Механические наручные часы, состоящие из большого количества подвижных деталей, вобрали в себя достижения молодой, но передовой науки – трибологии.

Трибология изучает процессы трения, износа, смазки и взаимодействия движущихся поверхностей. Современные точные часы попросту бы остановились, если не применить на практике знания специалистов в области трения и их умение обеспечить безупречное вращение, скольжение и сцепление всех деталей.

Трибологи любят говорить, что только один компонент часов по праву ускользает от их внимания: циферблат. Он неподвижен, о него не трутся движущиеся части, он огражден от влияния внешних факторов. Все остальное – часовой механизм с его мелкими подвижными деталями, корпус часов, безель, стекло, браслет и застежка, а также производственные процессы, машины, инструменты и смазочные материалы – находится под пристальным вниманием этих разносторонних людей. Их наука объединяет в себе знания инженера, химика и часовщика. На Rolex, где трибология выделена в отдельную профессию, трибологи играют ключевую роль в повышении надежности, точности и удобства часов до беспрецедентного уровня.

Трибологи

Новая наука

Трибология как наука сформировалась в период с конца 1960-х по начало 1980-х годов, когда пришло понимание множественного влияния стрессовых факторов на используемые в высокотехнологичных отраслях материалы, хотя некоторые из принципов этой междисциплинарной науки бессознательно применялись на протяжении многих веков. Когда в XVIII веке часовой мастер и изобретатель Джон Гаррисон создал первые сверхточные часы, морские хронометры, он постарался свести до минимума влияние трения и сделал все возможное для того, чтобы его часовые механизмы не нуждались в смазке. В то время смазочные масла были низкого качества. Их делали из животных или растительных жиров, которые быстро портились, что ограничивало применение таких масел в морских навигационных приборах, имевших жизненно важное значение.

И только лишь в преддверии нового тысячелетия появилась наука, обогатившая часовое ремесло систематическими знаниями. Применительно к часовому механизму трибология оказывает фундаментальное влияние на точность, долговечность и само функционирование механических часов.

Сборка калибра

Применительно к часовому корпусу и браслету она влияет на комфорт, качество и эстетику. Ее влияние очевидно для пользователя и проявляет себя во многом, начиная от ободряющего щелчка застежки Oysterlock на часах Rolex и заканчивая последними моделями Day-Date с часовыми механизмами нового поколения, где применение знаний трибологии позволило задать новые стандарты точности.

Отображение даты и дней недели

Изначально трибологов привлекали в основном для решения проблем. Им доставались сложные задачи, требовавшие огромного терпения, потому что сомнительная деталь, а значит, и видимая причина проблемы, могла быть разрушена трением. Самой значительной эволюцией за последние 15 лет стало то, что теперь трибологи участвуют в работе над часами уже на стадии исследований и разработки, когда еще только выбираются материалы и проектируются детали.

Вплоть до микрона

Современные часовые механизмы изготавливаются с чрезвычайно малыми допусками. Речь идет о допусках такого порядка, который присущ разве что аэрокосмической отрасли. Но если масштабировать микроскопические оси, трибы и зубчатые колеса до размеров большой машины, то окажется, что силы трения, возникающие в часах, поистине огромны.

Вплоть до микрона

Давление на рубиновые подшипники или зубья шестерни эквивалентно тому, которое локомотив прикладывает к рельсам. Каждый звук «тик», издаваемый часами, – это исходящий от спуска импульс и, следовательно, момент трения. В часах Rolex таких импульсов насчитывается около 250 миллионов в год. При этом пятно контакта между трущимися поверхностями может быть крошечным – всего лишь несколько микрон.

С целью минимизировать разрушительный износ оси, вызванный трением ее латунной шейки, в XVIII веке в качестве подшипников для часов начали использовать твердые камни. Вот и сегодня без высокотехнологичного и долговечного масла современные высокоточные механические часы проработали бы не дольше двух недель, потому что трущиеся части их механизма истерлись бы в пыль.

Установка спуска

Разработка высокотехнологичных смазок

Эти высокоэффективные смазочные материалы синтезируются под руководством трибологов. Они заменили собой масла, которые делают из копыт животных и которые были широко распространены еще десяток лет назад. Rolex является единственной часовой компанией, которая сама разрабатывает и производит в специализированной лаборатории собственный ассортимент смазочных материалов. Каждый тип смазки имеет особое предназначение, а для его производства требуется около десяти лет исследовательской деятельности. Смазочные материалы с низкой вязкостью более жидкие и используются для высокоскоростных контактов, например, в осцилляторе. Высоковязкие смазочные материалы обладают большей плотностью и используются для точек ударного трения в колесной системе.

Используемые количества смазки необычайно малы. По примерным подсчетам, вся швейцарская часовая промышленность потребляет ежегодно всего лишь около 100 литров специальной смазки. В одном часовом механизме Rolex насчитывается, в зависимости от модели, от 50 до 100 точек смазки. Необходимое для них количество смазки исчисляется микролитрами. С тех пор как к работе подключились трибологи, каждая капля смазки рассчитывается научным методом и наносится опытными мастерами с помощью точно рассчитывающего дозу смазочного автомата. Слишком большое количество масла может привести к залипанию или торможению подвижных деталей. Слишком малое его количество увеличивает трение и износ.

Но это далеко не все критерии, которые принимаются во внимание. На смазываемые части деталей могут наноситься нанометрические покрытия, так называемые эпиламы, которые изменяют поверхностное натяжение и удерживают смазочный материал на месте или в заданной области. Даже форма и кривизна микроскопической капли масла продумывается до мелочей. Например, чисто сферическая капля может выкатиться из зазора между трущимися поверхностями, вместо того чтобы выполнять между ними роль буфера.

Точный расчет

Иногда некоторое трение является желательным. Взять, например, вращающийся безель: его механика продумывается и согласовывается до малейших деталей. А у рифленого безеля часов Sky-Dweller внимательно изучается даже форма и геометрия рифления: она должна быть такой, чтобы безель цепко захватывался рукой.

Трибологи обладают таким обостренным чувством точности, что они говорят не о гладкости металла, а о его шероховатости, потому что знают, что даже отполированная поверхность, если ее рассмотреть под под электронным микроскопом, будет совсем не такой гладкой, какой ее видит невооруженный глаз или ощущают кончики пальцев. Анализируют трибологи и сатинированные поверхности, желая убедиться, что при носке часов те не отполируются трением.

Но наиболее очевидно триумф трибологии проявил себя в браслете. В платиновых и золотых браслетах Oyster, а также в браслете President, в частности у новых часов Day-Date, внутри каждого звена имеются керамические вставки, призванные уменьшить износ, который может появиться в результате трения поверхностей друга о друга по причине того, что разные металлы обладают разными свойствами. Кроме того, эти вставки обеспечивают исключительную гибкость браслета. Смазка в данном случае не подходит: с открытых поверхностей она быстро бы стерлась, но прежде могла бы испачкать одежду.

Учитывая масштабы задач, которые стоят перед трибологами, нет ничего удивительного в том, что многие из этих специалистов повышают свою квалификацию знаниями из смежных наук. Подчинив свой рабочий день систематичной и строгой науке, трибологи в душе остаются романтиками и ощущают себя брачными агентами, составляющими пары, в отношениях которых всегда царит гармония.

Квалификация триболога объединяет в себе знания инженера, химика и часовщика.

Смазочный материал красного цвета

Поделиться страницей