Какие часы лучше механические или кварцевые? Все о кварцевом механизме в часах.

14.06.2015

Часы разделяют на два основных вида по типу используемых в их механизме устройств: кварцевые и механические. В свою очередь, механические часы по виду регулятора могут быть маятниковыми или балансовыми, а по типу привода - пружинными или гиревыми.

Кварцевые часы классифицируют по типу индикации на аналоговые или комбинированные, а по используемому источнику питания электронного блока на Kinetic, Ecodrive и работающие от батарейки.

Еще существует менее распространенный часовой механизм Spring Drive. Принцип его работы заключается в генерировании электрической энергии для управления из механической, из-за этого дополнительные источники питания не требуются.

Сравнение механического и кварцевого типов часового механизма

Покупателей, которые еще не определились со своими личными предпочтениями, интересует извечный вопрос, часы какого типа лучше: механические или кварцевые? И те и другие часовые механизмы имеют свои сильные и слабые стороны. Если история механики исчисляется столетиями, то кварцевый часовой механизм появился не так давно, примерно 40 лет назад.

Механические часы считают классикой часового искусства, они более престижны, подчеркивают статус владельца, его вкус и консервативность. Характерный звук вращения ротора подзавода, плавное движение стрелок по циферблату - все это похоже на ритуал, который так нравится поклонникам механических часов. За счет того что в процессе изготовления механических часов необходима ручная работа сборщиков и наладчиков, они обойдутся дороже кварцевых.

Часы с кварцевым механизмом удобнее в использовании, они легче и тоньше. По показателю точности хода кварцевые превосходят механические, к тому же не требуют подзавода. Еще одним существенным преимуществом кварцевых часов являет тот факт, что их точность не зависит от внешних факторов (перепадов температур, влажности, положения, степени износа деталей и т. д.)

Существует мнение, что механика намного долговечнее. Это спорное утверждение, качественный кварцевый механизм обладает примерно таким же рабочим ресурсом и запасом прочности. Поэтому долговечность наручных часов, при одинаковых условиях эксплуатации больше зависит от репутации производителя и своевременного обслуживания.

Достоинства кварцевых часов

Точность хода. Кварцевый часовой механизм очень точный, самые простые модели демонстрируют максимум отклонения 20 секунд в месяц, тогда как механические часы дают точность хода - около 40 секунд в день. Поразительную точность обеспечивает кристалл кварца.

Устойчивость к ударам. При любом механическом воздействии на кварцевые часы (удар, падение и т. д.) скорее пострадает их корпус, нежели выйдет из строя сам механизм. За счет высокого показателя противоударности, часы с кварцевым механизмом намного надежнее и удобнее в эксплуатации.

Приемлемая стоимость. В механизме нет тяжелых деталей и больших статических нагрузок на них, поэтому для производства используются недорогие материалы. А сам процесс изготовления и сборки полностью автоматизированный.

Надежность и простота в обслуживании. Кварцевые часы не требуют подзавода, автономность - это одно из главных их преимуществ. Даже если они долгое время будут просто лежать на полке, их точность по-прежнему останется на высшем уровне. Обслуживание часов заключается в своевременной замене источников питания. Батарейки необходимо менять примерно 2-3 раза в год, в зависимости от их качества. В некоторых моделях срок службы батареи составляет больше десяти лет.

Преимущества механических часов

Высокая ремонтопригодность. Специалисты в часовых мастерских смогут изготовить и заменить практическую любую деталь, вышедшую из строя. Независимо от года выпуска, механику можно отреставрировать, сохранив при этом оригинальный часовой механизм. При хорошем уходе (чистке и смазке) срок службы механических часов исчисляется десятилетиями.

Независимость от внешних источников питания. В механических часах нет батареек или аккумуляторов, которые необходимо периодически менять.

Изучив характеристики и принципы работы двух основных типов часовых механизмов, покупатель сможет сам сделать вывод: какие часы для него лучше - кварцевые или все-таки механические.

Чтобы хорошо разобраться в вопросе о кварцевых и механических часах, надо глубоко проникнуть в суть вопроса, начиная с истории возникновения этих механизмов.

История возникновения механических часов

Всё началось с солнечных часов. Этот самый простейший механизм возник так давно, что точно время его происхождения не установлено. От солнечных часов современные взяли лишь направление движения стрелки. Тень в северном полушарии шла по направлению современных часовых механизмов.

Самый первый часовой механизм, дошедший до нас, датируется вторым веком до нашей эры и изобретён он был в Древней Греции. Хотя, часовым механизмом его называют условно, так как он отсчитывал циклы прохождения созвездий, положение планет и время года.


Популярность же механических часов в привычном для нас понимании, распространилась в Европе, когда их стали устанавливать чуть ли не на каждую ратушу или церковь. Происходило это приблизительно в Средние века. Такие часы имели гиревый противовес, и на тот момент это было лучшим техническим решением. Размеры же таких механизмов были, конечно, очень огромными. Носить их с собой не представлялось возможным.

Совершенствуясь, часы становились всё меньше и компактнее. Механизм из гиревого превратился в пружинный. В качестве балансира теперь применяется пружина, а не маятник. К 19 веку механизмы приобретают такой размер, что их можно уже носить в кармане пиджака или брюк. Такие часы часто носили мужчины и обязательно на цепочке. Стоимость подобных изделий была очень высокой. Носить карманные часы могли позволить себе только очень состоятельные люди, желающие подчеркнуть свой статус. Наручные часы были распространены в те времена только у дам и были прежде всего украшением с множеством драгоценных камней. Сам же часовой механизм тогда был не очень точен и надёжен. У дам вообще такие часы часто просто стояли.

Наручные механические часы стали широко использовать во время Первой мировой войны в Германии. Военное положение показало удобство ношения часов на руке. Со временем изготовление наручных часов у Германии переняла Швейцария, которая и поставляла свои часы по всей Европе.

Часовые механизмы становились всё точнее и компактнее. Так возникли хронографы с хронометрами, где менялась дата, а секундной стрелкой можно было замерить определённый отрезок времени. На работе часов это никак не отражалось, то есть они не останавливались, а продолжали идти в привычном своём режиме.

История возникновения кварцевых часов

В 1927 году возникают первые кварцевые часовые механизмы. Назначение таких механизмов было точное измерение времени, более точного, чем механическими часами. Но из-за своей громоздкости широкое распространение эти часы тогда не получили.

Первые массовые кварцевые часы поступили в продажу в Японии после Олимпийских игр в Токио, где впервые такие часы выступили в роли точного секундомера. Было это в шестидесятые годы прошлого столетия. С тех пор наручные кварцевые часы приобрели очень широкое распространение, прежде всего, из-за своей низкой стоимости. Швейцарские и европейские компании, чтобы избежать разорения, вынуждены были наладить производство кварцевых часов. С этого момента носить часы мог позволить себе почти каждый человек.

Принцип действия механических и кварцевых часов

В механике заводной механизм сжимает пружину, которая затем медленно разжимается и при помощи целой системы шестерёнок запускает спусковой механизм, превращающий вращательную энергию в колебательную. Каждый день или раз в 90 часов, как на некоторых современных моделях, необходимо производить завод этого механизма вручную. Погрешность времени у механических часов зависит от качества изготовления механизма и составляет до 10 секунд в сутки. За месяц это может составить соответственно от пяти минут и более. Поэтому, хотя бы раз в месяц, необходимо ещё и корректировать время на циферблате. Из этого можно сделать вывод, что для более точного измерения времени с долями секунды механика не подходит.

В кварцевом механизме используется энергия электрических импульсов сжимаемого кристалла кварца . Сам кристалл подпитывается от источника электрического тока, то есть простой батарейки. От электрических импульсов кварца работает шаговый электродвигатель часов, поэтому заводить такие часы не нужно. Достаточно только поменять батарейку. Тут тоже всё зависит от качества батарейки, но в среднем срок службы составляет 1-3 года. Погрешность кварцевых часов 3-5 секунд в месяц, что несравнимо меньше, чем у механики.

Отличить кварцевый механизм можно по импульсному звуку ровно каждую секунду, у механических же звук постоянно-непрерывный, несколько импульсов за секунду.

Разнообразие механических и кварцевых часов

У всех механических часов практически одинаковый часовой механизм. Отличия могут составлять лишь в дизайне. Существует множество прозрачных и полупрозрачных корпусов, росписей циферблатов и стрелок.

Разнообразие кварцевых механизмов гораздо больше. В 70-е годы прошлого столетия изобрели кварцевые часы на жидких кристаллах, именуемые электронными. Такие часы уже являются своего рода многофункциональными устройствами с будильником, калькулятором, некоторые с записной книжкой, секундомером и множеством других функций. В настоящее время, с применением цифровых технологий, возможности электронных часов не поддаются счёту. Это и измерение пульса, и положение на карте, а возможность синхронизации со смартфоном даёт возможность приёма смс-сообщений, оповещения о входящих звонках и многое другое.

Считается, что механика более долговечна , так-как окончание срока службы таких часов означает полное стирание всех шестерёнок и механизмов. Произойти это может очень нескоро. Да и корпус и все детали таких часов сделаны из металла. Обладатели кварцевых механизмов гораздо чаще меняют свои часы на новые не потому, что старые уже износились, а из-за их дешевизны и постоянного желания чего-то нового.

В заключении несколько слов о стоимости часов. Если не рассматривать дорогие модели из драгоценных металлов, украшенными бриллиантами, то стоимость механических часов всё равно на порядок будет дороже кварцевых. Последние же в пластиковом корпусе да ещё и китайского производства могут стоить всего 200 рублей . Зависит это от технологии производства (ручная или роботизированная сборка), используемых материалов (металл или пластик) и самого производителя (швейцарские часы всегда будут стоить дороже китайских аналогов). Механические часы из-за своей стоимости служат для владельца подтверждением своего высокого статуса и состоятельности, индивидуальности. Кварцевые более доступны, их может приобрести буквально каждый.

Суммируя все отличия, можно отметить, что у кварцевых и механических часов есть свои положительные и отрицательные стороны. Однозначного же вывода о преимуществе часов какого-то одного типа сделать невозможно. Каждый решает для себя сам, что для него будет в приоритете.

Выбор часов может стать непростой задачей. Сегодня на рынке представлено огромное количество моделей. Как не растеряться среди этого разнообразия? Какие лучше - кварцевые или механические часы?

Типы часовых механизмов

Для начала разберемся, какие бывают типы часовых механизмов.

Механические часы для получения энергии используют гиревой или пружинный механизм (зависит от типа часов), а в качестве колебательной системы применяется балансир или маятник. За преобразование вращательной энергии в возвратно-поступательную или колебательную отвечает спусковой механизм. Он соединяется с пружиной с помощью системы шестеренок.

Кварцевые часы - это устройство, во многом напоминающее механические часы, но с несколькими принципиальными отличиями в колебательной системе и источнике питания. Существуют гибридные модели, сочетающие элементы обоих устройств.

Электронные устройства несут в себе элементы кварцевых, а также дисплей вместо циферблата и микросхему. Они часто обладают расширенным набором функций. Практически все оснащены секундомером и календарем, могут иметь встроенный будильник, термометр, барометр, калькулятор.

Как появились кварцевые механизмы

Кварцевые часы - это не та вещь, которая была придумана в один день. Их изобретению предшествовала длительная работа, многочисленные научные исследования и достижения.

Устройство механических часов постоянно совершенствовалось, они были сложны и обладали высокой стоимостью. В стремлении сделать часы более простым и доступным предметом У. А. Маррисон в 1927 году предложил принципиально новый механизм часов - кварцевый. Первые приборы, построенные по новому принципу, были громоздкими и использовались в научных лабораториях как более точные, чем механические.

Над усовершенствованием и уменьшением кварцевых часов независимо друг от друга работали ученые трех стран - США, Швейцарии и Японии. Японская компания Seiko предоставила точнейший кварцевый секундомер к Олимпийским играм в Токио в 1964-м, а свои первые наручные часы выпустила на рынок в 1969 году - они стали первыми в мире. Первые наручные швейцарские кварцевые часы были разработаны в 1967 году и поступили в продажу в 1970. Это был настоящий прорыв, и открытия посыпались как из В 1972 году были выпущены кварцевые часы на то есть электронные, в 1978 их оснастили калькулятором, в 1979 - суперплоские, в 1988 появились гибриды с аккумулятором, заряжающимся от кинетической энергии - от движений руки.

Как работают кварцевые часы

Электронный блок, расположенный в кварцевых часах, посылает импульсы шаговому электродвигателю, поворачивающему стрелки. Постоянную частоту импульсов обеспечивает кварц. Двигатель и блок получают питание от батарейки. Такие часы заводить не нужно, ведь батарея обеспечивает длительный срок работы.

Кварцевые часы - это универсальный механизм, который может стать многофункциональным устройством. На этой базе может быть спроектирован будильник, хронометр, секундомер, и это минимально увеличит стоимость готового продукта.

Кварцевый механизм может быть оснащен как циферблатом, так и цифровым дисплеем. У нас часы с жидкокристаллическим дисплеем называют электронными.

Зачем часам кристалл

Почему в часах используется кристалл кварца? Он обладает уникальными свойствами: при воздействии электрического тока он сжимается, и при этом порождает электрические импульсы. С помощью тока кварц можно заставит сжиматься-разжиматься с постоянной частотой. Эти колебания должны иметь частоту резонанса 32768 герц, что регулируется размером кристалла. Кварцевый кристалл стабилизирует на своей резонансной частоте электрические колебания генератора.

Сколько могут работать кварцевые часы

Покупая часы кварцевые наручные, мы часто задумываемся, как долго они смогут работать. Что случится, если начнет садиться батарея или разрушаться кварцевый кристалл? К слову, те, кто покупает часы кварцевые наручные мужские, больше заботятся о сроке службы изделия. Женщин чаще волнует их внешний вид.

По долголетию кварцевые устройства не уступают механическим. Есть мнение, что механика надежней - ведь существуют часы, работающие уже столетия. Но кварцевый механизм изобретен сравнительно недавно, да и многие просто выбрасывают надоевшие часы до того, как они сломались, предпочитая периодически менять модели.

Если у кварцевых часов садится батарея, они могут отставать. Если же начинает разрушаться кварц - они начнут спешить. И батарею, и кристалл можно заменить.

Часы и мода

Сегодня в часах ценят не только точность и надежность, огромное значение имеет и Часы выпускаются в множестве стилей - кэжуал на каждый день, классические модели, идеально подходящие к деловому костюму, крупные спортивные часы с множеством дополнительных функций, яркие ультрамодные часы необычной формы, пилотские часы в авиационном стиле и элитные люксовые механизмы, которые могут стать настоящей семейной реликвией.

Кварцевые часы - это не обязательно доступная и недорогая вещь. Модели известных брендов могут иметь весьма высокую стоимость. Часы кварцевые мужские, как правило, выполнены в классическом стиле, элегантны, не имеют броских деталей. Модели для молодых людей могут быть более яркими.

Женские кварцевые часы изящны, их цель - не только показывать точное время, но и дополнить образ хозяйки. Многие модные бренды выпускают часы с необычным дизайном. Женские часики могут быть выполнены как в классическом стиле, так и в современном. Они могут быть украшены полудрагоценными и драгоценными камнями, напоминать браслеты, выделяться необычным ремешком, например в виде яркого атласного платка.

Какие точнее?

Точность - ещё один немаловажный фактор при выборе часов. Ведь никому не нравится, когда они постоянно спешат или отстают.

Точность механических часов может зависит от температуры, регулировки, степени износа шестеренок, положения в пространстве, завода пружины.

Механизм часов кварцевый более точен. Генератор вырабатывает постоянные импульсы, от которых и зависит движение стрелок.

Для механических часов считается нормальным отклонение на 20 секунд в сутки в ту или иную сторону, для лучших фирменных экземпляров - 5 секунд. Лучшие кварцевые часы могут обеспечивать точность до 5 секунд в год, рядовые представители - 20 секунд в месяц. Таким образом, даже самые качественные механические часы не могут превзойти кварцевые в точности.

Плюсы и минусы механических часов

Рассмотрим, какими достоинствами и недостатками обладают механические часы. Над их совершенствованием специалисты работают не одну сотню лет, они достаточно надежны и не теряют популярности до сих пор.

Механизм часов может быть хрупким. Брать их с собой в экстремальный поход или на интенсивную спортивную тренировку не стоит. Исключением могут быть специальные ударопрочные модели.

Механические часы можно ремонтировать. Мастер может на заказ изготовить любую деталь и восстановить часы вашего прадедушки, доставшиеся в наследство.

Механика не зависит от батареек. Недостаток - их нужно постоянно заводить, но эту проблему можно решить с помощью автоподзавода. Автономность может составлять до 20 суток.

Современные механические приборы точны, но все же значительно уступают кварцевым.

Сборка механических часов производится лично мастером, что увеличивает их стоимость, особенно с учетом того, что ручная работа сегодня высоко ценится.

Механизм часов интересен, за ходом шестерней приятно наблюдать. Это используют многие производители - недавно приобрели популярность модели с прозрачным корпусом, позволяющие наблюдать за движением деталей - «скелетоны».

Механические часы обычно заключены в металлический корпус и могут быть тяжелыми.

В часах может присутствовать большой набор функций, но это значительно увеличивает их стоимость.

При изменении температуры теряют точность.

Срок службы более 10 лет при хорошем уходе.

Плюсы и минусы кварцевых часов

Какими важными качествами обладают часы кварцевые наручные мужские и женские?

Кварцевые часы устойчивы к ударам и могут использоваться активными людьми, любителями экстремальных видов спорта и туризма.

Имеют большое количество функций благодаря электронному чипу.

Корпус выполнен из пластика, что делает изделия легкими и прочными. Их могут носить даже дети.

Благодаря встроенной батарее часы не нужно заводить. Качественный элемент питания обеспечит беспрерывную работу на протяжении 10 лет.

Кварцевые устройства можно отремонтировать только в случае наличия запасных частей, которые выпускаются на предприятии. Если модель устарела и запчасти не производятся, починить часы будет сложно.

Кварцевым часам свойственна высокая точность хода +/- 5 секунд в год. Этот фактор не зависит от изменения температуры.

Какие выбрать

Нельзя сказать точно, какие часы лучше - кварцевые или механические. Ведь несмотря на широкую популярность современных электронных изделий, традиционная механика нашла своих верных поклонников, особенно в последнее время, когда обилие новых материалов, в том числе прозрачного прочного пластика, позволяет насладиться видом работы слаженного часового механизма.

Кварцевые часы считаются более точными и практичными в использовании, а механические - неустаревающая классика часового производства. Если рассматривать вопрос цены, то сделанная вручную механика дороже кварца массового производства, хотя в обеих категориях можно найти как люксовые модели высокой стоимости, так и бюджетные.

Безусловно, для активной жизни и занятий спортом подойдут кварцевые часы, а классический образ может дополнить "механика".

Свойство кварца сжиматься под воздействием тока и посылать импульсы в 50-х годах ХХ века совершило революцию в часовом производстве: вместо пружины источником движения стрелок стал кристалл. Благодаря ему сегодня мы видим часы самых разных форм, размеров и функциональности. Обычно нам предлагают выбор между механическими, кварцевыми и электронными, и каждый тип имеет свои достоинства и недостатки. Первые менее точны и требуют завода (часто автоматического), они подвержены физическим воздействиям и отличаются относительно большими размерами (во всяком случае, в массовом производстве). Их стрелки двигаются за счет пружинного механизма.

Справедливым будет вопрос, чем отличаются электронные часы от кварцевых, если они работают на основе одинакового кристалла? Действительно, оба этих типа относятся к кварцевым механизмам, и отличается только способ вывода информации. Однако традиционно «кварцевыми» называются часы электронно-механические, со стрелками (иногда их именуют «аналоговыми»), а «электронными» – с цифровым табло.

Сравнение

Любой кварцевый механизм требует источника питания – в часах это батарейка. Кристалл в электромагнитном поле колеблется с определенной периодичностью. В электронных часах подобные колебания преобразуются в дискретные сигналы, которые выводятся на цифровое табло, в кварцевых – передаются на шаговый двигатель, вращающий систему шестеренок и стрелки. Мы же видим, соответственно, так:

Кварцевые электронные часы
Кварцевые аналоговые часы

Отличие электронных часов от кварцевых – в возможности интегрировать их практически в любую систему независимо от назначения и размера. Они могут вообще не иметь собственного дисплея, а использовать общее устройство вывода информации: так мы видим время на мониторах компьютеров и экранах смартфонов, так ставим таймер на различных бытовых приборах.

Электронные многофункциональные часы

Выбирая у витрины в магазине, потенциальный покупатель хочет знать, в чем разница между электронными и кварцевыми часами именно для него, потребителя. И те и другие не требуют завода, но нуждаются в замене батарейки раз в несколько лет – и это, пожалуй, все, что объединяет модели. Электронные часы в силу наличия дисплея часто снабжаются дополнительным функционалом: туда встраивают все, от калькулятора до погодной станции. Электронно-механические – только часы, которые имеют классический внешний вид.

Выбирают часы преимущественно в соответствии с собственным вкусом и размерами кошелька. Электронные, правда, не слишком часто становятся статусной вещью: в категории «люкс» почти исключительно стрелки. Ударопрочными и влагозащищенными корпусами снабжают модели любого типа, ремешки могут быть силиконовыми, кожаными, пластиковыми, металлическими – это влияет только на выбор. А вот модное оформление «скелетон» доступно лишь для кварцевых часов: видимый работающий механизм (шестеренки и двигатель) под прозрачной крышкой. Электронные ничего настолько интересного продемонстрировать не могут.

Часы «скелетон»

Устройство часов схоже со строением автомобиля. В них также есть «кузов», «двигатель», «регулятор», «счетчик», «индикатор» и другие схожие понятия о технических моментах строения механизма. Разбор строения будет проходить, так же как и в других сложносоставных механизмах, по «ключевым местам».

Двигатель – эта часть механизма отвечает за движение стрелок на циферблате.

Двигатель часов в разрезе.

Регулятор – отвечает за скорость вращения двигателя и за точность показаний времени.

Счётчик – ведёт считывание показаний колебаний (колебательная система) и «переводит» данные в движение стрелок или показания дисплея (электронные часы).

Индикатор - внешняя часть часов, на которую выводятся показания времени (циферблат или дисплей).

В некоторых типах устройств будут видоизменяться некоторых части механизма, но общий принцип работы колебательной системы не претерпит существенных изменений. В некоторых как в устройстве настенных часов регулятором будет маятник и сложная система шестерёнок. Такая же система шестерёнок (колёс) и микросхема (считывает колебания кристалла кварца) присутствует в кварцевых устройствах. Данная схема присутствует даже в квантовых часах (атомных), просто она считывает показания не с маятника или кварца, а с колебания атомов.

Общий принцип работы схож для всех видов устройств, и он не претерпел серьёзных видоизменений на протяжении всей истории создания механизмов такого типа.

Виды часовых механизмов.

Исходя из особенности «ключевого места» часы можно поделить на два класса. В основном по тому, какой регулятор там используется, они расходятся на две категории кварцевые и механические.

Механические часы – работа таких устройств базируется на основе колебаний маятника или балансира. Источником питания обычно служит пружинный механизм или гиревой.

В кварцевых часах – механика работы строится на колебаниях кварцевого генератора. В таких устройствах элементом питания в большинстве случаев является батарейка.

Так же механические часы распределяются по классу регулятора и приводу, а кварцевые по типу индикатора и источнику питания.

В то время как история существования механических часов насчитывает более 1000 лет, то история кварцевых насчитывает всего лишь чуть более 40 лет и с момента появления кварцевого механизма не утихают споры о том, какой же всё-таки лучше. Адекватного ответа на этот вопрос ещё ни кто не дал.

Сравнительные характеристики механических и кварцевых часов.

Сравниваться они будут по ряду основных характеристик.

• Первое (1). Точность хода (нормальная/максимальная)
• Второе (2). Время до завода/смены элемента питания.
• Третье (3). Ударопрочность.
• Четвёртое (4). Чувствительность к перепадам температуры.
• Пятое (5). Срок эксплуатации.
• Шестое (6). Ремонтопригодность

Механические часы.

• от +40 до -20 секунд в сутки/±7 секунд в день.
• 40 часов/20 дней.
• низкая (из-за возможного выхода из строя части шестерёнок).
• очень высокая (по причине свойств материалов, из которых состоят некоторые детали).
• от 10 лет.
• очень высокая (возможность замены некоторых элементов конструкции механизма).

Кварцевые часы.

1. ±20 секунд в календарный месяц/±5 секунд в календарный год.
2. от 2 до 10 лет.
3. высокая (такое возможно по причине особенностей конструкции).
4. низкая (так же связанно с особенностями конструкции).
5. от 5 до 10 лет.
6. весьма низкая (замене обычно подлежит весь блок механизма).

Преимущества кварцевых часов.

Точность – В связи с маленькими показателями в отставании/опережении заданного времени. Надёжность – В таком виде механизма очень мало деталей и это обеспечивает постоянную надёжную работу. Ударопрочность – Из-за особенностей конструкции и отсутствия сложносоставных деталей эти часы не боятся обычных механических повреждений, что могут произойти в повседневной жизни. Долговечность элемента питания – Срок службы батарейки в часах составляет в среднем 2 – 3 года.

Простота и надёжность механизма – Так как механизм таких часов в основном своём виде состоит из разных видов пластика и его производство полностью автоматизировано, эти свойства дают долговечность и понижают стоимость продукции на выходе.

Достоинства механических часов.

Отсутствие необходимости замены элемента питания – Не требуется тратить деньги на замену батареек и замену оной.

Ремонтопригодность – Возможность замены любой части механизма в условиях часовой мастерской.

Срок эксплуатации – Данное условие зависит только от хорошего отношении к часам в процессе эксплуатации.

Стиль, определённый временем – Такие часы не утратят своей актуальности и через 100 лет.

Даже после такого анализа вопрос о том, что лучше не возможен по причине того что каждый сам определяет, что ему нужнее, приятнее и выгоднее. Выбор всегда зависит от индивидуальных предпочтений.

Устройство и принципы работы часовых механизмов.

Основные принципы работы механических наручных часов.

Способ работы часов с балансирным механизмом такой же, как у гиревых и маятниковых часов. В механизме такого типа тоже есть пружина (двигатель) которая вращает зубчатые колёса и стрелки.

Такой тип часов можно перемещать в пространстве как угодно, трясти, вертеть и им ничего от этого не будет.

Пружина в часах, будучи лентой из стали или иного специализированного сплава находится в свёрнутом виде в металлическом барабане. На внешне цилиндрической поверхности барабана сделаны зубья и по этой причине он является одним из зубчатых колёс внутри часов. Это колесо-барабан одето на определенный вал, на котором может свободно крутиться вокруг его оси. Один конец пружин закреплён внутри барабана, а другой закреплён за крючок на валу.

Общая схема и детали двигателя наручных часов показаны на рисунке ниже.

Схематическое изображение стандартных наручных часов с боковой секундной стрелкой.

Когда вращаешь вал, а барабан не двигается, пружина закручивается. Если после этого зафиксировать вал, то пружина, раскручиваясь, будет стараться провернуть барабан. Это движение переходит на центральный триб и с него на триб минутной стрелки, вексельное колесо и триб вексельного колеса на часовое колесо, на втулке которого закреплена часовая стрелка. На этой колёсной передаче число зубцов подобранно таким образом, что часовая стрелка в 12 раз вращается медленней минутной.

Если взвести пружину, а потом отпустить то она развернётся почти мгновенно.

Но от часового механизма требуется совсем другое, равномерное вращение стрелок на определённый срок времени. Для такого нужно устройство, которое будет за равные временные промежутки позволять барабану (так же и стрелкам) двигаться под строго определённый угол расположения на циферблате. Такое устройство, которое задаёт такие промежутки времени в часовом механизме, называется регулятором. В наручных и карманных часах используется система движения балансир - спираль.

Во время поворота балансира в любую сторону в спирали нарастает напряжение, увеличивающееся прямо пропорционально углу поворота. После этого отпущенный балансир под воздействием спирали начнёт обратное движение в положение равновесия. В таком положении нарастающее напряжение спирали исчезает, но балансир по закону инерции продолжает движение дальше на почти такой, же угол, какой был до этого и продолжит рост напряжения в спирали. Без трения и других факторов внешнего воздействия балансир продолжал бы колебания системы до бесконечности. Частота колебательной системы балансир – спираль не зависит от амплитуды движения (максимального угла поворота) на который был перемещен балансир. Такая система называется изохронной.

Время полного колебания (движения) балансира которое он совершает, зависит от напряжения спирали, размера и массы самого балансира. По этой причине он, так же как и маятник совершает колебательные движения с не изменой частотой. Значит, возможно, использование такой системы для нормализации скорости движения колёсной передачи. К реалиям повседневной жизни это имеет малое отношение, но по ряду причин это не возможно. Трение и другие факторы работы балансира с течением времени приводят к полной остановке механизма. Для постоянной работы колебательной системы необходимо в определённый промежуток времени «сдвигать» балансир этим давая ему энергетический толчок. Так же движение баланса нужно превращать в равномерное вращение стрелочной передачи. Для разрешения таких проблем служит определённое устройство, называемое спуском или ходом.

Анкерный спуск (ход).

Анкерный ход (спуск) будучи частью часового механизма служащей одновременно для двух определённых целей, превращения постоянных и не изменчивых колебаний балансира во вращение зубчатых колёс с неизменной скоростью движения, включающую в себя так же стрелочную передачу и перемещение «энергии» от «двигателя» балансиру для продолжения его работы. Данный ход помогает системе балансир – спираль руководить работой зубчатой передачи таким образом, что за один такт колебания балансира шестерёнки перемещались под определённые углы.

Так же есть большое количество известных конструкций спускового механизма, но на данный момент большинство наручных часов имеет в своём «содержании» определённый тип который носит название швейцарский анкерный спуск.

Отличительной характеристикой данного спуска приходится наличие определённого элемента имеющего вид корабельного якоря, который называется анкерной вилкой, имеющей место постоянного пребывания между балансиром и последним зубчатым колесом.

У анкерной вилки имеется два плеча, на которых закреплены рубиновые камни которые имеют название палета. А так же у неё есть раздвоенный хвост, концы которого называют рожками. Вилка надевается на ось, на которой она может двигаться в любую сторону. Так же в состав данного спуска входят шестерёнки особой формы, из-за чего носит название анкерное колесо, а также имеется импульсный ролик с импульсными камнями, находящиеся на оси балансира. Детали и устройство механизма приведены ниже на рисунке.

Работа анкерного хода в схематическом изображении.

Балансир (баланс) основную часть времени перемещается «независимо» и не соприкасается с анкерной вилкой. Переходя в своём движении на исходную точку, он ударяет импульсным камнем по рожку и проворачивает анкерную вилку. От такого движения палета запирающая «зуб» анкерного колеса приподнимается и разблокирует его. (часть рисунка под номером 1)

В момент освобождения «зуба», анкерное колесо под воздействием пружины начинает проворачиваться и после этого уже «зуб» анкерного колеса сдвигает палету и приводит в движение анкерную вилку. Рожок анкерной вилки догоняя импульсный камень бьёт по нему, передавая балансиру (балансу) добавочную энергию. (часть рисунка под номером 2)

Анкерное колесо сдвигается на небольшой угол и после этого уже другой зуб опирается в противостоящую палету анкерной вилки. Во время обратного движения балансира (баланса) вся процедура повторяется в той же последовательности что и до этого но с противоположной стороны вилки. (часть рисунка под номером 3)

В одно полное колебание балансира (баланса) анкерная вилка даёт возможность анкерному колесу продвинуться только на один «зуб». В то время когда анкерное колесо двигается и бьётся «зубом» о палету анкерной вилки происходит определённый звук «тик-так». (часть рисунка под номером 4)

Чем выше частота колебаний, тем меньше он реагирует на негативные проявления вроде встряхивания. На данный момент в наручных часах применяется балансир (баланс) имеющий частоту колебаний 0.4 секунды 0.33 секунда, а в наиболее точных всего 0.2 секунды.

Скорость колебания балансира (баланса) в тысячи раз превышает скорость вращения барабана для того чтобы синхронизировать скорости их перемещения между барабаном и анкерным колесом вставляют ещё ряд колёс и трибов имеющих название основной колёсной системы.

Зубчатая передача от барабана к анкерному трибу повышает число оборотов и в таком же количестве снижает передачу мощности. Основную колёсную систему создают, так чтобы первый после барабана триб сделал один оборот за час, и его ось прошла через центральную часть часов, от этого он получил своё название «центральный триб». На оси центрального триба размещают триб минутной стрелки, где и располагается минутная стрелка. Ось триба делающего один полный оборот в одну минуту почти всегда ставят выше шести часовой метки и закрепляют на ней секундную стрелку.

Принцип работы кварцевых часов (включая в себя электронные).

За тысячелетие существования наручных часов (механических) люди продолжали совершенствовать их механизм. Следование по пути развития высоких технологий отразилось и на механических часах в лучшую сторону, так как люди смогли добиться точности хода равной ± 5ти секундам за 24 часа. Но такие механизмы, будучи весьма сложными в производстве и имеющими весьма непомерную цену не пользовались популярностью. Этот аспект повлиял на появление принципиально нового механизма, кварцевого. Кварцевый механизм, имея весьма высокую точность хода, обладает весьма низкой стоимостью. Он стал весьма популярен среди населения именно из-за своих качеств. Подавляющее количество выпускаемых в мире устройств на сегодняшний день несут в себе кварцевый механизм.

Общее схематическое устройство кварцевых часов

Главными узлами кварцевых часов являются электронный блок и шаговый электродвигатель. Электронный блок раз в секунду передаёт импульс двигателю, а тот следом поворачивает часовые стрелки.

Часы получили своё название из-за того что источником колебаний является кристалл кварца. Кристалл кварца выдаёт большую стабильность вырабатываемых импульсов, следовательно, большую точность хода. Источником питания механизма энергией является батарейка, от неё получает необходимый заряд электронный блок и двигатель. Такие элементы питания рассчитаны на срок эксплуатации равный примерно двум годам. Основным достоинством батарейки является отсутствие нужды в заводе часов каждый день. Исходя из характеристик данного устройства, можно заключить, что такой сплав точности и простоты эксплуатации достаточно удобен большинству людей.

В некоторых случаях за место циферблата устанавливают электронный дисплей. В России такой вид часов называют Электронными, а во всём остальном мире данные устройства называют кварцевыми с электронной индикацией. Такое определение должно указывать на то, что данный механизм сконструирован на основе кварцевого генератора и время выводится на дисплей.

По основному своему содержанию они являются крошечным компьютером с запрограммированной микросхемой. Такие часы легко превратить в универсальное устройство, несущее в себе функции хронографа, секундомера, будильника, календаря и многие другие функции всего лишь добавив новый код в микрочип. Так же кварцевые часы отличает от механических то, что после интеграции этих функций, стоимость повышается на очень незначительную сумму.

Кристалл кварца, обладая пьезоэлектрическими свойствами при сжатии, вырабатывает электрическое поле, но если на него воздействовать электричеством, то кристалл «сожмётся». Таким образом, можно заставить кристалл колебаться (на этом свойстве данного минерала и построена вся система кварцевого генератора). Все кристаллы имеют разную частоту резонанса. Длительным подбором размера кварца находят нужный с частотой в 32768 герц.

В электронном блоке наручных кварцевых часов находится генератор электрических колебаний. Данное устройство выдаёт электрические колебания и для его стабилизации используют кристалл кварца на резонансной частоте. По вытекающим из этого особенностям у нас есть генератор электрических колебаний с постоянной частотой колебаний. После всего этого остаётся предать равномерные колебания для движения стрелок.

Генератор производит 32768 колебаний в секунду, а это приблизительно в 10000 раз превосходит колебания балансира. Не один механизм в мире не сможет работать на таких скоростях. И по этой причине в них дополнительно стоит часть называемая двигателем, она отвечает за преобразование колебаний такой мощности в импульс с частотой всего лишь 1 герц. Импульсы такой мощности подаются на обмотку шагового двигателя.

Устройство шагового двигателя.

В двигатель входят, статор с находящейся на нём закреплённой катушкой с обмоткой и ротором является магнитом, насаженным на ось. Когда через катушку проходит электрический импульс возникает электромагнитное поле, которое сдвигает ротор на пол-оборота. Ротор по системе зубчатых колёс двигает стрелки на циферблате.

Подробная схема кварцевых часов.

Автоподзавод

Первые механизмы с автоподзаводом были выпущены в 18 веке, а в 1931г появились первые наручные часы с такой функцией. Основной массовый выпуск таких устройств начался на 20 лет позже. И после этого часы с автоподзаводом стали завоёвывать всё большую популярность и уважение, связанные с их удобством и функциональностью.

Принципы работы автоподзавода.

Основным источником получения энергии в механических устройствах является пружина. Она взводится при помощи вращения заводной головки и через систему шестерёнок переходит на вал барабана. Каким же образом часы могут заводить себя сами?

Устройство подобного механизма весьма похоже на то если положить камень в коробку и поболтать, то камень начнёт стучаться об стенки коробки. Это возможно из-за закона всемирного тяготения и инерции. Часы с автоподзаводом построены по такому же принципу. В их механизме есть свой «камень», будучи закреплённым на оси грузом похожим на сектор со смещённым центром тяжести он при любом движении руки поворачивается вокруг своей оси и дозаводит пружину через систему специальных зубчатых колёс.

Для того чтобы данный сектор смог пересилить сопротивление пружины и подзавести механизм он должен иметь превосходящую инерцию. По этой причине сектор производят из двух разных частей, тонкой и легкой верхней пластины, полукольца из вольфрамового тяжёлого сплава. Диаметр сектора пытаются по возможности сделать максимальным.

Сектор автоподзавода двигается от любого движения руки носящего человека, его вращение не зависит от степени завода пружины. От возможного разрыва из-за сильного завода пружины такие устройства снабжают тем или иным механизмом защиты. В основном устройства с автоподзаводом снабжают пружиной прикреплённой к барабану таким образом, что она не крениться полностью, а при помощи фрикционной накладки. Упругость рассчитана таким образом, что при полном заводе внешний конец пружины с фрикционной насадкой проскальзывал, защищая, таким образом, пружину от разрыва. В некоторых случаях, когда заводишь часы можно слышать щелчки, такой звук означает, что пружина проскальзывает.

Плюсы и минусы часов с автоподзаводом.

Плюсы. Часы с автоподзаводом не надо заводить каждый день. Так же помимо удобства в них есть ещё и два дополнительных преимущества. Сектор держит пружину в постоянном «тонусе» что благоприятно сказывается на точности. Водозащита таких часов гораздо выше в связи с тем что в таком механизме практически не используется заводная головка и это даёт дополнительные гарантии что грязь и влага не попадут внутрь механизма.

Минусы. Устройства с такой функцией являются весьма сложным механизмом, что в разы увеличивает вероятность поломок. Часы с авто подзаводом имеют весьма не маленькие размеры что практически переводит их в разряд чисто мужских часов. Из-за того что основным компонентом сектора является вольфрамовый сплав стоимость таких часов весьма велика. И главным минусом таких устройств является низкая ударопрочность. Некоторые особо сильные удары приводят к тому что опора сектора ломается под его весом и это приводит к полной не годности механизма.

На сегодняшний день основная масса производимых механических часов в мире имеет комплектацию включающую автозавод, исключение составляет лишь самый дешевый или очень дорогой модельный ряд. В бюджетном варианте автоподзавод не предусмотрен исходя из целей снижения стоимости продукции, а дорогом (элитном) варианте часов из-за сложности конструкции (дополнительные функции) в большинстве случаев не возможно поставить автоподзавод. Большое количество дополнительных функций делает механизм более массивным, тяжелым, а после добавления автоподзавода произойдёт неминуемое увеличение массы и объема что является неразумным. Дополнительные функции требуют для нормальной работы большего количества энергии и мощной пружины и из-за этого сектор автоподзавода не в силах её подзавести.

"Самозаряжающиеся" кварцевые часы.

Один из основных недостатков кварцевых часов можно считать необходимость замены элемента питания. Для облегчения жизни человека носящего такое устройство были разработаны несколько способов подзарядки элемента питания. Основные используемые технологии, применяемые в кварцевых наручных часах это Kinetic/Autoquartz и EcoDrive. Такие технологии базируются на том, что подзарядка элемента питания происходит извне. EcoDrive – Использует для подзарядки энергию солнечных лучей попадающих на циферблат. Kinetic/Autoquartz – Подзарядка происходит посредством движения руки человека (закон о кинетической энергии движущегося тела).

Технология Kinetic.

Кварцевые часы с технологией Kinetic являются механизмом, которому не требуется замена элемента питания (батарея). В таких устройствах кинетическая энергия от движения руки видоизменяется на электрическую, которая питает батарею. Такой механизм является сплавом Кварцевых и механических часов с автоподзаводом. От движения руки груз, похожий на используемый в часах с автоподзаводом, двигается по кругу вокруг оси и по системе зубчатых колёс приводит в движение ротор генератора. Электричество, вырабатываемое генератором, подзаряжает накопитель энергии – конденсатор.

Для вырабатывания электрического тока генератором необходимо чтобы ротор вращался с очень большой скоростью. В устройствах с механической начинкой колёсная передача уменьшает обороты от груза до барабана, а в часах с технологией Kinetic всё с точность также, но наоборот. Часы с такой технологией имеют колёсную передачу, которая выдаёт скорость вращения ротора до 100.000 оборотов за 60 секунд. Из-за такой скорости главной проблемой механизма становится трение в опорах ротора.

Для снижения трения в опорах генератор построен таким образом, что ротор находится в магнитном поле обеспечивающим как бы невесомость и почти не касается опор. Из-за магнитной подвески ось, у которой диаметр на концах всего лишь 0.10-0.15 миллиметра (что является размером, который в 3-4 раза меньше человеческого волоса) может выдерживать вес ротора который в среднем в 20 раз больше весит ротора шагового двигателя. Высшим достижением этой технологии можно назвать изготовление с максимально возможной точностью оси ротора (имеющей мизерный размер). Так же для уменьшения трения изготовили уникальную смазку для опор ротора имеющую малую вязкость.

От резких движений и допустим от удара руки о стену, груз начнёт вращаться с возросшей скоростью превосходящую нормальную во много раз. Для предохранения от разрушения центральной оси ротора требуется ограничить скорость во время вращения. Поэтому в передаче используют фрикционную муфту. Внешний вид такой муфты – обычное колесо с трибом, но оно сидит на оси не плотно, а с небольшим трением. Когда скорость нормальна триб вращается вместе с колесом, но когда происходит резкое ускорение, триб муфты поворачивается отдельно от колеса, предохраняя ротор. Ротор генератора вращается с грандиозной скоростью и из этого следует, что баланс должен быть выверенным с очень большой точностью иначе он просто сломает часы./p>

Технология Eco-Drive

Данная технология появилась в 1995г. Основные принципы работы её составляют: получение энергии из солнечного света посредством трансформации оного фотоэлементами в обычный электроток нужного напряжения.