Muling pagtatayo ng H4 ni John Harrison para kay Derek Pratt.Escapement, Remontoir at timekeeping.Ito ang unang precision marine chronometer sa mundo

Ito ang ikatlong bahagi ng tatlong-bahaging serye tungkol sa muling pagtatayo ni Derek Pratt ng Longitude Award-winning na H4 ni John Harrison (ang unang precision marine chronometer sa mundo).Ang artikulong ito ay unang na-publish sa The Horological Journal (HJ) noong Abril 2015, at nagpapasalamat kami sa kanila sa bukas-palad na pagbibigay ng pahintulot na muling mag-publish sa Quill & Pad.
Upang matuto nang higit pa tungkol kay Derek Pratt, tingnan ang buhay at oras ng maalamat na independiyenteng gumagawa ng relo na si Derek Pratt, ang muling pagtatayo ni Derek Pratt ng John Harrison H4, ang mundo Ang unang precision marine astronomical clock (bahagi 1 ng 3), at John Harrison's H4 para sa brilyante tray na muling itinayo ni Derek Pratt, ang unang precision marine chronometer sa mundo (bahagi 2, May 3 bahagi sa kabuuan).
Pagkatapos gawin ang tray ng brilyante, nagpapatuloy kami upang kunin ang relo, kahit na walang remontoir, at bago matapos ang lahat ng mga hiyas.
Ang malaking balanseng gulong (50.90 mm ang diyametro) ay gawa sa isang hardened, tempered at pinakintab na panel ng instrumento.Ang gulong ay naka-clamp sa pagitan ng dalawang plato para sa hardening, na tumutulong na mabawasan ang pagpapapangit.
Ang H4 balance wheel hardened plate ni Derek Pratt ay nagpapakita ng balanse sa susunod na yugto, kasama ang staff at ang chuck sa lugar
Ang balance lever ay isang slender 21.41 mm mandrel na may baywang na circumference na nabawasan sa 0.4 mm para sa pag-mount ng tray at balance chuck.Binubuksan ng staff ang lathe ng gumagawa ng relo at tatapusin ito sa pagliko.Ang brass chuck na ginamit para sa papag ay naayos sa manggagawa na may split pin, at ang papag ay ipinasok sa hugis D na butas sa chuck.
Ang mga butas na ito ay ginawa sa brass plate gamit ang aming EDM (electric discharge machine).Ang tansong elektrod ayon sa cross-sectional na hugis ng papag ay ibinaon sa tanso, at pagkatapos ay ang butas at ang panlabas na tabas ng manggagawa ay naproseso sa CNC milling machine.
Ang huling pagtatapos ng chuck ay ginagawa sa pamamagitan ng kamay gamit ang isang file at isang steel polisher, at ang split pin hole ay ginawa gamit ang isang Archimedes drill.Ito ay isang kawili-wiling kumbinasyon ng mga high-tech at low-tech na mga gawa!
Ang balanse ng spring ay may tatlong kumpletong bilog at isang mahabang tuwid na buntot.Ang spring ay tapered, ang dulo ng stud ay mas makapal, at ang gitna ay tapers patungo sa chuck.Binigyan kami ni Anthony Randall ng ilang 0.8% carbon steel, na iginuhit sa isang patag na bahagi at pagkatapos ay pinakintab sa isang kono sa laki ng orihinal na H4 balance spring.Ang pinanipis na spring ay inilalagay sa isang bakal na dating para sa hardening.
Mayroon kaming magagandang larawan ng orihinal na tagsibol, na nagpapahintulot sa amin na iguhit ang hugis at CNC mill ang dating.Sa ganoong kaikling tagsibol, aasahan ng mga tao na marahas na umuugoy ang balanse kapag ang mga tauhan ay nakatayo nang tuwid ngunit hindi napipigilan ng mga alahas sa tulay ng balanse.Gayunpaman, dahil ang mahabang buntot at hairspring ay nagiging manipis, kung ang balanse na gulong at hairspring ay nakatakdang mag-vibrate, sinusuportahan lamang sa ibabang pivot, at ang mga hiyas sa itaas ay aalisin, ang balanse ng baras ay magiging nakakagulat na stable.
Ang gulong ng balanse at ang hairspring ay may malaking error point sa koneksyon, gaya ng inaasahan para sa gayong maikling hairspring, ngunit ang epektong ito ay nababawasan ng tapered na kapal at mahabang buntot ng hairspring.
Hayaang tumakbo ang relo, direkta mula sa tren, at ang susunod na yugto ay gawin at i-install ang remontoir.Ang axis ng ikaapat na round ay isang kawili-wiling three-way intersection.Sa oras na ito, mayroong tatlong coaxial wheels: ang pang-apat na gulong, ang counter wheel at ang central seconds driving wheel.
Ang panloob na gupit na ikatlong gulong ay nagtutulak sa pang-apat na gulong sa isang normal na paraan, na siya namang nagtutulak sa remontoir system na binubuo ng isang locking wheel at isang flywheel.Ang gyro wheel ay hinihimok ng ikaapat na spindle sa pamamagitan ng isang remontoir spring, at ang gyro wheel ang nagtutulak sa escape wheel.
Sa ikaapat na round na koneksyon, ang driver ay ibinibigay sa remontoir, ang contrate wheel at ang center second wheel para sa H4 reconstruction ni Derek Pratt
Mayroong isang payat na payat na mandrel na pakaliwa, na dumadaan sa guwang na mandrel ng ikaapat na gulong, at ang pangalawang kamay na gulong sa pagmamaneho ay naka-install sa counterclockwise dial na gilid.
Ang Remontoir spring ay ginawa mula sa mainspring ng relo.Ito ay 1.45 mm ang taas, 0.08 mm ang kapal, at humigit-kumulang 160 mm ang haba.Ang spring ay naayos sa isang brass cage na naka-mount sa ikaapat na ehe.Ang spring ay dapat ilagay sa hawla bilang isang bukas na likid, hindi sa dingding ng bariles dahil karaniwan itong nasa isang bariles ng relo.Upang makamit ito, gumamit kami ng isang bagay na katulad ng dating ginamit sa paggawa ng mga balance spring upang maitakda ang remontoir spring sa tamang hugis.
Ang paglabas ng Remontoir ay kinokontrol ng isang pivoting pawl, isang locking wheel at isang flywheel na ginagamit upang kontrolin ang remontoir rewind speed.Ang pawl ay may limang braso na naka-mount sa mandrel;ang isang braso ay humahawak sa paa, at ang paa ay nakikipag-ugnayan sa release pin sa kabaligtaran na mandrel.Kapag umiikot ang tuktok, dahan-dahang itinataas ng isa sa mga pin nito ang pawl sa posisyon kung saan pinakawalan ng kabilang braso ang lock wheel.Ang locking wheel ay maaaring malayang umiikot para sa isang pagliko upang payagan ang spring na ma-rewind.
Ang ikatlong braso ay may pivoting roller na sinusuportahan sa isang cam na naka-mount sa isang locking axle.Pinipigilan nito ang pawl at pawl mula sa landas ng release pin kapag naganap ang pag-rewinding, at ang reverse wheel ay patuloy na umiikot.Ang natitirang dalawang braso sa pawl ay mga counterweight na nagbabalanse sa pawl.
Ang lahat ng mga bahaging ito ay napaka-pinong at nangangailangan ng maingat na manu-manong pag-file at pag-uuri, ngunit gumagana ang mga ito nang napakakasiya-siya.Ang lumilipad na dahon ay 0.1 mm ang kapal, ngunit may mas malaking lugar;ito ay napatunayang isang nakakalito na bahagi dahil ang sentral na amo ay isang taong may weather vane.
Ang Remontoir ay isang matalinong mekanismo na kaakit-akit dahil nagre-rewind ito tuwing 7.5 segundo, kaya hindi mo na kailangang maghintay ng mahabang panahon!
Noong Abril 1891, inayos ni James U. Poole ang orihinal na H4 at nagsulat ng isang kawili-wiling ulat sa kanyang trabaho para sa Watch Magazine.Nang pinag-uusapan ang mekanismo ng remontoir, sinabi niya: "Inilalarawan ni Harrison ang istraktura ng relo.Kinailangan kong habulin ang aking paraan sa pamamagitan ng isang serye ng mga nakakagambalang mga eksperimento, at sa loob ng ilang araw ay desperado akong mabuo itong muli.The remontoir train's The action is so mysterious na kahit pagmasdan mo itong mabuti, hindi mo ito maintindihan ng tama.Nagdududa ako kung talagang kapaki-pakinabang ito."
Isang miserableng tao!Gusto ko ang kanyang nakakarelaks na katapatan sa pakikibaka, marahil lahat tayo ay may mga katulad na pagkabigo sa bench!
Tradisyunal ang paggalaw ng oras at minuto, na hinihimok ng isang malaking gear na naka-mount sa gitnang spindle, ngunit ang gitnang segundong kamay ay dinadala ng isang gulong na matatagpuan sa pagitan ng malaking gear at ng hour wheel.Ang gulong ng gitnang segundo ay umiikot sa malaking gear at pinapatakbo ng parehong count wheel na naka-mount sa dulo ng dial ng spindle.
Ang H4 H4 na paggalaw ni Derek Pratt ay nagpapakita ng pagmamaneho ng malaking gear, minutong gulong at gitnang pangalawang gulong
Ang lalim ng gitnang pangalawang kamay na driver ay kasing lalim hangga't maaari upang matiyak na ang pangalawang kamay ay hindi "jitter" kapag ito ay tumatakbo, ngunit kailangan din itong tumakbo nang malaya.Sa orihinal na H4, ang diameter ng driving wheel ay 0.11 mm na mas malaki kaysa sa driven wheel, kahit na ang bilang ng mga ngipin ay pareho.Tila na ang lalim ay sadyang ginawang masyadong malalim, at pagkatapos ay ang hinimok na gulong ay "top" upang magbigay ng kinakailangang antas ng kalayaan.Sinundan namin ang isang katulad na pamamaraan upang payagan ang libreng pagtakbo na may kaunting clearance.
Gamitin ang topping tool para makuha ang pinakamaliit na backlash kapag nagmamaneho sa gitnang segundong kamay ng Derek Pratt H4
Nakumpleto ni Derek ang tatlong kamay, ngunit kailangan nila ng ilang pag-uuri.Si Daniela ay nagtrabaho sa oras at minutong mga kamay, pinakintab, pagkatapos ay tumigas at nagpainit, at sa wakas ay na-blue sa asul na asin.Ang gitnang segundong kamay ay pinakintab sa halip na asul.
Orihinal na binalak ni Harrison na gumamit ng rack at pinion adjuster sa H4, na karaniwan sa mga relo sa gilid noong panahong iyon, at gaya ng ipinapakita sa isa sa mga guhit na ginawa noong sinuri ng Longitude Committee ang relo.Maaga niyang ibinigay ang rack, kahit na ginamit niya ito sa mga relo ni Jeffery at gumamit ng bimetallic compensator sa unang pagkakataon sa H3.
Gusto ni Derek na subukan ang kaayusan na ito at gumawa ng rack at pinion at nagsimulang gumawa ng compensating curbs.
Ang orihinal na H4 ay mayroon pa ring pinion upang i-install ang adjuster plate, ngunit walang rack.Dahil ang H4 ay kasalukuyang walang rack, napagpasyahan na gumawa ng kopya.Bagama't madaling i-adjust ang rack at pinion, malamang na nahanap ni Harrison na madaling ilipat at magambala ang bilis.Ang relo ay maaari nang masugatan nang malaya at maingat na na-install para sa balance spring stud.Ang paraan ng pag-mount ng stud ay maaaring iakma sa anumang direksyon;nakakatulong ito na iposisyon ang gitna ng tagsibol upang ang bar ng balanse ay nakatayo nang tuwid kapag nagpapahinga.
Ang curb na nabayaran sa temperatura ay binubuo ng mga brass at steel bar na naayos kasama ng 15 rivets.Ang curb pin sa dulo ng compensating curb ay pumapalibot sa spring.Habang tumataas ang temperatura, baluktot ang gilid ng bangketa upang paikliin ang epektibong haba ng tagsibol.
Inaasahan ni Harrison na gamitin ang hugis ng likod ng tray upang ayusin ang mga isochronous na error, ngunit nalaman niyang hindi ito sapat, at idinagdag niya ang tinatawag niyang "cycloid" pin.Ito ay inaayos upang makipag-ugnayan sa buntot ng spring ng balanse at mapabilis ang panginginig ng boses gamit ang isang napiling amplitude.
Sa yugtong ito, ang tuktok na plato ay ipinasa kay Charles Scarr para sa pag-ukit.Hiniling ni Derek na isulat ang nameplate bilang orihinal, ngunit ang kanyang pangalan ay nakaukit sa gilid ng skateboard na katabi ng lagda ni Harrison at sa third wheel bridge.Ang nakasulat sa inskripsiyon ay: "Derek Pratt 2004-Chas Frodsham & Co AD2014."
Inskripsyon: “Derek Pratt 2004 – Chas Frodsham & Co 2014″, ginamit para sa H4 reconstruction ni Derek Pratt
Pagkatapos ilapit ang balanse ng spring sa laki ng orihinal na spring, orasan ang relo sa pamamagitan ng pag-alis ng materyal mula sa ibaba ng balanse, na ginagawang mas makapal ang balanse upang payagan ito.Ang Witschi watch timer ay lubhang kapaki-pakinabang sa bagay na ito dahil maaari itong itakda upang sukatin ang dalas ng relo pagkatapos ng bawat pagsasaayos.
Ito ay medyo hindi kinaugalian, ngunit nagbibigay ito ng isang paraan upang balansehin ang gayong malaking balanse.Habang dahan-dahang lumalayo ang timbang mula sa ilalim ng balanseng gulong, ang dalas ay papalapit na ng 18,000 beses bawat oras, at pagkatapos ay itinakda ang timer sa 18,000 at mababasa ang error ng relo.
Ipinapakita ng figure sa itaas ang trajectory ng relo kapag nagsimula ito sa mababang amplitude at pagkatapos ay mabilis na nag-stabilize sa operating amplitude nito sa steady na bilis.Ipinapakita rin ng bakas na nagre-rewind ang remontoir tuwing 7.5 segundo.Ang relo ay sinubukan din sa isang lumang Greiner Chronographic na timer ng relo gamit ang mga bakas ng papel.Ang makinang ito ay may function ng pagtatakda ng mabagal na pagtakbo.Kapag ang feed ng papel ay sampung beses na mas mabagal, ang error ay pinalaki ng sampung beses.Pinapadali ng setting na ito na subukan ang relo sa loob ng isang oras o higit pa nang hindi lumulubog sa lalim ng papel!
Ang mga pangmatagalang pagsubok ay nagpakita ng ilang pagbabago sa bilis, at nalaman na ang center second drive ay napaka-kritikal, dahil kailangan nito ng langis sa malaking gear, ngunit kailangan itong maging isang napakagaan na langis, upang hindi maging sanhi ng labis na pagtutol at bawasan ang hanay ng balanse.Ang pinakamababang viscosity watch oil na makikita natin ay ang Moebius D1, na may lagkit na 32 centistoke sa 20°C;ito ay gumagana nang maayos.
Walang average na pagsasaayos ng oras ang relo dahil na-install ito sa ibang pagkakataon sa H5, kaya madaling gumawa ng maliliit na pagsasaayos sa cycloidal needle upang ma-fine-tune ang bilis.Ang cycloidal pin ay sinubukan sa iba't ibang mga posisyon, at sa lalong madaling panahon ay hahawakan nito ang tagsibol sa panahon ng paghinga nito, at mayroon ding iba't ibang mga puwang sa mga curb pin.
Mukhang walang perpektong lokasyon, ngunit ito ay nakatakda kung saan ang rate ng pagbabago na may amplitude ay minimal.Ang pagbabago sa rate na may amplitude ay nagpapahiwatig na ang remontoir ay kinakailangan upang pakinisin ang balanse ng pulso.Hindi tulad ni James Poole, sa tingin namin ay talagang kapaki-pakinabang ang remontoir!
Ang relo ay gumagana na noong Enero 2014, ngunit kailangan pa rin ng ilang pagsasaayos.Ang magagamit na kapangyarihan ng pagtakas ay nakasalalay sa apat na magkakaibang spring sa relo, na lahat ay dapat na balanse sa isa't isa: ang mainspring, ang power spring, ang remontoir spring, at ang balance spring.Ang mainspring ay maaaring itakda kung kinakailangan, at pagkatapos ay ang hawak na spring na nagbibigay ng torque kapag ang relo ay nasugatan ay dapat na sapat upang ganap na muling higpitan ang remontoir spring.
Ang amplitude ng balanse ng gulong ay depende sa setting ng remontoir spring.Ang ilang mga pagsasaayos ay kailangan, lalo na sa pagitan ng maintenance spring at ng remontoir spring, upang makuha ang tamang balanse at makakuha ng sapat na kapangyarihan sa pagtakas.Ang bawat pagsasaayos ng tagsibol ng pagpapanatili ay nangangahulugan ng pag-disassembling ng buong relo.
Noong Pebrero 2014, ang relo ay napunta sa Greenwich upang kunan ng larawan at kunan ng larawan para sa eksibisyong "I-explore ang Longitude-Ship Clock and Stars".Ang huling video na ipinakita sa eksibisyon ay mahusay na inilarawan ang relo at ipinakita ang bawat bahagi na binuo.
Isang panahon ng pagsubok at pagsasaayos ang naganap bago naihatid ang relo sa Greenwich noong Hunyo 2014. Walang oras para sa isang tamang pagsusuri sa temperatura at nalaman na ang relo ay labis na nabayaran, ngunit pinatakbo nito ang pagawaan sa medyo pare-parehong temperatura .Kapag ito ay gumana nang hindi nagagambala sa loob ng 9 na araw, nanatili ito sa loob ng plus o minus dalawang segundo sa isang araw.Upang mapanalunan ang £20,000 na premyo, kailangan nitong panatilihin ang oras sa loob ng plus o minus na 2.8 segundo bawat araw sa loob ng anim na linggong paglalakbay sa West Indies.
Ang pagkumpleto ng H4 ni Derek Pratt ay palaging isang kapana-panabik na proyekto na may maraming hamon.Sa Frodshams, palagi naming binibigyan si Derek ng pinakamataas na pagsusuri, bilang mangagawa ng relo o bilang isang kaaya-ayang collaborator.Palagi siyang bukas-palad na nagbabahagi ng kanyang kaalaman at oras upang makatulong sa iba.
Napakahusay ng craftsmanship ni Derek, at sa kabila ng maraming hamon, naglaan siya ng maraming oras at lakas sa pagsulong ng kanyang proyekto sa H4.Sa tingin namin ay masisiyahan siya sa huling resulta at masaya siyang ipakita ang relo sa lahat.
Ang relo ay ipinakita sa Greenwich mula Hulyo 2014 hanggang Enero 2015 kasama ang lahat ng limang orihinal na timer ng Harrison at marami pang ibang kawili-wiling mga gawa.Ang eksibisyon ay nagsimula ng isang world tour kasama ang Derek's H4, simula Marso hanggang Setyembre 2015 sa Folger Shakespeare Library sa Washington, DC;sinundan ng Mystic Seaport, Connecticut, mula Nobyembre 2015 hanggang Abril 2016;pagkatapos Mula Mayo 2016 hanggang Oktubre 2016, maglakbay sa Australian Maritime Museum sa Sydney.
Ang pagkumpleto ng H4 ni Derek ay pagsisikap ng lahat ng tao sa Frodshams.Nakakuha din kami ng mahalagang tulong mula kina Anthony Randall, Jonathan Hird at iba pang tao sa industriya ng relo na tumulong sa amin ni Derek sa pagkumpleto ng proyektong ito.Gusto ko ring pasalamatan si Martin Dorsch sa kanyang tulong sa pagkuha ng litrato ng mga artikulong ito.
Nais din pasalamatan ni Quill & Pad ang The Horological Journal sa pagpayag sa amin na muling i-publish ang tatlong artikulo sa seryeng ito dito.Kung napalampas mo ang mga ito, maaari mo ring magustuhan ang: Ang buhay at mga oras ng maalamat na independiyenteng tagalikha ng relo na si Derek Pratt (Derek Pratt) Muling Pagbuo kay John Harrison (John Harrison) ) H4, ang unang precision marine chronometer sa mundo (bahagi 1 ng 3) para kay Derek Pratt (Derek Pratt) para muling buuin si John Harrison (John Harrison) para gumawa ng brilyante na tray na H4, ang unang A precision marine chronometer sa mundo (bahagi 2 ng 3)
sorry.Hinahanap ko ang aking kaibigan sa paaralan na si Martin Dorsch, siya ay isang German watchmaker mula sa Regensburg.Kung kilala mo siya, maaari mo bang sabihin sa kanya ang aking impormasyon sa pakikipag-ugnayan?Salamat!Zheng Junyu


Oras ng post: Ago-02-2021