что такое камень в часах
Что такое «камни» и для чего они нужны в часах?
Любой специалист на вопрос, зачем нужны в часах камни, не задумываясь ответит: “Для стабилизации трения и понижения степени износа контактирующих поверхностей механизма”. Именно так обозначена функция камней в стандарте NIHS 94-10, принятом в 1965 году швейцарской организацией NIHS (Normes de l’industrie Horloge Suisse). Попробуем разобраться, что это означает.
Цапфы, которыми оси контактируют с платиной и мостами механизма, делают как можно тоньше, чтобы уменьшить трение в опорах осей и расход энергии пружины на его преодоление. В любом механизме для стабилизации трения вращающейся осью и неподвижным каркасом (платиной) устанавливают подшипник.
Так вот, часовые камни обычно и используют как подшипники или подпятники для цапф осей. На самом деле, нельзя сказать, что камни применяются для уменьшения трения в опорах осей. И в принципе коэффициент трения в паре закаленная сталь – рубин (алмаз) примерно равен коэффициенту трения закаленной стали в паре с латунью. Зачем же тогда использовать драгоценности в роли подшипников?
Как уже было сказано выше, цапфы осей наручных и карманных часов имеют очень малый диаметр – 100 микрон. А известно, что сила давления прямо зависит от площади контактирующих поверхностей. Таким образом, часовые камни призваны не столько уменьшать трение, сколько увеличивать долговечность опор осей в часах. Кроме того, камни не коррозируют, а отшлифовав камень, можно получить совершенную и долговременную чистую поверхность.
Первые часы с драгоценными камнями в механизме были выпущены в 1704 году. Но идея использовать их в столь необычном качестве принадлежала великому английскому часовщику Джорджу Грэму (George Graham 1673-1751), прославившемуся изобретением в 1713 году механизма свободного анкерного спуска, который наиболее распространен и в наше время. За свою жизнь Грэм создал более 3000 карманных часов, и во всех из них, начиная с 1725 года оси, палеты и импульсный ролик сделаны из рубина.
Где служат камни
Раз уж мы разобрались, для чего именно нужны камни, давайте посмотрим, какую форму они должны иметь, виды камней и где именно в часах они несут свою службу.
Часовые камни могут быть следующих видов:
сквозные
накладные
палеты
импульсные
Накладные камни призваны уменьшать трение на торцевых поверхностях осей. Их устанавливают, как правило, на балансе и осях быстроходных колес. В кварцевых часах подпятники иногда вообще не ставятся.
Иногда производители, из конструкторских соображений, убирают часть камней: ставят камень только на нижнюю опору центрального колеса, а в верхнюю запрессовать подшипник из латуни, руководствуясь тем, что на нее приходится меньше давления. В таком случае на часах будет честно написано: 16 камней. Ну а если часы имеют центральная секундную стрелку, необходимость в секундной оси отпадает и количество камней сокращается до 15. Естественно, что различные дополнительные устройства и циферблаты – календарные, секундомерные, автоподзавод могут увеличивать число камней.
В последнее время современные механизмах используют 21 камень: две пары камней стоят еще и на концах осей анкерного и третьего колеса ставятся накладные камни.
Правда встречаются и достаточно курьезные примеры. Например, американская фирма Waltham выпустила часы на. 100 камнях. 17 камней в них находились на своих законных местах, а остальные 83 были размещены по кругу ротора автоподзавода. При этом получилось, что дырочек на окружности просверлили 84, и одна из них так и осталась зиять пустотой – производители не захотели переваливать за круглую цифру. Ход ротора, увешенного камнями, был, конечно, более плавный, но этого эффекта можно было бы добиться за счет меньшего количества камней.
Или еще пример: часы швейцарского производителя, из скромности не указавшего свое имя, зато гордо разместившего на крышке маркировку «41 камень». Как видно на фотографии, 16 из этих камней вставлены в барабанное колесо, видимо, для того, чтобы оно не терлось о заводную пружину. Трение, конечно, снижено, но довольно расточительным способом. Хотя если эти часы люди покупали как раз из-за указанного на корпусе количества камней, назвать их совсем «нефункциональными» сложно.
А коэффициент трения стали оси о пластик или пластика о пластик очень невысок. Поэтому функционально в кварцевых часах камни нужны только в одном месте – опоре ротора шагового двигателя. Это единственная ось, находящаяся под напряжением. Так что маркировка на кварцевых часах “2 камня”, “1 камень” (если он помещен только под нижней цапфой) или даже “0 камней” (No jewels) совсем не означает, что вас в чем-то обделили. Не в камнях счастье.
Зачем в механических часах те самые камни
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.
Содержание
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.
Зачем нужны камни в часах: цели их использования, виды и оптимальное количество
Вне зависимости от марки камни в часах присутствуют обязательно: они являются неотъемлемыми функциональными элементами, служат гарантом стабильной работы механизма, иллюстрируют качество и ценность аксессуара.
Специфика работы механических часов
Источником энергии для часового механизма служит пружина, она выглядит как плоская лента из стали. Ее скручивают в производственных условиях, так она накапливает энергию. Один конец пружинной ленты фиксируется на стенке барабана, последний при вращении направляет накопленную энергию непосредственно к шестеренкам. Три и более шестерни образуют колесную систему, их количество варьируется в зависимости от комплектации часов. Колесный элемент в итоге выполняет передачу энергии.
Шестеренки вращаются постепенно, так как в них предусмотрен спусковой механизм – это контроллер, не позволяющий им раскручиваться быстрее, чем нужно по технологии. Спусковой механизм находится под контролем балансового регулятора, воплощаемого в виде маятника, функционирующего вне зависимости от пространственного положения часов. Он оснащен спиральной пружиной, благодаря которой колесо вращается в две стороны с неизменной частотой. Таким образом отсчитываются секунды, перерастающие в минуты и часы, они выводятся на циферблат посредством стрелок.
Функционал и задачи, возлагаемые на часовые камни
Чтобы понять, зачем в механических часах нужны камни, нужно принимать во внимание их физические характеристики – легкость обработки, стабильность при контакте с другими веществами и поверхностями. Если на циферблате часов указано, сколько камней в них содержится, значит, речь идет не о декоративной инкрустации, а о функциональных элементах, заключенных в механизм. Их количество служит главным фактором, символизирующим качество изделия.
Драгоценные камни необходимы для снижения коэффициента трения, неизбежно возникающего между деталями, в результате повышается износостойкость рабочего механизма. Данная формулировка прописана в стандартах NIHS 94-10, еще в 1965 году введенных в Швейцарии. Впервые часы с рубинами изготовил Джордж Грэм в начале 18 века, он решил, что в качественных часах трение между деталями должно быть минимальным. С 1725 года он выполнял импульсные ролики, оси и палеты из рубина. Он изобрел алгоритм свободного анкерного спуска, который применяется во всем мире до сих пор.
Нельзя сводить функции часовых камней исключительно к корректировке коэффициента трения. Дело в том, что этот показатель, характеризующий взаимоотношения часового камня и стали, практически равен коэффициенту между сталью и латунью. Поэтому закономерен вопрос о том, почему подшипники выполняются именно из драгоценных камней, а не из более доступных металлов.
Камни в часах необходимы для снижения коэффициента трения
Дело в том, что в наручных и карманных часах должен быть критично маленький диаметр цапф осей. Сила давления напрямую определяется площадью соприкасающихся поверхностей, поэтому часовые камни нужны не только для уменьшения трения, но и с целью обеспечения сохранности осевых опор. Также важно то, что камни не боятся коррозии, по сравнению с металлом, их шлифованные грани намного дольше остаются в первозданном виде.
Опоры осей изначально весьма тонкие, минералы не только снижают трение, но и продлевают эксплуатационный ресурс всех вращающихся деталей. Помимо опор износостойкие детали фиксируются на маятнике, который постоянно контактирует с рожком анкерной вилки – речь идет об импульсном камне.
Натуральные алмазы и рубины очень редко встраиваются в современные часы. Их применяют лишь люксовые производители в моделях под индивидуальный заказ и в лимитированных сериях. Обычно механизмы оснащаются синтетическими сапфирами и рубинами, их преимущества – отсутствие примесей и идеально равномерная структура. Например, у японского бренда Seiko существует дочерняя компания, специализирующаяся исключительно на производстве таких компонентов.
Искусственный рубин идеально подходит для оснащения часовых механизмов. Его распространенность объясняется тем, что он обладает уникальным набором характеристик – высокой износостойкостью, доступностью для обработки, твердостью, он приспособлен для качественной полировки.
Сырье проявляет хороший коэффициент смачиваемости, поэтому на его плоскостях отлично удерживается часовое масло. Это условие, в свою очередь, гарантирует минимальным износ постоянно контактирующих поверхностей, непрерывную, бесперебойную работу механизма.
Виды камней в часах
В соответствии с таким критерием, как цель использования часовых камней, их классифицируют на несколько видов: палеты, сквозные, накладные, импульсивные.
Накладные
Характерная для них сферическая поверхность способствует минимизации трения, возникающего в опорах. Данная категория минералов преимущественно выполняет функции подпятников.
Палеты
Эта форма камней выглядит как прямоугольная призма, притом принято различать палеты выхода и палеты входа. Для определения их целевого назначения нужно обращать внимание на угол, который образуется плоскостями основания и импульса. Палеты выходы узнаваемы по более острой зоне соединения по сравнению с входными.
Импульсные
Применяются с целью доставки энергии к анкерной вилке непосредственно от баланса. В разрезе минералы выглядят как неполные эллипсы, их форма напоминает цилиндрический штифт.
Сквозные
Их оснащают отверстиями сферической и цилиндрической формы. В последнем случае камень используется как подшипник для осей колесной системы и для цапфы триба. Сквозные детали, имеющие сферическое отверстие, используются для комплектования цапф осей баланса. Оба вида рассматриваемых деталей дополняются масленкой – специфическим круговым углублением, отвечающим за удержание часового масла, их больше всего в механизме – от 12 штук.
Камни в часах бывают следующих типов: палеты, сквозные, накладные, импульсивные
Качество и количество камней в часовом механизме
Согласно общепринятым нормам, функционал стандартных механических часов основывается на 17 заточенных минералах. В редких случаях, если изначально была изменена конструкторская схема, одну деталь в точке с наименьшим трением заменяют подшипником, выполненным из латуни. В таких условиях количество камней в часах уменьшается до 16. Каждое дополнительное расширение рабочих возможностей, например, внедрение календаря, секундомера, автоподзавода или запаса хода, ведет к увеличению общего числа задействованных минералов.
Маркировка трендовых классических моделей указывает, что они были произведены с использованием 21 камня. Данная отступление от минимума вызвано усилением надежности и долговечности механизма.
Стандартно в часах используют 17 камней
Если производитель заявляет, что в его часах задействовано 50, 80, 100 минералов, вероятнее всего, что значительная их часть выполняет лишь декоративные и имиджевые задачи. Разумное небольшое увеличение числа износостойких деталей оправдывает лишь развитие особых функций (в частности, лунного календаря) или наличие нестандартной ультратонкой конструкции.
Зачем камни в часах?
Помните, еще в детстве мы рассматривали наручные отцовские или дедушкины часы, на которых была указана модель, марка и количество камней. Всегда интриговал вопрос – для чего же в часах камни? А если они еще и драгоценные, то часы сами собой становились семейной ценнейшей реликвией. Мы уже выросли, но все же этот вопрос до сих пор может волновать. Чтобы разобраться в этом, нужно понять работу часов и что под собой подразумевают пресловутые камушки.
Камни в часах
«15 камней» в часах – что это значит?
Разберемся сначала, что такое камни в механических часах? Итак, часовые камни – это обязательные детали, чаще всего используются сапфиры или рубины, для долговечной работы и меньшей износостойкости изделия. Это подшипники, которые стабилизируют трение деталей, контактирующих между собой. Обычно используется 15-17 камней в часах. Такой набор только в стандартных механизмах, дорогие модели имеют в своем составе гораздо большее количество драгоценностей.
В свою очередь они могут делиться на:
На циферблате обычно пишут первый вариант, то есть количество функциональных кристаллов.
Как работают механические часы?
Чтобы более подробно разобраться в этом вопросе, нужно знать, как работают механические часы. Любой специалист знает, для чего нужны драгоценные детали. Разберемся в вопросе более простым языком.
Энергию часам дает специальная пружина, которая выглядит как плоская стальная лента
Когда вы заводите механизм, пружина сжимается и сохраняет в себе энергию, которую передает барабану. Последний вращаясь передает ее шестеренкам. Шестеренки, образуя специальную колесную систему, вращаются постепенно, не тратя всю энергию сразу. Как это происходит?
Этой проблемой занимается спусковой механизм. Он полностью контролирует работу шестеренок и не дает им вращаться хаотично. Во главе этой системы стоит балансовый регулятор. Зачем же он нужен? А для того чтобы колесо вращалось с определенной скоростью в одну и другую сторону.
Камни в часовом механизме
Функциональность и работа камней
Камень в часах используется вместо подшипника. Механизм работает на вращающихся деталях, которые имеют свои оси. Каждая их них испытывает напряжение с двух сторон, от балансового регулятора и от пружины. Везде происходит процесс трения. Чтобы минимизировать его и снизить износ необходимы подшипники. Вот как раз их функцию и выполняют камни.
В чем плюс таких необычных, но таких нужных деталей?
Искусственные или драгоценные материалы не изнашиваются и не подвергаются коррозии
Если их правильно отшлифовать и обработать, они все время службы будут ровными и чистыми. Они увеличивают срок службы вращающихся деталей. Между прочим, камни используются не только в часах. Импульсные камни есть и в маятниках.
Роскошь в часах: драгоценности и их количество
Сейчас многие разочаруются. Натуральные рубиновые или алмазные камни встречаются очень редко. Обычно только лимитированные и дорогие серийные модели встречаются с таким уникальным набором. Чаще всего встречается корунд, кристаллический минерал, который имеет свою особенную структуру из синтетического рубина или сапфира.
Минерал корунд
Такой минерал тоже отлично влияет на износостойкость. Некоторые камни намного лучше, чем натуральные. Это означает то, что синтетический материал бывает качественнее, равномернее и лучше из-за чистоты изделия.
Сколько камней в часах? Многих интересует этот вопрос. Стоит запомнить, что качество изделия не зависит от количества камней.
Для хорошей и долговечной работы часов вполне хватит 15-20 камней
Больше 25 камней ставить в механизм уже просто бессмысленно. Если информация от производителя свидетельствует о наличии 35 камней, к примеру, то это уже не простой механизм в три стрелки.
В швейцарских моделях очень часто используются рубины. Сразу возникает тот же вопрос – зачем нужны рубиновые камни в механических часах и чем они хороши?
Рубиновые камни
Механические швейцарские часы на протяжении своей истории изготавливались только с рубинами, при чем натуральными. Все изменилось только в 1902 году. Именно в тот момент произошел «технологический взрыв» – был создан метод по выращиванию искусственных камней. Есть механизмы, где они не используются. Это кварцевые изделия. Здесь неважно, сколько камней использовалось. Здесь собственная система работы, которая заключается только в единственной колесной передаче. Только в тот момент происходит передача энергии. В кварцевых часах может быть задействован 1-2 рубиновых камня, но это не значит, что нарушена целостность механизма. Узнать, который час можно и без них.
Использование кристаллов и драгоценных материалов в механизмах часов уже давно поросло мифами и легендами. Но разобравшись в данном вопросе, понимаешь, что ничего сверхъестественного и сложного не было. Просто нужно заглянуть глубже, в самое сердце часов – в их механизм.
Для чего используются камни в часах?
Что подразумевают мастера под обозначением «17 камней» в часах? На циферблате оригинальных наручных часов часто указывается не только марка и наименование модели, но и количество камней – например, в часах Orient. Что представляют собой камни в часах, для чего они нужны, какое количество камней в часах должно быть? На все эти вопросы команда KronosTime подробно ответит.
В чём суть камней в часах
Основные оси механизма часов постоянно подвергаются нагрузке, так как заводная спираль заставляет их вращаться, а спиральный регулятор ограничивает это действие. Усиления трения вращающихся элементов о недвижимую основу может привести к преждевременному износу калибра, увеличению расхода энергии. Для стабилизации конструкции и уменьшения трения используют подшипники – именно эту функцию и выполняют часовые камни.
Они получили название «сквозные», так как имеют выемки для удержания кончика оси и часового масла для смазки. Они устойчивы к износу и коррозии, обладают чистой и ровной поверхностью. Кроме опор часового механизма, камни могут применяться на маятнике, чтобы регулярно ударять по рожку анкерной вилки.
С 1902 года при изготовлении механических наручных часов используют синтетические драгоценные камни. С точки зрения эксплуатационных характеристик и структуры кристаллической решётки материала они не превосходят природному минералу, а иногда даже и превосходят его. Подлинные драгоценные камни можно увидеть только в старинных часах или в аксессуарах ограниченных серий от люксовых брендов.
Какое количество камней должно быть в часах
Камни в механизме могут быть рабочими и декоративными. Например, под крышкой дорогих наручных часов может прятаться до 100 рубинов, но таких, которые минимизируют снижение износа колесных осей, всего 1/5 от общего числа.
Стандартный механизм наручных часов имеет 17 камней, на циферблате аксессуара можно найти надпись «17 jewels». 12 камней по паре устанавливают на кончики осей балансового, анкерного, промежуточного и секундного колёс, также камни добавляют на ось анкерной вилочки и центральный триб. Дополнительно синтетические рубины идут на две паллеты анкера и на импульсный камень – суммарно получается 17 штук. Написано, что в ваших часах 21 камень? Такое количество камней используется в механических часах с автоматической системой подзавода, для точности работы ротора.
А что с кварцевым механизмом?
По идее, кварцевые часы могут отлично работать и без применения синтетических рубинов. В таких моделях часовые камни нужны только на опоре ротора шагового двигателя, эта ось находится под напряжением. Обычно для кварцевого механизма используют 4 камня.