機械手表內(nèi)的發(fā)條工作原理
發(fā)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(tǒng)輸送到擒縱系統(tǒng),擒縱系統(tǒng)均勻的分開,再通過傳動系統(tǒng)和指針去顯示時間。發(fā)條是為手表提供的零件.圈繞在條盒內(nèi)。利用條軸上的銑方槽上緊發(fā)條。條軸的方槽是由上條機構(gòu)驅(qū)動。手表在無復(fù)上條情況下,即能走時36到50小時左右。由于發(fā)條經(jīng)受明顯的應(yīng)力,時常會導(dǎo)致斷裂,因此,當前,采用合金材料,使發(fā)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(shù)。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(gòu)齒輪,擒縱輪鉚壓在該齒輪上。擒縱輪屬于分配機構(gòu)及計數(shù)器。條盒輪轉(zhuǎn)一圈約6小時,在此段時間內(nèi),擒縱齒輪和擒縱輪轉(zhuǎn)約3600圈。這數(shù)字代表輪和輪之間的旋轉(zhuǎn)頻率比。該比例始終在此數(shù)值范圍內(nèi)。一般都設(shè)法使齒輪和分輪在手表的,并每小時轉(zhuǎn)一圈。 發(fā)條機制的機械結(jié)構(gòu)發(fā)條的結(jié)構(gòu)主要分為∶發(fā)條(Mainspring)、主發(fā)條盒(一番車,Mainspring Barrel)、發(fā)條軸心(Arbor),以及具防止齒輪倒轉(zhuǎn)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(fā)條的主發(fā)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(fā)條盒內(nèi)的發(fā)條兩端分別固定在軸心與發(fā)條盒內(nèi)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(fā)條盒與大卷車分開,再進一步將主發(fā)條盒上的發(fā)條盒蓋板撬開,就可以看到隱藏在里面的發(fā)條了。 從整個機芯排列來看,發(fā)條機構(gòu)正介於上鏈機構(gòu)與走時輪系的中間∶大卷車與上鏈系統(tǒng)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(fā)條釋出的動力至整個機芯。換句話說,發(fā)條機構(gòu)的作用正是將所輸入的力量儲存在發(fā)條中,并且轉(zhuǎn)化成機械能傳輸至齒輪系及擒縱系 統(tǒng)。 發(fā)條機制的運作原理 當上鏈時,主發(fā)條盒停止不動,而受上鏈機制驅(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)條沿方向向內(nèi)卷緊;而當機芯在運轉(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(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。當大卷車沿方向為發(fā)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(zhuǎn)(順時針),使發(fā)條不至松開。當大卷車受表冠帶動向方向轉(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;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(fā)條逆轉(zhuǎn)松開以維持發(fā)條滿鏈的狀態(tài)。 在手表結(jié)構(gòu)中,提供動力的發(fā)條機構(gòu)其核心地位完全不亞於擒縱系統(tǒng),由於發(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。鐘表教室中,我們已經(jīng)將鐘表機芯的擒縱系統(tǒng)做過一般性的介紹,這一次,我們將針對鐘表機芯的動力結(jié)構(gòu)—發(fā)條,從結(jié)構(gòu)及運作兩方面來進行探討。早期的人們發(fā)現(xiàn)當韌性強化的金屬受到適當外力發(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,於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件的運轉(zhuǎn),這就是在電力還未發(fā)明之前,大多數(shù)小型機械所使用的動力來源,也就是我們所熟悉的發(fā)條。 除了利用電力作為動力來源的石英機芯,以及少數(shù)的特殊設(shè)計之外,鐘表的機芯都是采用發(fā)條作為動力來源。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,而造成簧力不足導(dǎo)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(fā)生的使用問題之中,可以說超過三成都來自發(fā)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(fā)條帶動一件件細小零件的機械表。 當機械表頂著技藝結(jié)晶的光環(huán)展現(xiàn)世人面前,尤其是各大表廠開始在各種復(fù)雜功能上大做文章的同時,影響機械性能甚鉅的發(fā)條動力穩(wěn)定成為重要的課題。過去為人所詬病的發(fā)條問題,隨著材料科學(xué)的進步一一解決,不僅在斷裂或是生銹等發(fā)條使用壽命的問題上都獲得提升,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。以下我們將從發(fā)條機制的機械結(jié)構(gòu)及運作原理兩方面來進行探討。