Kako se zove mehanizam u satu? Gledajte bijeg


Prvi mehanički sat.

Prvi spomeni mehanički sat potječu s kraja 6. stoljeća. Najvjerojatnije se radilo o vodenom satu, koji je imao ugrađenu mehanički uređaj za aktiviranje dodatne funkcije, na primjer, borbeni mehanizam.

Pravi mehanički satovi pojavili su se u 13. stoljeću u Europi. Još nisu bili dovoljno pouzdani, pa su morali stalno provjeravati vrijeme pomoću sunčanog sata. Njihov satni mehanizam radio je koristeći energiju padajućeg tereta, koji se dugo vremena koristio kao kameni utezi. Da bi se pokrenuo takav sat, trebalo je podići vrlo tešku težinu na znatnu visinu.

Vrijedno je napomenuti da su mehanički satovi nastali u 13.-14. stoljeću bili vrlo veliki i korišteni su izuzetno rijetko. Postavljeni su samo u samostanima kako bi se redovnici mogli na vrijeme pripremiti za službe. Monasi su odlučili staviti 12 podjela na krug, od kojih je svaki odgovarao jednom satu. Tek u 16. stoljeću pojavili su se satovi na gradskim zgradama.

U XIV-XV stoljeću prvi kat i Zidni sat. U početku su bili prilično teški, jer ih je pokretao uteg koji se morao zatezati svakih 12 sati. Takvi satovi su se izrađivali od željeza, a nešto kasnije od mjedi, a po dizajnu su bili slični satu na tornju.

U drugoj polovici 15. stoljeća nastaju prvi satovi s motorom na oprugu. Izvor energije u takvim satovima bila je čelična opruga koja je pri odmotavanju okretala kotačiće satnog mehanizma. Prvi stolni opružni sat izradio je nepoznati majstor od bronce. Visina ovog sata bila je pola metra.

Prvi prijenosni opružni satovi bili su izrađeni od mjedi i u obliku okrugle ili četvrtaste kutije. Brojčanik takvog sata bio je vodoravan. Na njemu su u krug postavljene konveksne mjedene kuglice koje su pomogle u određivanju vremena dodirom u mraku. Strijela je napravljena u obliku zmaja ili drugog mitskog bića.

Znanost se nastavila razvijati, a s njom su se usavršavali i mehanički satovi. Prvi džepni satovi pojavili su se u 16. stoljeću. Takvi uređaji bili su vrlo rijetki, pa su ih mogli priuštiti samo bogati ljudi. Vrlo često su džepni satovi bili ukrašeni dragim kamenjem. Ali i tada su nastavili provjeravati vrijeme pomoću sunčanog sata. Neki satovi su čak imali dva brojčanika: mehanički s jedne strane i solarni s druge strane.

Godine 1657. Christiaan Huygens sastavio je mehanički sat s njihalom. Odlikovali su se izuzetnom preciznošću u usporedbi sa svim instrumentima za mjerenje vremena koji su tada postojali. Ako su se prije pojave njihala satovi koji su bili spori ili brzi za 30 minuta dnevno smatrali točnima, sada je pogreška bila ne veća od 3 minute tjedno. Godine 1674. Huygens je poboljšao regulator opružnog sata. Njegov izum zahtijevao je stvaranje kvalitativno novog mehanizma za okidanje. Malo kasnije ovaj je mehanizam izumljen. Postalo je sidro.

Huygensovi izumi postali su rašireni u mnogim zemljama. Urarstvo se počelo aktivno razvijati. Pogreška sata postupno se smanjivala, a mehanizmi su se mogli navijati svakih osam dana.

Zbog sve veće točnosti satova, prvi mehanizmi s minutnom kazaljkom nastali su 1680. godine. Istovremeno se na ploči brojčanika pojavio drugi red brojeva za označavanje minuta, koristeći arapske brojeve. A sredinom 18. stoljeća pojavili su se satovi s drugom kazaljkom.

U to je vrijeme stil rokokoa dominirao u svim vrstama umjetnosti. U urarstvu je njegov utjecaj izražen u raznolikosti oblika satova i korištenih materijala, obilju urezanih uzoraka, svitaka, vanjskih ukrasa od zlata i dragog kamenja. U isto vrijeme u modu su ušli satovi za kočije. Vjeruje se da su se putni satovi ili satovi za kočije pojavili zahvaljujući francuskom mehaničaru i uraru Abraham-Louisu Breguetu.

Najčešće su bili pravokutnog oblika sa staklenim bočnim stijenkama. Na vrhu kućišta bila je pričvršćena mjedena ručka koja je služila za nošenje sata. Sve mjedene površine sata bile su pozlaćene. Vrijedno je napomenuti da izgled Putni satovi ostali su gotovo nepromijenjeni kroz cijelo stoljeće.

Poboljšanja satnog mehanizma u drugoj polovici 18. stoljeća učinila su satove plosnatijim i manjim. No, unatoč promjenama u izgledu satova, oni su i dalje ostali prerogativ nekolicine odabranih. Tek u drugoj polovici 19. stoljeća počinju se proizvoditi u velike količine u Njemačkoj, Engleskoj, SAD-u, a također i Švicarskoj.

Mehanički satovi razvijali su se najmanje pet stoljeća. Danas se konvencionalno dijele ne samo po vrsti satnog mehanizma (klatno, ravnoteža, vilica za ugađanje, kvarc, kvant), već i po namjeni (kućanstvo i posebno).

Satovi za kućanstvo uključuju toranjske, zidne, stolne, ručne i džepne satove. Specijalizirani satovi dijele se ovisno o namjeni. Među njima možete pronaći ronilačke satove, signalne satove, šahovske satove, antimagnetne satove i mnoge druge. Prototip modernih mehaničkih satova je sat s klatnom H. Huygensa, stvoren 1657. godine.



Plan:

    Uvod
  • 1. Povijest
    • 1.1 Tekući okidač
    • 1.2 Mehanički okidač
  • 2 Pouzdanost
  • 3 Točnost
  • 4 Mehanička bježanja
    • 4.1 Pin okidač
    • 4.2 Mehanizam za otpuštanje sidra
    • 4.3 Zvjerski mehanizam za okidanje
    • 4.4 Poluga za okidanje
    • 4.5 Duplex (dvosmjerni) mehanizam za okidanje
    • 4.6 Skakavac okidač
    • 4.7 Gravitacijski okidač
  • 5 Elektromehanički izljevi
    • 5.1 Hipp sat
    • 5.2 Besplatni sat s klatnom
    • Bilješke

Uvod

Najjednostavniji mehanizam za otpuštanje sata. Uteg ili opruga okreće zupčanik, a uz pomoć mehanizma za klizenje gura visak u jednom ili drugom smjeru.

Gledajte bijeg(na urarskom jeziku: silazak, potez) (fr. échappement, Engleski bjekstvo, njemački hemmung) - u mehaničkom satu: uređaj koji kontinuirano rotacijsko gibanje pretvara u oscilatorno ili recipročno gibanje. Ovaj uređaj osigurava ravnomjerno trošenje energije pohranjene u opruzi ili utegu.

Izlaz pomiče oscilirajući element sata, obično njihalo ili kotač za ravnotežu. On sam dobiva energiju od nazubljenog zupčanika, koji se okreće spiralnom oprugom ili utegom. Bez mehanizma za okidanje, sustav će se jednostavno vrtjeti nekontrolirano, ali mehanizam za okidanje regulira to kretanje kontrolirajući periodične oscilacije njihala ili kotača za ravnotežu. To omogućuje zupčaniku ravnomjerno okretanje sa svakim zamahom njihala, pomičući vremenski mehanizam sata konstantnom brzinom. Druga funkcija kliznog mehanizma je održavanje njihanja ili kotača za ravnotežu prenošenjem malih udaraca na njih.

Svaki zamah klatna oslobađa klizan, pomičući ga iz "zaključanog" stanja u "pokretno" stanje na kratko razdoblje koje završava čim sljedeći zub zupčanika dodirne površinu za zaključavanje klizna. To je periodično oslobađanje energije i brzo zaustavljanje ono što čini da sat otkucava. Ovaj zvuk stvara zupčanik kada se zupčanik iznenada zaustavi u trenutku kada se mehanizam za okidanje ponovno blokira.


1. Povijest

Važnost escapementa u povijesti tehnologije leži u činjenici da je to ključni izum koji je omogućio stvaranje svih vrsta mehaničkih satova. Zahvaljujući ovom izumu u Europi u 13. stoljeću došlo je do pomaka u razvoju satnih mehanizama od upotrebe kontinuiranih procesa (kao što je strujanje vode u vodenom satu) do procesa koji se periodički ponavljaju, kao što je oscilacija visak, koji bi mogao pružiti veću točnost.

1.1. Tekući okidač

Prve ispuste tekućine napravio je u Kini budistički redovnik I Xing, koji ih je, zajedno s državnikom Liang Lingzanom, upotrijebio 723. (ili 725.) u armilarnim kuglama i satovima. Tijekom ere Song (960. – 1279.), inženjeri Zhang Xixun (umro krajem 10. stoljeća) i Su Song (1020. – 1101.) poboljšali su mehanizme za otpuštanje svojih astronomskih toranjskih satova prije nego što je tehnologija u Kini stagnirala i propala Prema Ahmadu al Hassanu, bijeg od žive u Španjolskoj napravljen za kralja Alfonsa X od Kastilje 1277. može se pripisati najranijem opisanom u arapskim izvorima. Znanje o ovim okidačima žive možda se proširilo diljem Europe nakon prijevoda arapskih i španjolskih tekstova.

Međutim, niti jedan od ovih okidača nije imao dovoljnu točnost, budući da je njihov rad u vremenu mjerenja ovisio o jednolikom protoku tekućine kroz otvor. Na primjer, u satu Su Songa voda je tekla u posudu pričvršćenu na iglu. Uloga mehanizma za bijeg bila je da nagne zdjelu posude svaki put kada bi se napunila, kotačić satnog mehanizma bi se okretao pod određenim kutom, voda bi se izlila iz zdjele, a zatim bi se proces ponovno ponovio.


1.2. Mehanički okidač

Prvi mehanički klinovi, tip igle, korišteni su nekoliko stoljeća u uređajima za kontrolu zvona prije nego što su korišteni u satovima. U 14. stoljeću takvi su mehanizmi ugrađeni u prve mehaničke satove u Europi, bili su to veliki toranjski satovi. Sada je teško utvrditi kada su prvi put korišteni, jer je teško razlučiti koji su toranjski satovi toga doba bili mehanički, a koji vodeni. Međutim, posredni dokazi, kao što je dramatično povećanje troškova izgradnje satova, upućuju na kasno 13. stoljeće kao najvjerojatniji datum za uvođenje modernih bježanja. Astronom Robert Anglicus napisao je 1271. da su urari pokušavali izmisliti mehanizam za bijeg, ali još nisu uspjeli. Međutim, većina izvora se slaže da su mehanički satovi s kliznim pomicanjem postojali već 1300. godine.


2. Pouzdanost

Pouzdanost mehanizma za okidanje ovisi o kvalifikacijama proizvođača i razini usluge. Loše napravljeni ili loše održavani uređaji imat će problema. Izlaz mora točno prevesti oscilacije njihala ili kotača za ravnotežu u rotaciju zupčanika satnog mehanizma i mora prenijeti dovoljno energije na njihalo ili kotač za ravnotežu da održi svoje oscilacije.

U mnogim okidačima otpuštanje stvara klizno gibanje. Na primjer, u gore prikazanoj animaciji, lopatice sidra klize duž zupčanika za spašavanje dok njihalo oscilira. Oštrice su često izrađene od vrlo tvrdih materijala, poput umjetnog rubina, ali čak i tada zahtijevaju podmazivanje. Budući da ulje za podmazivanje s vremenom nestaje zbog isparavanja, oksidacije itd., povremeno je potrebno ponovno podmazivanje. Ako se to ne učini, sat bi mogao raditi nestabilno ili se potpuno zaustaviti, a dijelovi za pomicanje brzo će se istrošiti. Povećana pouzdanost modernih satova uglavnom je posljedica više visoka kvaliteta maziva Visokokvalitetni satovi bit će podmazani pet ili više godina.

Neki izljevi u potpunosti izbjegavaju trenje klizanja, poput mehanizma skakavca iz 18. stoljeća Johna Harrisona ili koaksijalnog mehanizma iz 20. stoljeća Georgea Danielsa. Nema potrebe za podmazivanjem mehanizma za okidanje (ali to ne zamjenjuje potrebu za podmazivanjem ostalih dijelova prijenosnog mehanizma).


3. Točnost

Točnost mehaničkog sata ovisi o točnosti mjerača vremena. Ako se radi o njihalu, tada točnost određuje period titranja njihala. Ako je šipka njihala izrađena od metala, ona će se u dodiru s toplinom proširiti, a period titranja će se promijeniti. U skupi sat Za izradu njihala koriste se posebne legure kako bi se ta odstupanja svela na minimum. Period titranja njihala također varira ovisno o amplitudi oscilacija. Kod visokopreciznih satova, oscilacijski luk je što manji. Satovi s njihalom mogu postići vrlo visoku točnost. Još u 20. stoljeću u laboratorijskim mjerenjima koristili su se satovi s njihalom. Okidač ima veliki utjecaj na točnost. Što točnije njihalo prima energetski impuls, točnije je period njegovih oscilacija. U idealnom slučaju, impuls bi trebao biti ravnomjerno raspoređen s obje strane najniže točke titranja njihala. To se objašnjava činjenicom da guranje njihala dok se kreće prema nižoj točki osciliranja dovodi do povećanja njegove energije, a guranje pri udaljavanju od te točke dovodi do gubitka energije. Ako je impuls jednoliko raspoređen, tada daje energiju njihalu bez utjecaja na period njegovih oscilacija.

Ručni satovi i drugi mali satovi ne koriste visak kao mjerač vremena. Umjesto toga koriste oprugu za ravnotežu - tanku metalnu kosu spojenu na kotač za ravnotežu. Kotač za ravnotežu se dobro okreće naprijed-natrag švicarski satovi- s frekvencijom od 4 Hz (ili 8 otkucaja u sekundi). Neki satovi koriste veću brzinu. Duljina kose ne smije ovisiti o temperaturi, za njegovu izradu koriste se posebne složene legure. Kao i kod njihala, klizač mora dati mali pritisak svaki ciklus kako bi šipka za ravnotežu oscilirala. Isti je problem podmazivanja relevantan. Ako se klizište ne podmaže na vrijeme, sat će početi gubiti točnost (u pravilu dolazi do ubrzanja).

Džepni satovi su prethodnici modernih ručni sat. Nosile su se u džepu, pa su najčešće bile okomito postavljene. Gravitacija uzrokuje određeni gubitak točnosti jer mehanizam s vremenom postaje nesimetričan. Kako bi umanjio taj utjecaj, francuski proizvođač satova Breguet izumio je 1795. godine posebnu vrstu pokreta - "tourbillon". U njemu se balanser nalazi u posebnom rotirajućem okviru (period rotacije je obično jedan okretaj u minuti), što omogućuje izglađivanje gravitacijskih distorzija.

Najprecizniji mehanički sat napravio je engleski arheolog Edward Hall. Prema njegovim podacima, točnost sata bila je oko 0,02 sekunde na 100 dana. Ovaj sat je elektromehanički, koristi visak kao mjerač vremena, a energija se na njega prenosi pomoću posebnih releja i elektromagneta.


4. Mehanički okidači

Od 1658. godine, kada su uvedeni njihalo i vaga s oprugom, razvijeno je više od 300 vrsta različitih mehaničkih kliznih mehanizama, ali je samo njih 10-ak postiglo široku upotrebu. Gotovo svi su opisani u nastavku. U 20. stoljeću elektroničke metode mjerenja vremena postupno su zamijenile mehaničke satove, pa je proučavanje dizajna mehanizama za bijeg postalo pomalo kuriozitet.

4.1. Pin okidač

Mehanizam okidača igle prikazuje: (c) - kotač s krunom, (v) - iglu, (p, q) - lopatice.

Prvi mehanizam za izvlačenje, koji se pojavio u Europi oko 1275., bio je tip igle, koji se također naziva mehanizam s krunom iglom. Ono prethodi klatnu i izvorno se njime upravljalo folijom, vodoravnom šipkom s utezima na svakom kraju. Na središnjem dijelu folija pričvršćena je okomita šipka (pribadača) koja ima dvije pločice (oštrice) koje strše poput zastave na motki. Jedna je oštrica pričvršćena na gornji, a druga na donji dio igle i zakrenute su jedna u odnosu na drugu za nešto više od devedeset stupnjeva. Zupčanik za spuštanje izrađen je u obliku krune i okreće se oko vertikalne osi. Kada se zupčanik počne okretati, njegov zub gura gornju oštricu i folija se počinje pomicati. Kada zub gura gornju oštricu, donja oštrica se okreće i zahvaća. Moment folije gura zupčanik unatrag i na kraju se sustav zaustavlja. U ovom trenutku, donja oštrica gura foliju i proces se ponavlja. Ovaj sustav nema vlastitu frekvenciju osciliranja, samo određena sila cijelo vrijeme gura zupčanik i on se po inerciji okreće oko svoje osi.

U sljedećoj fazi razvoja ista ideja je implementirana u kombinaciji s viskom. Os igle je postala vodoravna, polovica folija je nestala, a zupčanik se okretao oko okomite osi. Isti klizač, ali mnogo manji, korišten je u satovima s kotačićem za ravnotežu i oprugom umjesto njihala. Prvi pomorski kronometar Johna Harrisona koristio je visoko modificirani mehanizam s iglom, za koji se pokazalo da je dobar mjerač vremena.


4.2. Mehanizam za otpuštanje sidra

Mehanizam za okidanje sidra.

Izumljen oko 1660. od strane Roberta Hookea, sidro je brzo zamijenilo iglu i postalo standard za upotrebu u satovima s njihalom sve do kraja 19. stoljeća. Prednost mu je u tome što je smanjio amplitudu oscilacija njihala na 3° - 6°, zbog čega je njihalo postalo izokrono. Omogućio je korištenje dužih njihala koji se sporije kreću i zahtijevaju manje energije. Zahvaljujući njemu pojavili su se dugi uski podni i zidni satovi s klatnom (u nekim zemljama ih nazivaju "djedovim satovima"), koji se još uvijek mogu naći u našem vremenu.

Mehanizam sidra sastoji se od zupčanika za klizenje s obrnuto nagnutim zubima i "sidra" u obliku sidra koje se okreće iznad njega s jedne na drugu stranu i povezano je s njihalom. Sidro ima zakrivljene lopatice na krajevima, koje naizmjenično ulaze u zube zupčanika, primajući impulse. Mehanički, njegov rad je sličan mehanizmu s iglom, a usvojio je dva nedostatka od mehanizma s iglom: (1) njihalo je stalno gurano zubima zupčanika u svakom ciklusu, ne može slobodno oscilirati, čime se narušava njegov izokronizam; (2) ovaj mehanizam za okidanje ima trzaj, sidro u svom ciklusu gura zupčanik u suprotnom smjeru. To uzrokuje zazor, što povećava trošenje mehanizma sata i smanjuje točnost. Ovi su nedostaci otklonjeni u bestik kliznom mehanizmu, koji je postupno zamijenio sidreni klizni mehanizam u preciznim satovima.


4.3. Zvjerski mehanizam za okidanje

Zvjerski mehanizam za okidanje. Prikazano: (a) - zupčanik za izvlačenje (b) - lopatice, prikazane su koncentrične površine za zaključavanje (c) - oslonac njihala.

Najbolji okidački mehanizam je poboljšanje mehanizma za bijeg. Prvi ga je izradio Thomas Tompion prema nacrtu Richarda Townleya 1675., iako se često navodi da ga je popularizirao Tompionov nasljednik, George Graham 1715. U sidrištu, oscilacije njihala tijekom dijela njegovog ciklusa guraju zupčanik za bijeg u suprotnom smjeru. Ovaj "povratni udarac" ometa kretanje njihala, što rezultira smanjenom preciznošću, a kretanje unatrag uzrokuje efekt "povratne reakcije" i stvara velika opterećenja na sustavu, što dovodi do povećanog trenja i trošenja. Glavna prednost mehanizma bez palice je ta što eliminira te trzaje.

U mehanizmu bez štapića, lopatice imaju drugu zakrivljenu "zaključnu" površinu koncentričnu s osi rotacije sidra. Na ekstremnim oscilacijama njihala, zub zaobilaznog kotača postaje stacionaran na ovoj površini, bez prijenosa impulsa na njihalo, što uzrokuje kotrljanje. Blizu donjeg položaja njihala, zub se odvaja od površine za zaključavanje i zahvaća površinu "impulsa" oštrog kuta, gurajući njihalo prije nego što oštrica oslobodi zub. Ovo je bio prvi mehanizam s odvojenim blokirnim i impulsnim površinama. Bestik mehanizam prvi je put korišten u satu s preciznim podešavanjem mehanizma. Zbog veće točnosti zamijenio je sidreni mehanizam. Mehanizam bestik koristi se u gotovo svim modernim satovima s klatnom.


4.4. Poluga za okidanje

Poluga je korištena u velikoj većini satova nakon 1800. Precizna je i prilično jednostavna za proizvodnju. Također se sam pokreće, pa ako se sat protrese tako da se balanser zaustavi, automatski će ponovno početi raditi. Postoji nekoliko vrsta okidača na polugu. Izvorni tip bio je tronožac, kod kojeg su poluga i kotač za ravnotežu uvijek bili povezani zupčanikom. Kasnije je postalo jasno da se svi zubi iz zupčanika mogu ukloniti, osim jednog. Tako se pojavio isključeni mehanizam za okidanje poluge. Ne samo da je lakši i lakši za izradu, već je i značajno precizniji. Poluga se može postaviti tako da bude pod pravim kutom u odnosu na zupčanik za pomicanje, što je opcija koju preferiraju britanski proizvođači satova. Ili, poluga se može postaviti unutar balansera i unutar zupčanika za pomicanje; ovu opciju preferiraju švicarski i američki proizvođači satova. Naposljetku, satovi od 1 USD koriste vrlo primitivnu vrstu poluge za otpuštanje koja se naziva lopatica.

Unutarnji ili švicarski okidač.


4.5. Duplex (dvosmjerni) mehanizam za okidanje

Duplex escapement izumio je Robert Hooke oko 1700., poboljšali Jean Baptiste Dutertre i Pierre Le Roy, a konačno usavršio Thomas Trayer, koji ga je patentirao 1782. Korišten je u kvalitetnim engleskim džepnim satovima od 1790. do 1860., te u Waterburyju , u jeftinim američkim potrošačkim satovima, tijekom 1880.-1898. U dvostrukom mehanizmu, kao iu kronometru s kojim ima sličnosti, kotač ravnoteže prima impuls samo u jednom od dva titraja ciklusa. Zupčanik za bijeg ima dva seta zuba (otuda naziv "duplex"). Dugi granični zub izrađen je na strani balansera, a kratki impulsni (potisni) zub strši aksijalno odozgo. Ciklus počinje kada se retencijski zub nalazi na rubinskom disku. Balanser se počinje kretati u smjeru suprotnom od kazaljke na satu kroz središnji položaj, utor rubinskog diska oslobađa zub. Kada se balanser počne pomicati unatrag, oštrica u krajnjem desnom položaju prima pritisak od impulsnog zuba. U to vrijeme, zub za zaključavanje udara u valjak rubinskog diska i ostaje tamo dok balanser ne završi ciklus oscilacije u smjeru kazaljke na satu, a zatim se proces ponavlja. Tijekom kretanja u smjeru kazaljke na satu, impulsni zub brzo pada u utor rubinskog diska i ostaje tamo.

Duplex mehanizam odnosi se na mehanizme sa statičkim trenjem; balanser nikada nije potpuno slobodan od mehanizma za okidanje. Kao i kod kronometra, postoji malo trenja klizanja tijekom impulsa jer se zub impulsa i oštrica kreću gotovo paralelno, tako da je potrebno malo podmazivanja. Duplex mehanizam je barem jednako precizan kao i polužni mehanizam, a možda se približava kronometru. Međutim, osjetljivost duplex mehanizma na potresanje učinila ga je neprikladnim za aktivne ljude. Kao i kronometar, ne pokreće se sam; ako se iznenada zaustavi dok se kotač za ravnotežu kreće u smjeru kazaljke na satu, ne može se ponovno pokrenuti.

Mehanizam dupleksnog okidača, prikazan: (A) - zupčanik za pomicanje, (B) - zub za zaključavanje, (C) - impulsni zub, (D) - lopatica, (E) - rubin disk. Nož i disk pričvršćeni su na os balansera, koja nije prikazana na slici.


4.6. Skakavac okidač

Rijedak, ali zanimljiv bježak je skakavac Johna Harrisona. Kod njega njihalo pokreću dva zglobna kraka (lopatice). Kada njihalo oscilira, jedna poluga zahvaća zupčanik i pomiče ga malo unazad. Ovo oslobađa drugu polugu, koja se pomiče natrag, oslobađajući zupčanik. Kada se njihalo pomakne u suprotnom smjeru, druga poluga zahvaća zupčanik, gura ga i otpušta prvu polugu i tako dalje. Mehanizam skakavca mnogo je teže proizvesti od drugih bježanja, pa je vrlo rijedak. Mehanizam skakavac koji je napravio Harrison u 18. stoljeću još uvijek radi. Većina mehanizama se mnogo brže troši i troši mnogo više energije.


4.7. Gravitacijski okidač

Gravitacijski izlaz koristi mali uteg ili malu oprugu za prijenos zamaha izravno na njihalo. Prvi dizajn sastojao se od dva kraka poluge, koji su se okretali vrlo blizu točke ovjesa njihala, a krakovi su bili smješteni na različitim stranama njihala. Na svakom ramenu pričvršćena je nagnuta lopatica. Kada visak podigne jedan krak dovoljno visoko, njegova lopatica otpušta zupčanik za bijeg. Gotovo odmah, još jedan zub na zupčaniku za bijeg počinje kliziti po površini druge ruke, podižući je tako. Podiže lopaticu i staje. U međuvremenu, prvi zub je još uvijek u kontaktu s njihalom i pada ispod točke u kojoj je kontakt započeo. Ovaj pad daje poticaj njihalu. Dizajn se postupno razvijao od sredine 18. do sredine 19. stoljeća. Na kraju je ovaj mehanizam odabran za toranjski sat. Nedavno je poboljšan i pretvoren u poseban inercijsko-gravitacijski mehanizam za okidanje, koji je izumio James Arnfeld.


5. Elektromehanički okidači

Krajem 19. stoljeća razvijeni su elektromehanički kliznici za satove s njihalom. U njima relej ili fotorelej prebacuje elektromagnet u taktu s oscilacijama njihala. Elektromehanički izljevi su među najboljima. U nekim satovima, električni impulsi koji pokreću njihalo također kontroliraju kretanje klipa koji okreće zupčanik.

5.1. Hippov sat

Sredinom 19. stoljeća Matthias Hipp izumio je elektromagnetski pulsni prekidač za satove. Klatno pomiče zupčanik s čegrtaljkom kroz papučicu, a ovaj zupčanik pomiče ostatak satnog mehanizma. Visak ne prima impuls pri svakom zamahu, pa čak ni pri svakom drugom zamahu. Prima impuls tek kada amplituda oscilacija padne ispod određene razine. Poput papučice indikatorskog mehanizma, visak je također opremljen malom lopaticom; kada se okrene prema gore, visak se potpuno slobodno njiše. Kada je amplituda oscilacija njihala dovoljno velika, vjetrokaz pada u utor i njihalo ga ne dodiruje. Ako se amplituda titranja smanji, vjetrokaz izlazi iz utora, visak ga zahvaća i gura prema dolje. Krug elektromagneta je zatvoren, što šalje impuls njihalu. Amplituda oscilacija njihala raste i proces se ponavlja.


5.2. Besplatni sat s klatnom

U 20. stoljeću William Hamilton Short izumio je sat s klatnom i patentirao ga u rujnu 1921. Proizvodi ih Synchronome i točni su do stotinke sekunde dnevno. U ovom sustavu "glavno" njihalo, čija je šipka izrađena od posebne čelične legure s 36% nikla (Invar) i čija je duljina gotovo neovisna o temperaturi, oscilira bez vanjskih utjecaja, ako je moguće u zatvorenom vakuumsku komoru i ne radi nikakav posao. Ima mehanički kontakt s okidačem svakih 30 sekundi i to samo na djelić sekunde. Sekundarno "podređeno" njihalo rotira čegrtaljku, koja svakih trideset sekundi prebacuje elektromagnet. Ovaj elektromagnet oslobađa gravitacijski bijeg glavnog njihala. Djelić sekunde kasnije, kretanje glavnog njihala onesposobljava mehanizam za okidanje. Gravitacijski izlaz daje maleni impuls glavnom njihalu, koji održava njihanje.


Bilješke

  1. Cipolla Carlo M. Satovi i kultura, 1300. do 1700. - books.google.com/books?id=YSf9MVxa2JEC&pg=PA31&dq=verge escapement technology&sig=6ZbQh-an59yCcesR1mjn1p8w-H4. -W.W. Norton & Co.. - P. 31. - ISBN 0393324435
  2. Needham, Joseph (1986). Znanost i civilizacija u Kini: Svezak 4, Fizika i fizička tehnologija, 2. dio, Strojarstvo. Taipei: Caves Books Ltd. Stranica 165.
  3. Ahmad Y Hassan, Prijenos islamske tehnologije na Zapad, II. dio: Prijenos islamskog inženjerstva - www.history-science-technology.com/Articles/articles 71.htm, Povijest znanosti i tehnologije u islamu.
  4. Headrick, Michael (2002). "Podrijetlo i evolucija sidrenog sata - www.geocities.com/mvhw/anchor.html." časopis Kontrolni sustavi, 22 (2).
  5. Hall, E.T. Sat Littlemore - www.iinet.com/~holmstro/hsn_article.php. NAWCC Poglavlje 161 - Horološka znanost - www.iinet.com/~holmstro/hsn_entry.html. Nacionalna udruga kolekcionara satova (1996.).
  6. Britten Frederick J. Priručnik za urare, 9. izdanje - books.google.com/books?id=5SYJAAAAIAAJ&pg=PA108. - E.F.& N. Spon. - str. 108.
  7. Smith, Alan (2000) The Towneley Clocks at Greenwich Observatory - www.mikeoates.org/mas/history/lectures/20001116.htm preuzeto 27.3.2009.
    8. , Hansen Jonny Anker.

Prvi mehanički sat sa sidrenim mehanizmom izradili su majstori Yi Xing i Liang Lingzan u Tang Kini 725. godine. Iz Kine je tajna uređaja očito stigla do Arapa.

Na ovaj trenutak Najstariji toranjski sat u Europi nalazi se u Grodnu u Bjelorusiji. U ispravnom su stanju više od 500 godina. .

Kasnije su se pojavili džepni satovi koje je 1675. godine patentirao H. Huygens, a zatim - mnogo kasnije - ručni satovi. U početku su ručni satovi bili samo za žene, nakit bogato ukrašen dragim kamenjem, a karakterizirala ih je niska točnost. Nijedan čovjek tog vremena koji poštuje sebe ne bi stavio sat na ruku. Ali ratovi su promijenili poredak stvari i 1880. tvrtka Girard-Perregaux započela je masovnu proizvodnju ručnih satova za vojsku.

Dizajn mehaničkog sata

Mehanički sat sastoji se od nekoliko glavnih dijelova:

  1. Izvor energije je navijena opruga ili podignuti uteg.
  2. Mehanizam za izvlačenje je uređaj koji kontinuirano rotacijsko gibanje pretvara u oscilatorno ili recipročno gibanje. Izlaz određuje točnost sata.
  3. Oscilatorni sustav je njihalo ili vaga (vaga).
  4. Mehanizam za navijanje i pomicanje kazaljki je remontoire.
  5. Sustav zupčanika koji povezuje oprugu i mehanizam za okidanje je angrenaža.
  6. Brojčanik sa strelicama.

Njihalo

Povijesno gledano, prvi oscilatorni sustav bilo je njihalo. Kao što je poznato, uz istu amplitudu i konstantnu akceleraciju slobodnog pada, frekvencija titranja njihala je konstantna.

Mehanizam klatna uključuje:

  • Njihalo;
  • Sidro povezano s viskom;
  • Čegrtaljka (čegrtaljka).

Točnost hoda se podešava promjenom duljine njihala.

Klasični mehanizam njihala ima tri nedostatka. Prvo, frekvencija titranja njihala ovisi o amplitudi njihanja (Huygens je prevladao ovaj nedostatak natjeravši njihalo da oscilira duž cikloide, a ne duž kružnog luka). [Galileo je objavio studiju o oscilacijama njihala i izjavio da je period njihanja neovisan o njegovoj amplitudi (ovo otprilike vrijedi za male amplitude).] Drugo, satovi njihala moraju biti postavljeni nepomično; Ne mogu se koristiti na vozilima u pokretu. Treće, frekvencija ovisi o ubrzanju gravitacije, pa će sat kalibriran na jednoj geografskoj širini zaostajati na nižim geografskim širinama i napredovati na višim geografskim širinama.

Ravnoteža

Mjesečeve mijene

Samonavijanje pozitivno utječe na točnost (opruga je stalno u gotovo namotanom stanju). Kod vodootpornih satova navoji koji zatežu krunicu troše se sporije.

Automatski satovi su deblji i teži od satova s ​​ručnim navijanjem. Ženski samonavijajući kalibri prilično su hiroviti zbog minijaturne prirode svojih dijelova. Automatsko navijanje je beskorisno za ljude koji vode sjedeći način (na primjer, starije ili bolesne osobe), kao i za ljude koji satove nose samo povremeno. Međutim, ako postoji poseban uređaj za automatsko navijanje satova koji se zove "motač", sat se može stalno navijati. Namotači rade na kućnu struju (220v ili 110v) ili na punjive baterije.

Tourbillon

Kod prvih mehaničkih satova točnost vremena mogla je ovisiti o položaju sata u prostoru i temperaturi okoline. Kako bi se smanjila ovisnost o temperaturi, počele su se koristiti posebne legure s niskim temperaturnim koeficijentima.

Indikator rezerve snage

Pokazuje koliko će još sati ili dana trajati proljeće.

Posebne vrste satova

Alarm

U trenutku koji odredi korisnik daje zvučni signal. Vrijeme signala postavlja se dodatnom strelicom. Budilica obično zvoni 2 puta dnevno s tradicionalnim 12-satnim brojčanikom i 1 puta s 24-satnim brojčanikom

Kontrola vremena u šahu. Baš kao i štoperice, dizajnirane su za mjerenje relativnog vremena.