機械表一些結(jié)構(gòu)方面的知識

1、機械表一些結(jié)構(gòu)方面的知識機械表一些結(jié)構(gòu)方面的知識【擒縱器完全解析精準計時的核心】自從鐘表發(fā)明以來，工匠們?yōu)榱俗非竽芨艿挠嫊r而在擒縱器上下了相當大的功夫從事改良，歷經(jīng)了幾個世紀的演進，到了18世紀中葉，出現(xiàn)了一種分離式擒縱結(jié)構(gòu)設(shè)計。當時，一位名叫ThomesMudge的制表師為了改良早期擒縱結(jié)構(gòu)中擒縱輪的輪齒與擺輪的零件之間過多摩擦的問題，而將擺輪與整個擒縱結(jié)構(gòu)脫離出來，這樣的基本設(shè)計再經(jīng)過改良就成了今天最廣泛被使用的「杠桿式擒縱」（

2、leverescapement），也就是俗稱的「馬式擒縱」。在機械腕表的機芯中，擒縱系統(tǒng)主要是負責制造正確的頻率使腕表能夠正確走時；同時，擒縱結(jié)構(gòu)的精密與否也牽涉到計時精準度，就好比電腦中負責分配管制所有資源與資料的運算的中央處理器CPU般精密而重要。在象征頂級制表工藝的「日內(nèi)瓦十二法則」中就有七項法則是規(guī)范擒縱器的制造，其重要性自然不言而喻。以下我們將就擒縱系統(tǒng)的組成構(gòu)造及運作原理作一概括性的分析。杠桿式擒縱結(jié)構(gòu)主要是由擒縱輪、擒縱叉

3、、擺輪和游絲等部分組成。在整個機械運作的順序上，發(fā)條釋放的能量在經(jīng)過中心輪、第三、四輪的減速之后，傳動到擒縱輪與擒縱叉產(chǎn)生推力驅(qū)動擺輪，再由擺輪上游絲的反作用彈力造成擺輪規(guī)律的往返運動，并控制擒縱輪及其之前輪系的運轉(zhuǎn)以達到調(diào)速的目地。因此在整個運作的機制中，擒縱結(jié)構(gòu)所扮演的正是最重要「頻率提供」的功能，對于計時精準度的影響當然也最大?！菊勍蟊淼纳湘溑c定位撥針機制文】腕表表冠部分的功能一般來說分為兩個部分，第一部分是將動能傳遞進入機芯發(fā)條

4、內(nèi)的上鏈機制，另一部分則是連接到時針輪與分針輪的定位撥針機制。這個機制的運作主要是依據(jù)杠桿原理，由龍芯帶動押鳥、鼓車回返臂等一連串連桿帶動鼓車移動，使表冠得以在上鏈機制與定位撥針機制之間互相切換，進而操控該項功能。當表冠切換為上鏈功能時，此機制即連結(jié)至我們在上一期所討論發(fā)條機制，此時轉(zhuǎn)動表冠即可為發(fā)條上鏈；而切換至定位撥針功能時，鼓車連動小鐵車及日里車，此時轉(zhuǎn)動表冠即可驅(qū)動時針輪與分針輪運轉(zhuǎn)以調(diào)校時間。對于多數(shù)的使用者來說，上鏈與定位撥

5、針可以說是最常使用到的功能，理解其運作原理之后將會有助于我們更正確地操作這些功能。我們除了詳細地介紹這個部分的幾個重要零件之外，并分別針對上鏈及定位撥針功能兩個部分的運作過程作詳細解說。【源源不絕的動力供輸深入剖析機械機芯的發(fā)條結(jié)構(gòu)】在鐘表結(jié)構(gòu)中，提供動力的發(fā)條機構(gòu)其核心地位完全不亞于擒縱系統(tǒng)，由于發(fā)條結(jié)構(gòu)自古以來鮮少有過重大的改變，同時又牽涉到深奧的材料科學，因此重要性經(jīng)常被人所忽略。前二期的鐘表教室中，我們已經(jīng)將鐘表機芯的擒縱系統(tǒng)做

6、過一般性的介紹，這一次，我們將針對鐘表機芯的動力結(jié)構(gòu)—發(fā)條，從結(jié)構(gòu)及運作兩方面來進行探討。早期的人們發(fā)現(xiàn)當韌性強化的金屬受到適當外力發(fā)生形變時，會同時產(chǎn)生一個反作用力來恢復(fù)原狀的現(xiàn)象，于是將淬過火的鋼簧加以卷曲，利用其恢復(fù)原狀的力量帶動其它機件的運轉(zhuǎn)，這就是在電力還未發(fā)明之前，大多數(shù)小換句話說，發(fā)條機構(gòu)的作用正是將所輸入的力量儲存在發(fā)條中，并且轉(zhuǎn)化成機械能傳輸至齒輪系及擒縱系統(tǒng)?！就蟊聿獎拥男呐K擺輪游絲大解析】承接上一期的擒縱器討論，這

7、次我們要進一步探討擺輪與游絲的結(jié)構(gòu)，首先我們從腕表機芯機械運作的歷程來看擺輪與游絲在這其中所扮演的角色∶發(fā)條釋放能量的動力傳輸至擒縱系統(tǒng)驅(qū)動游絲擺輪進行簡諧運動，產(chǎn)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(tǒng)擔任控制速度（煞車）使指針與輪系等時前進的工作，其中擺輪與游絲的簡諧運動頻率正式提供擒縱系統(tǒng)運作的基準，其重要性不言而喻，同時也由于構(gòu)造精密度極高，堪稱腕表機芯中最重要的機構(gòu)?！綛alancespring游絲】（又稱擺輪游

8、絲）游絲是一種相當細的螺旋形彈簧，大約比人發(fā)細3～4倍，總重量約2mg，卻可耐受600g的張力，韌性相當強。由于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(zhì)較好的游絲供應(yīng)商只有瑞士的NIVAROX以及日本的精工。游絲的內(nèi)端固定在擺輪的軸心，外端則固定在擺輪夾板上，當擺輪受到驅(qū)動時固定在擺輪內(nèi)的游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(qū)動力量使游絲受力壓縮、舒張，帶動擺輪順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，

9、這樣的旋轉(zhuǎn)周期會直接影響到腕表走時的準確度。理論上，完成旋轉(zhuǎn)周期的時間愈短，也就是頻率越高，準確度就越高。而決定擺輪的慣性力矩以及擺輪的振幅周期的正是游絲的活動長度，拉長游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，反之縮短游絲則會使擺輪加速。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(shù)，記為次小時（或vph）；每秒鐘擺輪游絲往返一個周期的頻率，記為Hz＂；或是每秒鐘的擺動次數(shù)，也就是日本表常用的振動＂?，F(xiàn)代一般的

10、腕表振頻有∶18000次小時（2.5Hz，5振動）、19800次小時（2.75Hz，5.5振動）、21600次小時（3Hz，6振動）、28800次小時（4Hz，8振動）、36000次小時（5Hz，10振動），一般來說振頻越高，就表示這只腕表越精準?！綛alancewheel擺輪】（又稱平衡擺輪）擺輪受力驅(qū)動后，由內(nèi)部螺旋狀游絲控制作往返擺動，擺動的幅度大約在270～320之間。擺輪運轉(zhuǎn)的平均與否直接影響走時的準確，而擺輪擺動是否平均則與

11、擺輪質(zhì)地是否均勻以及擺輪的真圓度有關(guān)。在銅鈹鎳合金材質(zhì)發(fā)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(diào)節(jié)因溫差所造成游絲有效長度改變而產(chǎn)生誤差的問題，這種擺輪通常外圈是黃銅材質(zhì)、內(nèi)圈為鋼材，當溫度變化發(fā)生熱脹冷縮的情況時，利用外圈金屬膨脹系數(shù)大于內(nèi)圈的物理特性自動調(diào)節(jié)溫度對游絲所造成的誤差；此外，在擺輪外環(huán)鑲上螺絲來增減擺輪的重量，也可以用來調(diào)節(jié)擺輪的平衡，改善在不同方位時間走快或走慢的問題。現(xiàn)代的腕表機芯一般都