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手表遊絲擺輪

圖文 更新时间:2024-09-27 05:44:45

首先我們從腕表機心機械運作的曆程來看擺輪與遊絲在這其中所扮演的角色∶發條釋放能量的動力傳輸至擒縱系統驅動遊絲擺輪進行簡諧運動,産生一反作用力達到減速的目的。在整個運作的程序上擒縱系統擔任控制速度(煞車)使指針與輪系等時前進的工作,其中擺輪與遊絲的簡諧運動頻率正式提供擒縱系統運作的基準,其重要性不言而喻,同時也由於構造精密度極高,堪稱腕表機心中最重要的機構。

手表遊絲擺輪(擺輪和遊絲在機械表機心中扮演着什麼角色)1

【Balance-spring 遊絲】(又稱擺輪遊絲) 遊絲是一種相當細的螺旋形彈簧,大約比人發細3~4倍,總重量約2mg,卻可耐受600g的張力,韌性相當強。由於涉及深奧的材料科學、精密度極高,目前世界上較為知名、品質較好的遊絲供應商隻有瑞士的NIVAROX(尼瓦洛克斯)以及日本的精工。遊絲的内端固定在擺輪的軸心,外端則固定在擺輪夾闆上,當擺輪受到驅動時固定在擺輪内的遊絲則會因為彈性而均勻地收縮及舒張,同時帶動擺輪來回擺動。如前所述,擺輪受到驅動力量使遊絲受力壓縮、舒張,帶動擺輪順時針或逆時針旋轉,這樣的旋轉周期會直接影響到腕表走時的準确度。理論上,完成旋轉周期的時間愈短,也就是頻率越高,準确度就越高。而決定擺輪的慣性力矩以及擺輪的振幅周期的正是遊絲的活動長度,拉長遊絲會使擺輪慣性力矩變大,擺動的角度也越大,擺頻自然慢下來,反之縮短遊絲則會使擺輪加速。

目前常用來表示擺動頻率的方式大約有∶每小時的擺動次數,記為次/小時(或vph);每秒鐘擺輪遊絲往返一個周期的頻率,記為 Hz”;或是每秒鐘的擺動次數,也就是日本表常用的 振動”。現代一般的腕表振頻有∶18,000次/小時(2.5Hz,5振動)、19,800次/小時(2.75Hz,5.5振動)、21,600次/小時(3Hz,6振動)、28,800次/小時(4Hz,8振動)、36,000次/小時(5Hz,10振動),一般來說振頻越高,就表示這隻腕表越精準。

【Balance-wheel 擺輪】(又稱平衡擺輪) 擺輪受力驅動後,由内部螺旋狀遊絲控制作往返擺動,擺動的幅度大約在270°~320°之間。

手表遊絲擺輪(擺輪和遊絲在機械表機心中扮演着什麼角色)2

擺輪運轉的平均與否直接影響走時的準确,而擺輪擺動是否平均則與擺輪質地是否均勻以及擺輪的真圓度有關。在銅铍鎳合金材質發明以前,許多古董表(1950年以前)使用「雙合金溫差自動補償擺輪」來調節因溫差所造成遊絲有效長度改變而産生誤差的問題,這種擺輪通常外圈是黃銅材質、内圈為鋼材,當溫度變化發生熱脹冷縮的情況時,利用外圈金屬膨脹系數大於内圈的物理特性自動調節溫度對遊絲所造成的誤差;此外,在擺輪外環鑲上螺絲來增減擺輪的重量,也可以用來調節擺輪的平衡,改善在不同方位時間走快或走慢的問題。現代的腕表機心一般都是采環形擺輪(也就是俗稱的「光擺」),此外較高級的擺輪上還設有可供微調擺動速度的補償砝碼(如百達翡麗)或補償螺絲(如勞力士)。

手表遊絲擺輪(擺輪和遊絲在機械表機心中扮演着什麼角色)2

百達翡麗補償砝碼

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勞力士補償螺絲

發條,能量累積裝置

一塊機械表需要能量才能工作。這種能量通過發條提供到裝置,發條在手表上鍊時被上緊。 主發條被安裝于一個被稱為發條匣的圓柱形鼓狀物内。

發條本身是一個長的有彈性的鋼條,由上鍊機構繞在着條軸之上,以便存儲手表工作所需的能量。

發條一旦被上緊,會自然地試圖通過伸展恢複其初始形狀,因此産生出驅動手表所需的能量。

發條匣被連接到一個與機心齒輪系齧合的齒輪之上。

傳遞系統或齒輪系将存儲于發條匣中的能量傳遞到擒縱輪之上。

在發條松開之時,發條匣轉動并驅動齒輪。

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1.發條匣後面第一個齒輪是中心輪。顧名思義,它位于機心的中心。這一齒輪12小時轉過完整的一圈,它帶動着時針;

2.下一個齒輪,被稱為第三輪,是一個中間輪;

3.再下一個齒輪被稱為第四輪。這一齒輪也可能被置于機心的中心,或位于表盤六點鐘處。它1分鐘或60秒轉過完整的一圈(這也是它被稱為秒輪的原因),用來帶動秒針(如果手表配備了秒針的話)這三個齒輪為黃銅制;

4.最後一個齒輪室棘爪輪或擒縱輪。它不再是齒輪系的部件,而是擒縱機構的部件。它通過齒輪系将所傳遞的能量以間歇方式釋放到擒縱叉杆之上;

這一齒輪與其他三個有很大不同。它由特殊的高度抗沖擊鋼所制成,在與擒縱叉杆相擊時,能經受沖擊次數之多令人驚訝(每小時平均21600次沖擊,意味着24小時高達51800次);

而牙齒的形狀也有很大不同,這一齒輪是最難制造和最精細的機心部件之一。

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擺鐘擒縱機構原理

擒縱機構與能量分配:分割時間

為了能夠對時間進行計數,由主發條持續傳遞的能量必須被分割為規則的單位。

擒縱機構所傳遞的能量被以脈沖的形式所接收。如果沒有這個裝置,齒輪将快速轉動,而主發條在數秒之内就會伸展完畢。

擒縱機構構成了與調節機構的連接,并将脈沖分配到擺輪之上。

擒縱叉杆(因狀似船錨,在法語中被稱為“l'ancre”),接收了最初由主發條通過擒縱叉杆脈沖發出的能量。擒縱叉杆的作用是将齒輪的圓周運動轉化為驅動擺輪的交替運動。它進行一種與手表工作時我們所聽到的“滴”、“答”聲相對應的來回搖擺運動。

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★調節機構:擺輪與遊絲的組合

擺輪與遊絲的組合代表了手表的心髒部分;它通過擺輪的振蕩來調節時間的流逝,并負責保持手表的精确性。

它包含一個靜态懸挂的雙臂飛輪以及遊絲(比頭發絲寬度更細的鋼制彈簧).

擺輪進行圓周形的往複運動,将時間分割為相等的單元。

擒縱叉杆給予擺輪一次沖擊,使之進行一次旋轉:發出“滴”聲;在本次旋轉的過程中,擺輪遊絲被壓縮,因此使得分布的能量達到均衡。然後擺輪-遊絲展開,使得擺輪回蕩:發出“答”聲與振蕩相對應,我們得到了往複運動的原理。

頻率是一秒内的振蕩次數。這一術語經常被用來描述一種手表機心号,以每小時的振動數來表示:

A 2.5赫茲的頻率等于每小時18000次振動(意味着每秒5次振動);

A 3赫茲的頻率等于每小時21600次振動;

A 4赫茲的頻率等于每小時28800次振動;

A 5赫茲的頻率等于每小時36000次振動(意味着每秒10次振動);

20世紀前半段,機械表擺頻标準為每秒5拍/2.5HZ18800次/小時擺頻;

40年代早期推出每秒6拍/3赫茲21600次/小時;

今天推出每秒8bps/4赫茲28800次/小時;

更高的有每秒10bps/5赫茲 36000次/小時(真力時招牌機心);

Jules Audemars獨家擒縱系統腕表 每秒12 bps/6赫茲 43200次/小時;

寶玑的TYPE XXII計時碼表每秒20拍/10赫茲 72000次/小時。

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