機械手表的擺輪遊絲系統解讀

擺輪遊絲系統是機械手表的核心部分，其作用是計時的基準。機械手表屬於振動計時儀器，它的基本工作原理是利用一個週期恒定的、持續振動的振動系統，振動系統的振動週期乘以被測過程內的振動次數，就得到該過程經歷的時間，時間=振動週期 振動次數，而振動系統在機械手錶裡就是我們常見到的擺輪遊絲系統。擺輪遊絲系統持續不斷地振動，並且準確地計算出其振動次數，就可以計算出所經過的時間。但是擺輪遊絲系統在外界因素的影響下，擺動的幅度將逐漸衰減甚至最後停止不動，為了使其不衰減地持續振動就必須定期地給擺輪遊絲系統補充能量。機械手表中的能量來自于原動系統，同時通過機芯內部的主傳動系統將能量週期性地補充給擺輪遊絲系統，並且這個過程是通過擒縱機構實現的。 振動週期 以機械手表中振動頻率為每小時21600次，振動週期為1/3秒的擺輪遊絲系統為例，假設擒縱輪片為20個齒，擺輪遊絲系統每振動一次，擒縱輪片便會轉過1個齒，那麼擒縱輪旋轉一周所需要的時間為（1/3）*20=（20/3）秒，由於擒縱齒軸與擒縱輪片是鉚合在一起的，擒縱齒軸旋轉一周所需要的時間是20/3秒，再設定秒輪片與擒縱齒軸嚙合，二者的傳動比為90/10，因此秒輪旋轉一周所需要的時間為（20/3）*（90/10）=60秒。此外，現有的機械手表比較常見的擺輪遊絲系統的振動頻率還有每小時28800次，振動週期為1/4秒，有興趣的朋友可以根據上面的思路計算出秒輪的速度。 擺輪部件 它包括了擺輪、擺軸和雙圓盤部件，A位置是與擺夾板鑲嵌的防震器組件內寶石軸承相配合的擺軸軸尖；B位置是與基板鑲嵌的防震器組件內寶石軸承相配合的擺軸軸尖；C位置是擺輪，它是此系統裡最為重要的部分，自從機械手表誕生以來出現了很多種類的擺輪，由於擺輪將直接影響機械表的走時精度，因此鐘錶設計師都必須挖空心思將影響擺輪的因素消除或者降至最低，尤其是環境的影響最為突出，這也就導致製作擺輪的材料必須採用鐘錶歷經幾百年來所總結出的特殊材質，此外它的形狀也是被特別設計的，這些都是為了擺輪在機芯中抵抗來自於外在的影響其正常運動的不利因素，比如溫度補償擺輪、自我補償遊絲擺輪、鈹青銅合金擺輪與可變轉動慣量擺輪，其中可變轉動慣量擺輪是個比較特殊的擺輪，為了它還有個特別的結構是無卡度擺輪遊絲系統，這個我將在後面給大家做詳細的解析；D位置是雙圓盤部件，它包括了雙圓盤和鑲嵌在它上面的圓盤釘，此部件起到的特殊作用我已經在上一期"機械手表的擒縱機構"中做了說明； 遊絲部件 它包括了遊絲和三角內樁，A位置是與擺軸相配合固定的內樁中心孔；B位置是與遊絲內端配合在一起的三角內樁的側翼的開口，它的深度與寬度正好與遊絲相配合，而所謂的三角內樁就是根據它的形狀得來的名字，也是目前被應用最廣的內樁，此外還有一種內樁是圓形的，顧名思義被稱作圓內樁，由於它相比於三角內樁具有不能完美貼合遊絲內端的缺點，應用的比較少；C位置是遊絲，它的形狀是阿基米德螺旋線，也可以稱作渦旋線；D位置是遊絲的外端曲線，它不是渦旋線的一部分，而是被特殊設計的一段具有幾段折線的弧狀曲線，此設計的目的就是為了與下面即將說到的調節機械手表走時精度的快慢針部件與固定遊絲最外端的外樁可以更好的配合在一起； 調速元件 它包括了遊絲部件和擺輪部件，A位置是遊絲部件上的內樁與擺輪部件的擺軸固定為一體；B位置是擺輪，此擺輪外緣被設置了多個螺釘屬於花型擺輪；C位置與D位置在前面已經談到了它們的作用，而將它們組合在一起就是需要一個固定的設計角度了，在計時書裡被稱作捲進角，此角度是以遊絲從內樁的初端與遊絲外端曲線的第一個打彎初連線，以及它與外樁所在位置的連線的夾角就是遊絲的捲進角，此外圓盤釘的位置與外樁的位置夾角也是被設計好的，它決定了擺輪遊絲系統左右兩個振動週期的一致性； 擺夾板元件 它包括了擺夾板、防震器元件、快慢針部件和外樁環部件，A位置是擺夾板，它的上面被刻上了正負號和刻度其作用就是標識調整快慢針的快慢方向的，具體的工作原理將在後面介紹；B位置是防震器，它是被鑲嵌在擺夾板上作為擺軸的上支承，同時也是起到了保護擺軸軸尖的作用；C位置是快慢針部件，它包括了快慢針以及鑲嵌在端部的外夾和兩根較細的內夾，其中外夾的尾部有個凸出部分，它的作用是為了阻擋住遊絲在震盪的過程中不會脫離出來，也就是控制了遊絲的軸向，而兩個內夾中間所形成的縫隙是留給遊絲的，使得遊絲在裡面可以蕩框，也就是限制了遊絲的徑向運動；D位置是外樁部件，它包括了外樁環以及鑲嵌在端部的外樁管，還有通過螺釘固定的帶有開口的外樁，此開口就是為了遊絲最外端通過膠粘合的地方，這個外樁部件的設置就是為了調整遊絲外端曲線的位置，從而保證了遊絲的中心與擺軸的中心同軸，使得整體的振動週期左右擺動所用時間盡可能的一致。 無卡度擺輪遊絲系統 擺輪遊絲系統在機械表中的重要性相當於心臟對於人的重要性一樣，而無卡度擺輪遊絲系統對於機機械表說也尤為重要。