Фиг. 154. Уравновешивание баланса в кронциркуле.
Приведенный во вращение баланс должен вращаться в одном направлении до тех пор, пока он не остановится. После остановки он не должен колебаться; это означало бы отсутствие уравновешенности. При остановке баланса наиболее тяжелая часть его обода, естественно, окажется внизу.
Другой метод — уравновешивание на специальном приспособлении (фиг. 155).
Фиг. 155. Приспособление для уравновешивания баланса.
Существует несколько типов такого приспособления, одни имеют агатовые ножевые опоры, другие — стальные.
Автор отдает предпочтение стальным опорам: их можно полировать для поддержания лезвий опор острыми. Агатовые опоры легко выкрашиваются или разрушаются, их труднее чинить, и кроме того, агатовые опоры обычно толще стальных. Если же приспособление имеет стальные опоры, необходимо следить, чтобы они не были намагничены. Намагниченность стальных опор необходимо периодически контролировать. Если опоры намагничиваются, все устройство пропускают через размагничивающее приспособление. Агатовые опоры оправлены бронзой и поэтому неподвержены действию магнетизма, но и это не располагает автора в их пользу.
Перед установкой баланса на приспособлении ножи необходимо протереть сердцевиной бузины, лезвия ножей должны быть абсолютно чистыми. Положив баланс на опоры, слегка прикасаются к нему пинцетом, чтобы заставить его вращаться. Ни в коем случае не следует дуть на баланс, чтобы привести его в движение; со струей воздуха изо рта на часовой механизм или любую деталь часов могут попасть незаметные капли влаги. Баланс на ножевых опорах должен вращаться медленно, если он станет вращаться быстрее, следует отрегулировать уравновешивающее приспособление при помощи винтов, проходящих через ножки, чтобы оно стало горизонтальным. Некоторые приспособления снабжены спиртовыми уровнемерами, но автор предпочитает, чтобы сам баланс показал, когда приспособление установлено горизонтально. Отрегулировав приспособление, внимательно наблюдают за балансом, который так же, как в кронциркуле, должен вращаться в одном направлении, пока не остановится. После определения утяжеленной точки баланса вес баланса в этой точке необходимо уменьшить. Если баланс снабжен винтами, винт в утяжеленной части можно облегчить одним из способов, описание которых давалось выше. Иногда утяжеленный участок находится между двумя винтами, в этом случае надо немного облегчить оба эти винта.
Разрезной баланс перед этой операцией не следует брать в руки. Температура руки передается балансу и может вызвать его деформацию, влияющую на выявление неуравновешенности. Если баланс неразрезной и без винтов, то при уравновешивании на утяжеленной части производится удаление излишнего металла высверливанием несквозных отверстий инструментом, показанным на фиг. 72. Инструмент изготовляют из круглого напильника малого диаметра, конец которого затачивают, придавая пирамидальную форму.
Монометаллический, или простой, баланс изготовляется из латуни или же из бериллиевого сплава, когда баланс используется в паре со спиралью из бериллиевой стали. Для изготовления спиралей в настоящее время используются два металла: элинвар и бериллиевая сталь. Термин элинвар происходит от сочетания слов эластичный, инвариантный (неизменный). Он представляет собой сплав никеля и стали с добавлением хрома. Элинвар имеет ряд преимуществ по сравнению с инваром — сплавом никеля и стали. Элинвар тверже инвара и в этом отношении вполне заменяет его; он не чувствителен к воздействию температуры, является немагнитным и не подвержен действию коррозии. Практика показала, что не всегда удается подобрать нужный способ устранения температурной ошибки. Если спираль из элинвара применяется в паре с латунным балансом, отставание при высокой температуре может наблюдаться вследствие расширения баланса, так что следует взять баланс из элинвара или инвара. С другой стороны, некоторые сорта элинвара вызывают опережение при высокой температуре, так что расширение баланса компенсируется. Элинвар не обладает такой твердостью, как сталь, и поэтому в обращении со спиралью, изготовленной из элинвара, следует проявлять большую осторожность. Элинвар обычно узнают по несколько беловатому оттенку, он почти серый и иногда матовый, инвар более белый и обычно имеет блестящую поверхность. Палладий тоже белого цвета, но палладиевые спирали всегда применяют в паре с разрезным балансом, палладиевые спирали не магнитны и коррозионно стойки. Этот металл с медью, железом и рядом других металлов образует очень ценные сплавы. После некоторой термообработки он приобретает такую же твердость, как термообработанная сталь.
В часах со спиралями из мягких металлов ход нарушается после того, как масло немного загустело. Упругость мягкой спирали невысокая.
Бериллиевая сталь представляет собой сплав железа, никеля, бериллия и пр. и известна под маркой «ниварокс». Иногда ниварокс имеет явный медистый оттенок; некоторые образцы бывают серого цвета или черноаспидного цвета. Этот сплав имеет низкий коэффициент расширения и сохраняет упругость при температурах много выше тех, в которых обычно работают часы. Сплав немагнитный и коррозионностойкий.
Автору известны часы, снабженные спиралями из ниварокса, которые прошли испытание по методу Кью и получили высокую оценку. Баланс, изготовленный из сплава бериллия, обычно применяется в паре со спиралью из ниварокса. В то время как модуль упругости бериллия при высоких температурах до известного предела не меняется, коэффициент расширения, хотя и бывает низким, оказывает заметное влияние на ход часов.
Данные, приведенные в табл. 2 и 3, показывают, что разрезной баланс со стальной спиралью обладает определенными преимуществами по сравнению с монометаллическим балансом со спиралью из сплава. Первоклассный монометаллический баланс может иметь температурную ошибку от 0 до 9 сек при изменении температуры в пределах 30 °C, разрезные стальной и латунный балансы — от 0 до 1,8 сек в тех же условиях; автор считает, учитывая их свойства, что предпочтение следует отдать монометаллическому балансу и спирали, изготовленной из сплава.
Для подбора новой спирали необходимо установить число колебаний баланса, которое определяется или (а) подсчетом числа колебаний баланса со старой, подлежащей замене спиралью, или (б) подсчетом числа колебаний баланса по передаточному отношению колесной системы, как это было указано выше.
При ремонте часов в условиях часовой мастерской процентное количество часов, нуждающихся в новой спирали, невелико, так что нерационально иметь запас волосков. Автор рекомендует в каждом отдельном случае заказывать волосок на заводе-изготовителе. Выбрав спираль нужной прочности, ее проверяют, прежде чем приступить к установке. Для этого берут небольшой кусочек пчелиного воска размером с булавочную головку, прилепляют его к концу оси баланса и запрессовывают в него спираль. Воск держит спираль достаточно прочно, чтобы подсчитать число колебаний баланса. Большинство часов снабжено балансом, который совершает 18 000 колебаний в час. Это равно 300 колебаниям в минуту. Для грубой проверки прочности новой спирали берут внешний виток пинцетом и опирают баланс на стекло часов, снабженных секундной стрелкой (фиг. 156).
Фиг. 156. Подсчет колебаний баланса на часах.
Балансу сообщают колебательное движение (амплитуда колебания должна быть небольшой). Подсчет колебаний производят, когда перекладина баланса совершает колебание по направлению к наблюдателю. На первых стадиях проверки достаточно подсчитать 75 колебаний в течение полминуты, для грубого выборочного подсчета. Проверив спираль, переходят к испытаниям в вибрационное устройство. Вибрационное устройство (фиг. 157) очень удобно и проверка осуществляется очень быстро.
Фиг. 157. Устройство для вибрации спирали.
На основании вибрационного устройства устанавливается испытуемый баланс, совершающий 18 000 колебаний в час. Обычно такие устройства снабжаются коробками с набором балансов, совершающих 16 200, 18 000, 22 000 колебаний в час.
Внесший виток спирали зажимают в приспособлении, похожем на пинцет. Испытуемый баланс устанавливают так, чтобы он был параллелен стеклу, а нижняя его цапфа прикасалась к стеклу и находилась прямо над верхней цапфой эталонного баланса. Затем поворотом рукоятки испытуемому и эталонному балансу сообщают колебательное движение. Испытуемый баланс должен колебаться синхронно с эталонным балансом. Если он колеблется медленно, как вероятно и должно быть, ослабляют зажим, притягивают через него спираль, укоротив ее. Процесс повторяют до тех пор, пока баланс не станет колебаться синхронно со скоростью эталонного баланса. Откусывают лишнюю часть спирали несколько в стороне от места захвата, чтобы оставить припуск на расстояние от колодки до штифтов градусника. Затем вынимают спираль из приспособления и снимают ее с баланса. Кладут колодку спирали на плотную бумагу и, наложив на нее спираль, отмечают, насколько она должна быть отломлена после заштифтовки в колодке. Чтобы отломить спираль, пользуйтесь инструментом, показанным на фиг. 158.
