Спіраль – Watch-Wiki
Спіраль або волосок (англ. Hairspring, Balance-spring) - тонка спіральна пружина з великим (у годиннику з анкерним ходом зазвичай від 11 до 13) числом витків. Спіраль внутрішнім кінцем закріплена осі балансу, а зовнішнім — на колодці.
Спіраль має форму спіралі Архімеда. Внутрішній кінець її закріплений у колодці, а зовнішній — у колонці. У колодці є проріз, завдяки якому колодку можна надягати фрикційно на вісь балансу і повертати на осі. Колонка закріплюється у отворі моста балансу.
Для виготовлення спіралі використовують спеціальний сплав нікелевий. Годинникова спіраль має форму спіралі Архімеда. Внутрішній кінець її кріпиться в колодці, яка щільно одягнена на вісь балансу і може на ній повертатися завдяки пружинній прорізі. Внутрішній кінець спіралі може бути закріплений у колодці конічним штифтом або зачеканений у прорізі. Зовнішній кінець спіралі кріпиться у колонці, яка вставлена в отвір балансового моста та закріплена там гвинтом.
Спіралі бувають із правою та лівою навивкою.
Внутрішній кінець волоска або спіралі прикріплено до осі балансу за допомогою колодки циліндричної форми, щільно напресованої на вісь. Колодка має проріз, в якому кінець волоска або запресований, або закріплений спеціальним тонким штифтом. Протилежний, зовнішній кінець спіралі закріплений у безпосередній близькості від хвостовика регулятора (градусника) у спеціальній колонці, яка у більшості імпортних годинників має циліндричну або трикутну форму. Ця колонка прикріплена верхнім кінцем до мосту балансу. У лупу можна побачити маленький отвір, просвердлений в нижній частині колонки. Це місце, де спіраль кріпиться та утримується за допомогою мініатюрного конічного штифта. У наші дні стала досить популярною практиказакріплення зовнішнього кінчика спіралі в колонці за допомогою клею, нововведення, яке затяті консерватори зневажають майже так само, як і пластмасові компоненти годинникових механізмів.
Термокомпенсаційні спіралі [Bearbeiten]
В даний час у годиннику широкого споживання застосовують нерозрізні монометалічні баланси з латуні в парі зі спіраллю з нікелевого сплаву 42НХТЮА (табл. 6). Незначне збільшення моменту інерції такого балансу при підвищенні температури компенсується підвищенням модуля пружності сплаву спіралі, на відміну від сталевих спіралей, у яких, як відомо, відбувається зниження модуля пружності.
У табл. 6 наведено дані механічних властивостей сплавів для спіралей.
Якщо припустити, що заводний барабан - серце механічного годинника, то спіраль можна порівняти з "душею". Всупереч найчастішій назві, "волосок" (спіраль) насправді втричі тонший за людське волосся. Але незважаючи на надзвичайну тонкість і вагу, яка рідко перевищує 0,002 г, спіраль може впоратися з натягом до 600 грам. Годинники часто згадують про "дихання" спіралі, щоб описати її ритмічні пульсуючі цикли стиснення та розширення. Надзвичайно пружна волосинка скручується в тугу спіраль і розкручується більше 200 мільйонів щорічно.
Спіраль має бути нерозривно пов'язана з балансом. Разом ці два вузли становлять коливальну систему і є основою наручного годинника. Спіраль - це вирівняна тонка смужка металу, яку раніше виготовляли зі сталі або латуні, що має форму спіралі Архімеда. Зміни температури довкілля впливають на пружність сталевих спіралей балансу. Інтенсивні дослідження в галузі металів і сплавів у 30-ті роки призвели до появи новітньої спіралі, яка завдякисплаву з різних металів була здатна автоматично компенсувати зміни температури. Ці спіралі, що самокомпенсуються, вперше були запропоновані в 1933 році і називалися "ніварокс" (nivarox). Слово це походить від перших букв німецьких слів "nicht variabel, oxidabel" (не змінюється, не окислюється). Підтверджуючи назву, матеріал майже несприйнятливий до змін температури. Виготовлений в основному із заліза, нікелю та хрому з додаванням деякої кількості магнію, кремнію, титану та берилію, сплав ніварокс втілює ряд чудових властивостей. Більшість фахівців вважають, що його винахід був найважливішим кроком в історії розвитку точних наручних годинників. У 40-ті роки якісні біметалічні баланси зі спіралями із нівароксу заполонили ринок. У наші дні ці спіралі використовуються у всіх високоякісних наручних годинниках.
Сучасна волосинка балансу можна назвати самокомпенсованою плоскою спіраллю. Її називають плоскою, тому що всі її витки лежать в одній площині. Спіралі бувають як із правої, так і з лівою навивкою.
Точність механічного годинника сильно залежить і від форми спіралі. У минулому найбільш високоякісних механізмах використовувалися так звані брегетовані спіралі. Абрахам-Луї Бреге (Abraham-Louis Breguet) покращив геометрію спіралі шляхом загину зовнішнього витка догори, при цьому зовнішній виток піднятий на частини міліметра над спіраллю. І тут колонка перебуває над площині спіралі, а над нею.
Властивості спіралі забезпечують сталість та рівномірність коливань балансу. Розмір активної ділянки спіралі, і навіть кінетична енергія обода балансу визначають період коливання балансу. Саме тому більшість годинників обладнано градусниками, повертаючи які, можна змінювати активну довжину спіралі.Подовження спіралі призводить до уповільнення ходу годинника, укорочування - до прискорення.