амплитуда механизма 3133 советские и российские балансы

[booBot]

Душан, зачем рисовать лиловые стрелки (с маркировкой B), если в системе нет вынуждающих сил? Стрелка могла бы объяснить уменьшение амплитуды колебаний - вынужденных колебаний - вне резонансной частоты. Но часы-то идут именно на своей резонансной частоте!

Из электрических аналогий: одну и ту же резонансную частоту можно получить как подбирая значение ёмкости под имеющееся (фиксированное) значение индуктивности, так и наоборот - подбирая значение индуктивности под имеющееся (фиксированное) значение ёмкости. Это сработает в ШИРОЧАЙШИХ пределах отклонений фиксированного параметра от его оптимального значения. Но добротность контура будет разной.
В нашем часовом случае - я уверен, - разброс значений массы и жёсткости не настолько велик, чтобы определять (ухудшать) добротность колебательной системы ЗАМЕТНЫМ ОБРАЗОМ.
Я уверен - дело именно в трении. То ли оси новых и старых балансов имеют различия, то ли их (балансов) аэродинамические свойства разные, то ли волоски пружинок отличаются аэродинамически (они шире/уже, более "парусные") - на амплитуду влияют именно механические потери, а не отклонение соотношения масса/жёсткость от оптимума.

[Душан Грујић]

Сообщение от booBot

Душан, зачем рисовать лиловые стрелки (с маркировкой B), если в системе нет вынуждающих сил?

Сообщение от Душан Грујић

В часах находится принудительная колебательная система: спусковое колесо, вилка и узел спираль-колесо баланса.

Добрый день!

Потому, что это является реальным представлением колебательной системы часов, потому что часы не идут только на своей резонансной частоте. Тут находятся несколько сопротивлений различного действия в элементах колебательной системы: в опорах осей колеса баланса, в анкерной вилке, в ограничительных штифтах анкерной вилки, в камнях паллет, в штифтах градусника, даже в масле подшипника элементов спуска (не включая ангренаж), в его состоянии или в наличии, все это невозможно игнорировать.

Сообщение от dmvt1

Советские балансы тяжелее. И делалось это специально, чтобы при серийном производстве исключить возможность пристука, т.к. разброс параметров механизмов был значительным. Возможность появления пристука в серийных часах считалось большим злом, чем снижение амплитуды. Нормой считалась амплитуда от 260 и выше.

Как вы объясняете, зачем несколько генераций ученых и инженеров посвятили свою жизнь достижению максимальной производительности часов, для того чтобы спуск мог получать максимально возможную энергию с наименьшими потерями для обеспечения максимальной амплитуды колеса баланса чтобы в конце всего, кто-то на заводе, ухудшал амплитуду, так чтобы пристук не случился?

Это является похожим лечению болезни путем отрубания части тела топором!

Каждый часовщик знает что пристук лечится изменением пружины двигателя часов на чуть менее мощную, не нарушая изохронность часов с уменьшением амплитуды.

Попробуйте иногда, двигать ограничительные штифты анкерной вилки, не более 0.1 мм, оно производит мгновенные убийство амплитуды, или ошибочная юстировка паллеты, же действие, будет создавать импульс, но также будут слабеть колебания.

Вы говорите о теоретической колебательной системе, а я, с другой стороны, говорю о практической, со всеми возможными ошибками, которые обычно происходят в практических часах.

С уважением, Душан

[dmvt1]

Причин реального снижения добротности в ИСПРАВНЫХ часах может быть не так много:
1. Повышенное трение в опорах баланса. Это плохая полировка цапф и пяток оси, плохая обработка отверстий и плоскостей в камнях, плохая смазка (в том числе передозировка масла).
2. Низкое качество материала волоска или его неправильная термообработка. "Сырой" волосок или волосок из низкокачественного сплава имеет значительно более низкий предел упругости, чем качественный, и, как следствие, большие потери на неупругую деформацию.
Собственно вот и все. Отклонение массы баланса или жесткости волоска на 1-2% на добротности скажется в пределах погрешности измерений. А собственная частота колебаний системы в условиях селективной сборки компенсируется подбором второй компоненты.
Все остальное - затирание волоска об обод или мост, затирание вилки об импульсный камень или двойной ролик и пр. это уже НЕИСПРАВНОСТИ.
Так что я не вижу каких-то ошибок в своих рассуждениях.

[booBot]

Душан, вынужденными колебания были бы, если бы анкер, или какой-либо другой элемент пытался раскачивать маятник на произвольной частоте, не связанной со свойствами собственно маятника, то есть - навязывать ему частоту колебаний принудительно, извне.
А в механических часах - такого нет, колебания там свободные.

[Душан Грујић]

Сообщение от dmvt1

Советские балансы тяжелее. И делалось это специально, чтобы при серийном производстве исключить возможность пристука, т.к. разброс параметров механизмов был значительным. Возможность появления пристука в серийных часах считалось большим злом, чем снижение амплитуды. Нормой считалась амплитуда от 260 и выше.

Дмитрий,

Пожалуйста, объясните что то означает. На заводе, кто-то специально использовал тяжелые колеса баланса. Для чего, что было достигнуто этим? По Вашим словам это было для уменьшения амплитуды чтобы пристук не случился.

Вы говорите, что на заводе выпускали неисправные часы, зная что часы с амплитудой из 260 градусов при максимально заведенной пружины являются неисправным!

[Душан Грујић]

Сообщение от booBot

вынужденными колебания были бы, если бы анкер, или какой-либо другой элемент пытался раскачивать маятник на произвольной частоте, не связанной со свойствами собственно маятника, то есть - навязывать ему частоту колебаний принудительно, извне. А в механических часах - такого нет, колебания там свободные.

Я должен не согласиться.

- Если колебательная система смещена и затем отпущена, она начнет колебаться.
- Если к системе больше не прилагается внешних сил, тогда это является свободной колебательной системой. После некоторого времени колебание затухает и полностью исчезает.
- Если к системе постоянно или неоднократно применяется сила для сохранения колебания, тогда это является принудительной колебательной системой.

"Колебания, совершающиеся под воздействием внешней периодической силы, называются вынужденными.
В этом случае внешняя сила совершает положительную работу и обеспечивает приток энергии к колебательной системе. Она не дает колебаниям затухать, несмотря на действие сил трения."
Источник: http://physics.ru/courses/op25part1/...h5/theory.html

[booBot]

Весь вопрос в том, с какой частотой подаётся энергия в колебательную систему.
Автоколебания баланса (в механических часах) совершаются с его собственной (резонансной) частотой, там нет никаких других периодических воздействий с частотой, отличающейся от этой резонансной частоты.
Амплитуда колебаний зависит только от величины потерь - ничто в часовом механизме не пытается возбудить колебания маятника на какой-либо другой частоте.

Может быть я не понял, что вы хотели обозначить лиловой стрелкой с литерой B на этой картинке.

[Душан Грујић]

Прежде всего, всем должно быть ясно что колебательная система часов является принудительной, и в то же время, автоколебательной. В ней, источником энергии и устройством обратной связи между колебательной системой и источником энергии является анкерная вилка с ходовым колесом.

Q-фактор немало влияет на амплитуду, особенно если был уменьшен с намерением, спаривая волоски с более тяжелыми колесами баланса чем ранее было задумано расчетом, например: для уменьшения амплитуды чтобы пристук не случился (или даже ошибочно), а для частоту заданную с тем же расчетом.

С уважением, Душан

[dmvt1]

Душан, колебательная система в часах, как Вы верно заметили, является автогенератором, который возбуждается на СОБСТВЕННОЙ частоте. Вынужденные колебания это колебания под действием внешней периодической силы, которая может иметь частоту отличную от частоты собственных колебаний. Я Вам привел единственный пример из мира часов, где есть подобный эффект - это кварцево - механический Луч 3055. Там баланс используется чисто как мотор и запитывается импульсами от внешнего кварцевого генератора. Если частота собственных колебаний баланса отличается от частоты вынуждающих импульсов, то происходят классические явления взаимодейсвия двух гармонических сигналов - биения, периодические снижения амплитуды колебаний, а иногда и полная остановка баланса. В часах с анкерным механизмом такого теоретически быть не может, анкер "подпитывает" баланс энергией ВСЕГДА на частоте СОБСТВЕННЫХ колебаний баланса, как это бывает в любом автогенераторе.
Что касается веса баланса. Я не глубокий знаток теории расчета именно анкерных спусков, но чисто интуитивно, чем тяжелее баланс и мягче волосок, тем добротность колебательной системы будет выше. Но тут, как я понимаю, есть уже предел прочности цапф при ударе плюс производственные ограничения. Так что, скорей всего, выбирается компромисс между добротностью и противоударностью. Плюс чисто конструкторские и производственные ограничения по габаритам, что влечет ограничение по массе. Классический пример конструктивного просчета - баланс Славы 24ХХ, цапфы у которого легко ломаются даже при наличии противоударного устройства.
Вторым очень важным фактором является конструктивный разброс параметров самих механизмов. И это очень важно при серийном производстве, где никто не будет заниматься подбором пружин и пр. Конструкторы тоже были вынуждены были идти на компромиссы в части снижения амплитуды, чтобы гарантировать при серийном производстве отсутствие пристука. И это приводило к тому, что с завода разброс амплитуд мог быть 270-310 град. Этот диапазон гарантировал заявленную заводом точность в -20 +40 сек. в сутки на всех серийных образцах, что собственно и было конечной целью завода. Кстати, именно из такого большого разброса идут сказки о суперточных часах. Отдельные экземпляры советских часов с амплитудой под 310-320 и правда можно настроить на точность лучше 10 сек. в сутки. Но большинство других таких же часов уже в такой жесткий допуск не укладываются, т.к. изначально имели меньшую амплитуду.
Какие изменения внесли в конструкцию баланса 3133 уже в 90-е годы и по каким причинам можно только гадать. Надо понимать, что в 90-е годы советский часпром прекратил свое существование и многим оставшимся производителям пришлось искать новых поставщиков материалов и комплектующих. А их производители вполне могли наложить ограничения на номенклатуру и параметры.

[Душан Грујић]

Сообщение от dmvt1

Вынужденные колебания это колебания под действием внешней периодической силы, которая может иметь частоту отличную от частоты собственных колебаний.

Дмитрий,

Вам можно утверждать что Вам угодно, но Вы не правы! То, что Вы описываете, является лишь частным случаем вынужденного колебания.

Я повторю еще раз:

- Если колебательная система смещена и затем отпущена, она начнет колебаться.
- Если к системе больше не прилагается внешних сил, тогда это является свободной колебательной системой. После некоторого времени колебание затухает и полностью исчезает.
- Если к системе постоянно или неоднократно применяется сила для сохранения колебания, тогда это является принудительной колебательной системой.

Колебательная система часов есть автоколебательная, но она не «Perpetuum mobile», колебания сохраняются под воздействием внешней силы и потому колебательная система часов является принудительной. Источником энергии и устройством обратной связи между колебательной системой и источником энергии является анкерная вилка с ходовым колесом. Частота колебаний определяется резонансной частотой пары волосок-колесо баланса.

"Вынужденные колебания – это незатухающие колебания. Неизбежные потери энергии на трение компенсируются подводом энергии от внешнего источника периодически действующей силы. Существуют системы, в которых незатухающие колебания возникают не за счет периодического внешнего воздействия, а в результате имеющейся у таких систем способности самой регулировать поступление энергии от постоянного источника. Такие системы называются автоколебательными, а процесс незатухающих колебаний в таких системах – автоколебаниями. "

Источник: http://physics.ru/courses/op25part1/...h5/theory.html

По моему, эта тема уже исчерпана, и я не буду дальше обсуждать. Если кто-то считает что ему нужно больше объяснений, то ему легко будет использовать интернет, или любою техническую литературу.

Ende! Конец!