóra
• Kakukkos óra
• Átjárás

Irodalom

• V.N. Pipunyrov. Az órák története az ókortól napjainkig. — M .: Nauka, 1982. — 498 p.

Linkek

• Serafimov V.V. , Lermantov V.V. Clock // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
• Óraelőzmények .

Szótárak és enciklopédiák	Nagy orosz Brockhaus és Efron Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4126473-3

Néz
A cselekvés elve szerint	Napóra Nocturlabium vízóra tűz óra Homokóra Mechanikus órák Kvarc óra elektromos óra Digitális óra atomóra virágos óra
Bejelentkezés alapján	Riasztás Stopperóra Időzítő Kronométer sakkóra csillagászati ​​óra Díjóra víz alatti óra
típus	Toronyóra (óra az óratoronyban ) Katonai órák Zsebóra lövészárok óra Karóra Nagypapa-óra Kakukkos óra
Az órák részletei és mechanizmusai	Gnomon Nézze meg a menekülést Inga Jelgenerátor Kvarc rezonátor Óra számlap
híres óra	A moszkvai Kreml harangjátéka Big Ben Prágai harangjáték Zimmer torony Zytglogge