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【原】简单介绍:陀飞轮是如何每天旋转工作的?

/2019-01-25 20:46

  想了解今天的内容前,小编先带大家简单地了解下机械表的工作原理。(之前只介绍发条的动作原理)

  机械表动力模式:

  发条动力加上擒纵结构 使用摆轮实现和擒纵叉的配合达到精准计时,上发条(自动机械手表运动,里面有上发条的装置)----擒纵叉止退---发条提供动力---齿轮转动—飞轮控制擒纵器放行频率(钟表是一个摆动周期一秒,机械手表一般是飞轮摆动五次为1秒)---齿轮转动频率决定指针转动频率,表的精密程度大部分就是靠飞轮和里面的游丝决定的。手表里面用宝石来做轴承,磨损率降低,摩擦力小。所以机械表是近代最伟大的机械发明。

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  (图示:机械表零件名称)

  机械表的工作原理比较清楚了,先在就让我们在讲讲今天的内容吧。机械表上一项伟大的功能--陀飞轮。

  陀飞轮的起源

  我们知道那个伟大的苹果让牛顿发现了万有引力定律,于是根据这一定律让钟表匠明白了为什么当时手表走时会不精准?因为当钟表放置在不同的方位时,地球的引力对机芯中的运动机件产生作用,从而影响走时准确性。

  当时,宝玑先生为了更好保证手表走时精准度,发明了陀飞轮并取得专利权。

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  表的位差主要来源于摆轮的不平衡以及游丝工作时的偏心,由于这两个因素分别在其方位相差180度,对走时快慢的影响正好相反。于是,他把擒纵机构和摆轮游丝系统一同配置在一个旋转的支架上。这个支架就装在秒轴上,以每分钟一圈的速度转动。因此,摆轮和游丝的重心方位每经历30秒即发生180度转换,这样,二者由于偏心引起的走时快慢正好得以相互补偿。

  因此,更确切的说,宝氏“陀飞轮”是一个旋转擒纵调速器。一个能旋转的框架,其中容纳了游丝摆轮和擒纵机构等。当陀飞轮框架在匀速地旋转时,摆轮和擒纵器也在自身运动的同时不断地更换位置,因此最大限度地抵消了引力的影响。

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  宝玑marine 5837陀飞轮腕表

  迄今为止还遗留下7枚宝玑4分钟陀飞轮腕表,现在它们的下落:

  NO.1188(公元1808年出售给西班牙新王)

  NO.1297 搭载Robin式擒纵 1808年出售

  1815年搭载的恒力擒纵NO.2483以及1823年售出的搭载着Peto cross—detent 擒纵的NO.2555

  另外两枚搭载着自己发明的擒纵,其中NO.2483出售的日期为曾有记录

  NO.1176是1809年售出给波兰贵族Potoki伯爵,通过沙俄圣彼得堡的Moreau先生达成,当时售价4600法郎

  宝氏“陀飞轮”在制造上要求非常精细,否则易出故障。由于它是装在秒轴上的,比之普通的表要消耗更大的功率,成为一个先天性的缺点。

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  1894 年,英国人邦尼克森(Bonniksen)制成了另一种旋转擒纵机构“卡罗素”(Karrusel)。它与宝氏“陀飞轮”的不同之处主要在于,转速比前者约慢40 倍。

  因而可以大大降低了功率的消耗。在制造和调整上带来了一些方便。但由于方位变换的周期加长了,所以在位差的补偿上不如前者有效。

  陀飞轮的工作原理

  同轴式陀飞轮和卡罗素陀飞轮,其中卡罗素大多数都偏心式陀飞轮。(因为早期出现过卡罗素 -- 同轴,不过这里就不多做介绍了。)

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  左为同轴式陀飞轮 右为 卡罗素(偏心式陀飞轮)

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  陀飞轮背面零件的展示

  陀飞轮的旋转支架是固定在秒轴上的,旋转支架中装有摆轮、游丝以及擒纵轮、擒纵叉。当发条动力通过三轮片传递到秒齿轴上时,就带动旋转支架转动。秒轮片则空套在秒轴上的。同时固定在夹板上,并与擒纵齿轮相互啮合。因此当旋转支架被秒轴带动时,擒纵轮片就会做行星运动。在擒纵机构里通常采用差瓦或直接把冲量传给摆轮。摆轴和秒轴配置在同一轴线上,秒轴装有秒针;也有不带秒针,说明旋转支架转速不一定保持每分钟一圈。

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  与陀飞轮的传动结构不同,卡罗素的旋转支架的下端伸出一段空心轴,在其下端面连接一轮片。轮片与三齿轴啮合,旋转指教轴穿过夹板,并以后者为支撑,旋转支架和轮片两相对端面起到推面的作用。四轮轴穿过旋转支架下端的伸空心轴,四轮片在旋转支架中与擒纵齿轴啮合,四齿轴在支架外与三轮片啮合,将三轮的冲量传递给擒纵轮。四齿轴通过四轮片把运动传给了擒纵齿轴摆轴在旋转支架和四齿轴是不同心的。因为旋转支架不是有四轮轴直接带动的。

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  前面详细地介绍了下陀飞轮和卡罗素的工作原理,内容比较复杂;小编简单地总结下,大家需要了解的点。

  两者的差别:

  1. 陀飞轮一般转速要比卡罗素快

  2. 陀飞轮的零部件要比卡罗素的多

  3. 陀飞轮一般一个四轮驱动,而卡罗素则是五轮

  4. 卡罗素多为偏心式设计,不绕固定齿轮旋转

  如何分辨两种陀飞轮呢?如果动力直接来自四轮,那么这个旋转的擒纵机构就是陀飞轮;如果动力通过一个多余的齿轮而间接的来自四轮,那么这个旋转的擒纵机构就是卡罗素。

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  宝珀陀飞轮卡罗素一体腕表

  相比之下,卡罗素比传统陀飞轮优胜的地方是动力分开传送,效果会更平均更稳定,也可以减少磨损。而卡罗素的结构比较复杂,零件更多,机芯也就变得更厚,这样以来,视觉上远不如陀飞轮带感。

  艺术价值更大于实用价值

  由于手工年代加工精度不容易达到,所以当年能够做好陀飞轮的品牌厂家极少,陀飞轮因此被当做机械臂顶峰工艺受到追捧,身价极高。

  而现在技术的发展加上数控机床的出现,陀飞轮在失去原有的实用价值的同时,(机械表得到天文台认证,更确保了走时的精准度),能做陀飞轮的厂家越来越多,能够做好陀飞轮的却越来越少。

  一起来鉴赏陀飞轮的魅力吧!

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  芝柏表三金桥陀飞轮腕表

  三金桥陀飞轮不受时空规划的结构美感。

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  卡地亚双重神秘陀飞轮三问腕表

  浮动陀飞轮仿佛悬浮与空中,似乎与机芯没有任何连接。

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  百达翡丽6002星月陀飞轮腕表

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  陀飞轮置于机芯之中,美感尽收眼底。

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  香奈儿Première Flying Tourbillon系列Première Flying Tourbillon腕表

  香奈儿让陀飞轮隐藏在花儿之中旋转。

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  积家双翼大型功能型腕表

  球形陀飞轮置于手表九点中的位置,分界清晰:一组为了显示时间;另一组显示复杂功能

  好了,今天的内容就到这里结束了,感谢大家的阅读!

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【原】简单介绍:陀飞轮是如何每天旋转工作的?