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追求手表的精准计时 分析双摆轮的核芯机密

作者:万哥内容来源:网络时间:2015-07-20 17:27:04
[导读]手表诞生以来,无数制表大师置身于对手表精准度的不懈追求,早在几百年前,宝玑大师发明陀飞轮装置的初衷,就是为了最大程度地消除手表处于不同方位时,摆 轮运行受地心引力影响而产生的误差。而早在怀表受追捧的年代,人们对于怀表的使用习惯来看,无论是放在上衣口袋里还是摆放在家中的桌面上,最常见的状态就 是水平或竖直。

B24机芯解析图 双摆轮诞生传说

手表诞生以来,无数制表大师置身于对手表精准度的不懈追求,早在几百年前,宝玑大师发明陀飞轮装置的初衷,就是为了最大程度地消除手表处于不同方位时,摆 轮运行受地心引力影响而产生的误差。而早在怀表受追捧的年代,人们对于怀表的使用习惯来看,无论是放在上衣口袋里还是摆放在家中的桌面上,最常见的状态就 是水平或竖直。在这种相对“稳定”的状态下,陀飞轮中旋转的擒纵装置对于抵消地心引力影响的作用是显而易见的。

而如今手表普及的年代,正常人在日常生活中 手腕经常处在不停运动的状态中,这样会造成复杂多变的干扰因素,因此陀飞轮用来对抗地心引力的这一优势就体现不明显了,于是人们又在另开途径,想办法采取 另外的一种方式来解决复杂多变的干扰因素,从而追求手表的走时精准性。

双摆轮的X档案

让手表走时更精准是有很多种办法的,例如进行五方位调校、或是提高摆频,而双摆轮系统是属于较复杂的解决方法。众所周知,一个摆轮制作得再精密,运转的时 候也会受到很多外因干扰致使产生误差,好比用一只手端水就肯定没有两只手端水来的平稳。双摆轮在瑞士钟表行业已经有两百多年的历史,在拉绍德封的国际钟表 博物馆里就有其历史考证。双摆轮制作种类是多种多样的,有一个摆轮小一个摆轮大的,有两个摆轮一样大的,这些多样的双摆轮系统在两百年多年前就已出现。而 当时计时器还处在发展初期,所以要把双摆轮实现在怀表的机芯内,不得不说这是一项伟大的发明。

行星齿轮

双摆轮的核芯机密

做一拖二的双摆轮、双擒纵等,都必须要有一个结构复杂的差动轮来分配相互力矩和两个部件在运动中出现的左右误差。每个品牌对于 差动系统的研制总体结构是不一样的,作为北表来说最拿手的就是齿轮传动。因为齿轮传动是很直接的能量传输,也可以说是最可靠最稳定的。从而在此理论基础上 创造这么一套系统来调节力矩与误差,这套系统的实用性固然很强大,但研发时却存在很多麻烦。首先要把共包含21 枚零部件(大约相当于陀飞轮零件数的2倍)实现在机芯这样一个狭小的空间内是非常不容易的。

从结构上讲,如此细小的部件如果固定得太松,在运作的时候就会出现静跳;如果固定得太紧内部的运转就会不稳定,另外表厂要有很强的工艺实现能力,结构上设 计的出来就要做的出来。在研究这套系统的时候,过程可以说是非常的不顺利。苗总告诉我最早北表的第一个解决方案是采用类似弹簧片式的机理结构做为系统核 心,但是“弹簧片”不是想象中的那样可靠,将这个东西装在机芯上,为了验证初始理论的准确性,在机芯运作的时候需要参与研发的技术人员轮流观察,要观察这 个系统在运作的时候有什么变化。是不是这个系统可以把力矩平均的分配,它们之间到底有没有干扰,寻找两大系统的摆轮变化,通过很长时间的反复验证,第一次 的尝试最终以失败告终。

此后的实践中又历经了7 次失败,终于在第八次改进中才得以成功。这套差动装置的核心部件被北表命名为“行星系统”。在这些部件当中每一个零件的几何尺寸和零件的光洁度都有非常严 格的要求,尺寸要精确到两个头发丝一样大小,其中只要有一个部件出现问题就会影响到整个组件运动的稳定性。北表的这套系统,功用就是如果两个摆轮在各自运 行的时候,它们之间震动周期是不一样的,任凭制作工序如何的精益求精,在内部运转时会受到很多客观环境的影响,因此出现误差是不可避免的。而两套摆轮行走 的快慢发生了差距,它所传达的机械力都要传回到秒轮上,这样就产生了相互干扰,就如同两个人绑着绳子往不同的方向跑,而这套系统就会化解相互间的干扰力。在秒轮组件实现动力的差动分配时,发条盒的动力被均匀地传递给两套擒纵调速机构,同时将轮系按照两套擒纵调速机构的平均速度释放出来,这样就可以让手表走 时的精度提高。

你不该错过的手表鉴定常识

采用共振原理实现双摆轮的手表

共振自然界任何运动的物体都会将自身的振动频率传递到周围环境中。当其他的个体接受到这种振动频率影响时,便会以相同的频率振动,就是我们常说的“共 振”。而把共振原理适用在手表中这就要追寻到百年前在ST.Claude出生的制表大师Antide Janvier研发了两枚完整的机芯,在当时设计的两个精密的擒纵系统,并把它们放在一起,让两个摆轮配置于同样的结构中。如最初所料,两个摆轮相互吸引 对方而释放出来的能量,然后以相同的频率摆动,产生共振现象,这样的原理,令两个摆轮相互维持对方的摆动,同时抵消外来振动的负面影响,因而精准性得以提 升。

差动装置其实是由一系列差动齿轮组合而成的一个动力传递系统。差动装置的运作原理是利用能够传递动力的齿轮在三个轴之间产生作用。差动装置一般有两种运作 方法,通俗的说就是一个人发力用两只手同时转动两个轮子;或是两个人发不一样的力让一个轮子运转,在运转中融合化解两股不一样的力。

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