擺輪不平衡對機(jī)械手表機(jī)芯走時(shí)誤差的影響分析

趙躍武

摘 要：手表擺輪不平衡是造成手表位差的主要原因之一，在擺輪不平衡的情況下，擺輪重力越大對日差的影響越大，游絲剛度越大對日差影響越小。因此從減小位差影響的要求來看，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡可能地采用直徑適當(dāng)、重量輕而慣量集中在輪緣上的擺輪，并配以剛度大的游絲。

關(guān)鍵詞：擺輪；擺幅；日差；擺幅函數(shù)

在機(jī)械手表制造的過程中，不但要對擺輪組件（擺軸和雙圓盤）作精密的靜平衡而且還要對整個調(diào)速組件進(jìn)行細(xì)致的動平衡調(diào)整，手表擺輪不平衡是造成手表位差的主要原因之一。那么擺輪的不平衡是如何造成手表位差的呢？在實(shí)際的制造裝配工作中如何減小該影響呢？

手表擺輪不平衡是造成手表位差的主要原因之一，這是長期來手表制造和維修實(shí)踐中所廣泛接觸到的現(xiàn)象。為了減小位差，不但要對擺輪組件作精密的靜平衡，而且還要對整個調(diào)速組件進(jìn)行細(xì)致的動平衡。

擺輪平衡的條件決定于擺輪重心的位置。擺輪不平衡時(shí)，擺輪的重心位置必然偏離擺輪的軸心。由于重心與中心的偏移，當(dāng)擺輪處于垂直位置時(shí)，重心對擺輪的軸心就會產(chǎn)生一個附加作用力矩，稱為偏心力矩。

這一情況可以通過圖1來說明，圖中S是假定的重心位置，r為重心；偏離擺輪軸心O的距離，也就是擺輪擺動時(shí)重心的作用半徑， ？啄是重心與軸心連線和擺輪鉛垂線的夾角，我們簡稱為重心偏角。其作用力矩的具體數(shù)值可以表示為：MB=P·r·sin？啄式中：

MB-擺輪偏心力矩；P-擺輪的重力；r-重心半徑；？啄-重心偏角。

從物理學(xué)中我們知道，重力是物體質(zhì)量和重力加速度的乘積，也就是：P=m·g。

式中：P-重力；m-質(zhì)量；g-重力加速度。

假使進(jìn)一步根據(jù)重心位置與擺幅的關(guān)系，通過上述公式進(jìn)行分析，還可以發(fā)現(xiàn)兩項(xiàng)極重要的日差變化規(guī)律：

“當(dāng)重心在水平軸線上方，高擺幅時(shí)手表走快、低擺幅時(shí)手表走慢”。

應(yīng)當(dāng)指出，在上述各項(xiàng)擺輪重心對走時(shí)日差影響的關(guān)系中，可以看出，要r絕對等于0是不現(xiàn)實(shí)的；手表使用時(shí)位置要變化，要求？啄始終等于90°也不可能；而且也無法控制24小時(shí)內(nèi)，手表的擺幅一直穩(wěn)定在220°。所以要實(shí)現(xiàn)前述能使手表不發(fā)生日差的三種情況，事實(shí)上都是辦不到的。在實(shí)際生產(chǎn)和修理中，我們主要是掌握以上兩條變化的規(guī)律，來調(diào)整由于擺輪重心影響而產(chǎn)生的日差。

值得注意的是，當(dāng)擺幅為220°時(shí)，日差雖然為零，但在220°左右的位置上，曲線的斜率很大，只要擺幅略有變化，日差就會有相當(dāng)大的變化。如果不考慮游絲的重力作用等其他因素，看來還是在擺幅較高位置上的曲線比較穩(wěn)定，有利于手表的等時(shí)性。

從上述公式中還可以看出，在擺輪不平衡的情況下，擺輪重力P和游絲剛度M0對日差的影響：擺輪重力越大，對日差的影響越大；游絲剛度越大，對日差的影響越小。因此從減小位差影響的要求來看，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡可能的采用直徑適當(dāng)、重量輕而慣量集中在輪緣上的擺輪，并配以剛度大的游絲。

參考文獻(xiàn)

[1]陳昌山.手表結(jié)構(gòu)原理[M].上海人民出版社.

[2]手表結(jié)構(gòu)原理及工藝概論[M].

[3]手表裝配工藝[M].