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科普机芯传递动力方式

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各个品牌各种型号的基础机芯,虽各有不同的特点,但基本结构原理是相近的。通过上弦或自动摆锤为发条储备能量,再把能量通过擒纵机构传递给振荡系统,并持续一段较长的工作时间。同时,又把振荡系统释放给擒纵机构的等速运动,传递给指针机构,使其指示出时间。最近我拿到了几枚北京手表的大三针带日历显示的自动上链原始机芯,机芯型号就不提了,让我们来一窥究竟。
工具篇:
先来说说拆装工具吧,首先需要一个专用的放大镜,其用途就是由于手表零件精细,必须经由放大镜才得以看清每个零组件,以防止在拆装时损坏零件。通常需准备3到12倍数种不同放大倍率的放大镜,但我这次只是零件拆装所以只准备了一个低倍数的。机芯固定座
机芯的固定座,固定机芯、方便拆解。需轻轻锁住,别太过用力,以免伤到机板。专用螺丝刀
整套的专用螺丝刀,每个制表师的工作桌上都会有,分别有10支装、9支装和散装等不同组合,只要将螺丝刀上的螺丝固定孔松开,即可更换刀片。每支刀上皆有颜色以区别规格,刀座外圈数字则代表刀的直径。使用要先比对螺丝的大小,选用适合的尺寸,才不会损伤螺丝帽或不小心滑手而刮伤机板。抗磁镊子
抗磁镊子的镊子也是必须的,夹取零件时避免零件受磁,通常准备2到3支就够用了。尖端较粗的通常用来夹取机芯、夹板、螺丝、齿轮等一般零件,细小零件则用尖端较细的。切勿过于用力,在夹取零件时,不要平面夹起,最好是找适当的地方采垂直方式夹取,以防用力不当而刮伤零件打磨面。
我这次拿到的是单独的机芯,也没有表针。所以在拆卸方面就少了几道工序,不用开底盖,也用不着拔指针。但是我们这里还是介绍一下。万能开表器拔针器
开表器可用来打开旋入式后底盖,将开表器调整至手表的适当大小后,压住并向左旋转,便可打开后底盖,最好与手表固定座搭配使用较为顺手。拔针器则用来拆除指针,根据不同的表款也有不用的拔针器。
机芯结构篇:
如果把机芯划分结构,可以分为两大系,动传动系和辅助传动系,主动传动系为主线,铺助传动系是与主传动链相对接并且融入其中的。主动传动系又包含四个系统,分别是原动系、传动轮系、擒纵机构和振动机构。
所有动力由原动系发条旋紧发送力量至中心轮、过轮、秒轮、擒纵轮、卡子,再到摆轮,然后摆轮反作用力至马仔使其恢复之前所在位置,如此一来,整个运转过程即可周而复始。简单一点就是说就是把原动系储存的能量通过擒纵机构传递给振荡系统,并持续一段较长的工作时间。同时,又把振荡系统释放给擒纵机构的等速运动,传递给指针机构,使其指示出时间。
原动系由发条盒、条盒盖、发条和发条轴组成。作用是将上紧了发条所产生的弹性势能作为能源贮存起来。在机芯运行中发条将弹性势能为机械能释放出来,从而带动轮系转动,并维持振动系统不衰减地振动定期地给它补充能量,同时带动显示系以及附加机构的运动。
传动轮系主要由中心轮(二轮)、过轮(三轮)、秒轮(四轮)组成。说白了就是利用轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。而机芯的传动轮系又分为两种,正中心传动形式和偏中心传动形式。以中心轮(二轮)在机芯主夹板的位置来决定。
擒纵系统的作用是把轮系传递过来的能量定期地、有规律地补充给振动系统,以维持它作不衰减的振动。此外,它对振动系统的振动次数准确地加以计算,由擒纵轮通过秒轮等齿轮控制显示系,达到计量时间的目的。
振动系统为摆轮游丝系统,如果确定了摆轮游丝振动系统完成一次全振动所需要的时间(振动周期),并计算出振动次数,那么,振动这么多次所经历的时间就等于振动周期乘以振动次数,即:时间=振动周期×振动次数。振动系统和擒纵系统又被称为调速系统。
辅助传动系则包含显示系、上弦拨针系。
显示系与主动传动系相对接并且融入其中,包含最基本的显示轮系,时轮、分轮和秒轮之外,还包括了负责转换旋转速度的跨轮。由于传动轮系分为正中心传动形式和偏中心传动形式。所以显示系传动方式也分为正中心式显示系和偏中心式显示系。
上弦拨针系,可以分开理解,上弦是给原动系输送能量,拔针是指拨动指针用的机构。此机构不仅仅包括用来调动时分针,还包括了拨动机芯所搭载的附加机构的显示部分,如日历和周历盘等。由柄头、柄轴、 立轮、离合轮、离合杆、离合杆簧、拉档、压簧、拨针轮、跨轮、 时轮、分轮、大钢轮、小钢轮、棘爪、棘爪簧等组成。而自动上弦由重锤、重锤支承、偏心轴、滚珠、自动摇板、棘轮、棘爪以及自动上夹板等构成。


来自iPhone客户端1楼2018-11-23 23:13回复
    发条
    发动机器的一种装置,卷紧片状钢条,利用其弹力逐渐松开时产生动力。
    机械钟、表和发条玩具里都装有发条。
    发条原理
    发条的能量会随着机芯的运行逐渐减弱,根据杠杆力矩原理:
    当发条被上满,它的力矩最大(力矩杠杆最发条结构模型长)因此发条前端需要以较小的力量输出。
    运行一段时间后,紧紧盘在发条轴上的发条会慢慢松开,它的能量随之下降。
    当能量即将耗尽时,发条末端的力矩最小(力矩杠杆最短),
    此时输出的力量也随之变小,因而传动力量需加大才能维持机芯运行。
    力矩量变的过程中(发条上满走时偏快,能量下降走时偏慢),
    机芯的走时精准度完全是前前后后的平均值。
    随着现代冶金技术的提高,更优质的金属元素被应用到机芯主发条的制作中,
    通过改变主发条的金属弹性和耐疲劳程度,
    凭借出色的物理特性尽可能地稳定输出力矩。
    制表师或通过打磨光滑的发条盒内壁以减小发条释放阻力,或降低摆频,
    相对延长动力以取得相应的稳定力矩区间。
    那么如何控制发条输出力量恒定呢?
    芝麻链系统正是能够在发条释放过程中克服输出力矩不一致的装置,
    透视整个机芯,由芝麻链链接着的发条盒与宝塔轮就像缆绳忠实的两端,
    牢牢固定在夹板上。上链时由宝塔轮带动主发条,
    链条一端链接宝塔轮底部最大半径,另一段钩住发条盒外壁。
    圆锥形的宝塔轮外壁有螺旋形的盘踞至塔顶的凹槽,
    上链时链条从主发条盒松开卷向宝塔轮,
    发条上满时芝麻链已绕至塔尖最小半径。此刻发条的力矩最大,
    而宝塔轮杠杆效率的幅度最小。机芯开始运行,
    倒转的发条盒将盘在塔轮上的芝麻链慢慢盘过来,
    当主发条逐渐松开动力慢慢减少时,
    也是芝麻链从宝塔轮回卷至发条盒的过程,其杠杆慢慢变长,
    这样杠杆的长度——即芝麻链的有效半径与发条的扭矩成反比增加,
    其结果保证了芝麻链轴心扭矩的恒定,从而保证了摆轮摆幅的恒定。


    来自iPhone客户端4楼2018-12-13 11:12
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      2025-12-08 13:34:04
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      继续科普
      机械表的走时受到哪些因素影响?
      机械表的走时精度受到很多因素的影响,一般来说,主要是以下8大因素:
      1、外部影响
      就是来自钟表外部的各种影响,取决于钟表的工作环境。常采用的措施有:防震设计、防水设计、防磁设计、附加保护外壳等。精密航海钟上常采用万向节,使航海钟在颠簸中能够保持水平。
      2、摩擦力
      摩擦力通常有正反两方面的作用,它有积极的一方面,如摩擦分轮、自动表发条与条盒间的摩擦、螺钉自锁等;另一方面,摩擦会导致传动效率的降低和零件的摩损,从而影响计时。常用的解决方法:改善润滑条件,根据不同的要求,选用不同的润滑油;采用宝石轴承或垫片;改善齿轮的齿面条件,包括采用科学的共轭齿形和提高表面光洁度等,但一般齿面无润滑(在这种情况下,润滑油粘性所产生的阻力可能高于摩擦力)。
      3、快慢针
      快慢针是一种便于校时的经济结构,但理论和实践都证实它会影响系统的等时性,也可能产生位差,这些计时误差随机性比较大,无法补偿或抵消。解决方法有:尽量减少内外快慢针间距;但最好的办法是没有快慢针,通过调节摆轮的惯量来调节快慢。
      4、擒纵机构
      擒纵机构的影响主要是能量传递过程中对摆轮游丝系统产生的影响,摆轮游丝系统只有在自由震荡的情况下,才能维持固定的震荡频率,显然,擒纵机构的能量传递过程会影响震荡频率。理论表明,传递过程接近摆轮平衡点时,这种影响会减小。解决方法有:采用精密擒纵机构,如爪式擒纵机构,它的能量传递过程发生在平衡点附近,传冲的角度也非常小,影响也比较小,而且,它的单向传冲使摆轮游丝系统有更多的自由震荡空间(就这一点,其相对误差可减小一半!)。当然,瑞士杠杆式擒纵机构有工艺性好、易于调整的优点,是目前国际机械表的主流擒纵机构,但在设计中,应尽量减小传冲的角度。瑞士欧米茄公司为减小擒纵机构对计时基准的影响,推出了同轴擒纵机构,这是英国乔治·丹尼尔博士的发明,但从工作原理来看,它是杠杆式擒纵机构和爪式擒纵机构的混合物。
      5、温度影响
      温度的影响主要表现在两个方面:首先,温度变化会游丝的工作长度,同时改变摆轮的惯量,可直接影响到计时精度;其次,温度变化会影响润滑油的粘度,影响传动效率,从而影响计时。对此可以采取以下方法:采用开口双金属温度补偿摆轮游丝系统;采用特殊合金材料制作游丝和摆轮,使之在工作温度区(8°-38°)有一定的温度补偿;采用移动快慢针温度补偿。采用标准的润滑油,对于极限温度情况,如欧米茄的登月表,采用无润滑或固体润滑。
      6、磁场
      磁场影响最大的游丝,可改变其弹性模量,也使游丝在磁场的作用下变形,产生附加应力,严重时,磁场可导致游丝粘连,严重影响走时。解决方法是:采用防磁材料。
      7、游丝平衡
      一般的荡框游丝,其重心随摆轮摆角的变化而变化,在重力作用下,它会产生位置误差。解决方法是:采用宝玑游丝,中心收缩,重心不随摆角改变;采用菲利普末端曲线的圆柱游丝并上下对称使用;采用直线游丝;历史上有人用过球形游丝,性能优越,但工艺性很差,很少实际应用。
      8、摆轮平衡
      摆轮元件的平衡问题直接影响位元差,摆轮元件的静平衡是一个基本要求。
      如果在上述因素都比较理想,手表的走时又比较稳定,通过手表的动平衡,可综合改善走时性能。有一种非常特别的方法:原理是当摆轮摆幅达220度时,各种传递到摆轮上的冲力对频率无影响,曾有人采用安装在擒纵轮上的衡力机构,来控制摆幅在220附近,这也不失为一种方法。


      来自iPhone客户端5楼2019-01-13 08:51
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