维修课堂:机械表中常见擒纵装置的类型与特点剖析

更新时间:2023-06-28 17:30:31 阅读: 评论:0

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⾃从机械表发明以来,稳定的把动⼒提供给摆轮,产⽣均等且精确的时间,⼀直是制表师傅们所追求的最⾼⽬标,其中擒纵装置就是肩负起这项重责⼤任的要⾓。擒纵装置接受秒轮传递过来的动能,并且划分为规律的能量,同时由游丝的反作⽤⼒,再次推动擒纵轮、档杆或马仔,这两个⼒量交互的作⽤,擒纵装置⽅得以稳定的运转。
由于擒纵装置运作的次数是机械表中数量最频繁的零件,因此耐⽤性是重要的考量之⼀,另外就是要降低零件之间的摩擦⼒。历经五百年来制表师们的努⼒,现今的擒纵装置已经有了⾼度的耐⽤性与精准度,如果保养的好,⽤上五⼗年也是轻⽽易举的事。以下我们将简述擒纵装置的类型与特点,并且解说现在常⽤的瑞⼠杠杆擒纵装置,仔细分析其运作原理。
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擒纵装置的种类
⼀般来说擒纵装置分为三⼤类,衍⽣出的类型可⾼达数⼗种,我们针对这三⼤类型,简单的说明其运作原理与种类。
返回擒纵结构
0x0000000a(Recoil escapements)
qq女生昵称擒纵轮在摆轮完成摆弧时,会被迫回转移动⼀⼩段距离,然后再往前移动。种类:冠状轮擒纵装置、锚形擒纵装置(⽤于钟的擒纵装置)。
▲冠状轮擒纵装置(Spindle escapement)
从上图我们可以看到,右侧成垂直状态的擒纵轮(H)以逆时针⽅向移动,当齿尖拨动上⽅的摆轮轴⼼拨⽚(O),摆轮(R)开始朝逆时针摆动;下⽅的摆轮轴⼼拨⽚(U)也以逆时针⽅向移动,但随即被擒纵轮齿尖拨动,⼜驱动摆轮朝顺时针⽅向移动,两者⼀来⼀往,形成稳定的振荡频率,这是最早⽤于怀表的擒纵装置。由于摆轮与游丝(S)的回弹⼒量尚未完成时,擒纵轮齿尖就开始拨动另⼀个拨⽚,因此擒纵轮会受到摆轮与游丝的⼒量介⼊,产⽣短暂的回转现象。
静⽌擒纵结构
(Frictional rest escapements)
具备静⽌功能。擒纵轮于摆轮完成摆弧时,始终会保持⼀轮齿尖端静⽌在摆轮轴⼼或卡⼦上,由于齿尖始终与摆轮轴⼼接触摩擦,耐⽤性不佳。种类:⼯字轮擒纵装置、两合擒纵装置、双擒纵装置。
▲⼯字轮擒纵装置(Cylinder escapement)
由于静⽌擒纵结构所需的空间较⼩,因此开始取代冠状轮擒纵装置。从图⽚我们可以看到,⼯字轮的齿尖向上突起,且呈⼯字形;⽽摆轮轴⼼的套筒(C),可容纳擒纵轮齿尖进⼊。当擒纵轮(A)顺时针转动时,齿尖进⼊套筒的⼒量会迫使套筒朝逆时针⽅向移动,之后摆轮(B)受到游丝回弹的⼒量,以顺时针回转,这时齿尖就会脱离套筒。同时下个齿尖就会接触套筒外围,继续驱动套筒移动,如此⼀内⼀外的交互驱动,每个齿尖都会接触套筒内外各⼀次,使摆轮不断的转动运⾏。噻唑锌
⾃由擒纵结构
(Detached escapements)
摆轮与擒纵装置在动⼒传输之后完全分开,摆轮能⾃由摆动且不与擒纵装置接触;⽽摆轮与擒纵轮系间的接触与摩擦时间越短,摆轮受它的影响也越少,精准度也随之提⾼。种类:杠杆擒纵装置、天⽂台擒纵装置、宝玑⾃由擒纵装置。
▲ 1.宝玑⾃由擒纵装置(Echappement natural)
当年宝玑⼤师发明且改良了多种擒纵装置,其中以这个宝玑⾃由擒纵装置最为特殊,且影响后⼈最多。它采⽤两个同轴擒纵轮,上⽅为擒纵轮,下⽅为传动齿轮(秒轮只连接其中⼀个传动轮)。在摆轮的中央处,有⼀个拨动挡杆,当挡杆被双圆盘上的⽉型宝⽯拨动时,挡杆中央的三⾓形宝⽯也同时移动,解开锁定的擒纵轮,此时两个同轴擒纵轮会啮合转动,此时其中⼀个擒纵轮会拨动双圆盘外侧
的宝⽯,继续传递能量,等到摆轮回弹时,⽉型宝⽯再次拨动挡杆,再次使两个同轴擒纵轮啮合转动,接着擒纵轮会双圆盘外侧的另⼀个宝⽯,完成下⼀个循环。虽然这是两百年前的设计,但是在这⼏年,有新的擒纵装置运⽤此⼀原理。
▲ 2.天⽂台擒纵装置(Chronometer escapement)
与瑞⼠杠杆擒纵装置同属于⾃由擒纵结构,由天⽂台擒纵装置的字⾯来看,⼤概就猜得到它是属于⼗
分精确的装置,时常⽤于参加天⽂台竞赛的表款。它的结构由擒纵轮、双圆盘与挡杆所组成。当擒纵轮齿尖传递能量(此时,宝⽯3已经短暂的解开擒纵轮)⾄双圆盘外侧的宝⽯1 ,摆轮就会顺时针的摆动,同时擒纵轮会被挡杆上的宝⽯3阻挡。等到摆轮回转(逆时针)时,双圆盘内侧的宝⽯2会来、回拨动挡杆上的弹簧各⼀次,当第⼆次回拨弹簧时,挡杆上的宝⽯3会移动,解开锁定擒纵轮,同时间擒纵轮齿尖⼜开始冲击外侧的宝⽯,摆轮⼜开始循环摆动,这样就完成了⼀个循环。与瑞⼠杠杆擒纵装置不同之处,是天⽂台擒纵只有⼀次的冲击过程,所以摩擦少;但缺点是在晃动的环境中,效果明显会受到影响。所以⼿表开始普及后,这款擒纵装置已渐渐消失了。
▲3.瑞⼠杠杆擒纵装置(Swiss lever escapement)
早在1759年汤玛斯.穆奇(Thomas Mudge)发明了杠杆擒纵装置,这款设计优良的擒纵结构,经过不断的改良后,已成为⽬前最主要的擒纵装置。其中后⼈最重要的改⾰,就属Georges Auguste Leschot在1825年所研发的瑞⼠杠杆擒纵装置,他利⽤改变擒纵轮齿与马仔(擒纵叉)两端接触⾯的形状,让发条的⼒量驱使马仔进⼊同样的位置,并且推动摆轮,同时也需要相同的⼒量来推动马仔。因此可确保每⼀次的运转过程,移动的位置与消耗的动能都完全⼀样,这就是瑞⼠杠杆擒纵装置百年来称霸于钟表界的原因。⽬前市⾯上虽然推出的多种新款擒纵装置,但瑞⼠杠杆擒纵装置仍占有九成九以上的市场,短期间恐怕难以撼动其地位。寻雨
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