機械手表內的發條工作原理
2025-06-19 10:06:08
admin
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發條通過上鏈的動作(無論是手動還是自動),然后通過傳動系統輸送到擒縱系統,擒縱系統均勻的分開,再通過傳動系統和指針去顯示時間。發條是為手表提供的零件.圈繞在條盒內。利用條軸上的銑方槽上緊發條。條軸的方槽是由上條機構驅動。手表在無復上條情況下,即能走時36到50小時左右。由于發條經受明顯的應力,時常會導致斷裂,因此,當前,采用合金材料,使發條幾乎不斷裂。以均勻小量地分配給振蕩器。
為此,由輪列組以相同比例縮減傳輸力的同時增加圈數。該輪列組包括4只輪和4只齒輪,后3只輪是鉚壓在前3只齒輪上。在該示意圖上,斜線表示動件之間的嚙合,而橫線則表示動件鉚接在相同軸上。一只輪是圓周銑齒的條盒輪。一只輪是擒縱機構齒輪,擒縱輪鉚壓在該齒輪上。擒縱輪屬于分配機構及計數器。條盒輪轉一圈約6小時,在此段時間內,擒縱齒輪和擒縱輪轉約3600圈。這數字代表輪和輪之間的旋轉頻率比。該比例始終在此數值范圍內。一般都設法使齒輪和分輪在手表的,并每小時轉一圈。
發條機制的機械結構發條的結構主要分為∶發條(Mainspring)、主發條盒(一番車,Mainspring Barrel)、發條軸心(Arbor),以及具防止齒輪倒轉的大卷車(止逆棘輪,Ratchet)、止逆子(Click)與止逆彈簧(Click Spring)。其中收納發條的主發條盒也是走時輪系的齒輪,所以又稱為一番車(Main Wheel),與大卷車連接在同一軸心上,而收納在主發條盒內的發條兩端分別固定在軸心與發條盒內壁,止逆子則在止逆彈簧推動下與大卷車互相嚙合。當我們 做進一步拆解時,只要將軸心的固定螺絲旋開,即可將主發條盒與大卷車分開,再進一步將主發條盒上的發條盒蓋板撬開,就可以看到隱藏在里面的發條了。 從整個機芯排列來看,發條機構正介於上鏈機構與走時輪系的中間∶大卷車與上鏈系統的小卷車互相連接以傳遞上鏈的力量,而一番車則是與走時輪系中的中間輪 (二番車,Center Wheel)相連接以傳遞發條釋出的動力至整個機芯。換句話說,發條機構的作用正是將所輸入的力量儲存在發條中,并且轉化成機械能傳輸至齒輪系及擒縱系 統。
發條機制的運作原理 當上鏈時,主發條盒停止不動,而受上鏈機制驅動的大卷車轉動軸心,帶動固定在軸心的發條內端將發條沿方向向內卷緊;而當機芯在運轉時,大卷車停止不 動,而固定在發條盒內壁的發條外端在釋放動力中的發條帶動之下,將發條盒以及一番車沿順時針方向轉動,驅動以下的走時輪系。在上滿鏈的情況之下,機芯輪系 的減速力量會阻止發條從連接在發條盒內壁的外端松開,同時大卷車則從發條盒軸心阻止發條由內端松開。當大卷車沿方向為發條上鏈時,止逆子藉由與大卷 車嚙合的動作阻止大卷車逆轉(順時針),使發條不至松開。當大卷車受表冠帶動向方向轉動上鏈時,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的回位反向力;如圖所示,當上鏈動作停止時,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,以防止發條逆轉松開以維持發條滿鏈的狀態。
在手表結構中,提供動力的發條機構其核心地位完全不亞於擒縱系統,由於發條結構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,因此重要性經常被人所忽略。鐘表教室中,我們已經將鐘表機芯的擒縱系統做過一般性的介紹,這一次,我們將針對鐘表機芯的動力結構—發條,從結構及運作兩方面來進行探討。早期的人們發現當韌性強化的金屬受到適當外力發生形變時,會同時產生一個反作用力來恢復原狀的現象,於是將淬過火的鋼簧加以卷曲,利用其恢復原狀的力量帶動其他機件的運轉,這就是在電力還未發明之前,大多數小型機械所使用的動力來源,也就是我們所熟悉的發條。
除了利用電力作為動力來源的石英機芯,以及少數的特殊設計之外,鐘表的機芯都是采用發條作為動力來源。早期的鋼質發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生金屬彈性疲乏,而造成簧力不足導致動力供輸不均的問題,這也就是當初機械腕表為人所詬病之處。尤其當在人們愈來愈倚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資訊,甚至是故障連連時,所造成的不便也由此可知了。在那個時代,機械表所發生的使用問題之中,可以說超過三成都來自發條。在充分享受過石英表所帶來的準與便利之後,人們開始懷念起由發條帶動一件件細小零件的機械表。
當機械表頂著技藝結晶的光環展現世人面前,尤其是各大表廠開始在各種復雜功能上大做文章的同時,影響機械性能甚鉅的發條動力穩定成為重要的課題。過去為人所詬病的發條問題,隨著材料科學的進步一一解決,不僅在斷裂或是生銹等發條使用壽命的問題上都獲得提升,而且動力供輸的時間與品質也有所提升,因此表廠也能夠將更多心力擺在其他創新功能的研發上。以下我們將從發條機制的機械結構及運作原理兩方面來進行探討。