← На главную

Механические часы работают на mainspring, escapement и balance wheel — никаких батареек

16.06.2026 11:26 · hackernews

Механические часы — это чистая механика без батареек. Внутри металлического корпуса спрятан «механизм» (movement), который держит время. Вся его работа держится на пружине — mainspring. Она находится внутри барабана (barrel). Когда крутишь заводную головку, arbor наматывает пружину, и она хочет раскрутиться обратно. Чтобы это не произошло мгновенно, нужен click — маленькая пружинная защёлка. Она позволяет крутить arbor только в одну сторону, а обратно блокирует.

Пружина крутит barrel, тот через цепочку шестерёнок передаёт вращение. Эта цепочка называется going train: от barrel к second wheel, потом к third wheel, наконец к fourth wheel. Каждая пара — это большая шестерня и маленькая pinion на одной оси. В итоге fourth wheel делает 2400 оборотов, пока barrel делает 7. Это даёт ту самую скорость секундной стрелке. Шестерёнки в часах используют циклоидальный профиль зубьев, а не эвольвентный, как в больших машинах.

Дальше — спуск (escapement). Он состоит из escape wheel с зубьями необычной формы и pallet fork — вилки с рубиновыми камнями на концах. Рубин твёрдый и скользкий. Вилка то стопорит колесо, то отпускает его на пол-оборота. Но кто будет двигать вилку? Для этого нужен balance wheel (баланс) на hairspring (волоске). Это тот же torsion spring, только намотанный спиралью из сплава Nivarox, который не боится температуры. Баланс качается туда-сюда четыре раза в секунду, или 28 800 ударов в час. На нижней части баланса — jewel roller. Он бьёт по вилке, та открывает escape wheel, колесо толкает вилку обратно, и та подпинывает баланс — как толчок качелям. Так часы не останавливаются.

Вся конструкция смонтирована на mainplate — основной пластине с рубиновыми подшипниками. В них залито масло, чтобы уменьшить трение. Сверху всё закрыто мостами (bridges) — train wheel bridge для колёс и barrel bridge для барабана. У баланса свой мостик — balance bridge. На нём же стоит регулятор хода: жёлтые и бирюзовые детали меняют эффективную длину волоска, ускоряя или замедляя ход. Ещё есть механизм защиты от ударов (shock protector) — маленькая пружинка и дополнительные камни, которые не дают сломать тонкую ось баланса, если часы уронили.

Секундная стрелка сидит на оси fourth wheel. Минутная — на cannon pinion, который цепляется за third wheel через дополнительное колесо. Часовой механизм (motion works) состоит из minute wheel и hour wheel, которые дают замедление в 12 раз. В этих часах есть усложнение — окошко с датой на циферблате. Всё вместе — от пружины до баланса — работает как часы.

Читать оригинал →