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简单大白话,告诉你机械手表到底如何工作?

2017-04-14  茂林之家
简单大白话,告诉你机械手表到底如何工作?简单大白话,告诉你机械手表到底如何工作?

谢冉小同学

励志成为一名资深制表师,为人十分固执但不偏执,坚持实事求是+多角度辩证地看待问题。

开场先来一段轻松点的小故事,也算是自我介绍(不感兴趣的朋友请直接看正文)

本人姓谢,家里没有任何“钟表”背景,梦想成为一名制表师,不过现实好像并不给我这个机会。从学生时期开始,我就对机械产生浓厚的兴趣。某天深夜中“滴答滴答”声吸引了我,当时便觉得这声音非常美妙且异常规律,在我脑海中竟想象不出究竟是何物体发出的。带着疑问来到了第二天清晨我才明白,原来是室友戴了一块机械表,声音就是这个小东西发出的。

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一个“偶然的机会”,室友的手表因故障停走了,某服务中心给出的报价对还处于学生时代的我们来说,无疑是一笔巨款(还不可以向家长要钱,室友本来就是拿老爸的手表偷偷戴戴,要是被他老爸知道肯定挨削)。在此特殊情况下我提出:“要不咱们自己把它修好,瞒天过海”。室友犹豫了一下,于是乎我们展开了以下“神”对白:

我:“把它拆了我给你修!”

室友:“你敢拆我就敢让你拆!”

我说:“只要你敢让我拆我就敢拆!”

最后,室友用信任的眼神的看了我一眼,由此,我们便开始了“宏图大业”。

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三下五除二一顿拆,但也没有发现个所以然,最糟糕的是,最后还装不上了!事已至此,没办法也得继续想办法。下课后我们飞奔到一个表摊儿前,像个白痴一样搁那一戳,仔细观察人家是怎样拆解装配的,经过3天时间,我终于明白故障原因——因为一个轮子摔断了尖。赶紧网购了一个轮子和几样简单的工具,以及一本讲钟表原理的书籍。后来,又经过几个小时的艰苦奋斗,我竟然把它装好了!至今,我依然清晰记得,当摆轮开始摆动,并且再次发出那熟悉的“滴答滴答”声那一刻,我欣喜若狂仿佛“她”被我重新赋予了生命,从此我遍深深地爱上了“她”。

现在回首再看,其实那时也是瞎胡闹——仅仅是表可以走了而已,没有加油调校就连更好的零件都是劣质仿造的“山寨货”……

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语文成绩一向都超级烂的我,其实不知道如何下笔写这篇文章。但本着为想了解机械表的各位科普知识的精神,本文中我会尽量使用大白话及详细图片注解的方式,从一名钟表从业者的角度,给大家简单讲解机械手表的基本原理,本文中有些观点或许会和厂家主导的那些宣传点相违背,欢迎大家来辩论,毕竟真理越辩越明。在此声明,我不隶属于任何钟表集团。因为年纪小刚入行,目前技术还有待加强,人还特别爱“较真”(较真:北京话大概意思就是“轴”)

本文中所用机芯质量不佳,还请大家包涵。虽然它质地不佳,也不是什么名贵的机芯,但是它对于我来说有着特殊的意义,正是因为它质地不佳,导致了在它身上无论是优点还是缺点都得到了非常明显放大,使我更加了解了它的特性。

简单大白话,告诉你机械手表到底如何工作?

正文:

接下来按照我的知识体系和理解,用更简单的白话文和图解,为大家讲解机械表的运作原理。

神马是机械手表?机械手表是利用发条作为动力,经过一组齿轮组成的传动系,来推动擒纵调速器工作,再由擒纵调速器反过来控制传动系齿轮的转速,传动系的转速受控于擒纵调速器,所以指针能按一定规律在表盘上指示时刻。(时轮、分轮通过与传动系某一个轮子“连接传出”来指示时间。PS.通常有6种传出方式,以后有机会再讲。)

主传动线示意图,看不懂也没关系,后文一步步解析

原动系主要部件——发条:

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发条在自然状态是一个螺旋状的弹簧

请仔细观察,有没有觉得它和咱们印象中的发条有所不同?手表发条都是S形的,主要作用是为了获得相对均匀的动力输出。如果是一圈一圈的传统发条,则会在满条状态下输出力量很强,随着发条力量的慢慢释放,动力又会慢慢衰减。为了减缓上述情况发生,所以现今手表中都使用S形发条。

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手表运行中,发条是盘在条盒内的状态

传动系主要部件:二轮、三轮、秒轮、擒纵轮,见下图:

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这里又涉及几个常用概念:增速传动和减速传动。

在机械手表中,主传动线为增速传动。何为增速传动呢?如果一元硬币为主动轮,一角硬币为从动轮,则为增速传动。通俗地讲,就是大轮为主动轮带动小轮转动就是增速传动,反之则为减速传动。

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专业说法:齿轮传动时,单位时间里转过的角度为角速度,常记作W。一对相互咬合的齿轮,主动轮角速度为W1,从动角速度为W2。若W1=W2,此对齿轮传动,称为等速传动。若W1>W2此对齿轮传动,称为减速传动。若W1<W2此对齿轮传动,称为增速传动。

解释完了增速传动,回归手表主传动系。本身传动系是由多个轮系组成的(一个轴上有多个轮片或者齿轴被称为轮系,可以理解为在一根轴上装有多个齿轮,但是这些齿轮的旋转中心是一致的。)当所有轮系咬合在一起的时候就形成了传动系。这也就解释了这句话“手表的主传动系是由多个轮系组成的”准确的说法应该是:机械手表内的主传动系是由轮系相互咬合所组成的!

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手表中的轮系就是这个样子滴,由轮片作为主动轮,齿轴作为从动轮,做增速传动,传动的顺序为:1条盒轮 → 2二轮齿轴、3二轮片 → 4三轮齿轴、5三轮片 → 6秒轮齿轴、7秒轮片 → 8擒纵轮齿轴、9擒纵轮片 → 擒纵调速器。

再由擒纵调速器反过来控制个轮系的转速:擒纵调速器 → 9擒纵轮片、8擒纵轮齿轴 → 7秒轮片、6秒轮齿轴 → 5三轮片、4三轮齿轴 → 3二轮片、2二轮齿轴 → 1条盒轮。

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接下来上实物图,和大家讲解1→9的咬合传动顺序,2和3,4和5 ,6和7,8和9,为同一组轮系不存在咬合“直接传动”。所有轮系安装在机芯内部相互咬合就是这个样子的:

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最终回归到这个原理图,有木有更明白些了?

  • 擒纵调速器

擒纵调速器是整个手表的心脏,擒纵调速器由多个部件组成。主要作用为控制整个轮系的转速,因此指针才能按照一定的规律在表盘上指示时刻。

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那么擒纵调速器是怎么和轮系相连的呢?通过擒纵叉与擒纵轮轮片“啮合”。

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圆盘钉在游丝的弹性作用下,反复撞击喇叭口内的凹槽,使擒纵叉保持精确又规律的运动(圆盘钉装在摆轮上)。反过来,是叉瓦与擒纵轮片特殊的“啮合”以达到控制各轮系转速的作用,所以指针才能有规律地转动。

擒纵机构工作过程可大致分为以下步骤:

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从A→H是摆轮在一次单方向摆动中擒纵机构的工作过程,当摆轮在游丝位能的作用下,从反方向回来以后,就会重复地再进行释放、冲击(传冲)……等上述一系列工作。图I在摆轮进行反方向摆动时,擒纵叉的动作方向也是反的,而擒纵轮的运动方向则仍一样,手表在走动时,擒纵机构就是这样连续不断和重复循环的进行着上述工作。(至于摆轮的工作,以及“特别版”擒纵调速器——陀飞轮和它的亲戚卡罗素,如果大家感兴趣,我将在下篇细细阐述。)

我们平常所听到的手表在走动时发出的“滴答”声,也就是擒纵机构在工作中所产生的,最初也正是这个声音,深深吸引我,使我毅然决然地走进了钟表行业。

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