擺輪游絲系統(tǒng)是機(jī)械手表的核心部分，起到計(jì)時(shí)基準(zhǔn)的作用。機(jī)械手表屬于振動(dòng)計(jì)時(shí)儀器，它的基本工作原理是利用一個(gè)周期恒定的、持續(xù)振動(dòng)的振動(dòng)系統(tǒng)，振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期乘以被測(cè)過程內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)，就得到該過程經(jīng)歷的時(shí)間，時(shí)間=振動(dòng)周期×振動(dòng)次數(shù)，而振動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械手表里就是我們常見到的擺輪游絲系統(tǒng)。擺輪游絲系統(tǒng)持續(xù)不斷地振動(dòng)，并且準(zhǔn)確地計(jì)算出其振動(dòng)次數(shù)，就可以計(jì)算出所經(jīng)過的時(shí)間。但是擺輪游絲系統(tǒng)在外界因素的影響下，擺動(dòng)的幅度將逐漸衰減甚至最后停止不動(dòng)，為了使其不衰減地持續(xù)振動(dòng)就必須定期地給擺輪游絲系統(tǒng)補(bǔ)充能量。機(jī)械手表中的能量來自于原動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)通過機(jī)心內(nèi)部的主傳動(dòng)系統(tǒng)將能量周期性地補(bǔ)充給擺輪游絲系統(tǒng)，而此過程是通過擒縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

振動(dòng)周期

以機(jī)械手表中振動(dòng)頻率為每小時(shí)21600次，振動(dòng)周期為1/3秒的擺輪游絲系統(tǒng)為例，假設(shè)擒縱輪片為20個(gè)齒，擺輪游絲系統(tǒng)每振動(dòng)一次，擒縱輪片便會(huì)轉(zhuǎn)過1個(gè)齒，那么擒縱輪旋轉(zhuǎn)一周所需要的時(shí)間為（1/3）*20=（20/3）秒，由于擒縱齒軸與擒縱輪片是鉚合在一起的，擒縱齒軸旋轉(zhuǎn)一周所需要的時(shí)間是20/3秒，再設(shè)定秒輪片與擒縱齒軸嚙合，二者的傳動(dòng)比為90/10，因此秒輪旋轉(zhuǎn)一周所需要的時(shí)間為（20/3）*（90/10）=60秒。此外，現(xiàn)有的機(jī)械手表比較常見的擺輪游絲系統(tǒng)的振動(dòng)頻率還有每小時(shí)28800次，振動(dòng)周期為1/4秒，有興趣的朋友可以根據(jù)上面的思路計(jì)算出秒輪的速度。

擺輪部件

它包括了擺輪、擺軸和雙圓盤部件，A位置是與擺夾板鑲嵌的防震器組件內(nèi)寶石軸承相配合的擺軸軸尖；B位置是與基板鑲嵌的防震器組件內(nèi)寶石軸承相配合的擺軸軸尖；C位置是擺輪，它是此系統(tǒng)里最為重要的部分，自從機(jī)械手表誕生以來出現(xiàn)了很多種類的擺輪，由于擺輪將直接影響機(jī)械表的走時(shí)精度，因此鐘表設(shè)計(jì)師都必須挖空心思將影響擺輪的因素消除或者降至最低，尤其是環(huán)境的影響最為突出，這也就導(dǎo)致制作擺輪的材料必須采用鐘表歷經(jīng)幾百年來所總結(jié)出的特殊材質(zhì)，此外它的形狀也是被特別設(shè)計(jì)的，這些都是為了擺輪在機(jī)心中抵抗來自于外在影響其正常運(yùn)動(dòng)的不利因素，比如溫度補(bǔ)償擺輪、自我補(bǔ)償游絲擺輪、鈹青銅合金擺輪與可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量擺輪，其中可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量擺輪是個(gè)比較特殊的擺輪，為了它還有個(gè)特別的結(jié)構(gòu)是無卡度擺輪游絲系統(tǒng)，這個(gè)我將在后面給大家做詳細(xì)的解析；D位置是雙圓盤部件，它包括了雙圓盤和鑲嵌在它上面的圓盤釘，此部件起到的特殊作用我已經(jīng)在上一期“機(jī)械手表的擒縱機(jī)構(gòu)”中做了說明；

游絲部件

它包括了游絲和三角內(nèi)樁，A位置是與擺軸相配合固定的內(nèi)樁中心孔；B位置是與游絲內(nèi)端配合在一起的三角內(nèi)樁的側(cè)翼的開口，它的深度與寬度正好與游絲相配合，而所謂的三角內(nèi)樁就是根據(jù)它的形狀得來的名字，也是目前被應(yīng)用最廣的內(nèi)樁，此外還有一種內(nèi)樁是圓形的，顧名思義被稱作圓內(nèi)樁，由于它相比于三角內(nèi)樁具有不能完美貼合游絲內(nèi)端的缺點(diǎn)，應(yīng)用的比較少；C位置是游絲，它的形狀是阿基米德螺旋線，也可以稱作渦旋線；D位置是游絲的外端曲線，它不是渦旋線的一部分，而是被特殊設(shè)計(jì)的一段具有幾段折線的弧狀曲線，此設(shè)計(jì)的目的就是為了與下面即將說到的調(diào)節(jié)機(jī)械手表走時(shí)精度的快慢針部件與固定游絲最外端的外樁可以更好的配合在一起；

調(diào)速組件

它包括了游絲部件和擺輪部件，A位置是游絲部件上的內(nèi)樁與擺輪部件的擺軸固定為一體；B位置是擺輪，此擺輪外緣被設(shè)置了多個(gè)螺釘屬于花型擺輪；C位置與D位置在前面已經(jīng)談到了它們的作用，而將它們組合在一起就是需要一個(gè)固定的設(shè)計(jì)角度了，在計(jì)時(shí)書里被稱作卷進(jìn)角，此角度是以游絲從內(nèi)樁的初端與游絲外端曲線的第一個(gè)打彎初連線，以及它與外樁所在位置的連線的夾角就是游絲的卷進(jìn)角，此外圓盤釘?shù)奈恢门c外樁的位置夾角也是被設(shè)計(jì)好的，它決定了擺輪游絲系統(tǒng)左右兩個(gè)振動(dòng)周期的一致性；

擺夾板組件

它包括了擺夾板、防震器組件、快慢針部件和外樁環(huán)部件，A位置是擺夾板，它的上面被刻上了正負(fù)號(hào)和刻度其作用就是標(biāo)識(shí)調(diào)整快慢針的快慢方向的，具體的工作原理將在后面介紹；B位置是防震器，它是被鑲嵌在擺夾板上作為擺軸的上支承，同時(shí)也是起到了保護(hù)擺軸軸尖的作用；C位置是快慢針部件，它包括了快慢針以及鑲嵌在端部的外夾和兩根較細(xì)的內(nèi)夾，其中外夾的尾部有個(gè)凸出部分，它的作用是為了阻擋住游絲在震蕩的過程中不會(huì)脫離出來，也就是控制了游絲的軸向，而兩個(gè)內(nèi)夾中間所形成的縫隙是留給游絲的，使得游絲在里面可以蕩框，也就是限制了游絲的徑向運(yùn)動(dòng)；D位置是外樁部件，它包括了外樁環(huán)以及鑲嵌在端部的外樁管，還有通過螺釘固定的帶有開口的外樁，此開口就是為了游絲最外端通過膠粘合的地方，這個(gè)外樁部件的設(shè)置就是為了調(diào)整游絲外端曲線的位置，從而保證了游絲的中心與擺軸的中心同軸，使得整體的振動(dòng)周期左右擺動(dòng)所用時(shí)間盡可能的一致。

無卡度擺輪游絲系統(tǒng)

擺輪游絲系統(tǒng)在機(jī)械表中的重要性相當(dāng)于心臟對(duì)于人的重要性一樣，而無卡度擺輪游絲系統(tǒng)對(duì)于機(jī)械表來說更是高端裝備，也就是說“高貴的心臟”。

理論背景

根據(jù)機(jī)械表的計(jì)時(shí)原理，振動(dòng)周期與游絲的工作長(zhǎng)度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，即隨著游絲的工作長(zhǎng)度和擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的數(shù)值變大，振動(dòng)周期將隨之變大，也就是說振動(dòng)周期將變小，手表會(huì)走慢，反之則結(jié)論相反。如果佩戴者需要調(diào)校手表的精度，實(shí)質(zhì)是將走快或者走慢的擺輪游絲系統(tǒng)的振動(dòng)頻率，調(diào)校到標(biāo)準(zhǔn)頻率。

有卡度PK無卡度

“有卡度”是通過快慢針調(diào)校裝置來改變游絲的有效長(zhǎng)度，從而達(dá)到改變擺輪游絲系統(tǒng)振動(dòng)頻率進(jìn)而調(diào)校手表的走時(shí)誤差。它存在的缺陷是游絲被快慢針裝置所控制，由于重力等外在與內(nèi)在因素的影響，導(dǎo)致等時(shí)性誤差的產(chǎn)生，直接影響了手表的走時(shí)精度。

“無卡度”是取消了有卡度結(jié)構(gòu)中的快慢針調(diào)校裝置，并且通過調(diào)校擺輪外緣螺釘?shù)倪M(jìn)與出或者調(diào)節(jié)偏心砝碼的偏心量，改變擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量從而改變擺輪游絲系統(tǒng)的振動(dòng)周期，進(jìn)而調(diào)校手表的走時(shí)誤差。它的優(yōu)勢(shì)在于取消了有卡度結(jié)構(gòu)里影響手表計(jì)時(shí)精度的快慢針裝置，克服了快慢針對(duì)于手表帶來的等時(shí)性誤差，可以讓表的走時(shí)精度進(jìn)一步提升。

可調(diào)校擺輪類型

1.螺釘擺通常是在擺輪邊緣設(shè)置螺釘或者是螺母（擺輪外緣或者內(nèi)緣），通過改變它們的離擺輪中心的位置遠(yuǎn)和近，從而改變擺輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

2.砝碼擺是在擺輪靠近外緣的平面上設(shè)置可以轉(zhuǎn)動(dòng)的砝碼，一般砝碼是半圓形的，通過轉(zhuǎn)動(dòng)砝碼的位置和砝碼非圓性的偏心效應(yīng)，從而改變擺輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這兩類擺輪的核心是可以被調(diào)校的螺釘或者砝碼，而它們都必須具備一個(gè)要素—制作材料選用密度高的金屬，原因是是通過小的轉(zhuǎn)角而得到較大的慣量改變，選用K金、白金或鉑金等重金屬最為理想。

螺釘擺PK砝碼擺

勞力士于1957年發(fā)明的螺釘擺專利技術(shù)（參考專利號(hào)GB840056A），其技術(shù)特征是：1、由擺輪1和一對(duì)可調(diào)節(jié)的螺釘2以及其它不可調(diào)節(jié)的螺釘組成；2、可調(diào)節(jié)螺釘2螺釘帽2a和螺紋2c兩部分構(gòu)成，其中螺釘帽2a的形狀為花瓣形2b，此設(shè)計(jì)意圖是花形螺釘帽可以與專用調(diào)節(jié)工具5的花形孔6相互配合實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)螺釘2；3、此工具的操作方法比較簡(jiǎn)單，只要根據(jù)前文所說的原理以所需要調(diào)整的機(jī)械手表的快慢來決定是將螺釘旋出一些距離還是旋入一些距離。

百達(dá)翡麗于1951年發(fā)明的砝碼擺專利技術(shù)（參考專利號(hào)CH280067A），其技術(shù)特征是：1、擺輪1的外緣2承載了八個(gè)可以調(diào)校的砝碼5為主體；2、砝碼為字母U形狀（包括了外緣3和開口6）以中心軸4為旋轉(zhuǎn)軸。

通過兩個(gè)品牌所設(shè)計(jì)的可調(diào)校擺輪對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)螺釘擺的優(yōu)勢(shì)在于制作難度相對(duì)來說簡(jiǎn)單一些，而砝碼擺的優(yōu)勢(shì)是調(diào)校難度相對(duì)簡(jiǎn)單

作者點(diǎn)評(píng)

作為機(jī)械表的核心部位，擺輪游絲系統(tǒng)在動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，以額定的頻率振動(dòng)。我想把它比作人的心臟很形象，通過其不停地振動(dòng)，從而達(dá)到了將精密機(jī)械轉(zhuǎn)變成計(jì)時(shí)用工具。隨著時(shí)代的變遷，擺輪和游絲都在不斷地進(jìn)化，尤其是新材料的涌現(xiàn)更是推動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)在技術(shù)方面的突破。硅游絲已經(jīng)誕生了十年有余，而硅擺輪于近幾年也被成功研發(fā)出來。這些成果都是依托現(xiàn)代科技而實(shí)現(xiàn)的，我們能夠感覺到未來的機(jī)械表會(huì)有更多的驚喜出現(xiàn)。