Đây là phần thứ ba trong loạt bài gồm ba phần về việc Derek Pratt tái tạo chiếc H4 từng đoạt giải Kinh độ của John Harrison (máy đo thời gian hàng hải chính xác đầu tiên trên thế giới).Bài viết này được đăng lần đầu trên Tạp chí Tử vi (HJ) vào tháng 4 năm 2015 và chúng tôi cảm ơn họ đã hào phóng cấp phép đăng lại trên Quill & Pad.
Để tìm hiểu thêm về Derek Pratt, hãy xem cuộc đời và thời đại của nhà chế tác đồng hồ độc lập huyền thoại Derek Pratt, việc Derek Pratt tái tạo chiếc John Harrison H4, chiếc đồng hồ thiên văn hàng hải chính xác đầu tiên trên thế giới (phần 1/3) và chiếc H4 của John Harrison cho khay kim cương được chế tạo lại bởi Derek Pratt, máy đo thời gian hàng hải chính xác đầu tiên trên thế giới (phần 2, Tổng cộng có 3 phần).
Sau khi làm khay kim cương, chúng tôi chuyển sang đánh dấu tích tắc cho chiếc đồng hồ, mặc dù không có bộ phận sửa chữa, và trước khi tất cả các viên ngọc hoàn thành.
Bánh xe cân bằng lớn (đường kính 50,90 mm) được làm bằng bảng dụng cụ cứng, tôi luyện và đánh bóng.Bánh xe được kẹp giữa hai tấm để tăng cứng, giúp giảm biến dạng.
Đĩa cứng bánh xe cân bằng H4 của Derek Pratt cho thấy sự cân bằng ở giai đoạn sau, với nhân viên và mâm cặp tại chỗ
Cần cân bằng là một trục gá thanh mảnh 21,41 mm với chu vi vòng eo giảm xuống 0,4 mm để gắn khay và mâm cặp cân bằng.Nhân viên quay máy tiện của thợ đồng hồ và đến lượt hoàn thành.Mâm cặp bằng đồng dùng cho pallet được cố định vào người công nhân bằng chốt chẻ, và pallet được đưa vào lỗ hình chữ D trên mâm cặp.
Những lỗ này được tạo ra trên tấm đồng thau bằng EDM (máy phóng điện) của chúng tôi.Điện cực đồng theo hình dạng mặt cắt ngang của pallet được chìm vào đồng thau, sau đó lỗ và đường viền bên ngoài của công nhân được xử lý trên máy phay CNC.
Công đoạn hoàn thiện cuối cùng của mâm cặp được thực hiện thủ công bằng cách sử dụng giũa và máy đánh bóng thép, đồng thời lỗ chốt chia được thực hiện bằng máy khoan Archimedes.Đây là một sự kết hợp thú vị giữa công nghệ cao và công nghệ thấp!
Lò xo cân bằng có ba vòng hoàn chỉnh và một đuôi thẳng dài.Lò xo thuôn nhọn, phần cuối của chốt dày hơn và phần giữa thuôn nhọn về phía mâm cặp.Anthony Randall đã cung cấp cho chúng tôi một ít thép carbon 0,8%, được kéo thành một phần phẳng và sau đó đánh bóng thành hình nón có kích thước bằng lò xo cân bằng H4 ban đầu.Lò xo mỏng được đặt trong một tấm thép cũ để làm cứng.
Chúng tôi có những bức ảnh đẹp về lò xo ban đầu, cho phép chúng tôi vẽ hình và phay CNC lò xo trước.Với một lò xo ngắn như vậy, mọi người sẽ mong đợi sự cân bằng lắc lư dữ dội khi nhân viên đứng thẳng nhưng không bị ràng buộc bởi đồ trang sức trên cầu cân bằng.Tuy nhiên, vì đuôi dài và dây tóc trở nên mỏng hơn nên nếu bánh xe cân bằng và dây tóc được đặt ở chế độ rung, chỉ được đỡ ở trục dưới và các viên ngọc bên trên được tháo ra, thì trục cân bằng sẽ ổn định một cách đáng ngạc nhiên.
Bánh xe cân bằng và dây tóc có điểm sai số kết nối lớn, đúng như mong đợi đối với một dây tóc ngắn như vậy, nhưng hiệu ứng này bị giảm đi do độ dày thuôn nhọn và đuôi dài của dây tóc.
Để đồng hồ chạy, được điều khiển trực tiếp từ tàu, và giai đoạn tiếp theo là chế tạo và lắp đặt remontoir.Trục của vòng bốn là một ngã ba thú vị.Tại thời điểm này, có ba bánh xe đồng trục: bánh xe thứ tư, bánh xe đối diện và bánh xe dẫn động giây trung tâm.
Bánh xe thứ ba được cắt bên trong sẽ truyền động cho bánh xe thứ tư theo cách thông thường, bánh xe này sẽ dẫn động hệ thống điều khiển lại bao gồm một bánh xe khóa và một bánh đà.Bánh xe con quay hồi chuyển được điều khiển bởi trục chính thứ tư thông qua một lò xo remontoir và bánh xe con quay hồi chuyển điều khiển bánh xe thoát hiểm.
Tại kết nối vòng thứ tư, người lái xe được cung cấp cho remontoir, bánh xe tương phản và bánh xe thứ hai ở giữa để tái tạo H4 của Derek Pratt
Có một trục gá mảnh mai mảnh mai ngược chiều kim đồng hồ, đi qua trục gá rỗng của bánh xe thứ tư, và bánh lái của kim giây được lắp ở mặt quay số ngược chiều kim đồng hồ.
Lò xo Remontoir được làm từ dây cót của đồng hồ.Nó cao 1,45 mm, dày 0,08 mm và dài khoảng 160 mm.Lò xo được cố định trong một lồng bằng đồng gắn trên trục thứ tư.Lò xo phải được đặt trong lồng dưới dạng cuộn hở chứ không phải trên thành thùng như thường thấy ở thùng đồng hồ.Để đạt được điều này, chúng tôi đã sử dụng một thứ tương tự như thứ trước đây được sử dụng để tạo lò xo cân bằng nhằm đặt lò xo điều chỉnh về hình dạng chính xác.
Việc nhả Remontoir được điều khiển bởi một chốt xoay, bánh xe khóa và bánh đà được sử dụng để điều khiển tốc độ tua lại của remontoir.Chốt có năm cánh tay gắn trên trục quay;một cánh tay giữ chân và chân khớp với chốt nhả trên trục đối diện.Khi phần trên quay, một trong các chốt của nó nhẹ nhàng nâng chốt đến vị trí mà cánh tay kia nhả bánh khóa.Sau đó, bánh xe khóa có thể quay tự do trong một vòng để lò xo có thể quay lại.
Cánh tay thứ ba có một con lăn xoay được đỡ trên một cam gắn trên một trục khóa.Điều này giữ cho chốt và chốt cách xa đường đi của chốt nhả khi quá trình tua lại xảy ra và bánh xe đảo ngược tiếp tục quay.Hai cánh tay còn lại trên chốt là đối trọng giúp cân bằng chốt.
Tất cả các thành phần này đều rất tinh tế và yêu cầu phải sắp xếp và sắp xếp thủ công cẩn thận, nhưng chúng hoạt động rất tốt.Lá bay dày 0,1 mm, nhưng có diện tích lớn hơn;đây được chứng minh là một phần khó khăn vì ông chủ trung tâm là một người có cánh gió thời tiết.
Remontoir là một cơ chế thông minh, hấp dẫn vì nó tua lại sau mỗi 7,5 giây, vì vậy bạn không phải đợi lâu!
Vào tháng 4 năm 1891, James U. Poole đã đại tu chiếc H4 ban đầu và viết một báo cáo thú vị về công việc của mình cho Tạp chí Đồng hồ.Khi nói về cơ chế remontoir, ông nói: “Harrison đang mô tả cấu trúc của đồng hồ.Tôi đã phải mò mẫm thực hiện một loạt các thí nghiệm rắc rối, và trong nhiều ngày, tôi đã tuyệt vọng để có thể lắp ráp lại nó.Hành tung của đoàn tàu remontoir bí ẩn đến mức dù có quan sát kỹ bạn cũng không thể hiểu một cách chính xác.Tôi nghi ngờ liệu nó có thực sự hữu ích hay không.”
Một người khốn khổ!Tôi thích sự trung thực thoải mái của anh ấy trong cuộc đấu tranh, có lẽ tất cả chúng ta đều có những nỗi thất vọng tương tự trên băng ghế dự bị!
Chuyển động giờ và phút là truyền thống, được điều khiển bởi một bánh răng lớn gắn trên trục xoay trung tâm, nhưng kim giây trung tâm được vận chuyển bởi một bánh xe nằm giữa bánh răng lớn và bánh xe giờ.Bánh xe giây trung tâm quay trên bánh răng lớn và được điều khiển bởi cùng một bánh xe đếm được gắn ở đầu quay số của trục chính.
Chuyển động H4 H4 của Derek Pratt cho thấy sự chuyển động của bánh răng lớn, bánh xe phút và bánh xe thứ hai trung tâm
Độ sâu của trình điều khiển kim giây trung tâm càng sâu càng tốt để đảm bảo rằng kim giây không bị “rắc” khi chạy, nhưng nó cũng cần chạy tự do.Trên H4 nguyên bản, đường kính của bánh lái lớn hơn 0,11 mm so với bánh bị dẫn, mặc dù số lượng răng là như nhau.Có vẻ như độ sâu được cố tình tạo ra quá sâu, và sau đó bánh xe bị dẫn động được "lên đỉnh" để cung cấp mức độ tự do cần thiết.Chúng tôi đã làm theo quy trình tương tự để cho phép chạy tự do với khoảng trống tối thiểu.
Sử dụng công cụ đứng đầu để có được phản ứng dữ dội nhỏ nhất khi điều khiển kim giây trung tâm của Derek Pratt H4
Derek đã hoàn thành ba bàn tay, nhưng họ cần phân loại.Daniela đã chế tạo kim giờ và kim phút, đánh bóng, sau đó làm cứng và tôi luyện, và cuối cùng làm xanh bằng muối xanh.Kim giây trung tâm được đánh bóng thay vì màu xanh lam.
Ban đầu, Harrison dự định sử dụng bộ điều chỉnh giá đỡ và bánh răng trong H4, vốn phổ biến ở những chiếc đồng hồ có cạnh thời bấy giờ, và như được thể hiện trong một trong những bản vẽ được thực hiện khi Ủy ban Kinh độ kiểm tra đồng hồ.Anh ta hẳn đã từ bỏ giá đỡ sớm, mặc dù anh ta đã sử dụng nó trong đồng hồ Jefferys và sử dụng bộ bù lưỡng kim lần đầu tiên trong H3.
Derek muốn thử cách sắp xếp này và đã làm một giá đỡ và bánh răng và bắt đầu thực hiện các lề bù.
H4 ban đầu vẫn có bánh răng để lắp tấm điều chỉnh, nhưng thiếu giá đỡ.Vì H4 hiện không có giá đỡ nên quyết định tạo một bản sao.Mặc dù thanh răng và bánh răng rất dễ điều chỉnh, nhưng Harrison hẳn đã thấy nó dễ dàng di chuyển và làm gián đoạn tốc độ.Giờ đây, đồng hồ có thể lên dây cót tự do và được lắp chốt lò xo cân bằng một cách cẩn thận.Phương pháp lắp của đinh tán có thể được điều chỉnh theo bất kỳ hướng nào;điều này giúp định vị tâm lò xo để thanh cân bằng đứng thẳng khi nghỉ.
Gờ bù nhiệt bao gồm các thanh đồng thau và thép cố định với nhau bằng 15 đinh tán.Chốt lề ở cuối lề bù bao quanh lò xo.Khi nhiệt độ tăng lên, lề đường sẽ uốn cong để rút ngắn chiều dài hiệu dụng của lò xo.
Harrison đã hy vọng sử dụng hình dạng của mặt sau của khay để điều chỉnh các sai số đẳng thời, nhưng ông nhận thấy rằng điều này là chưa đủ, và ông đã bổ sung thêm cái mà ông gọi là chốt “cycloid”.Điều này được điều chỉnh để tiếp xúc với đuôi của lò xo cân bằng và tăng tốc độ rung với biên độ đã chọn.
Ở giai đoạn này, tấm trên cùng được giao cho Charles Scarr để khắc.Derek đã yêu cầu bảng tên được ghi như bản gốc, nhưng tên của anh ấy đã được khắc trên mép ván trượt liền kề với chữ ký của Harrison và trên cầu bánh xe thứ ba.Dòng chữ ghi: “Derek Pratt 2004-Chas Frodsham & Co AD2014.”
Dòng chữ: “Derek Pratt 2004 – Chas Frodsham & Co 2014″, được sử dụng để tái tạo H4 của Derek Pratt
Sau khi đưa lò xo cân bằng về gần với kích thước của lò xo ban đầu, hãy bấm giờ cho đồng hồ bằng cách loại bỏ vật liệu khỏi đáy của bộ cân bằng, làm cho bộ cân bằng dày hơn một chút để cho phép điều này.Bộ đếm thời gian của đồng hồ Witschi rất hữu ích trong vấn đề này vì nó có thể được thiết lập để đo tần số hoạt động của đồng hồ sau mỗi lần điều chỉnh.
Đây là một chút khác thường, nhưng nó cung cấp một cách để cân bằng số dư lớn như vậy.Khi trọng lượng từ từ di chuyển ra khỏi đáy của bánh xe cân bằng, tần số đạt tới 18.000 lần mỗi giờ, sau đó bộ hẹn giờ được đặt thành 18.000 và có thể đọc được lỗi của đồng hồ.
Hình trên cho thấy quỹ đạo của đồng hồ khi nó bắt đầu từ biên độ thấp và sau đó nhanh chóng ổn định đến biên độ hoạt động với tốc độ ổn định.Dấu vết cũng cho thấy remontoir tua lại sau mỗi 7,5 giây.Đồng hồ cũng đã được thử nghiệm trên đồng hồ bấm giờ Greiner Chronographic cũ bằng dấu vết trên giấy.Máy này có chức năng cài đặt chạy chậm.Khi nạp giấy chậm hơn mười lần, lỗi sẽ tăng lên gấp mười lần.Cài đặt này giúp bạn dễ dàng kiểm tra đồng hồ trong một giờ hoặc hơn mà không bị chìm sâu vào tờ giấy!
Các cuộc thử nghiệm dài hạn đã cho thấy một số thay đổi về tốc độ và nhận thấy rằng bộ truyền động thứ hai ở giữa rất quan trọng, vì nó cần dầu trên bánh răng lớn, nhưng cần phải là loại dầu rất nhẹ để không gây ra quá nhiều lực cản và giảm phạm vi cân bằng.Loại dầu đồng hồ có độ nhớt thấp nhất mà chúng tôi có thể tìm thấy là Moebius D1, có độ nhớt là 32 centistokes ở 20°C;điều này hoạt động tốt.
Đồng hồ không có chức năng điều chỉnh thời gian trung bình như sau này được cài đặt trong H5, vì vậy có thể dễ dàng thực hiện các điều chỉnh nhỏ đối với kim cycloidal để tinh chỉnh tốc độ.Chốt cycloidal đã được thử nghiệm ở các vị trí khác nhau, sớm muộn gì nó cũng sẽ chạm vào lò xo trong quá trình thở, đồng thời cũng có những khoảng trống khác nhau ở các chốt lề đường.
Có vẻ như không phải là một vị trí lý tưởng, nhưng nó được đặt ở nơi tốc độ thay đổi theo biên độ là nhỏ nhất.Sự thay đổi về tốc độ với biên độ cho thấy rằng remontoir là cần thiết để làm trơn xung cân bằng.Không giống như James Poole, chúng tôi nghĩ rằng remontoir thực sự hữu ích!
Đồng hồ đã hoạt động vào tháng 1 năm 2014, nhưng vẫn cần một số điều chỉnh.Sức mạnh có sẵn của bộ thoát phụ thuộc vào bốn lò xo khác nhau trong đồng hồ, tất cả chúng phải được cân bằng với nhau: lò xo chính, lò xo trợ lực, lò xo điều chỉnh và lò xo cân bằng.Lò xo chính có thể được đặt theo yêu cầu, và sau đó lò xo giữ cung cấp mô-men xoắn khi đồng hồ lên dây phải đủ để siết lại hoàn toàn lò xo remontoir.
Biên độ của bánh xe cân bằng phụ thuộc vào cài đặt của lò xo điều chỉnh.Một số điều chỉnh là cần thiết, đặc biệt là giữa lò xo bảo trì và lò xo remontoir, để có được sự cân bằng chính xác và có đủ lực trong bộ thoát.Mỗi lần điều chỉnh lò xo bảo dưỡng đồng nghĩa với việc tháo rời toàn bộ chiếc đồng hồ.
Vào tháng 2 năm 2014, chiếc đồng hồ đã đến Greenwich để được chụp ảnh và chụp ảnh cho triển lãm “Khám phá Đồng hồ kinh độ-Tàu và các vì sao”.Đoạn video cuối cùng được trình chiếu trong triển lãm đã mô tả rất rõ về chiếc đồng hồ và cho thấy mọi bộ phận đang được lắp ráp.
Một giai đoạn thử nghiệm và điều chỉnh đã diễn ra trước khi đồng hồ được chuyển đến Greenwich vào tháng 6 năm 2014. Không có thời gian để kiểm tra nhiệt độ thích hợp và người ta phát hiện ra rằng đồng hồ đã được bù nhiệt quá mức, nhưng nó đã vận hành xưởng ở nhiệt độ khá đồng đều .Khi nó hoạt động không bị xáo trộn trong 9 ngày, nó duy trì trong khoảng cộng hoặc trừ hai giây mỗi ngày.Để giành được giải thưởng £20.000, nó cần giữ thời gian trong khoảng cộng hoặc trừ 2,8 giây mỗi ngày trong chuyến đi kéo dài sáu tuần tới Tây Ấn.
Hoàn thành H4 của Derek Pratt luôn là một dự án thú vị với nhiều thử thách.Tại Frodshams, chúng tôi luôn đánh giá cao nhất về Derek, dù với tư cách là một thợ sửa đồng hồ hay một cộng tác viên dễ chịu.Anh ấy luôn hào phóng chia sẻ kiến ​​thức và thời gian của mình để giúp đỡ người khác.
Tay nghề của Derek rất xuất sắc, và mặc dù có nhiều thách thức, anh ấy đã đầu tư rất nhiều thời gian và công sức để thúc đẩy dự án H4 của mình.Chúng tôi nghĩ anh ấy sẽ hài lòng với kết quả cuối cùng và rất vui khi được cho mọi người xem chiếc đồng hồ.
Chiếc đồng hồ được trưng bày tại Greenwich từ tháng 7 năm 2014 đến tháng 1 năm 2015 với tất cả năm bộ đếm thời gian gốc của Harrison và nhiều tác phẩm thú vị khác.Triển lãm bắt đầu chuyến tham quan vòng quanh thế giới với Derek's H4, bắt đầu từ tháng 3 đến tháng 9 năm 2015 tại Thư viện Folger Shakespeare ở Washington, DC;tiếp theo là Mystic Seaport, Connecticut, từ tháng 11 năm 2015 đến tháng 4 năm 2016;sau đó Từ tháng 5 năm 2016 đến tháng 10 năm 2016, du lịch đến Bảo tàng Hàng hải Úc ở Sydney.
Việc hoàn thành Derek's H4 là nỗ lực của cả nhóm của mọi người trong Frodshams.Chúng tôi cũng nhận được sự giúp đỡ quý báu từ Anthony Randall, Jonathan Hird và những người khác trong ngành đồng hồ, những người đã hỗ trợ Derek và chúng tôi hoàn thành dự án này.Tôi cũng muốn cảm ơn Martin Dorsch vì sự giúp đỡ của anh ấy trong việc chụp ảnh các bài báo này.
Quill & Pad cũng xin cảm ơn The Horological Journal đã cho phép chúng tôi đăng lại ba bài viết trong loạt bài này tại đây.Nếu bạn bỏ lỡ chúng, bạn cũng có thể thích: Cuộc đời và thời đại của thợ đồng hồ độc lập huyền thoại Derek Pratt (Derek Pratt) Xây dựng lại John Harrison (John Harrison) ) H4, máy đo thời gian hàng hải chính xác đầu tiên trên thế giới (phần 1/3) của Derek Pratt (Derek Pratt) tái tạo lại John Harrison (John Harrison) để chế tạo khay kim cương H4, chiếc máy đo thời gian hàng hải chính xác đầu tiên trên thế giới (phần 2/3)
Xin lỗi.Tôi đang tìm người bạn cùng trường Martin Dorsch, anh ấy là một thợ sửa đồng hồ người Đức đến từ Regensburg.Nếu bạn biết anh ấy, bạn có thể cho anh ấy biết thông tin liên lạc của tôi không?Cảm ơn!Trịnh Tuấn Vũ