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    腕表讲堂----机械手表的原动系统

    来源: 作者: 浏览:- 发布日期:2016-12-07 10:25:00 【

     机械手表机芯内主传动链条的源头-原动系统,它的定义就是其内部存储弹性元件发条,即存储弹性势能,这取决于发条的长度及厚度的弹性势能决定着机械手表走时时间的长短,发条在将其储存的弹性势能转换为机械能后为机械手提供原始能量,当发条储存的弹性势能全部释放出来之后,机械手表便失去能源供应而停止运行。通过对原动系统的了解我们可以明白机械表内所有轮系除了辅助轮系是通过人的外力驱动以外,都是由原动系统提供能量运转起来的。原动系统可以被分成手上链和自动上链两种,其中的区别就体现在它的组成部分条盒轮和发条身上。

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    ETA2892原动系统



    原动系统的结构特征



           原动系统包括的零件有条盒轮、条盒盖、条轴与发条,根据上述提到的手上弦机械手表与自动机械手表条盒轮与发条可以被分成手上弦条盒轮和手上弦发条以及自动条盒轮和自动发条。

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    原动系统分解图



    手上链条盒轮

    A位置是条盒轮a与条轴A位置相配合的中心孔;

    B位置是手上弦发条的发条外钩与条盒轮a配合的位置;

    C位置是条盒轮a与条盒盖B位置相配合的中心凹槽;

    D位置与前两个位置有所不同的是它被加工出轮齿,其目的是为了让它与传动系连接,使得原动系统的能量可以输出给传动系统,并且更进一步输出给摆轮游丝系统使其开始工作;

    E位置的作用是很关键的,它被称作条盒轮内钩与手上弦发条的发条外钩配合在一起,才能使得发条与条盒轮产生力的相互作用。发条的内钩将与条轴的C位置条轴内钩相配合在一起,这个目的就是条轴将发条牢牢锁住在卷紧发条的时候可以承受发条的卷紧力。

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    手上链原动系统

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    手上链条盒轮

    条轴

    B位置与条盒盖的中心孔A位置相配合在一起;

    D位置与E位置将与固定在夹板上宝石轴承相配合,使得原动系统的径向与轴向被控制;

    F位置的作用是方形凸起与上弦系统中的上弦棘轮的方形孔相配合,并且通过螺钉固定为一体。通过驱动上弦棘轮,从而带动了条轴卷紧发条,储存机械弹性势能;

    G位置是螺钉孔,通过螺钉将条轴与上弦棘轮紧固。

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    条轴



    自动上链条盒轮     



         自动上链条盒轮b,它的A位置、C位置与D位置与手上弦条盒轮a是一样的,只是我们最需要注意的是它的B位置变成了凹槽,此外还在它的内壁上均匀分布了多个凹槽,这是什么目的呢?答案就是自动机械表的自动发条与手上弦发条最大的区别就是它不是跟条盒轮b直接配合在一起,而是通过它的副发条与条盒轮b的内壁之间的摩擦配合在一起的,并且在机械表自动机心中就有个术语就是打滑力矩说的就是副发条与条盒轮内壁之间的摩擦力矩要达到一定数值才可以,那些凹槽就是为了增加两者之间的摩擦力矩而设置的,如图6b所示的就是自动原动系统的平面图,从中我们就可以清楚的看到自动条盒轮b与自动发条之间的位置关系,尤其是副发条与条盒轮b的内壁凹槽之间的关系。

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    自动上链条盒轮



    沛纳海8日链长动力系统



          沛纳海Luminor 1950 8 Days GMT腕表所采用的P.2002机芯配置的具有代表性的长动力三条盒结构。它的基本特点是三条盒在结构上采用两个条盒上下叠层,然后再和另一个条盒左右并列,实质是将三个条盒轮串联起来使得发条被延长了三倍,效果是实现了机械表长达8天的能量存储。具体点说,第一原动系统与第二原动系统是同轴串联叠加在一起的,而第二原动系统与第三原动系统是其中的两个条盒轮对接串联在一起的。下面我为大家介绍一下这三个被串联起来的原动系统是如何运作起来的。

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    沛纳海三条盒机芯图

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    串联三条盒结构图



    储存能量的工作原理

    1.第一原动系统的条盒轮 1a被上条系驱动逆时针旋转;

    2.条盒轮1a的内钩带动发条1c的外钩逆时针转动,并且卷紧发条,此时条轴1b在发条1c的带动下,也逆时针转动;

    3.条轴1b与条轴2b通过方形长槽和方形凸起相配合,两者可以联动;

    4.条轴2b的外钩带动发条2c逆时针方向旋转并逐渐卷紧;

    5.发条2c的外钩带动条盒轮2a逆时针方向旋转;

    6.条盒轮2a与条盒轮3a对接,条盒轮2a逆时针方向旋转会带动条盒轮3a顺时针方向旋转;

    7.发条3c的外钩钩住条盒轮3c内钩,条轴3b外钩钩住发条3c,条盒轮3a顺时针方向旋转,带动发条3c的外钩顺时针方向旋转,使得发条3c逐渐卷紧储存能量。

    随着第一原动系统中在上条轮系的驱动下卷紧发条,并且根据能量守恒定律,这三个原动系统的发条都将会被卷紧。此时有一点需要特注意的是三个发条盒内的发条不是逐个被上紧的,而是有顺序的逐步被上紧,直到最后几乎同时被上满发条。

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    第一原动系统图



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    第二与第三原动系统图



    释放能量的工作原理

            随着三个发条盒内的发条被卷紧直至上满,它们的能量将逐渐被释放。但是,这三个原动系统并不是同时释放能量,而是由第三原动系统的条轴在发条的驱动下,通过与机芯内传动轮系连接的齿轮释放能量。随着第三原动系统将本条盒储存的能量不断输出,其输出力矩将随之下降。而此时上下排列的第一原动系统与第二原动系统会不断的将自身的能量补充给第三原动系统,直至第三原动系统自身储存的能量完全释放。同时第一原动系统与第二原动系统自身储存的能量也所剩无几,其输出力矩已经小于轮系间的摩擦力矩不能将能量补充给第三原动系统为止。此时,手表轮系以及摆轮游丝系统已无能量可用便停止运动,也就是说它的能量释放工作原理同样符合能量守恒定律原则。

    串联三条盒结构的优点

    1.更高的运行稳定性

            因为发条盒的发条的旋转次数互相叠加,发条盒速度更快,克服较小的旋转力矩就达到一定的动力水平。第一天和第八天的旋转扭矩之间的差值显著变小,这样使得摆幅偏差值降低,所以可以提高机芯运行的精确性;

    2.更高的运行可靠性

          因为只有很小的压力作用于轴颈,高旋转次数使得八天动力储备时间的机芯中发条盒转速更快,旋转扭矩更小,这样轴颈压力较弱而且损耗非常低,保证了很高的运行可靠性;

    3.机芯一体化整合构造 

         三发条盒构造使得一体化整合安装动力储备指示装置成为可能,无需浪费机芯内的容积。因为该装置可以安装在第三个发条盒的上方或下方。

          原动系统自从机械表诞生之日起就是最重要的组成部分,本文通过分析此系统的零部件的组成以及它们之间的相互关系来为大家解析手上链与自动上链两种原动系统。以沛纳海八日链的三条盒串联式原动系统为例,讲解了其储存能量和释放能量的工作原理。


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