«Загогулина» времени

Кроме рассмотренного воздействия внешних по отношению к часам сил, значительное влияние на величину амплитуды колебаний системы баланс-спираль оказывают и изменения ряда внутренних параметров.

Наиболее важными среди них являются энергия импульсов привода и энергия потерь в опорах баланса.

Первые из этих изменений вызваны неизбежными при работе часов изменениями постоянной энергии привода, поступающей на анкерное колесо от пружинного двигателя часов через его колесную систему.

Кривая 1 на рис. 3 изображает типичную картину изменения амплитуды колебаний системы баланс-спираль в течение интервала времени между двумя очередными сеансами завода часов. Видно, что она является суперпозицией нескольких синусообразных кривых с разным периодом и при этом имеет наклон вправо. Почему мы видим такую странную загогулину?

Наклон вправо отражает постепенное падение амплитуды, вызванное уменьшением момента пружинного двигателя часов по мере раскручивания пружины. А наложившиеся друг на друга синусоидальные кривые являются следствием того, что энергия, приходящая на баланс при работе часов,«плавает» из-за неизбежных дефектов изготовления зубчатого зацепления колес и изменения межцентровых расстояний в каждой колесной паре при ее вращении.

Оба вида этих изменений нарушают нормальную работу системы баланс-спираль. Причем если вторые приводят к периодическим изменениям периода колебаний относительно его среднего значения, то первые могут вызвать досрочную остановку часов.

Для борьбы с этими изменениями к настоящему времени используют три основных вида мер:

• применение так называемых улиток;
• использование специальных пружинных двигателей, например, с S-образной, так называемой рулонной пружиной, две ветви которой наматываются встречно в два барабана;
• применение специальных «стабилизаторов импульса привода», представляющих собой достаточно сложные устройства, которые размещаются до анкерного колеса и накапливают для каждого импульса строго постоянную порцию энергии, независимо от ее изменений на выходе колесной системы.

На рис. 3 представлены типовые кривые изменения амплитуды при наличии в часах некоторых из этих устройств. Кривая 2 соответствует часам с S-образной пружиной и улиткой (фузеей, как ее называют в иностранной литературе), а кривая 3 — механизму со стабилизатором импульса. Видно, что две первые указанные меры позволяют устранить наклон, то есть стабилизировать среднее значение амплитуды, в то время как применение стабилизатора импульса исключает и периодические изменения.

Очевидно, что все эти устройства потребляют часть энергии пружинного двигателя, что сокращает ресурс работы часов: поэтому Т1<Т2<Т3. Для обеспечения необходимой автономности механизма требуется использование более энергоемкого двигателя.