В продолжение предыдущего поста:
часы из музея The Metropolitan Museum of Art ( New York ). А также фрагменты механизма аналогичных часов, которые содержат нетривиальные решения.

Obelisk clock with a Franklin movement
Case maker: David Roentgen ( Germany )
Clockmaker: Peter Kinzing ( Germany )
около 1785–90

Одна из самых редких функции в механических часах - уравнение времени.

На текущий момент человечество для удобства приняло то, что называется средним солнечным временем, и считается, что сутки равны ровно двадцати четырем часам. Так устроено подавляющее большинство механических часов для измерения времени. Однако в действительности, сутки — это продолжительность между одним солнечным полуднем, временем, когда солнце находится в высшей точке неба, и последующим. Это так называемые истинные солнечные сутки. Продолжительность истинных солнечных суток не всегда равна ровно двадцати четырем часам. Эта продолжительность меняется в течение года во-первых, из-за наклона оси Земли, и во-вторых, из-за эллиптической формы орбиты Земли, что означает, что ее расстояние от Солнца меняется в течение года ( впервые опубликовано Иоганном Кеплером в 1609 году ).
Когда Земля находится дальше от Солнца, она движется по своей орбите медленнее, чем когда она ближе.
Таким образом, истинные солнечные сутки длиннее двадцати четырех часов в дни летнего и зимнего солнцестояния и короче двадцати четырех часов в дни весеннего и осеннего равноденствий.

Вложение 3592253

Разницу между средним солнечным временем и истинным солнечным временем и называют уравнением времени.


В 17 веке большая часть населения жила по истинному солнечному времени. Общественные и бытовые часы, имеющие малый запас хода и погрешность хронометража до 10 минут в сутки, заводились и устанавливались каждый день в соответствии с солнечными часами.

В 1665 году Гюйгенс впервые опубликовал таблицы, определяющие уравнение времени. Более практичные таблицы были опубликованы в 1672/1673 годах Флемстидом. Данная таблица содержала минутные поправки к часам, выставленных по истинному солнечному времени ( ИСВ ) для получения среднего солнечного времени (ССВ). Ниже приведен пример такой таблицы .
Около 1752 год. Robert Sayer, Fleet Street, London.

Вложение 3592254


Уравнение времени обращается в ноль четыре раза в году: 14 апреля, 14 июня, 2 сентября и 24 декабря.

Соответственно, в каждое время года существует свой максимум уравнения времени: около 12 февраля — +14,3 мин, 15 мая — −3,8 мин, 27 июля — +6,4 мин и 4 ноября — −16,4 мин.

Вложение 3592257

По мере развития науки росла хронометрическая точность часов, а продолжительность между заводами увеличивалась. Разница между ИСВ и ССВ означала, что два разных вида времени шли одновременно и эта разница становилась все более заметной. Преимущество ССВ было очевидно, т.к. отсутствовала необходимости постоянно настраивать часы на солнечное время.

Однако, вся сложность в 17-м и 18-м веках заключалась в том, чтобы настроить часы на ССВ, поскольку единственным способом определить время и установить часы было наблюдение за солнечными часами и использование уравнения таблицы времени для преобразования в ССВ.
Из-за трудностей и неудобств, связанных с необходимостью использовать уравнение таблицы времени для установки времени, некоторые часовщики в начале 18 века использовали свою изобретательность и мастерство в области механики, чтобы разработать способ отображения как ИСВ, так и ССВ прямо на циферблате без необходимости вычислений. Сложные механизмы этих часов включают в себя кулачок в форме "почки", образованный от аналеммы, - восьмерки, очерченной положением солнца на небе в течение года.

Вложение 3592256


Часы и регуляторы с уравнением времени изготовлялись только лучшими часовщиками своего времени.

Один из таких примеров - напольный регулятор Томаса Маджа ( Thomas Mudge 1715 – 1794, London) . Часы были изготовлены для короля Испании, около 1758 г.

Вложение 3592258 Вложение 3592259 Вложение 3592260

Механизм имеет месячный запас хода с функцией уравнения времени. Содержит 18 колес с общим количеством зубьев 1581 шт., при этом, самым большим колесом является годовое календарное колесо с 365 зубьями. Для сравнения, месячный регулятор без функции уравнения времени будет иметь всего 8 колес и общее количество зубьев 266. Минутная стрелка с ликом Солнца показывает ИСВ, вторая минутная стрелка показывает ССВ. Часы были очень дорогими, и их производилось очень мало. В основном они заказывались членами королевских семей и знатью для подчеркивания своего статуса.

И еще несколько примеров часов с уравнением времени. Регулятор.

Вложение 3592261Вложение 3592262Вложение 3592263Вложение 3592264Вложение 3592265

Напольные часы с двумя независимыми маятниками.

Вложение 3592266Вложение 3592267Вложение 3592268Вложение 3592269

Олег, спасибо, шикарный рассказ!!!

Еще один механизм с уравнением времени изнутри.
Обратите внимание на фото №5, здесь для календарного диска применена опора с так называемым "уменьшенным трением". Т.е. по сути это подшипник качения, но вместо шариков в обойме использованы 2 плоских диска.

Вложение 3592503Вложение 3592504Вложение 3592505Вложение 3592506Вложение 3592507Вложение 3592508Вложение 3592509

В продолжение предыдущего поста. Механизм напольного регулятора Вальями, сделанного для короля Георга III. В блоке для подвеса гири использована конструкция для снижения трения. Frictionless - в переводе с английского "лишённый трения".

Блок катится ступицей по дополнительным роликам, а на своей оси сидит с огромным зазором? Имею наглость сомневаться в эффективности этой конструкции: Вес гири давит на оси этих маленьких роликов, а вращаются они быстрее, чем основной блок, значит, скорость скольжения примерно одинакова. Но выглядит красиво. Не смог рассмотреть, зачем нужно такое изобилие "беззубых" колёс в механизме.

Я вижу здесь такую кинематику. Прошу прощения, сделал в попыхах и не по инженерным канонам :)))
Основная задача - уменьшить пятно контакта и превратить скольжение в качение. Нагрузка здесь практически статическая, поэтому скоростями КМК здесь можно вообще пренебречь.

По поводу " лысых колес " сам буду рад получить информацию )

Колеса, наверное, не лысые, а "бархатные", как в хронографах карманных.

Коллеги, случайно наткнулся на залежи полезной фото-информации на сайте Королевского музея "Гринвич". Множество высоколассных регуляторов, часов, хронометров:

https://www.rmg.co.uk/collections/ob...5D=Timekeeping

К ним же еще есть деталюшки всякие, такие как ключи, кронштейны, маятники, блочки и прочее:

https://www.rmg.co.uk/collections/ob...gulator&page=1

С уважением,
Олег

Я тоже увидел эту же кинематику. Но, увы, трение скольжения в осях малых роликов никуда не девается. И суммарное пятно контакта не меньше, чем было бы в одном большом ролике. Продолжаю сильно сомневаться в эффективности этого конструктивного решения.
PS. Это сильно напоминает паровоз шарлатана Холмана.

Сомневаться - это хорошо. А у меня нет цели что-то доказать здесь.

А Вы приравниваете суммарный момент трения на малых роликах к моменту сопротивления их качению вокруг оси блока ?

Думаю,цель такая:начнёшь гирю поднимать-колесики завертятся,что-то таинственное.Красиво!
Мне бы нравилось заводить часы с таким блоком.

Может быть эти колесики выполняют роль шариков в шарикоподшипнике. А свои оси в них только для того, чтобы они не скатились вниз и держались в нужных местах. Но для этого нужно, чтобы внешний диск был широким, а по фото - не понять так ли оно.
Если даже совсем убрать трение, то дополнительной энергии прибавится какие то малые доли %%... Поэтому, само изобретение, конечно бестолковое, но на вид весьма замысловатое и красивое и в этом смысле не лишнее.

На мой взгляд не всё так просто, как кажется на первый взгляд. Давайте так рассудим. Если условно заменить ролики на зубчатые колёса, а ось блока - шестерней, будет что-нибудь меняться при изменении их диаметров?

Будет меняться. Зубчатая передача без зазора в зацеплении вообще нормально вращаться не будет.
Роль шариков в подшипнике эти колёса выполнять не могут, поскольку сами вращаются с трением скольжения, суммарная нагрузка на их оси - тот же вес гири. Потому повторюсь, считаю, что вся эта "красота" - только для красоты. Каков каламбурчик... :)

А причём тут зазоры в зацеплении ? Просто многих смущает голый обод, поэтому я допустил зубчатое зацепление. Здесь чистая механика. Диаметр оси блока условно в 7 раз меньше диаметра роликов. Соответственно, ролики вращаются в 7 раз медленнее, при этом суммарный момент трения на них с учётом трения в цапфах, будет в 7 раз выше, чем на оси. Естественно, подразумевается, что перекатывание роликов по оси блока происходит без скольжения, важна сила сцепления, но это тоже всё рассчитывается. Да, есть сопротивление качению, но оно ничтожно мало по сравнению с трением.

Да, наверное, тут вы правы. Зубья там точно никакие не нужны, для проворота малых роликов трения хватит, это точно. Момент трения, правда, будет ниже не в 7 раз. Потому что малые ролики расположены не на одной линии и нагрузка на каждый из них будет более половины веса гири, но выигрыш в моменте трения, наверное, есть.
Насчёт названия "лишённый трения" автор механизма, конечно, малость прихвастнул. :) Как же приходилось изощряться пока не было нормальных подшипников качения...

Здесь не совсем понял, суммарная нагрузка на 4 ролика не может быть больше веса целой гири, т. к. система уравновешена.
П. С. скорее всего соотношение диаметров даже ближе к 9.
Термин "frictionless" видимо не стоит воспринимать дословно. Больше подходит именно "конструкция для снижение трения".

Вертикальный вектор силы раскладывается на два диагональных. И эти диагональные силы тем больше, чем больше угол, на который разнесены от вертикали оси малых роликов. Школьный курс физики.

На мой взгляд эта схема к данному случаю не подходит. ИМХО, для расчета момента трения в цапфах роликов должна браться именно вертикальная сила, т.к. вектор гири изначально направлен вниз. Иными словами, если к каждому ролику прикрепить собственную гирю в четверть основной, то ничего принципиально не изменится.
А вот для расчета момента сопротивления качению нужно действительно брать нормальную составляющую к касательной в точке соприкосновения обода ролика и оси блока.

Интересно, в итоге, почему от всего этого ( и уравнивания времени как такового и снижения трения всеми этими методами ) - отказались еще в те времена?

1.Выросла точность часов и их запас хода. Фактически стало необходимо просто своевременно их подзаводить раз в неделю. Да и не по карману это было и есть массовому пользователю. Эта опция редко, но и сейчас встречается в дорогих наручных часах как показатель престижа.
2.Во-первых, стали появляться подшипники качения ( в частности в хронометрах Гаррисона)., а во-вторых, как уже было сказано выше, эта конструкция - прежде всего торжество разума, и для массовых часов малозначительна.

Нет. Линия действия силы реакции малого ролика на ступицу большого ролика проходит через центры каждого из них, поэтому она диагональная. Таким образом, векторы раскладываются именно так, как на схеме с подвесом фонаря.

Да, наверное, здесь Вы все-таки правы, и часть горизонтальной составляющей будет стремиться раздвинуть ролики. Но этим можно вообще пренебречь, т. к. соотношение диаметров никуда не денется и распределение момента тоже.

Настольные часы Кристофера Пинчбека младшего ( Christopher Pinchbeck ). Около 1775 год.
Как видно, часы имеют функцию будильника. Для чего 2 шнурка и средний заводной ( а возможно переводной ) вал пока не понял. Обычно ПРОСТЫЕ английские часы с будильником второй половины 18 века имеют схему 2-train с одним шнурком.
Например так http://forum.watch.ru/showpost.php?p...&postcount=308

Мне одному кажется что у этих часов качество работы и даже цвет металла корпуса и подставки сильно отличаются?

Если верить истории, то первым часам с маятником мы обязаны итальянскому астроному Галилео Галилею. Именно он выдвинул предположение, что с помощью маятника можно вести отсчет времени. Галилеев спусковой механизм часов - изобретение , сделанное им примерно в 1637 году. Галилей начал исследовать свойства маятников примерно с 1602 года и вскоре пришёл к выводу, что период качания маятника зависит от его длины, но не зависит от массы, и это свойство маятников можно использовать для отмеривания равных промежутков времени (например, в научных экспериментах или в музыке). Существовавшие до XVII века механические часы, использовавшие в своей конструкции маховик, были очень неточными. Использование в часах маятника могло значительно повысить точность их хода.
В 1637 году, когда Галилею было 73 года, он пришёл к идее создания спускового механизма часов — механизма, который обеспечивает равномерное расходование энергии, запасённой в пружине или гире. Поскольку к этому времени Галилей ослеп, он продиктовал описание устройства своему сыну Винченцо, который нарисовал эскиз спускового механизма. Студент и биограф Галилея Винченцо Вивиани описывает это следующим образом:

Однажды в 1641 году, когда я жил с ним на своей вилле в Арчетри, ему в голову пришла идея, что маятник может быть приспособлен к часам с пружиной таким образом, что естественные движения маятника устраняли бы все недостатки в ходе часов. Но поскольку он был лишён зрения и не мог самостоятельно сделать рисунки и модели к своему изобретению, он вызвал своего сына Винченцо из Флоренции и обсудил с ним свою идею. В конце концов они решили реализовать нарисованную схему на практике, чтобы узнать о проблемах, которые, как правило, не предусмотрены в теории. Винченцо Галилей начал изготовление прототипа этого устройства, но не успел завершить его до смерти отца в 1642 году. Этот прототип можно рассмотреть на следующих 2-ух фото

Вложение 3689242Вложение 3689243

И только в 1657 году голландец Христиа́н Гю́йгенс получил патент на конструкцию маятниковых часов. Часы на основе маятника пытались создать и другие изобретатели, однако надёжную и недорогую конструкцию, пригодную для массового применения, первым нашёл Гюйгенс, его часы реально работали и обеспечивали превосходную для того времени точность хода. Центральным элементом конструкции был придуманный Гюйгенсом якорь, который периодически подталкивал маятник и поддерживал равномерные, незатухающие колебания. Сконструированные Гюйгенсом часы с маятником быстро получили широчайшее распространение по всему миру. В 1673 году под названием «Маятниковые часы» вышел чрезвычайно содержательный трактат Гюйгенса по кинематике ускоренного движения. Эта книга была настольной у Ньютона, который завершил начатое Галилеем и продолженное Гюйгенсом построение фундамента механики.

Одними из первых маятниковых часов после изобретения Гюйгенса были представлены в Англии часовым мастером Ahasuerus Fromanteel (British, Norwich, England 1607–1693).
Прежде всего поражает исключительное качество изготовления деталей. Заботливо были сконструированы шторки для заводных отверстий. Часы датируются 1660–1665 годами.

Олег, мне на эту тему видео недавно встретилось, очень интересно куратор музея хронологии (British Horological Institute) в Аптоне рассказывает:

https://www.youtube.com/watch?v=UPRQ...mofTimekeeping

Спасибо, Олег. Очень хорошо, что можно смотреть с русским переводом. "Вертолет"для монахов прямо завораживает, чем то напомнил фильм Кин-дза-дза :) К "фонарю" маятник приделали уже позже. Очень познавательно.

Притом я думаю, что эти "вертолеты" были и у наших монахов, в том числе и русской работы. Увы, упоминаний просто немного совсем сохранилось. Вот, например, описи начала-середины 17 века Кирилло-белозерского монастыря, здесь записано множество часов: стенных (с гирями), настольных (пружинных), воротных (которые на цепочке на шее носили), будильников и пр. Да, монастырь был богатый и, возможно, не везде была такая широкая номенклатура, но тем не менее.

Нашел информацию, что оказывается, был так называемый сплав Пинчбека ( Pinchbeck alloy).

Вот, что пишет Википедия по этому поводу:

" Пинчбек - это разновидность латуни, сплава меди и цинка, смешанных в таких пропорциях, что по внешнему виду очень напоминает золото. Он был изобретен в начале 18 века Кристофером Пинчбеком старшим (умер в 1732 году), лондонским часовщиком. Поскольку в то время золото продавалось только 18-каратного качества, изобретение пинчбека позволило обычным людям покупать золотые украшения с «эффектом» при ограниченном бюджете. Изобретатель якобы изготавливал украшения Pinchbeck с четкой маркировкой. Ювелирные изделия Пинчбека использовались в дилижансах, где существовал риск кражи. Оригинальный Пинчбек изготовлялся Кристофером Пинчбеком и его потомками до 1830-х годов. Позже нечестные ювелиры выдавали пинчбек за золото; с годами это название стало означать дешевую и безвкусную имитацию золота.Сегодня, в зависимости от дилера, «Пинчбек» может означать оригинальный Пинчбек или любой позолоченный металл.
Пинчбек вышел из употребления во второй половине XIX века, его заменило низкокаратное золото, которое было легализовано в 1854 году.
Пинчбек обычно состоит из меди и цинка в соотношении 89% меди к 11% цинка; или 93% меди и 7% цинка."

С высокой долей вероятности, в указанных часах сын Пинчбека применил именно этот сплав.

Не поклонник бретонского стиля, но мимо такого экземпляра сложно пройти мимо.

Вложение 3768838 Вложение 3768839 Вложение 3768840 Вложение 3768841 Вложение 3768842

Французский регулятор Clément Dufner à Valenciennes
( Клемент Дафнер из Валансьена ). 1848 год.
Механизм со спуском Аманта. Экспериментальный маятник с термокомпенсацией. Запас хода 1 месяц.

Вложение 3779307 Вложение 3779308 Вложение 3779309 Вложение 3779310 Вложение 3779311 Вложение 3779312 Вложение 3779306 Вложение 3779304 Вложение 3779305 Вложение 3779313

Напольный регулятор братьев Гейде для выставки 1820-1825 года, приобретенный Императором и подаренный Русской национальной библиотеке.

Интересные часы, спасибо. В какой то галерее стоят?

Скорее всего, прописка не изменилась.

Олег, спасибо, отличные часы. Они в прошлом году прошли реставрацию в Эрмитажных мастерских и теперь стоят в кабинете директора в главном здании Русской национальной библиотеки на углу Невского и Садовой. А изначально они стояли в фондах библиотеки, рядом с большими уличными часами, выходящими циферблатом на Невский проспект. Есть предположение, что именно эти часы выставлялись на Всеросийской выставке 1829 года, по крайней мере описание им соответствует.

Да, фотографии механизма именно оттуда.

А какой спуск у этих часов?На колесе и штифты и зубья.
.»Ход со свободною задержкою» что это?

Я не встречал подобного спуска. Вообще, двойное зацепление носит характер дуплексного хода. Возможно, это один из продвинутых вариантов (гибрид) .