什么是機(jī)械結(jié)構(gòu)
什么是機(jī)械結(jié)構(gòu)
機(jī)械表解構(gòu)之概述
手表是用來指示時間的精密儀器,其原理是利用一個周期恒定的、持續(xù)振動的振動系統(tǒng)做為標(biāo)準(zhǔn)。如果知道了振動系統(tǒng)完成一次全振動所需要的時間(振動周期),并計算出振動次數(shù),那么,振動這么多次之后所經(jīng)歷的時間就等于振動周期乘以振動次數(shù)。即“時間=振動周期×振動次數(shù)”。
機(jī)械手表采用擺輪游絲做為振動系統(tǒng)。游絲一端固定在擺輪上、另一端被固定在夾板上;擺軸上下軸頸被套在軸承內(nèi),可旋轉(zhuǎn);游絲的彈性變形使擺輪的運(yùn)動由運(yùn)動變成往復(fù)運(yùn)動。
擺輪游絲系統(tǒng)在擺動時受到軸承的摩擦力、空氣阻力及游絲的內(nèi)摩擦等運(yùn)動阻力的影響,擺動的幅度(振幅)將逐漸衰減、直至停止。為了使其不衰減地持續(xù)振動,就必須定期給擺輪游絲系統(tǒng)補(bǔ)充能量。
將能量周期性地補(bǔ)充給振動系統(tǒng)通過一個特殊的機(jī)構(gòu)——擒縱機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn),擒縱機(jī)構(gòu)還同時用來計算擺輪游絲系統(tǒng)的振動次數(shù)。所以,擺輪游絲系統(tǒng)和擒縱機(jī)構(gòu)是機(jī)械手表的關(guān)鍵裝置。
能源裝置、輪系、指針機(jī)構(gòu)、上條撥針機(jī)構(gòu)、擒縱機(jī)構(gòu)、振動系統(tǒng)6部分的零部件全裝在主夾板上,然后用各種小夾板、壓片、壓簧分別加以支持和固定。小夾板和壓片、壓簧通過大小不一的螺釘與主夾板聯(lián)接起來,最后安裝上表盤、表針和表殼、表帶,就成為一只完整的簡單計時手表了。
機(jī)械表解構(gòu)之能源裝置
機(jī)械手表通常是用上緊了的發(fā)條所儲備的彈性勢能做為能源,在手表機(jī)構(gòu)正常運(yùn)轉(zhuǎn)中,它又將彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能(條盒輪的轉(zhuǎn)動)釋放出來,從而帶動輪系轉(zhuǎn)動,并維持振動系統(tǒng)做不衰減的振動,以及帶動指針機(jī)構(gòu)或附加機(jī)構(gòu)運(yùn)動。
機(jī)械表解構(gòu)之輪系
能源裝置不能直接和擒縱機(jī)構(gòu)相聯(lián)系,這是因為結(jié)構(gòu)條件的限制,即發(fā)條工作圈數(shù)不可能太多,因而在能源裝置和擒縱機(jī)構(gòu)之間需加一套傳動輪系——主傳動輪系,以延長手表一次上條的持續(xù)工作時間。輪系的作用還有以下兩個方面,其一是把能源裝置的能量傳給擺輪游絲系統(tǒng),再就是把計算振動系統(tǒng)振動次數(shù)的擒縱轉(zhuǎn)角按一定的關(guān)系傳給指針系統(tǒng)的時輪、分輪和秒輪。
機(jī)械表解構(gòu)之指針機(jī)構(gòu)
用來指示時間的機(jī)構(gòu)。機(jī)械表中,分輪通過跨輪片、跨齒輪來帶動時輪。分輪與時輪之間的傳動比是一定的,即分輪轉(zhuǎn)12圈時,時輪轉(zhuǎn)過一圈。秒針、分針和時針分別安裝在秒軸、分針管和時針管上,因此形成了時針每12小時轉(zhuǎn)一圈,分針每小時轉(zhuǎn)一圈,秒針每分鐘轉(zhuǎn)一圈。
機(jī)械表解構(gòu)之上條撥針機(jī)構(gòu)
其作用有二,一是將柄軸的轉(zhuǎn)動通過離合輪、小鋼輪和大鋼輪傳遞給條軸,使條軸旋轉(zhuǎn)、上緊發(fā)條;另外通過拉出柄軸,將柄軸的轉(zhuǎn)動通過離合輪、撥針輪、跨輪部件、時輪、日跨輪、日歷輪、周歷輪等輪子的轉(zhuǎn)動,達(dá)到撥針對點(diǎn)、對日期、對星期的目的。指針機(jī)構(gòu)和上條撥針機(jī)構(gòu)所包含的輪系,也被稱為輔助傳動輪系。
機(jī)械表解構(gòu)之擒縱機(jī)構(gòu)
其作用是將輪系傳來的能量定期的、有規(guī)律的補(bǔ)充給振動系統(tǒng),以維持其做不衰減的振動;另外,將振動系統(tǒng)的振動次數(shù)準(zhǔn)確的加以計算,由擒縱輪通過秒輪等齒輪傳遞給指針機(jī)構(gòu),達(dá)到計量時間的目的。
以“海鷗表”振動周期為1/3秒(21600HZ)的機(jī)心而言,各齒軸、輪片的齒數(shù)為——擒縱輪片20齒、齒軸10齒,秒輪片90齒、齒軸8齒,三輪片80齒、齒軸11齒,分輪片66齒。
已知擺輪完成一次全振動需要1/3秒,擺輪振動一次,擒縱輪片就轉(zhuǎn)過一齒,則擒縱輪轉(zhuǎn)一圈需要20*1/3秒=20/3秒;則秒輪轉(zhuǎn)一圈的時間90/10*20/3=60秒;由于分輪片與三齒軸嚙合,通過秒齒軸對三輪片;三齒軸對分輪片的傳動比計算,分針輪轉(zhuǎn)一圈的時間為80/8*66/11*60秒=3600秒=60分=1小時。
機(jī)械表解構(gòu)之振動系統(tǒng)
擺輪游絲系統(tǒng)具有相當(dāng)穩(wěn)定的振動周期,所以在機(jī)械手表中,將擺輪游絲系統(tǒng)做為振動系統(tǒng),用它產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)時段。不同型號的機(jī)心,擺輪游絲系統(tǒng)的振動周期是不同的。振動周期通常有——2/5秒(18000次/小時)、4/11秒(19800次/小時)、1/3秒(21600次/小時)、1/4秒(28800次/小時)、1/5秒(36000次/小時)。通常將擒縱機(jī)構(gòu)和振動系統(tǒng)又合稱為擒縱調(diào)速器。
機(jī)械機(jī)心的發(fā)條結(jié)構(gòu)
在鐘表結(jié)構(gòu)中,提供動力的發(fā)條機(jī)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(xué),因此重要性經(jīng)常被人所忽略。
早期的人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)韌性強(qiáng)化的金屬受到適當(dāng)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)原狀的力量帶動其他機(jī)件的運(yùn)轉(zhuǎn),這就是在電力還未發(fā)明之前,大多數(shù)小型機(jī)械所使用的動力來源,也就是我們所熟悉的“發(fā)條”。
最早期的鋼質(zhì)發(fā)條不僅容易生銹或因施力過大而斷裂,同時也容易因為長期使用產(chǎn)生金屬彈性疲乏,而造成彈力不足導(dǎo)致動力供輸不均的問題。尤其當(dāng)在人們愈來愈依賴腕表提供時間的訊息時,若是每天都會使用的腕表無法提供正確的時間,甚至是故障連連時,所造成的不便也由此可知了。
在充分享受過石英表所帶來的精準(zhǔn)與便利之后,人們開始懷念起由發(fā)條帶動一件件細(xì)小零件的機(jī)械表。當(dāng)機(jī)械表頂著“技藝結(jié)晶”的光環(huán)重現(xiàn)世人面前、尤其是各大表廠開始在各種復(fù)雜功能上大做文章時,影響機(jī)械性能甚巨的發(fā)條動力穩(wěn)定與持久成為重要的課題。不過,隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,不僅在斷裂或是生銹等影響發(fā)條使用壽命的問題上獲得改善,而且動力供輸?shù)臅r間與品質(zhì)也有所提升,因此表廠也能夠?qū)⒏嘈牧[在其他創(chuàng)新功能的研發(fā)上。
發(fā)條機(jī)制的運(yùn)作原理
當(dāng)上鏈時,主發(fā)條盒停止不動,而受上鏈機(jī)制驅(qū)動的大卷車轉(zhuǎn)動軸心,帶動固定在軸心的發(fā)條內(nèi)端將發(fā)條沿逆時針方向向內(nèi)卷緊;而當(dāng)機(jī)芯在運(yùn)轉(zhuǎn)時,大卷車停止不動,而固定在發(fā)條盒內(nèi)壁的發(fā)條外端在釋放動力中的發(fā)條帶動之下,將發(fā)條盒以及一番車沿順時針方向轉(zhuǎn)動,驅(qū)動走時輪系。
在上滿鏈的情況之下,機(jī)芯輪系的減速力量會阻止發(fā)條從連接在發(fā)條盒內(nèi)壁的外端松開,同時大卷車則從發(fā)條盒軸心阻止發(fā)條由內(nèi)端松開。當(dāng)大卷車沿逆時針方向為發(fā)條上鏈時,止逆子借由與大卷車嚙合的動作阻止大卷車逆轉(zhuǎn)(順時針),使發(fā)條不至松開。
當(dāng)大卷車受表冠帶動向逆時針方向轉(zhuǎn)動上鏈時,帶動止逆子的齒脫離大卷車向順時針移動,同時止逆彈簧會給予止逆子一個持續(xù)的回位反向力;當(dāng)上鏈動作停止時,在止逆彈簧的反作用力作用下迫使止逆子自動回位,使止逆子的大小2齒與大卷車完全嚙合,以防止發(fā)條逆轉(zhuǎn)松開以維持發(fā)條滿鏈的狀態(tài)。(網(wǎng)上摘下來的)
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