To trzecia część trzyczęściowej serii poświęconej rekonstrukcji przez Dereka Pratta nagrodzonego nagrodą Longitude Award Johna Harrisona H4 (pierwszego na świecie precyzyjnego chronometru morskiego).Ten artykuł został po raz pierwszy opublikowany w The Horological Journal (HJ) w kwietniu 2015 r. i dziękujemy mu za hojne udzielenie pozwolenia na ponowną publikację w Quill & Pad.
Aby dowiedzieć się więcej o Dereku Pratcie, zapoznaj się z życiem i czasami legendarnego niezależnego zegarmistrza Dereka Pratta, rekonstrukcją Johna Harrisona H4 wykonaną przez Dereka Pratta, światem Pierwszy precyzyjny morski zegar astronomiczny (część 1 z 3) oraz H4 Johna Harrisona dla taca na diamenty zrekonstruowana przez Dereka Pratta, pierwszy na świecie precyzyjny chronometr morski (część 2, w sumie są 3 części).
Po wykonaniu tacy z diamentami przystępujemy do tykania zegarka, choć bez remontu, i zanim wszystkie klejnoty zostaną wykończone.
Duże koło balansowe (o średnicy 50,90 mm) wykonane jest z hartowanej, odpuszczanej i polerowanej tablicy przyrządów.Koło jest zaciśnięte pomiędzy dwiema płytkami w celu hartowania, co pomaga zmniejszyć odkształcenia.
Hartowana płytka koła balansowego H4 Dereka Pratta pokazuje równowagę na późniejszym etapie, z laską i uchwytem na miejscu
Dźwignia balansu to smukły trzpień o średnicy 21,41 mm i obwodzie talii zmniejszonym do 0,4 mm do montażu tacy i uchwytu balansowego.Laska włącza tokarkę zegarmistrzowską i kończy na kolei.Mosiężny uchwyt używany do palety mocuje się do pracownika za pomocą zawleczki, a paletę wkłada się w otwór w kształcie litery D w uchwycie.
Otwory te są wykonane w płycie mosiężnej przy użyciu naszej maszyny EDM (elektrycznej maszyny wyładowczej).Elektrodę miedzianą zgodnie z kształtem przekroju poprzecznego palety zatapia się w mosiądzu, a następnie otwór i kontur zewnętrzny obrabiacza poddaje się obróbce na frezarce CNC.
Ostateczne wykończenie uchwytu odbywa się ręcznie za pomocą pilnika i stalowej polerki, a otwór na zawleczkę wykonuje się za pomocą wiertła Archimedesa.To ciekawe połączenie dzieł high-tech i low-tech!
Sprężyna równoważąca ma trzy pełne koła i długi, prosty koniec.Sprężyna jest zwężona, koniec kołka jest grubszy, a środek zwęża się w kierunku uchwytu.Anthony Randall dostarczył nam około 0,8% stali węglowej, którą rozciągnięto w płaską część, a następnie wypolerowano w stożek do rozmiaru oryginalnej sprężyny balansowej H4.Cieńszą sprężynę umieszcza się w stalowej formie w celu hartowania.
Mamy dobre zdjęcia oryginalnej sprężyny, co pozwala nam narysować jej kształt i wyfrezować CNC.Przy tak krótkiej sprężynie ludzie spodziewaliby się gwałtownych wahań równowagi, gdy laska stoi prosto, ale nie jest ograniczana przez biżuterię na mostku balansowym.Jednakże, ponieważ długi ogon i sprężyna włosowa stają się cieńsze, jeśli koło balansowe i sprężyna włosowa będą wibrować, opierając się tylko na dolnym czopie, a klejnoty powyżej zostaną usunięte, wałek balansowy będzie zaskakująco stabilny.
Koło balansowe i sprężyna włosowa mają duży punkt błędu połączenia, jak można się spodziewać w przypadku tak krótkiej sprężyny włosowej, ale efekt ten jest zmniejszany przez zwężającą się grubość i długą końcówkę włosa.
Pozwól zegarkowi działać, napędzanemu bezpośrednio z pociągu, a kolejnym etapem będzie wykonanie i montaż remontoiru.Oś czwartej rundy to ciekawe skrzyżowanie trójkierunkowe.W tej chwili istnieją trzy koła współosiowe: czwarte koło, koło przeciwne i centralne koło napędowe sekundnika.
Wewnętrznie wycięte trzecie koło napędza w normalny sposób czwarte koło, które z kolei napędza system remontoir składający się z koła blokującego i koła zamachowego.Koło żyroskopowe napędzane jest przez czwarte wrzeciono poprzez sprężynę remontoir, a koło żyroskopowe napędza koło ucieczki.
Na czwartym połączeniu kierowca jest dostarczany do remontoiru, koła przeciwbieżnego i środkowego drugiego koła w celu rekonstrukcji H4 Dereka Pratta
Smukły, smukły trzpień znajduje się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, przechodzący przez wydrążony trzpień czwartego koła, a drugie koło napędowe jest zamontowane po stronie tarczy znajdującej się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Sprężyna Remontoir jest wykonana ze sprężyny głównej zegarka.Ma 1,45 mm wysokości, 0,08 mm grubości i około 160 mm długości.Sprężyna osadzona jest w mosiężnej klatce zamontowanej na czwartej osi.Sprężynę należy umieścić w klatce w postaci otwartej cewki, a nie na ściance lufy jak to zwykle ma miejsce w lufie zegarka.Aby to osiągnąć, użyliśmy czegoś podobnego do tego pierwszego, używanego do produkcji sprężyn balansowych, aby ustawić sprężynę remontoir we właściwym kształcie.
Zwolnienie Remontoir jest kontrolowane za pomocą obrotowej zapadki, koła blokującego i koła zamachowego służącego do kontrolowania prędkości przewijania remontoir.Zapadka ma pięć ramion zamontowanych na trzpieniu;jedno ramię trzyma łapę, a łapa łączy się z kołkiem zwalniającym na przeciwległym trzpieniu.Kiedy górna część się obraca, jeden z jej sworzni delikatnie podnosi zapadkę do pozycji, w której drugie ramię zwalnia koło blokujące.Koło blokujące może następnie obracać się swobodnie o jeden obrót, aby umożliwić zwinięcie sprężyny.
Trzecie ramię posiada rolkę obrotową wspartą na krzywce zamontowanej na osi blokującej.Dzięki temu zapadka i zapadka znajdują się z dala od ścieżki kołka zwalniającego podczas przewijania, a koło wsteczne nadal się obraca.Pozostałe dwa ramiona zapadki stanowią przeciwwagi równoważące zapadkę.
Wszystkie te elementy są bardzo delikatne i wymagają starannego, ręcznego segregowania i sortowania, ale działają bardzo zadowalająco.Latający liść ma grubość 0,1 mm, ale ma większą powierzchnię;okazało się to trudnym zadaniem, ponieważ głównym bossem jest osoba posiadająca wiatrowskaz.
Remontoir to sprytny mechanizm, który fascynuje, bo przewija co 7,5 sekundy, więc nie trzeba długo czekać!
W kwietniu 1891 roku James U. Poole dokonał przeglądu oryginalnego H4 i napisał interesujący raport na temat swojej pracy dla magazynu Watch.Mówiąc o mechanizmie remontoir, powiedział: „Harrison opisuje budowę zegarka.Musiałem przebrnąć przez serię kłopotliwych eksperymentów i przez kilka dni desperacko próbowałem go ponownie złożyć.Pociąg remontoir Akcja jest tak tajemnicza, że ​​nawet jeśli przyjrzysz się jej uważnie, nie będziesz w stanie jej poprawnie zrozumieć.Wątpię, czy jest to naprawdę przydatne.
Żałosna osoba!Podoba mi się jego spokojna szczerość podczas walki. Być może wszyscy mieliśmy podobne frustracje na ławce rezerwowych!
Mechanizm godzinowo-minutowy jest tradycyjny, napędzany dużą przekładnią zamontowaną na centralnym trzpieniu, ale centralna wskazówka sekundowa jest utrzymywana na kole umieszczonym pomiędzy dużą przekładnią a kołem godzinowym.Centralne koło sekundowe obraca się na dużym kole zębatym i jest napędzane przez to samo koło zliczające, zamontowane na końcu trzpienia z tarczą.
Ruch H4 H4 Dereka Pratta pokazuje jazdę dużym biegiem, kołem minutowym i środkowym drugim kołem
Głębokość centralnego sterownika drugiej ręki jest tak głęboka, jak to tylko możliwe, aby wskazówka sekundowa nie „drgała” podczas pracy, ale musiała też pracować swobodnie.W oryginalnym H4 średnica koła napędowego jest o 0,11 mm większa niż średnica koła napędzanego, chociaż liczba zębów jest taka sama.Wydaje się, że głębokość jest celowo zbyt duża, a następnie koło napędzane jest „uszczypywane”, aby zapewnić wymagany stopień swobody.Zastosowaliśmy podobną procedurę, aby umożliwić swobodną pracę z minimalnym luzem.
Użyj narzędzia do uzupełniania, aby uzyskać najmniejszy luz podczas napędzania środkowej wskazówki sekundowej Derek Pratt H4
Derek ukończył trzy rozdania, ale wymagają one uporządkowania.Daniela pracowała nad wskazówkami godzinowymi i minutowymi, polerowała je, następnie hartowała i odpuszczała, a na koniec oksydowała niebieską solą.Środkowa wskazówka sekundowa jest polerowana, a nie niebieska.
Harrison pierwotnie planował zastosować w H4 mechanizm zębatkowy, który był powszechny w ówczesnych zegarkach krawędziowych i jak pokazano na jednym z rysunków wykonanych podczas kontroli zegarka przez Komisję Długości Geograficznej.Musiał wcześniej zrezygnować ze stojaka, mimo że używał go w zegarkach Jefferysa i po raz pierwszy w H3 zastosował kompensator bimetaliczny.
Derek chciał wypróbować ten układ, zrobił zębatkę i zaczął robić krawężniki kompensacyjne.
Oryginalny H4 nadal ma zębnik do montażu płytki regulacyjnej, ale brakuje mu zębatki.Ponieważ H4 nie posiada obecnie racka, zdecydowano się na wykonanie kopii.Chociaż zębatkę i zębnik można łatwo wyregulować, Harrisonowi musiało być łatwo poruszać się i zakłócać prędkość.Zegarek można teraz swobodnie nakręcać i jest starannie zamontowany w kołku sprężyny balansowej.Sposób mocowania kołka można regulować w dowolnym kierunku;pomaga to ustawić środek sprężyny tak, aby drążek balansujący stał pionowo w stanie spoczynku.
Krawężnik z kompensacją temperatury składa się z prętów mosiężnych i stalowych połączonych 15 nitami.Sworzeń krawężnika na końcu krawężnika kompensacyjnego otacza sprężynę.Wraz ze wzrostem temperatury krawężnik ugnie się, skracając efektywną długość sprężyny.
Harrison miał nadzieję wykorzystać kształt tylnej części tacy do skorygowania błędów izochronicznych, ale stwierdził, że to nie wystarczy, i dodał coś, co nazwał „szpilką cykloidalną”.Jest to dostosowane tak, aby stykało się z końcówką sprężyny balansowej i przyspieszało wibracje z wybraną amplitudą.
Na tym etapie górna płyta przekazywana jest Charlesowi Scarrowi do grawerowania.Derek poprosił o wpisanie tabliczki znamionowej jako oryginalnej, ale jego imię zostało wygrawerowane na krawędzi deskorolki obok podpisu Harrisona i na mostku trzeciego koła.Napis głosi: „Derek Pratt 2004-Chas Frodsham & Co AD2014”.
Napis: „Derek Pratt 2004 – Chas Frodsham & Co 2014″, użyty do rekonstrukcji H4 Dereka Pratta
Po zbliżeniu sprężyny balansu do rozmiaru oryginalnej sprężyny, należy wyregulować czas zegarka, usuwając materiał ze spodu wagi, czyniąc wagę nieco grubszą, aby to umożliwiło.Timer zegarkowy Witschi jest pod tym względem bardzo przydatny, ponieważ można go ustawić tak, aby mierzył częstotliwość zegarka po każdej regulacji.
Jest to trochę niekonwencjonalne, ale pozwala na zrównoważenie tak dużej równowagi.W miarę jak ciężarek powoli oddalał się od dna koła balansowego, częstotliwość zbliżała się do 18 000 razy na godzinę, a następnie timer ustawiono na 18 000 i można było odczytać błąd zegarka.
Powyższy rysunek przedstawia trajektorię zegarka, gdy zaczyna się od małej amplitudy, a następnie szybko stabilizuje się do amplitudy roboczej ze stałą szybkością.Ślad pokazuje również, że remontoir przewija się co 7,5 sekundy.Zegarek został również przetestowany na starym zegarku Greiner Chronographic przy użyciu śladów papierowych.Maszyna ta posiada funkcję ustawiania powolnej pracy.Gdy podawanie papieru jest dziesięciokrotnie wolniejsze, błąd zwiększa się dziesięciokrotnie.To ustawienie ułatwia testowanie zegarka przez godzinę lub dłużej bez zapadania się w głąb papieru!
Długoterminowe testy wykazały pewne zmiany prędkości i wykazały, że środkowy drugi napęd jest bardzo krytyczny, ponieważ wymaga oleju na dużej przekładni, ale musi to być bardzo lekki olej, aby nie powodować zbyt dużego oporu i zmniejszyć zakres balansu.Olej do zegarków o najniższej lepkości, jaki możemy znaleźć, to Moebius D1, który ma lepkość 32 centystoksów w temperaturze 20°C;to działa dobrze.
Zegarek nie posiada regulacji czasu średniego, gdyż został później zamontowany w H5, dlatego łatwo jest dokonać drobnych regulacji wskazówki cykloidalnej w celu precyzyjnego dostrojenia prędkości.Sworzeń cykloidalny był testowany w różnych pozycjach i prędzej czy później podczas oddychania dotykał sprężyny, a przy sworzniach krawężnika też były różne szczeliny.
Nie wydaje się, aby istniała idealna lokalizacja, ale ustala się ją tam, gdzie tempo zmian wraz z amplitudą jest minimalne.Zmiana szybkości wraz z amplitudą wskazuje, że remontoir jest niezbędny do wygładzenia impulsu równoważącego.W przeciwieństwie do Jamesa Poole’a uważamy, że remontoir jest naprawdę przydatny!
Zegarek był już w użytku w styczniu 2014, jednak wymaga jeszcze pewnych regulacji.Dostępna moc wychwytu zależy od czterech różnych sprężyn w zegarku, z których wszystkie muszą być ze sobą zrównoważone: sprężyna główna, sprężyna napędowa, sprężyna remontoir i sprężyna równoważąca.Sprężynę główną można ustawić według potrzeb, a następnie sprężyna utrzymująca zapewniająca moment obrotowy podczas nakręcania zegarka musi wystarczyć do pełnego ponownego dokręcenia sprężyny remontoir.
Amplituda koła balansowego zależy od ustawienia sprężyny remontoir.Konieczne są pewne regulacje, szczególnie pomiędzy sprężyną konserwacyjną a sprężyną remontoir, aby uzyskać właściwą równowagę i uzyskać wystarczającą moc w wychwytu.Każda regulacja sprężyny konserwacyjnej wiąże się z demontażem całego zegarka.
W lutym 2014 roku zegarek pojechał do Greenwich, gdzie został sfotografowany i sfotografowany na wystawę „Explore Longitude-Ship Clock and Stars”.Ostatni film pokazany na wystawie dobrze opisał zegarek i pokazał montaż każdej części.
Przed dostawą zegarka do Greenwich w czerwcu 2014 odbył się okres testów i regulacji. Nie było czasu na porządny test temperaturowy i okazało się, że zegarek miał nadmierną kompensację, ale pracował w warsztacie w w miarę jednolitej temperaturze .Kiedy działał bez zakłóceń przez 9 dni, utrzymywał się w granicach plus minus dwóch sekund dziennie.Aby wygrać nagrodę o wartości 20 000 funtów, podczas sześciotygodniowego rejsu do Indii Zachodnich musi on utrzymywać czas w granicach plus minus 2,8 sekundy dziennie.
Ukończenie H4 Dereka Pratta zawsze było ekscytującym projektem wiążącym się z wieloma wyzwaniami.We Frodshams zawsze oceniamy Dereka najwyżej, czy to jako zegarmistrza, czy też jako miłego współpracownika.Zawsze hojnie dzieli się swoją wiedzą i czasem, aby pomóc innym.
Kunszt Dereka jest doskonały i pomimo wielu wyzwań zainwestował on dużo czasu i energii w rozwój swojego projektu H4.Uważamy, że będzie zadowolony z efektu końcowego i chętnie pokaże zegarek każdemu.
Zegarek był wystawiany w Greenwich od lipca 2014 do stycznia 2015 ze wszystkimi pięcioma oryginalnymi timerami Harrisona i wieloma innymi ciekawymi dziełami.Wystawa rozpoczęła światowe tournée z Derekiem H4, które trwało od marca do września 2015 r. w Folger Shakespeare Library w Waszyngtonie;następnie Mystic Seaport w stanie Connecticut od listopada 2015 r. do kwietnia 2016 r.;następnie Od maja 2016 r. do października 2016 r. podróż do Australijskiego Muzeum Morskiego w Sydney.
Ukończenie H4 Dereka było wysiłkiem zespołowym wszystkich pracowników Frodshams.Otrzymaliśmy także cenną pomoc od Anthony'ego Randalla, Jonathana Hirda i innych osób z branży zegarkowej, którzy pomogli Derekowi i nam w ukończeniu tego projektu.Chciałbym także podziękować Martinowi Dorschowi za pomoc przy fotografowaniu tych artykułów.
Quill & Pad pragnie także podziękować czasopismu The Horological Journal za umożliwienie nam ponownej publikacji trzech artykułów z tej serii w tym miejscu.Jeśli je przegapiłeś, mogą Cię również zainteresować: Życie i czasy legendarnego niezależnego zegarmistrza Dereka Pratta (Derek Pratt) Odbudowa Johna Harrisona (John Harrison) ) H4, pierwszy na świecie precyzyjny chronometr morski (część 1 z 3) dla Dereka Pratta (Derek Pratt) zrekonstruuje Johna Harrisona (John Harrison) w celu wykonania tacy diamentowej H4, pierwszego na świecie precyzyjnego chronometru morskiego A (część 2 z 3)
Przepraszam.Szukam mojego szkolnego kolegi Martina Dorscha, jest to niemiecki zegarmistrz z Regensburga.Jeśli go znasz, czy możesz przekazać mu moje dane kontaktowe?Dzięki!Zheng Junyu