发条原理动图(全自动机械表上发条原理)

表友朋友们大家好,我是朱鼓励。拆解机芯之前,释放发条盒动力是必不可少的一步。今天我们就来看发条盒以及释放发条的结构原理。

自制透明手表发条盒,结构原理看得明明白白

发条盒的结构其实很简单,就是一个盒子,中间一个发条轴,然后发条绕在发条轴上。但是看似简单的结构背后,其实有很多结构改进和有趣的小设计。

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发条轴是两头小,中间大。两头刚好可以固定在发条盒的上下孔里,可以确保发条轴转动时不会发生倾斜。

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为了让大家更直观地理解发条盒的结构原理,我们先将发条长度缩减到最短。发条的两端被分开固定在发条轴和发条盒上,发条轴负责输入动力,发条盒负责输出动力,这就是整个发条盒最基础的结构原理。

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然后在其他变量参数相同的情况下增加发条长度,发条越长发条盒的动能储存时间就越长,这个时候我们印象中的发条盒就出现了。

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但是如果我们旋转发条轴试着收紧发条,会发现发条末端和发条盒之间打滑,导致无法收紧发条的。那么早期发条盒固定发条末端的方法是直接在内壁上做了一个内钩,然后在发条末端上挖个孔套在内钩上。

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这样的结构使得发条末端的孔需要承受很大的拉力,加上早期发条的碳钢材质,很容易就会发生发条断裂。

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后来的发条末端被设计成了一个反向的外勾,发条盒内壁也被设计了凹槽,发条末端直接可以顶在发条盒内壁的凹槽里。加上成分更科学先进的合金材质,发条的使用寿命大大增加。

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接着我们来看上发条和释放发条的结构原理,早期的钟可以通过外露发条轴直接上发条。

现在的手表机芯显然不能这样,所以发条轴与上条拨针系统的大钢轮通过螺丝固定在一起成为一体联动。

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不管是手动上链还是自动上链,本质上都是带动大钢轮转动,然后通过大钢轮与发条轴一体联动,达到收紧发条的目的。

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发条盒就像是一个游泳池,发条轴是进水管,发条盒轮就是出水管。小学常见的泳池数学题在发条盒上出现了。不过不同的是擒纵调速系统就像一个限制水流量的水龙头。所以如果发条轴端没有限制的话,水池的水会瞬间从进水管流光。所以作为发条盒,就需要在发条轴端设计一个只能进水不能出水的止逆阀。

这个止逆水阀就是止逆棘爪。

棘爪有很多造型结构,有些棘爪还被设计在了小钢轮上。

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比如有这样的

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还有这样的

但是不管是哪种棘爪,当我们拆解机芯需要释放发条的时候。只要找到大钢轮或者小钢轮上的止逆结构,松开棘爪,就能快速释放发条动力了。

了解了发条盒的结构原理之后,我们来聊聊发条的演变。

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早期的发条是螺旋形的但是这种发条容易引起金属疲劳,随着发条不断放松输出的力矩也不断变小,满链与空链之间输出的力矩落差大。

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后来的发条被改进设计成了S形能够输出更稳定的力矩

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在发条接近彻底放松时才会出现力矩大幅减小。

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除了材质和形状的改变,手动机芯和自动上链机芯的发条也有所不同。

手动机芯上紧发条之后会感觉拧不动把头。这个时候如果继续上链,会造成发条断裂或者上条机构的轮系损坏。

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而自动上链机芯满链之后,如果自动陀继续摆动,还是会带动大钢轮和发条轴转动的。

所以发条的末端被设计了更长的副发条,发条盒内壁也去掉了凹槽固定。更长的副发条与发条盒内壁,通过摩擦力固定。

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发条满链的状态下,如果大钢轮和发条轴继续发生转动,副发条就会与发条盒之间发生打滑。然后发条整体就会跟着发条轴和大钢轮一起转动。

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不过副发条的设计也不是完美的,如果副发条与发条盒之间摩擦力太大。那么就会在副发条应该打滑的时候不会发生打滑。结果可能会和没有副发条一样,损坏发条和上条机构齿轮。

如果摩擦力太小,则会出现没有满链,不该发生打滑的时候就发生打滑。造成手表储能不足手表偷停。

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我是朱鼓励

下期视频我们来看传动系统

大三针小三针的结构区别

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