每周技术贴之二十三“了解钟表内的精准调校的重中之重”

asde12

1 精准调校机构探究
　　就机械钟表来说，振荡系统(包括擒纵系统和摆轮游丝系统)的协调性及稳定性是决定其能否精准走时的主要因素。当然，影响钟表精准走时的因素还有很多，比如原动系动力输出的恒定与平稳，以及行轮系传动过程中的摩擦损耗等。不过，这些都属于制造工艺的范畴，也就是说，一只手表制造成型，这些都属于“硬件”方面的配置，能够达到什么样的工艺水平，基本属于固定的了，很难在使用过程中对其进行优化或者调节。另一方面，比如齿轮咬合过程中的摩擦损耗，这是客观存在的影响，是任何机械装置都存在的问题，很难通过工艺或者技术进行消除。我们这里讨论的钟表内的调校系统，是指可以在手表制作完成后的使用过程中，根据其走时的具体表现，通过附加装置对其进行人为干预、调节的部分。
       从钟表原动系(主发条盒)传递出来的动力，本来是没有规律的。换句话说，如果没有一个机构加以干预，那么主发条所积聚的动力就会在瞬间释放完毕，无法达到记录时间的目的。震荡系统便是规范和约束主发条动力的机构。通过震荡系统的运作，原本毫无规律的“一团”能量，便能够以等分(完全等分是机械制表的终极目标)的方式分解释放，进而驱动时间显示的齿轮，以秒(或若干分之一秒)为基本单位，最终规律地体现在表盘上的显示系统，确保精准走时。震荡系统是机械钟表内部协调动力输出的“节拍器”，也是钟表精准走时之源。

　　说到震荡系统在机械钟表内的重要性，以及其本身具有的对于钟表精准运行的“后天”调节作用，有必要对震荡系统的各个部分分解开来，一探钟表精准走时之究竟。
2 调节游丝

　　说到摆轮摆动的频率(即专业术语中的摆频)，目前业内存在着多种规格。有最初的16000 次/ 小时( 尚不能被秒整除，准确性不高)的标准，有怀表时代一统天下的21600 次/小时的标准，有提升后在当代制表中普遍采用的28800 次/小时的规格，也有目前仅掌握在少数技术型制表品牌手中的36000 次/小时，更有近些年浮出水面的超高频率范围的43200 次/小时、72000 次/ 小时、360000 次/小时，以及今年刚刚诞生的3600000 次/ 小时的骇人成就。现行频率计算中还涉及另一个标准——赫兹。简单说来，钟表领域的赫兹，就是指摆轮每秒钟完成的摆动(往返一个周期)次数。用我们常用的X 次/小时的数据标准，除以通用的时间标准——1 小时(3600 秒)，得到的数字再除以2，便是该频率对应的赫兹数。举个例子：就21600次/小时的摆频来说，21600除以3600，得到的数字6 是摆轮在一秒钟的时间内完成的摆动(单向)次数，其数值的一半(除以2)——数字3 便是其赫兹数。因此也可以将摆频为21600 次/小时的钟表，表述为频率为3 赫兹。以此类推，28800 次/ 小时是4 赫兹，36000 次/ 小时为5 赫兹，3600000 次/ 小时便达到500 赫兹。赫兹在电磁振荡领域比较常用，因为其数值往往较大，通常石英表的频率可以达到数百赫兹，如果继续采用X 次/ 小时的计算标准的话，其数值就是天文数字了。

　　游丝的规格(材料、弹性系数等)是机械钟表摆频标准的决定性因素。就一款成品手表(摆频固定、游丝固定)来说，能够决定其摆频稳定性的(暂忽略摆轮自身影响)，是游丝的实际工作长度。于是，通过调节游丝实际工作部分长短的装置，便成为钟表精准性调校环节的重要一步。
3 调节摆轮

　　偏心螺丝摆轮

　　偏心螺丝调校是指通过机芯摆轮甲板上装设的一颗螺丝来调节手表走时快慢的机构。之所以叫它“偏心”螺丝，是因为它的形状不是正圆，螺丝切面半径呈现由小到大的渐变性。偏心螺丝配合夹环基本上相当于通常手表中的快慢针，向不同方向旋转偏心螺丝，就可以实现对夹环的微调。
螺丝摆轮

　　螺丝摆轮的特点是调校方便且工艺相对简单，因此螺丝摆轮也是怀表时代最为常用的形式。根据摆轮自身状态的不同，螺丝摆轮上的调校螺丝的数目也不尽相同，多到十几个，少到一两对。某种意义上说，摆轮上螺丝的数目，和钟表制作工艺还有摆轮的规格有关。比如，怀表时期非常有名的“莲花摆”，其名字的来源，就是因为摆轮的外缘装满了调校螺丝，摆动起来就像漂亮的莲花一样。另外，就直径较大的摆轮来说，其惯量较大，如果要通过调校螺丝来改变摆轮的惯量，就需要较多的配重螺丝才4 实现。这也是早期怀表采用较多摆轮调校螺丝的一个重要原因。

　　调校摆轮螺丝时，需要对相对位置的两个螺丝进行同时调节，且调节幅度通常都影相等。以摆轮中心为基础，摆轮螺丝向外调节，摆轮惯量增大，反之则摆轮惯量减小。有一点值得注意，就是钟表摆轮臂末端的螺丝通常为固定配重，不具有调节功能。

　　螺丝摆轮虽然具有很多优点，但是其缺点也显而易见，那就是突出于摆轮外缘的调节螺丝在摆轮摆动过程中会与空气磨擦产生一定的阻力，同时也由于摆轮螺丝突出摆轮外缘较多，而占据更多的机芯空间，一定程度上影响机芯运行组件的排布。

　　当然，这一问题也并不是无法解决。比如劳力士就开发出独具创新的调校螺丝。劳力士采用在摆轮内侧装设固定的螺钉，再通过其上可以内外转动的螺母进行调节。因此，更准确地说，劳力士采用的应该是独家的“调校螺母”系统。
砝码摆轮

　　与螺丝摆轮相比，砝码摆轮通常是相对高级制表的代表，并且通常是伴随着无卡度游丝出现的。配重砝码的结构通常为一个带有缺口的实心圆环，还有就是类似于被切去一块的圆饼。总之一点，就是配重砝码两侧的重量不同，因此也被叫做“偏心砝码”。其工作原理是，通过旋转偏心砝码，砝码重心位置的改变，会对摆轮的惯量造成影响。就调节精准性而言，砝码摆轮上的配重砝码通过旋转一定角度来改变摆轮惯量，由于旋转的角度大小并没有限制，可以是任何的角度，因此与旋转范围要受到螺丝轨道制约的调焦螺丝相比，其可调节的范围更大，当然也就更精准。

　　另外一点，多数配重砝码都装设在摆轮臂的外缘，或者摆轮的内侧，因此可以同时解螺丝摆轮面临的摩擦力过大和占据机芯内部空间过大的问题。

温度补偿摆轮(双金属)

　　双层金属自动补偿摆轮在古董怀表中比较常见，通常都是采用螺丝调节。由于其外圈采用膨胀系数较高的黄铜材质，内圈为膨胀系数较低的钢，因此也被称为“双金属”摆轮。外界温度变化时，“自动补偿摆轮”内外两层金属由于膨胀系数的不同，可以随着温度的变化进行自动调整——这也是“自动补偿”这一说法的来源。

　　举个例子，当外界温度降低时，游丝收缩，实际参与运行的游丝有效长度缩短，要求摆轮的力矩也应相对减小。此时，由于同等温度状态下，摆轮外侧的黄铜材料比内侧的钢材料表现出更强的收缩性，因此就会产生一个整体趋向摆轮轴心的收缩力，牵引摆轮的外缘向内收缩，从而达到减小摆轮力矩的目的。外界温度升高时也是这样。值得注意的一点是，由于“自动补偿摆轮”的边缘需要随时根据温度的变化进行向内或向外的收缩或延展，因此这一时期(或者说这一种类)的摆轮，通常都采用截断式(即摆轮外缘带有对称的两个缺口)设计。如今，多数手表内的游丝采用的都是受温度影响较小的铜铍镍合金材质，双金属摆轮基本淡出现代制表的舞台。

　　除了上面经常提及的调校机构，一些独立制表人以及部分高端手表品牌还经常采用将螺丝与砝码相结合的调校方式。在钟表摆轮调校系统中将螺丝和砝码结合起来使用，既能够发挥偏心砝码调校时间时的精细的特点，同样也可以充分展示调校螺丝在影响摆轮惯量方面的显著效果。同时，在怀表时代，还出现过采用在摆轮臂或者摆轮边缘钻孔来调节摆轮运行惯量的方式来调节手表等形式。
4 钟表调校机构的发展之路

　　表走的不准了找制表师傅去修一修，是几十年前每一个戴表者十分重视的一件事。如今，手表走时出现了问题，人们更多的会将其送到品牌官方售后服务部门。当然，也有普通佩戴者在校表仪校过之后，满怀信心地买来简单工具，打开手表后盖，将那根长长的快慢针拨一拨。最终的结果是，本来并不着急送去修表师或售后哪里的手表，现在是要彻底地报修了。在此提醒一句，除非是资深表迷且对机械结构有一定了解，否则不要轻易开启后盖，特别不要试图碰触尤其敏感的擒纵系统。

　　作为完全依靠机械组件咬合、传动，并通过弹性势能继续能量，进而通过机械擒纵分配区隔动力而组成的钟表，运行过程中的误差是在所难免的。引发误差的原因主要包括组件之间的摩擦，重力的影响以及周围环境的变化等等。在我们不能对客观环境有任何改变的前提下，钟表内的调校系统就变得十分必要。调校机构的设置，关键是要找准整个钟表内可以量化的部分，然后通过附加装置对其进行干预、调节。摆轮摆动的摆频和来源于阿基米德螺线的游丝是两个绝好的调节突破口，当然这也促成了两种调校方式——调摆轮(螺丝、砝码摆轮)和调游丝(快慢针、可移动式外桩)——的诞生。

　　调校机构在钟表诞生之初便已出现，发展至今也不过上述两种，所不同的只是形式上的变化与改进。纵观整个机械钟表结构，直接与走时精准性相关的就是作为时间“节拍控制器”的振荡系统。因此，在震荡系统的游丝或摆轮上装设调校结构也是最合理且最有效的。再比如制表师傅在机芯内作出的其他一些努力，比如控制主发条动力均衡输出的恒定动力装置，以及为了改善擒纵机构的性能而研发的新式擒纵、新材质擒纵，都属于提高钟表走时精准性的有效途径，不属于本文讨论的“调校”范畴。另外，国内我很敬佩的一位制表师向我提起的他的一个思想，他希望通过干预钟表的显示系统来平衡手表的误差，这属于脱离运行系统的被动调节，可行性与实效性有待论证。

　　就钟表调校机构来说，虽然发挥的空间有限(仅有摆轮或者游丝)，但我们也有理由相信，将精准计时作为最初(也是终极)目标的机械钟表，在精准性调节方面还有很多工作可做。

[ 本帖最后由 asde12 于 2012-1-5 12:30 编辑 ]

88dl88

学习中[s:101]

美酒加咖啡

感谢分享

hali0321

先顶再看了

3fenwang

先顶后看。。。[s:101]

caeser_730

技术贴又来啦，先收藏后顶再看啦

wzh0439

看完必顶，学习啦。。。

foley

学习 技术贴 [s:101]

cvn-lee

支持12大大的技术贴，这次勉强能看懂了，比上次介绍擒纵系统的强！！

freez911

[s:100] [s:100] [s:100]

大大王

现在技术帖是我的必修课啊[s:101] 2我来顶你来着

asde12

我不喜欢你叫我2:'(

大大王

N叔叔好[s:101] [s:101]

大大王

你换了签名我就不叫你2了[s:101] ;P

asde12

我不2的:( :( [s:98]

暗夜游侠

2012年的第一篇技术大作啊。

lucker78

学习了  感谢分享！~~[s:92]

asde12

暗夜兄过奖了，相信今年会比去年更多哦

漂泊的孤狼

好强的技术贴，得多读两遍