
B24机芯解析图 双摆轮诞生传说
自手表,诞生以来,无数制表师一直在不懈追求腕表的精确度。早在几百年前,宝玑大师就发明了陀飞轮装置,以消除手表在不同方位时重力造成的误差。早在怀表被追捧的时代,人们对怀表的使用习惯,无论是放在上衣口袋里还是放在家里的桌面上,都是最常见的横放或竖放状态。在这种相对“稳定”的状态下,显然陀飞轮中的旋转擒纵机构可以抵消重力的影响。
如今随着手表的普及,正常人的手腕在日常生活中不断活动,会造成复杂多变的干扰因素。所以陀飞轮对抗重力的优势并不明显,人们在另辟蹊径,试图采取另一种方式来解决复杂多变的干扰因素,从而追求腕表的精准。
有很多方法可以让手表走得更准,比如调整五个方向或者增加摆动频率,双平衡系统是比较复杂的解决方案。众所周知,当一个摆轮做的很精密的时候,会受到很多外界因素的干扰,产生误差。比如用一只手提水,肯定不会像用两只手提水那么顺畅。双摆轮在瑞士钟表行业已有200多年的历史,其历史考证在La Salud的国际钟表博物馆。双摆轮有很多种。一个摆轮小,一个摆轮大,两个摆轮一样大。这些各种各样的双平衡系统出现在200多年前。当时计时器还处于发展的早期阶段,所以必须说,在怀表的运动中实现双平衡是一项伟大的发明。
行星齿轮
双摆轮的核芯机密
需要一个结构复杂的差动轮来分配运动中两个部件的相互扭矩和左右误差。每个品牌对于差速器系统的开发都有不同的整体结构,北表最好的就是齿轮传动。因为齿轮传动是直接的能量传递,所以也可以说是最可靠稳定的。因此,基于这一理论,创建了一个系统来调整扭矩和误差。虽然这个系统的实用性很强,但是在研发上有很多麻烦。首先,在机芯这样狭小的空间里,要实现总共21个零件(大概是陀飞轮零件数量的两倍)是非常困难的。
从结构上看,这样的小部件如果固定得太松,运行时会有静态跳动;如果固定得太紧,内部运行会不稳定。另外手表厂一定要有很强的工艺实现能力,结构设计会做。在研究这个体系的时候,过程可以说是非常不尽人意。苗总跟我说,北表的第一个解决方案是用类似弹簧片的机构结构作为系统的核心,但是“弹簧片”并没有想象中那么可靠,所以安装在机芯上。为了验证初始理论的准确性,参与研发的技术人员要轮流观察机芯何时运转,观察系统运转时发生了哪些变化。这个系统是否能均匀分配扭矩,它们之间是否有干扰,并找到两个系统的平衡变化。经过长时间的反复验证,第一次尝试以失败告终。
之后在实践中经历了七次失败,最后在第八次改进中成功。这种差动装置的核心部件被北标命名为“行星系统”。在这些部位,每个部位的几何尺寸和平滑度都有非常严格的要求,尺寸要精确到两个发夹一样的大小。如果一个零件出现问题,会影响整个装配运动的稳定性。北标这个系统的作用是,如果两个平衡轮分开运行,它们之间的振动周期是不同的。生产过程无论如何精益求精,在内部运作时都会受到很多客观环境的影响,所以出错是必然的。但是两组平衡轮的行走速度是有差别的,它传递的机械力会传回到第二个轮子上,从而造成相互干扰,就像两个人用绳子往不同的方向跑一样,这个系统会化解相互干扰。当第二轮组件实现动力的差动分配时,发条的动力被均匀地传递到两组擒纵调速机构,齿轮系根据两组擒纵调速机构的平均速度被释放,从而可以提高手表的行走精度。
采用共振原理实现双摆轮的手表
共振自然界中任何运动的物体都会将自身的振动频率传递给周围环境。当其他个体受到这个振动频率的影响时,就会以相同的频率振动,这就是我们常说的“共振”。要把共振原理应用到手表上,就要追溯到百年前出生在圣克劳德的制表师安蒂德扬维尔,他开发了两个完整的机芯,设计了当时的两个精密擒纵系统,并把它们放在一起,使两个平衡轮配置在同一结构中。如原本所料,两个平衡轮相互吸引释放能量,然后同频摆动,产生共振现象。这个原理使两个平衡轮保持彼此的摆动,抵消外界振动的负面影响,从而提高精度。
差速齿轮实际上是由一系列差速齿轮组成的动力传动系统。差动装置的工作原理是利用能传递动力的齿轮在三个轴之间作用。差动装置一般有两种操作方法。通俗地说,一个人用两只手同时转动两个轮子;或者两个人发不同的力让一个轮子跑起来,在跑的过程中,两种不同的力融合溶解。