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高仿手表科普|腕表三大复杂技术之一的“陀飞轮”是如何工作的?

韩购社(www.hangoushe.com)
来源:浪高手表 发布时间: 2019-10-11 05:10
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在此重复下手表的作业原理基本内容:机械手表是运用发条作为动力,经过一组齿轮组成的传动系来推进擒纵调速器作业,再由擒纵调速器反过来操控传动系的转速,传动系的转速受控于擒纵调速器所以指针能按必定的规则在表盘上指示时刻。



PS. 其间擒纵调速器中最重要的部分便是摆轮,也便是咱们在背透手表上常常能够见到的那个黄色的一圈一圈旋动的小轮子,摆轮在游丝的弹性效果下左右不断规则地旋动,反过来是擒纵叉坚持精准又规则的运动,来坚持手表指示时刻的精确。但由于摆轮受重力的影响就会导致手表走时发作差错,陀飞轮的诞生便是为了减缓这一现象。



下面进入正题,讲擒纵调速器的“特别版”陀飞轮。陀飞轮首要分红两大类(陀飞轮还有个亲属卡罗素,在此文中不讲,今后有时机再议),他们别离是同轴式陀飞轮和偏疼式陀飞轮。



同轴陀飞轮的特色是,摆轮的滚动中心和陀飞轮笼架的滚动中心为同一轴心,因而被称为同轴陀飞轮。


偏芯陀飞轮的特色是,摆轮的滚动中心与陀飞轮笼架的滚动中心不共同,因而被称为偏疼陀飞轮。同轴陀飞轮则摆轮和笼架的旋转中心是共同。

经过图(1)图(2)咱们能够理解两种陀飞轮在结构上的差异,那么它们的优缺陷以及特性呢?


1.同轴陀飞轮的结构



当手表在作业时陀飞轮的笼架在旋转,此刻A点以及整个笼架围绕着P点旋转,这种陀飞轮缺陷问题清楚明了。当A点上坡时阻力增大,手表的走时会变慢;当A点处于下坡时阻力减小,手表走时则会变快。(A点:“重力点”)


2.偏芯陀飞轮的结构长处



当手表在作业走时中陀飞轮的笼架在旋转,此刻A、B、C、D及整个笼架围绕着P点旋转,此种陀飞轮的长处是制作难度相对较低,四个首要的“重力点”别离布点安置的比较均匀,作业起来相关于同轴陀飞轮来说比较平稳。



接下来讲讲陀飞轮的原理,以及同轴陀飞轮、偏疼陀飞轮它们各自的特性。


先来讲同轴陀飞轮,陀飞轮开端作业时,整个笼架开端顺时针滚动(陀飞轮笼架是装在秒轴上的,能够这么说,陀飞轮便是“秒轮”)。



看出什么了吗?觉得我仅仅把图片上下颠倒了一下,没错我便是这么干的(这也正是陀飞轮的作业原理)。由于表的位差首要来源于摆轮的不平衡以及作业时的偏疼,这两个原因别离在其方位相差180度,对走时快慢的影响正好相反,所以把擒纵组织和摆轮游丝体系一起装备在一个旋转的支架上,这个支架就装在秒轴上,以每分钟一圈的转速滚动。

因而,摆轮和游丝的重力方位每阅历30秒即发作180度转化,这样两者由于偏疼引起的走时快慢正好彼此补偿。



这种同轴陀飞轮的长处在于:在滚动时上下颠倒彼此补偿摆轮和笼架旋转中心共同,因而相较于偏疼陀飞轮在彼此补偿时分愈加均衡(缺陷上面讲过了,爬坡下坡的问题)。


接下来讲偏疼陀飞轮,陀飞轮开端作业时,整个笼架开端顺时针滚动的状况。



相同也仅仅“图片上下颠倒了”。仍是那段话:由于表的位差首要来源于摆轮的不平衡以及作业时的偏疼。由于这两个影响要素别离在其方位相差180度对走时快慢的影响正好相反,所以把擒纵组织和摆轮游丝体系一起装备在一个旋转的支架上,这个支架就装在秒轴上,以每分钟一圈的转速滚动。因而,摆轮和游丝的重力方位每阅历30秒即发作180度转化,这样两者由于偏疼引起的走时快慢正好彼此补偿。


这种同轴陀飞轮的缺陷在于:摆轮的旋转中心与陀飞轮笼子的旋转中心不是同一轴心(这也是它被称为偏疼陀飞轮的原因),由于摆轮和笼架二者并非同一轴心导致手表作业时陀飞轮开端滚动,摆轮上下颠倒的不太共同导致彼此补偿并不均匀(长处上面也讲过了,作业平稳)。



在这里对陀飞轮做个总结,陀飞轮是什么?陀飞轮便是一个沉重的“秒轮”。咱们都知道挂钟主传动线做的是增速传动,增速传动的特色便是速度越快动力越小(减速传动则相反)。秒轮简直装在整个传动系动力的结尾。

而这个沉重的“秒轮”会为手表带来什么……为了给这个“秒轮瘦身”所采纳最简略有用的方法便是尽或许地把擒纵调速器内的零件缩小。在1795年,把如此多的零件做的那么小,而且坚持高精度是十分十分困难的,那时陀飞轮是顶尖的技能,那么现在呢?


200多年过去了,So Easy,把零件做小并没有什么难度,但零件小了就好么?不必定,依我看仅仅视觉美观算了。在金属原料不改动的状况下毛病率却是直线飙升的,或许有人不服会说某某品牌的陀飞轮毛病低,由于什么呢?由于那反常的价格让制作能够不计任何本钱,再者以如今的技能弄个钛金属在强度上必定完爆一般镍白铜等一般干流金属原料。


好了,原理讲完了,文章也挨近结尾了。如果您仔细看完了我上面所讲的东西,有没有发现一个严峻的问题。“你”说的这个陀飞轮彼此补偿的东西(指游丝和摆轮的重力方位)最理想状况下应该是建立在摆轮呈90度直立作业时才存在真实的30秒重力方位转化一次(表直立90度一动不动才存在30秒重力方位转化一次,是彼此抵消的)。

而陀飞轮是装在手表上的,手表是佩带在手腕上,人的手不或许一动不动一直让那个摆轮呈90度吧。没错,确实如此,我也“想不理解”厂商为啥那么喜爱把陀飞轮装在手表上,还宣扬这东西对走时精确有多大多大影响。



陀飞轮诞生于1795年,那时首要搭载在怀表上,怀表的运用环境大部分时刻是平直揣在胸前口袋中的,这种运用环境下摆轮的作业状况更挨近90度。如果您都看到这了,那我可真是太侥幸了。

最终的最终,再共享一下我的见地,关于机械手表有什么方法能够让它走得更准,我觉得能够从动力源头着手(上篇文章最开端介绍过),手表是选用S形发条的,便是为了取得更稳妥的动力输出。但这还不行,有必要另辟蹊径,我有个天马行空的主意,或许能够处理这个问题,在这就不说了。期望有朝一日我能够成为一名超卓的制表师,把这个天马行空的幻想变为实际。



陀飞轮与卡罗素最实质的区别是卡罗素的三轮齿轴与结构相咬合,而陀飞轮的结构上底子没有齿也天然也不存在咬不咬合了。


这也便是咱们能看的卡罗素旋转的龙架上有一圈齿,陀飞轮则没有(上图中卡罗素结构图为偏疼式,曾经卡罗素大多都是偏疼的很少有同轴的)一般的卡罗素都比陀飞轮的转速要慢上许多天然也做不到30秒重力方位发作一次转化彼此抵消。不过近些年已经有品牌推出“一分钟卡罗素”了。



左图:陀飞轮 右图:同轴卡罗素(卡罗素能够显着看到笼架周围有一圈齿)


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