Глава 3. Кварцевые часы

Так называются наручные электронно-механические часы с кварцевым генератором (рис. 9).

Рис. 9. Кинематическая схема кварцевых часов КНЧ 3050:

1 — головка переводная;

2 — вал переводной;

3 — фиксатор;

4 — кулиса;

5 — звездочка с колесом;

6 — колесо вексельное;

7 — колесо часовое;

8 — триб минутной стрелки;

9 — колесо центральное с трубкой;

10 — ротор шагового двигателя;

11 — статор шагового двигателя;

12 — триб шагового двигателя;

13 — колесо передаточное;

14 — колесо секундное с трибом;

15 — колесо промежуточное;

16 — колесо переводное;

17 — муфта кулачковая;

18 — рычаг заводной;

19 — рычаг переводной со штифтом;

20 — пружина кулисы

Кварцевый генератор — это источник высокостабильных колебаний, расположенный в электронном блоке.

Блок кварцевого генератора представляет собой печатную плату с размещенными на ней кварцевым резонатором, интегральной микросхемой и пассивными элементами. Блок соединяется с платиной винтами. Исполнительным устройством в часах является шаговый двигатель, выполненный в виде автономного узла. Элемент питания обеспечивает не менее 12 месяцев непрерывной работы часов.

Принцип действия и кинематическая схема работы часов таковы: электрический сигнал кварцевого генератора подвергается делению его частоты и после формирования импульса поступает на шаговый двигатель. Частота следования импульсов — 1 Гц. Шаговый двигатель, в свою очередь, преобразует последовательные электрические импульсы в прерывистое вращение основной колесной системы.

Посредством колесной системы вращение вала двигателя передается на стрелки и календарное устройство (если оно имеется).

Триб шагового двигателя (12) находится в зацеплении с передаточным колесом (13), триб которого ведет секундное колесо (14). От триба секундного колеса через промежуточное колесо (15) с трибом вращение передается центральному колесу (9). Стрелочный механизм состоит из триба минутной стрелки (8), вексельного колеса (6) с трибом, часового колеса (7).

Переводной вал (2) с головкой (1) может занимать два фиксированных положения. Если у часов имеется календарное устройство, тогда переводной вал будет рассчитан на три положения.

Для того чтобы перевести стрелки, необходимо поставить переводную головку во второе фиксированное положение. Кулачковая муфта (17) при этом должна войти в зацепление с переводным колесом (16). Далее вращение передается на стрелочный механизм.

Во время перевода стрелок стопорный рычаг, механически связанный с переводным валом, стопорит переводное колесо и предотвращает движение колесной системы и шагового двигателя при переводе стрелок. После установки стрелок и при возвращении переводной головки в начальное положение рычаг возвращается в нормальное положение, обеспечивая пуск шагового двигателя.

Разборка часов

Отверните запорное кольцо и снимите крышку корпуса.

Отверните винт пружины элемента питания, снимите пружину и осторожно, желательно при помощи пинцета, вытащите элемент, беря его только за цилиндрическую часть корпуса.

Далее отверните винты подключения шагового двигателя, обязательно придерживая пинцетом наконечники проводников.

Вставьте в механизм элемент питания и тестером проверьте исправность электронного блока.

Плюсовой щуп тестера подключается к платине механизма часов, а минусовой — поочередно к контактам подключения шагового двигателя. Стрелка прибора при этом должна отклониться до 1,4–1,5 В и совершать колебания в пределах 1–2 мм с интервалом в 2 с. Если такие колебания отсутствуют, замените электронный блок.

Затем определите исправность шагового двигателя. Переключатель тестера для этого следует установить в положение измерения сопротивления.

Подключить щупы тестера к контактам (выводам) шагового двигателя и измерить сопротивление катушек, которое должно находиться в пределах 3–4 кОм.

Один щуп тестера подключите к платине часов, а второй — к одному из выводов шагового двигателя.

При этом стрелка прибора должна быть в левом крайнем положении шкалы прибора. То же самое повторить с другим выводом. Если при замере стрелка отклонится вправо, значит, катушка шагового двигателя замыкается на корпус. Такой двигатель надо заменить.

Снимите электронный блок. Для этого надо отвернуть винт крепления токопровода, снять изолирующую шайбу, отвернуть два винта крепления блока к платине, осторожно приподнять пинцетом блок, сдвинуть его в сторону и снять с колонок.

Нажмите на подставку переводного вала, вытащите из корпуса вал, а затем и весь механизм.

Отверните винты крепления моста шагового двигателя. Снимите мост, затем отверните два винта крепления шагового двигателя и осторожно вытащите, взяв пинцетом.

При извлечении и установке шагового двигателя можно пользоваться только латунным пинцетом, а для источника питания — только пластмассовым.

Далее разберите стрелочный механизм. Для этого требуется снять стрелки, два винта циферблата, циферблат, три винта, мост, часовое, вексельное и переводное колесо и триб минутной стрелки. Затем снимите календарное устройство, если оно есть.

Разберите основную колесную систему. Для этого отверните винты и снимите мост.

После разборки механизма следует чистка деталей. Промывают все детали, кроме источника питания, шагового двигателя, циферблата, корпусных стекол, вставок, блока кварцевого генератора и окрашенных стрелок. Все перечисленные детали, кроме шагового двигателя, очищают мягкой волосяной щеткой.

Сборка часов

Установите центральное колесо с трубкой (9), триб минутной стрелки (8).

Запрессуйте центральную трубку в отверстии триба минутной стрелки, затем проверьте плавность вращения центрального колеса, а также его осевой и радиальный зазоры. Смажьте все посадочные места центральной трубки.

Соберите колесную систему. Это делается в следующем порядке: установить промежуточное колесо (15) с трибом, передаточное (13) и секундное (14) колеса с трибами и мост основной колесной системы так, чтобы тормоз стопорного рычага вошел в паз моста, закрепить мост винтами. Проверьте зазоры промежуточного и секундного колеса с трибами и плавность вращения системы.

Соберите переводной механизм. Для этого надо установить переводной рычаг (19), рычаг муфты и саму кулачковую муфту (17), а также переводной вал (2).

Проверьте плавность вращения вала в платине, установите стопорный рычаг и смажьте все детали.

Установите минутное колесо с трибом, передаточное колесо, мост и закрепите его винтами.

Установите часовое колесо (7).

Установите пружинную шайбу и циферблат. Приверните циферблат винтами, а затем установите часовую, минутную и секундную стрелки. При этом надо следить за положением переводного вала; при установке часовой и минутной стрелок вал должен находиться в положении перевода стрелок.

С помощью переводного вала переведите стрелки на цифру 12 и установите секундную стрелку, согласовав ее положение с делениями циферблата.

Минутную, секундную и часовую стрелки следует устанавливать, не применяя больших усилий, чтобы не нарушить установленные вертикальные зазоры в основной колесной системе.

Вставьте в корпус механизм, кольцо крепления механизма, переводной вал.

Установите блок кварцевого генератора, шаговый двигатель и источник питания. Винт крепления шагового двигателя нельзя сильно затягивать.

Закройте крышку корпуса. После окончания сборки шаговый двигатель должен немедленно начать свою работу, это будет видно по движению секундной стрелки.

Крупногабаритные кварцевые часы

В качестве примера мы рассмотрим механизм настольных электронно-механических часов с кварцевым резонатором (рис. 10).

Рис. 10. Конструктивная схема кварцевых часов «Янтарь» 59206:

1 — элемент питания;

2 — клеммы;

3 — гайки крепления редуктора;

4 — мост задний;

5 — стопорное устройство;

6 — винты крепления шагового двигателя;

7 — триб шагового двигателя;

8 — винты крепления катушки;

9 — двигатель шаговый;

10 — колесо вексельное;

11 — колонки;

12 — колесо часовое;

13 — панель;

14 — вал переводной;

15 — колесо центральное;

16 — пружина;

17 и 19 — колеса промежуточные первое и второе;

18 — мост передний;

20 — колесо секундное;

21 — блок электронный;

22 — винты крепления электронного блока

Механизм состоит из шагового двигателя, основной колесной системы, элемента питания и электронного блока.

Кварцевый генератор часов начинает работать при подключении элементов питания к электронному блоку. Для преобразования электрической энергии в механическую служит шаговый двигатель (9). С триба (7) через первое промежуточное колесо (17) вращение передается на секундное колесо (20). На оси секундного колеса находится секундная стрелка. Для того чтобы привести в движение минутную стрелку, вращение передается дальше, через второе промежуточное колесо (19) и центральное колесо (15), на втулке которого и закреплена минутная стрелка.

Движение с центрального колеса передается на вексельное колесо (10), а оттуда — на часовое колесо (12). Узел центрального колеса снабжен специальным устройством, которое позволяет скоординировать показания минутной и часовой стрелок. Для установки точного времени и перевода минутной и часовой стрелок используется переводной вал (14).

Для установки секундной стрелки на точное время используется устройство стопорения секундной стрелки (5).

Разборка часов

Снимите кожух и вытащите элемент питания и клеммы.

Снимите электронный блок (21); для этого надо, во-первых, отвернуть два винта (22) крепления электронного блока, чтобы отсоединить его от колонок панели (13) и моста (4); во-вторых, отсоединить электрический разъем.

Снимите шаговый двигатель (9); для этого надо отвернуть два винта (6) крепления шагового двигателя к колонкам панели.

Отверните две гайки (3) крепления редуктора.

Снимите задний мост (4), секундное колесо (20), первое (17) и второе (19) промежуточные колеса.

Снимите устройство стопорения секундной стрелки (5), передний мост (18), центральное колесо (15), вексельное колесо (10), часовое колесо (12).

Снимите пружину (16) и переводной вал (14).

Снимите колонки (11), для чего отверните две гайки крепления колонок к лицевой стороне панели.

При необходимости разберите шаговый двигатель. Для этого надо снять узел ротора шагового двигателя, отвернуть два винта крепления катушки и снять ее. После разборки все детали шагового двигателя и редуктора, кроме катушки, надо промыть в бензине. Для промывания оси ротора двигателя нужно снять катушки и ротор, а само промывание проводить при собранных магнитопроводах.

Основной неисправностью шагового двигателя, как правило, бывает обрыв провода катушки. Ремонт при этом возможен только в том случае, если оборвался внешний конец провода. Процедура ремонта следующая: лак катушки растворите с помощью амилацетата около оборванного конца так, чтобы хватило длины вытянуть провод. Затем паяльником удалите остатки провода с клеммы. Сделайте вокруг этой клеммы 2–3 витка и припаяйте провод заново.

Смочите щетку в смеси спирта с бензином и очистите место пайки, а затем покройте его лаком.

Наиболее часто встречающиеся неисправности электронного блока часов — это отказ интегральной микросхемы и кварцевого резонатора. Эти узлы лучше всего заменить.

Дефекты основной колесной системы исправляются так же, как и в механических часах.

Сборка и регулировка механизма часов

Установите две колонки (11). На правую колонку наденьте пружину (16) и зафиксируйте ее положение штифтом подставки. Затем поставьте на эту же колонку передний мост (18); отгиб пружины должен входить в паз моста.

Первое промежуточное колесо (17) вставьте в отверстие моста трибом вверх. На ось секундного колеса (20) наденьте шайбу и сферическую пружину и также вставьте секундное колесо в отверстие моста.

Слегка приподняв секундное колесо, установите второе промежуточное колесо (19) и стопорное устройство.

Установите задний мост и заверните две гайки.

Положите на задний мост узел основной колесной системы. Минутное колесо поставьте на трубку переднего моста, а переводной вал (14) закрепите в отверстиях переднего и заднего мостов.

На ось переднего моста наденьте вексельное колесо, а на втулку минутного колеса — часовое колесо.

На колонки сверху установите панель (13), заверните две гайки.

Поставьте катушку на основание узла шагового двигателя и закрепите винтами. Ротор двигателя установите на оси.

Триб ротора введите в зацепление с первым промежуточным колесом. Установите шаговый двигатель и закрепите его двумя винтами.

Установите электронный блок в соответствующие гнезда двигателя и закрепите его двумя винтами. В пазы панели вставьте две клеммы, проверьте контакт. Если это необходимо, язычки клемм можно подогнуть.

Чтобы проверить работу механизма, подключите его к источнику питания.