ساعة خشبية ذات تروس: 9 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

لقد أضفت فيديو للساعة. سأعمل على نحت النوافذ في مواجهة الساعة. سوف أقوم بتحميل الصور و / أو مقطع فيديو لذلك عندما أنتهي ، لقد كنت في الأعمال الخشبية لبضع سنوات حتى الآن. أحب فكرة أن أكون قادرًا على صنع أشياء يمكنني استخدامها. قبل بضع سنوات صادفت ساعة مصنوعة من الخشب. كان الوجه والذراعين والإطار والتروس كلها من الخشب. لقد أثار إعجابي حقًا ، ووضعته في الاعتبار لمشروع مستقبلي. قررت أن أستخدم الساعة الخشبية في Instructable ، وآمل أن أشارك ما تعلمته لمساعدة الآخرين الذين لديهم اهتمامات مماثلة. كان أحد أهدافي من هذا هو استخدام أدوات مشتركة متاحة على نطاق واسع لمعظم الناس. لم أستخدم أي صعوبة باهظة الثمن للعثور على آلات تعمل بالخشب ، أو حزم برامج باهظة الثمن عند تصميم هذا. البرنامج المستخدم إما مفتوح المصدر أو مجاني ، والآلات المستخدمة هي بعض من الآلات الشائعة التي يمتلكها معظم عمال الأخشاب.

الخطوة 1: ما سوف تحتاجه

فيما يلي قائمة بالأشياء التي ستحتاجها للتصميم: OpenOffice Calc - لحساب نسب التروس free2Design - لتصميم التروس Gimp- تعديل الصور وتحريرها Blender - لتروس النمذجة التقريبية للتأكد من عدم وجود أي تداخلات بين التروس والمحاور. * ملاحظة - ربما يمكنك استخدام Blender للقيام بكل التصميمات ، لكن مهاراتي في Blender ليست على مستوى السرعة. كان من الأسهل رسمها بدقة الأبعاد في حزمة ثنائية الأبعاد واستيرادها إلى الخلاط.

الخطوة 2: كيف يعمل؟

الساعة التي صممتها هي ساعة بندول أساسية. كانت هذه موجودة منذ منتصف القرن السابع عشر. يستخدم الوزن كمصدر للطاقة ، والبندول لتنظيم سرعة هروب هذه الطاقة.

يتم لف الوزن حول أحد المحاور. أثناء سحبها لأسفل ، تقوم بتدوير التروس مما يؤدي إلى تدوير عقارب الدقائق والساعة. إذا كان هذا هو الوزن والتروس فقط ، فعند إطلاق الوزن ، ستدور التروس لبضع ثوان وسيضرب الوزن على الأرض. هذا ليس عمليًا جدًا إلا إذا كنت تريد التظاهر بأنك في آلة الزمن. يعد وضع الوزن والحبل أمرًا بالغ الأهمية. تريده بعيدًا عن قطار التروس حتى لا تقوم بلف الساعة كل 4 ساعات. مرة أو مرتين في اليوم ليست سيئة. كلما ابتعدت في قطار التروس ، كلما كان الاسترخاء أبطأ. إذا تم وضعه على عقرب الساعة ، فيمكنك بسهولة الحصول على لف مرة واحدة في اليوم. نحن بحاجة إلى طريقة ما للسماح لهذه الطاقة بالهروب ببطء. هذا هو المكان الذي يأتي فيه "الهروب". من كلمة هروب ، يسمح لطاقة الوزن بالهروب بطريقة بطيئة ، حتى لا تستهلك الطاقة دفعة واحدة. تعمل آلية الهروب هذه أيضًا على إنشاء "Tick Tock" الذي تسمعه من الساعات. تم بناء الميزان من معدات الهروب ورافعة الهروب والبندول. يتأرجح البندول للأمام والخلف لتحريك ذراع الميزان داخل وخارج ترس الهروب ، مما يتسبب في توقف الترس عن الدوران. يسمح ذلك بتوزيع طاقة الوزن على مدى فترة زمنية حتى لا تقوم بلف الساعة كل دقيقتين.

الخطوة 3: البندول

البندول آلية مثيرة للاهتمام. هم وزن في نهاية خيط أو عمود ، مع محور في الطرف المقابل للوزن. فترة البندول هي الوقت المستغرق للانتقال من جانب إلى آخر والعودة مرة أخرى. الشيء الرائع في البندول هو أن هذه الفترة ، أو الفترة ، لا تعتمد على مقدار الوزن أو طول القوس ، إنها تعتمد على طول البندول. لذلك ، إذا كان لديك بندول بطول 2 قدم بوزن 5 أرطال ، وتم سحبه إلى اليمين عند 90 درجة ، فسيستغرق الأمر نفس مقدار الوقت للتأرجح عبر والعودة مثل بندول بطول 2 قدم مع سحب 2 رطل من الوزن إلى اليمين عند 30 درجة. يؤثر الوزن الموجود في نهاية البندول على عدد المرات التي يتأرجح فيها البندول. لذا فإن البندول الذي يبلغ وزنه 5 أرطال سوف يتأرجح لفترة أطول من الوقت ، من وزن 2 باوند. هذا مفيد لأننا نريد الحفاظ على تأرجح البندول. ومع ذلك ، يمكن أن يكون لديك الكثير من الوزن. كما سنرى لاحقًا ، يساعد الميزان في إعطاء البندول دفعة. إذا كان وزنك ثقيلًا جدًا ، فلن يكون لديك طاقة كافية لإبقائه متأرجحًا.

بالنسبة لساعتنا ، نريد أن تكون لدينا فترة ثانيتين. بهذه الطريقة ، سوف يستغرق البندول ثانية واحدة للتأرجح إلى جانب واحد. مع كل تأرجح ، سيسمح الميزان لمعدات الهروب بتدوير سن واحد في كل مرة. إذا كانت الفترة ثانيتين ، فسيؤدي ذلك بشكل أساسي إلى جعل ترس الهروب يدنا الثانية نظرًا لأنه يدور سنًا واحدًا كل ثانية. لمدة ثانيتين ، نحتاج إلى أن يبلغ طوله مترًا واحدًا. نظرًا لأن ذراع الهروب الخاص بنا سيكون له سنان ، أحدهما لإيقاف أداة الهروب عند كل طرف من أطراف تأرجح البندول ، سيحتاج البندول لدينا إلى 30 سنًا. ستعمل دورة واحدة كل 60 ثانية. تحتوي العديد من ساعات البندول على ترس الهروب على محور اليد الثانية. هذا ما سنفعله. عندما يتأرجح البندول للخلف وللأمام ، فإنه يقوم بتدوير ذراع الهروب داخل وخارج ترس الهروب. يؤدي هذا إلى توقف تروس الساعة وبدء الدوران كل ثانية. تم تصميم الرافعة بحيث يتم دفعها قليلاً أثناء تحركها خارج ترس الهروب. هذه الدفعة كافية للحفاظ على تأرجح البندول.

الخطوة 4: قطار العتاد

نظرًا لأن ترس الميزان يدور مرة واحدة كل 60 ثانية ، يمكننا جعل محور آخر يدور مرة واحدة كل 3600 ثانية. سيكون هذا هو عقرب الدقائق لدينا. ثم يمكننا جعل محور آخر يدور مرة كل 43 ، 200 ثانية (12 ساعة). ستكون هذه ساعة يدنا. عندما نحسب هذا سيكون لدينا ساعة تعمل على الورق.

يوضح جدول البيانات حسابات نسب التروس المطلوبة. لقد بدأت بعقرب دقائق 3 محاور ، لكنني انتقلت إلى محور 4 للحفاظ على حجم التروس لأسفل. لعمل عقرب للدقائق ، تحتاج إلى نسبة تروس تبلغ 60 بين محور Escapement ومحور عقرب الدقائق. بالنسبة لعقرب الساعات ، ستحتاج إلى معدل تروس 12 من عقرب الدقائق إلى عقرب الساعات. يعرض جدول البيانات المعادلة والحسابات للحصول على عدد الأسنان لكل ترس. باستخدام جدول البيانات ، تمكنت من توصيل عدد مختلف من الأسنان لكل ترس وترس لمحاولة الحصول على نسبة التروس المطلوبة.

الخطوة 5: تصميم التروس

عند تصميم التروس ، هناك العديد من المعلمات التي يمكن أن تؤثر على الحجم. أخذت بعض القيم القياسية للمتغيرات عند إجراء الحسابات. لقد استخدمت زاوية ضغط مقدارها 20 درجة ، وقطرًا لقطريًا بمقدار 8. وكل ذلك مع عدد أسنان كل ترس ، تمكنت من حساب قطر الملعب ، وقطر الجذر ، والقطر الخارجي ، وقطر دائرة القاعدة.

الآن بعد أن حصلت على أقطار التروس ، يمكنني البدء في رسمها. لقد وجدت تعليمات حول رسم التروس باستخدام CAD واتبعتهم لرسم هذه التروس. كتبه نيك كارتر. يوجد رابط لصفحته في الخطوة الأخيرة في قسم المراجع. يحتوي ملف free2Design على Gears و Pinions مع طبقة تُظهر الخطوط المرسومة لإنشاء الأسنان. أثناء بحثي عن الساعات ، صادفت ساعات Gary's Clocks. وذكر أن هناك فرقًا كبيرًا فيما يمكنك رسمه باستخدام CAD وما يمكنك قطعه بالفعل باستخدام منشار التمرير. تعلمت هذا على الطريقة الصعبة. قطع المريء بين الأسنان مملة بعض الشيء. لمحاولة تسريع الأمور ، قررت إضافة دوائر بين كل أسنان ليتم حفرها باستخدام مكبس الحفر. لقد وفر ذلك الوقت في محاولة تقريب الوادي بين الأسنان ، لكنني أعتقد أنه تسبب في بعض المشاكل في تشابك الأسنان مع بعضها البعض. جنبا إلى جنب مع التروس هي الهروب وآلية السقاطة. كما ذكرنا سابقًا ، فإن Escapement هي آلية تسمح للطاقة بالهروب ببطء. يتم ذلك باستخدام العتاد والرافعة والبندول. ما لم يتم الحديث عنه بعد هو اسئلة. قلنا أن وزنًا ملفوفًا حول محور به خيط ، ويسمح له بالخروج ببطء لقيادة الساعة. نحن بحاجة إلى طريقة لإعادة ضبط هذا ، أو ضبط عقارب الساعة. سيسمح لنا السقاطة بفعل ذلك. يتم تثبيته بشكل غير محكم فوق محور أحد التروس ، ويدفع ضد الترس بمسمار ورافعة. عندما تحتاج الساعة إلى لفها ، يمكن لف السقاطة عكس اتجاه عقارب الساعة دون تحريك الترس. ثم عندما يسحبه الوزن في اتجاه عقارب الساعة مرة أخرى ، فإنه يمسك الدبوس المثبت في الترس ، ويستمر في تشغيل الساعة.

الخطوة 6: قطع التروس

حان الوقت الآن لوضع عملية التصميم الصعبة على المحك. قطع التروس. بعد طباعة الرسومات بالحجم الكامل ، قمت بقصها ولصقها على الخشب. رذاذ لاصق يعمل بشكل رائع. أستخدم 3M Super77 ، وهو يجف بسرعة إلى حد ما. على الأقل في غضون بضع دقائق بعد اللصق ، أنا مستعد لبدء القطع دون تقشيره.

أحفر جميع الثقوب أولاً. من الأسهل التعامل مع لوحة بالحجم الكامل باستخدام مكبس الحفر بدلاً من محاولة تثبيت فراغ تروس يبلغ قطره 1.5 بوصة فقط دون تقسيمه. أيضًا ، إذا حدث خطأ ما ، فلن تضيع كل هذا الوقت في الاستغناء عنه لمجرد تقسيم اللوحة. بعد حفر الثقوب ، أقطع التروس حول القطر الخارجي ، ثم أبدأ في قطع الأسنان.

الخطوة 7: وضع العتاد

لقد رسمت التروس الخشنة في الخلاط مع القطر الخارجي وقطر الملعب لمعرفة الموضع في الإطار. أخبرني هذا إذا كان لدي تداخل بين الترس والمحور ، وأعطاني فكرة تقريبية عن مكان وضع المحاور. بعد إنشاء "قالب" حول مكان حفر الثقوب ، قمت بحفر أول قالب يبدأ بمحور Escapement. بمجرد حفر ذلك ، قمت بإزاحة الترس على المحور ، ووضعه في الحفرة ، ووضعت ترس التزاوج على المحور ، واحتفظت به في الموقع التقريبي. ثم قمت بعد ذلك بتعديل موضع الترس التالي ، ووضع علامة عليه ، وحفر الفتحة. ثم سأعيد التحقق من الملاءمة مع كلا الترسين الموجودين على محور مناسب في الفتحة. إذا كان ذلك مناسبًا ، فقد كنت سأفعل ذلك مرة أخرى مع الترس التالي. استمر هذا حتى تم قطع جميع الثقوب ، وتناسب التروس.

ستقطع ثلاثة محاور طوال الطريق من خلال الإطار ، وستكون هناك فتحات عمياء لثلاثة محاور. لدي الآن جانب واحد من الإطار محفور ، لكني بحاجة إلى إطار مطابق. من أجل الحصول على صورة معكوسة للفتحات ، قمت بقص نصف بوصة بطول 1/2 وتد لوضعه في كل ثقب. دفعت مسمارًا مشدودًا في وسط كل قطعة وتد وقص نهاية الظفر مع زوج من القنص. وضعت لوح التزاوج فوق المسامير وضغطت بقوة. ترك هذا مسافة بادئة حيث يجب حفر كل مركز من الثقوب. بعد حفر الثقوب ، حان الوقت لتجميع الساعة.

الخطوة 8: تجميع وإنهاء الساعة

أقوم بتحريك التروس على المحاور وأضعها في فتحاتها. ضع الوجه فوق المحاور وقم بتثبيته بمسامير 1/4 بوصة. يتم وضع عتاد الهروب والرافعات على الظهر مع البندول. لقد قمت بإنشاء قضيبين مربعين عبر الظهر لتعليقه على الحائط. يتم رفعهما بعيدًا عن ظهر الساعة باستخدام مسامير 1/4 بوصة والسماح بمكان لربط البندول.

حسنًا ، إليك بعض الصور للساعة المُجمَّعة. أحتاج إلى إجراء القليل من الصنفرة هنا وهناك ، وإضافة اللمسات الأخيرة بالإضافة إلى الأرقام ، ولكن تم الانتهاء منه في معظم الأحيان. نظرًا لأن هذه كانت ساعتي الأولى ، لم أكن معقدة للغاية وتركت عقرب الساعات والدقائق على محور منفصل. لدمجها ، كما هو الحال في معظم الساعات ، سيكون هناك المزيد من التروس والمحاور التي تنزلق فوق أحدها والآخر. هناك بعض الأشياء التي أخطط لتحسينها. الأول هو المظهر. أعلم أنها ليست الساعة الأكثر جاذبية ، لكني كنت أكثر تركيزًا على الوظيفة. استبدال اللوحة الأمامية بلوحة زجاجية هي فكرة واحدة. تبدو التروس رائعة ، وأود أن أتباهى بها أكثر. الشيء الآخر الذي أرغب في تحسينه هو مهاراتي في منشار التمرير. لقد قطعت الكثير من التروس التي جعلته في صندوق إشعال.

الخطوة 9: الأفكار والمراجع النهائية

أحب دائمًا بدء المشاريع التي تتطلب مني إجراء بحث وتعلم مهارات جديدة أو تحسين مهاراتي وقدراتي. لقد ضربت عدة مناطق مع هذه المشاريع. عندما رأيت أول ساعة خشبية لي منذ سنوات. لم أدرك أبدًا أنه عندما بدأت في إنشاء واحدة ، كنت سأتعلم الكثير عن كيفية عملها. أنا الآن أنظر إلى الساعات والساعات من منظور جديد. أبدأ الآن في البحث عن الميزان ، ومتابعة التروس من خلاله. كما قلت ، تعلمت الكثير ، وأردت مشاركة المواقع التي حصلت فيها على بعض الأفكار. أعتقد أنهم ساعدوني ، وقد يكونون قادرين على مساعدة الآخرين. Gary's Wooden Clocks - موقع مفيد للغاية به العديد من التصميمات الرائعة التي قدمها مختلف الأشخاص. كيف تعمل الأشياء - نظرة عامة جيدة على أجزاء ساعة البندول - نيك كارتر - تعليمات مفصلة حول كيفية رسم التروس في برنامج CAD. الشيء الجميل أنه ليس خاصًا بأي برنامج واحد. إنه عام بما فيه الكفاية أن أي برنامج CAD سيعمل ، وأخيرًا ، لن يكتمل العمل مع التروس بدون استخدام الإصدار الرابع والعشرين من كتيب الآلات اليدوية. هذا هو مصدر معادلاتي وحساباتي.