械手表機心內(nèi)主傳動鏈條的源頭即是原動系統(tǒng),它的定義是其內(nèi)部存儲彈性元件發(fā)條,即存儲彈性勢能。取決于發(fā)條的長度及厚度的彈性勢能決定著機械手表走時時間的長短,發(fā)條將儲存的彈性勢能轉(zhuǎn)換為機械能后為機械手表提供原始能量,當(dāng)發(fā)條儲存的彈性勢能全部釋放出來后,機械手表便失去能源供應(yīng)而停止運行。通過對原動系統(tǒng)的了解我們可以明白機械表內(nèi)所有輪系除了輔助輪系是通過人的外力驅(qū)動以外,都是由原動系統(tǒng)提供能量運轉(zhuǎn)起來的。原動系統(tǒng)可以分成手上鏈和自動上鏈兩種,其中的區(qū)別體現(xiàn)在條盒輪和發(fā)條身上。
原動系統(tǒng)包括的零件有條盒輪、條盒蓋、條軸與發(fā)條,根據(jù)上述提到的手上弦機械手表與自動機械手表,條盒輪與發(fā)條可以被分成手上弦條盒輪和手上弦發(fā)條以及自動條盒輪和自動發(fā)條。
手上弦條盒輪的A位置是條盒輪與條軸A位置相配合的中心孔;B位置是手上弦發(fā)條的發(fā)條外鉤與條盒輪配合的位置;C位置是條盒輪與條盒蓋B位置相配合的中心凹槽;D位置與前兩個位置有所不同的是它被加工出輪齒,其目的是為了讓它與傳動系連接,使原動系統(tǒng)的能量可以輸出給傳動系統(tǒng),并且更進(jìn)一步輸出給擺輪游絲系統(tǒng)使其開始工作;E位置的作用很關(guān)鍵,它被稱作條盒輪內(nèi)鉤與手上弦發(fā)條的發(fā)條外鉤配合在一起,才能使得發(fā)條與條盒輪產(chǎn)生力的相互作用,從手上弦原動系統(tǒng)的平面圖中我們可以清楚的看到手上弦條盒輪與手上弦發(fā)條之間的位置關(guān)系,此外從圖中我們還可以注意到發(fā)條的內(nèi)鉤將與條軸的C位置條軸內(nèi)鉤配合在一起,其目的是使條軸能夠?qū)l(fā)條牢牢鎖住,在卷緊發(fā)條的時候可以承受發(fā)條的卷緊力。
條軸的A位置與C位置已經(jīng)說過了,它的B位置與條盒蓋的中心孔A位置相配合在一起,D位置與E位置將與控制原動系統(tǒng)的夾板孔或者寶石軸承配合在一起,這樣原動系統(tǒng)的徑向與軸向都將被限制住。F位置的作用是作為方形凸起與上弦系統(tǒng)中的上弦棘輪的方形孔相配合,并且通過螺釘固定為一體。上弦系統(tǒng)將來自于手上鏈或者是自動上鏈輸入的機械能通過條軸帶動發(fā)條的卷緊轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械表機心所需要的機械彈性勢能,G位置就是剛說到的上弦棘輪螺釘配合的螺釘孔。
自動上鏈條盒輪的A位置、C位置與D位置與手上弦條盒輪是一樣的,只是我們最需要注意的是它的B位置變成了凹槽,此外還在它的內(nèi)壁上均勻分布了多個凹槽,這是什么目的呢?答案就是自動機械表的自動發(fā)條與手上弦發(fā)條最大的區(qū)別就是它不是跟條盒輪直接配合在一起,而是通過它的副發(fā)條與條盒輪的內(nèi)壁之間的摩擦配合在一起的,并且在機械表自動機心中就有個術(shù)語 “打滑力矩”,說的就是副發(fā)條與條盒輪內(nèi)壁之間的摩擦力矩要達(dá)到一定數(shù)值才可以,那些凹槽就是為了增加兩者之間的摩擦力矩而設(shè)置的,從自動原動系統(tǒng)的平面圖中我們就可以清楚的看到自動條盒輪與自動發(fā)條之間的位置關(guān)系,尤其是副發(fā)條與條盒輪的內(nèi)壁凹槽之間的關(guān)系。
納海Luminor 1950 8 Days GMT 8天長動力腕表
沛納海Panerai Luminor 1950 8 Days GMT腕表采用的P.2002機心配置了代表性的長動力三條盒結(jié)構(gòu)。它的基本特點是三條盒在結(jié)構(gòu)上采用兩個條盒上下疊層,然后再和另一個條盒左右并列,實質(zhì)是將三個條盒輪串聯(lián)起來使發(fā)條長度延長三倍,這以來實現(xiàn)了機械表長達(dá)8天的能量存儲。
儲存能量的工作原理
(見下頁圖)第一原動系統(tǒng)的條盒輪1a被上條系驅(qū)動逆時針旋轉(zhuǎn),條盒輪1a內(nèi)部的內(nèi)鉤同時帶動發(fā)條1c的外鉤卷緊發(fā)條,此時條軸1b也會被發(fā)條1c帶動逆時針轉(zhuǎn)動;由于條軸1b與條軸2b通過方形長槽和方形凸起相配合,所以兩者屬于聯(lián)動關(guān)系。那么條軸2b外鉤帶動發(fā)條2c逆時針方向旋轉(zhuǎn)并逐漸卷緊,此時發(fā)條2c的外鉤會帶動條盒輪2a逆時針方向旋轉(zhuǎn)。由于條盒輪2a與條盒輪3a作用在同一平面上相互嚙合,所以條盒輪2a逆時針方向旋轉(zhuǎn)會帶動條盒輪3a順時針方向旋轉(zhuǎn)。由于發(fā)條3c的外鉤已經(jīng)鉤住條盒輪3c內(nèi)鉤,并且條軸3b外鉤又鉤住發(fā)條,因此條盒輪3a順時針方向旋轉(zhuǎn)的同時會帶動發(fā)條3c的外鉤逆時針方向旋轉(zhuǎn),這使發(fā)條3c逆時針旋轉(zhuǎn)并逐漸卷緊。隨著第一原動系統(tǒng)中在上條輪系的驅(qū)動下卷緊發(fā)條,并且根據(jù)能量守恒定律,這三個原動系統(tǒng)的發(fā)條都將會被卷緊,此時有一點需要特注意的是三個發(fā)條盒內(nèi)的發(fā)條不是逐個被上緊的,而是有順序的逐步被上緊,直到最后幾乎同時被上滿發(fā)條。
釋放能量的工作原理
隨著三個發(fā)條盒內(nèi)的發(fā)條被卷緊直至上滿,它們的能量將逐漸被釋放。但是,這三個原動系統(tǒng)并不是同時釋放能量,而主要是由第三原動系統(tǒng)的條軸帶動的輸出輪負(fù)責(zé)釋放所卷緊的發(fā)條能量,隨著第三原動系統(tǒng)將本條盒儲存的能量不斷輸出,其輸出力矩將隨之下降,而此時上下排列的第一原動系統(tǒng)與第二原動系統(tǒng)會不斷的將自身的能量補充給第三原動系統(tǒng),直至第三原動系統(tǒng)自身儲存的能量完全釋放,同時第一原動系統(tǒng)與第二原動系統(tǒng)自身儲存的能量也所剩無幾,其輸出力矩已經(jīng)小于輪系間的摩擦力矩,不能將能量補充給第三原動系統(tǒng)為止,此時手表輪系以及擺輪游絲系統(tǒng)已無能量可用便停止運動,也就是說它的能量釋放工作原理同樣符合能量守恒定律原則。
沛納海串聯(lián)三條盒結(jié)構(gòu)的優(yōu)點
1.更高的運行穩(wěn)定性
因為發(fā)條盒發(fā)條的旋轉(zhuǎn)次數(shù)互相疊加,發(fā)條盒速度更快,用較小的旋轉(zhuǎn)力矩就達(dá)到一定的動力水平。第一天和第八天的旋轉(zhuǎn)扭矩之間的差值顯著變小,這樣使得擺幅偏差值降低,所以可以提高機芯運行的精確性;
2.更高的運行可靠性
因為只有很小的壓力作用于軸頸,高旋轉(zhuǎn)次數(shù)使八天動力儲備時間的機心中發(fā)條盒轉(zhuǎn)速更快,旋轉(zhuǎn)扭矩更小,這樣軸頸壓力較弱而且損耗非常低,保證了很高的運行可靠性;
3.機心一體化整合構(gòu)造
三發(fā)條盒構(gòu)造使一體化整合安裝動力儲備指示裝置成為可能,無需浪費機心內(nèi)的容積。因為該裝置可以安裝在第三個發(fā)條盒的上方或下方。
原動系統(tǒng)自從機械表誕生之日起就是最重要的組成部分,本文通過分析此系統(tǒng)的零部件組成以及它們之間的相互關(guān)系來為大家解析手上鏈與自動上鏈兩種原動系統(tǒng),并且以沛納海的八日鏈三條盒串聯(lián)式原動系統(tǒng)為例講解了其儲存能量和釋放能量的工作原理。
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3.機心一體化整合構(gòu)造
三發(fā)條盒構(gòu)造使一體化整合安裝動力儲備指示裝置成為可能,無需浪費機心內(nèi)的容積。因為該裝置可以安裝在第三個發(fā)條盒的上方或下方。
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