【技術分析】每次我們談論運動的時候,往往都有點無聊,因為這實在不是一件很浪漫的事情。它總是涉及到很多只有科學大師才關心的問題,但今天的話題,相信我,如果你真的喜歡機械,即使你只看圖片,你也會發現它令人驚訝和有趣。今天我要介紹的是機械機芯中的一些珠子。在大多數人的印象中,“我只是開玩笑,機芯里沒有珠子,我以前怎么沒見過呢?”
愛彼自動陀滾珠軸承
是的,當我們不斷被教導欣賞機芯的打磨和結構時,很多小事情就會被忽略,珠子就是其中之一。機芯中的珠子在哪里?最常見的是自動擺陀的軸承。我想大多數表兄弟都知道這一點,但是他們知道更多嗎?滾珠軸承有什么好處?除了滾珠軸承之外,機芯中還有哪些神奇的珠子呢?
喜歡滾動的滾珠軸承和珠子
什么是滾珠軸承?百度百科和維基百科解釋得很專業。簡單來說,就是帶有珠子的軸承。滾珠軸承有何用途?一是減少軸與固定層之間的摩擦,二是對部件進行固定和支撐。軸承的結構不是很復雜。簡單來說就是內圈、外圈和中間的珠子。中間還有一些細節,但這屬于機械精密制造的范疇。我們只需要知道大概的輪廓就可以了。
它的原理其實很簡單。過去,在沒有滾動軸承的時候,一般的軸承都是軸與固定板之間直接摩擦。為了使用方便,涂了潤滑油,但潤滑油需要很長時間。潤滑劑會被消耗,這就是滑動摩擦。一旦潤滑油不足,就會造成磨損,最終不得不更換軸。滾珠軸承是滾動摩擦。中學物理老師說,滾動摩擦比滑動摩擦阻力小,所以優勢很明顯。不僅不會產生高溫,還能顯著減少磨損。第一個記錄在案的現代滾珠軸承專利是由一位威爾士發明家和鋼鐵專家于年發明的,用于車軸。
氮化硅陶瓷球
滾珠軸承的關鍵是什么?這是里面的魔法球。鋼球是整個軸承中最重要的部件。它決定了軸承的質量。滾珠有相應的國際標準,從G3到G。球面越光滑越好,越圓越好。同時,不同材料制成的球也具有不同的特性。例如,大多數鋼制成的滾珠都需要潤滑,無論是高鉻鋼還是一些軸承專用的合金鋼,而氮化硅陶瓷制成的滾珠則不需要潤滑。因為它的減摩系數是最好的,當然還有其他材料可以達到這個水平,但它的洛氏硬度為70,是主流軸承球材料中最硬的。
讓珠子為你飄揚
運動中使用滾珠的主要是自動轉子中的滾珠軸承。目前市場上銷售的自動轉子大多采用滾珠式軸承。開始的時候我還沒有詳細研究過。不知有表兄弟知道嗎?但大家都知道的一件事是,勞力士最著名的自動機芯Cal.使用的是銷軸承。銷軸軸承在長期使用后會出現磨損,導致很多用戶的機芯出現自動陀刮傷主夾板的現象,從而失去機芯,所以長期以來,大家都希望勞力士能用滾珠軸承代替銷軸承。
勞力士自動計時機芯滾輪擺陀
當然,勞力士的自動計時機芯Cal.早就配備了滾珠軸承自動擺陀。從年開始,勞力士新一代自動機芯Cal.和Cal.也采用滾珠軸承。其他自動機芯包括最基本的ETA機芯,大部分采用滾珠自動擺陀。記得前幾年,很多品牌在推廣自家自動機芯時,都會有使用陶瓷滾珠軸承的說明,說明這在當時是一項重要的技術。不過,近年來我們似乎很少見到它了。就說是自動上鏈吧。
ETA滾珠軸承
不同的自動機芯有不同類型的自動陀螺儀滾珠軸承。有些很大,有些很小。哪一種適合完全取決于機芯本身的設計。ETA和ETA的明顯區別在于自動陀螺滾珠軸承。軸承不一樣,百達翡麗的滾珠軸承和愛彼的不一樣,精工的和Vaucher的不一樣,這些都是根據機芯本身的設計來決定和生產的。但相同的是,它們都是用來固定自動擺陀,使其不會移位,同時最小的摩擦有助于自動上弦。
另一種繞珠子的方法
雖然大多數珠子都用在軸承中來纏繞鏈條,但也有一些俏皮的珠子天然活躍。我還是第一次看到這樣的創意,RM007,來自世界著名高科技制表品牌理查德米勒的女士腕表。可以說,世界上幾乎所有自動機芯上的擺錘都是由堅固的金屬塊作為配重,其重心是固定的。RichardMille的魅力就在于打破規則。
007號
RM007自動擺陀裝有數百顆相同尺寸和形狀的小金屬珠。這些珠子可以在自動轉子的框架內自由滾動。好處是當擺錘擺動時,里面的珠子就會移動。滾動時,擺錘的重心會發生偏移,接近擺錘邊緣的某個頂部位置,增加了慣性。我對它是否更有效沒有發言權,但這是一種全新的方法。同時,也創造了非常有趣的視覺沖擊。對于女性朋友來說,里面的珠子可以隨著手臂的擺動而自由滾動,非常有趣。
當珠子遇上發條盒
即使您是機械機芯愛好者,我想您也可能不知道有一種帶滾珠軸承的發條盒。這是某個機械極客所做的事情。年,綺年華發布了一款新機芯CalibreSpherodrive。這個動作非常有趣。它在槍管的上下支撐點上采用滾珠軸承。抱歉,我在這里確實需要使用一些機械運動的基本原理。
七年華機芯同樣采用滾珠軸承發條盒。
普通的彈簧盒由幾個部分組成:內部彈簧。彈簧的一端連接到最中間的桶軸,另一端連接到桶壁。發條盒軸的上端連接著上弦棘輪。)連接,下部由主基板垂直固定。彈簧壁是整個槍管的內壁。發條盒的外壁有齒,也稱為發條盒輪。條盒輪上方有一個條盒蓋。一般情況下,閥芯與閥芯蓋和主基板的接觸位置均采用人造紅寶石潤滑,并點綴潤滑油,因為閥芯與這兩個位置直接接觸,會有摩擦。
滾珠軸承筒結構圖
七年華將桿軸與滾珠軸承接觸的部位全部更換。這不得不說是一次大膽的嘗試,因為在此之前,我還從來沒有聽說過這樣的做法。顯然,寶石軸承和滾珠軸承之間還是有區別的。寶石軸承需要一些潤滑油,而陶瓷球軸承則不需要。雖然成本和技術難度增加了,但優點是壽命更長。
更有趣的是,七年華發條盒的底座是雙滾珠軸承結構。內圈有一個方形開口,用于連接筒體。中環通過三個螺釘固定在底部基板上,外環通過三個螺釘與筒體連接。槍管是固定的。這也是我第一次看到螺絲用在槍管上。毫無疑問,這種結構比簡單的紅寶石軸承復雜得多,更不用說它占用了大量的空間。七年華的發條盒是疊加雙滾珠軸承的。更換一顆小紅寶石真的值得嗎?無論如何,這都是一次全新的嘗試,而且隨著微技術發展的今天,這可以簡化。這也說明了一個問題。紅寶石軸承仍然不是最理想的軸承方式,并且還有新的可能性。
動作中珠子想單手遮天
像上面的條盒輪,我想很多朋友可能還是第一次看到這樣的結構,在夾板上使用滾珠軸承而不是寶石軸承。這是日本獨立制表師淺岡肇的異想天開的想法。T計劃陀飛輪,T計劃陀飛輪?該機芯有13個滾柱軸承和13顆鉆石。這是我迄今為止見過的滾珠軸承最多的機芯,而且是沒有滾珠軸承自動擺陀的手動機芯。
事實上,如果我們簡單地這樣欣賞,我們很難理解用滾珠軸承代替它是多么困難。如果你有透明背的手表,可以仔細比較一下。這款陀飛輪機芯的小滾珠軸承很普通。螺桿的表面積約為1/3,軸承內約有6-7個滾珠。你可以想象這些球有多小。它們太小了,即使放在桌子上,用肉眼也看不清楚。因此,其高精度微制造工藝值得贊賞。當然,這不是他一個人能夠完成的事情。這是他與兩家公司合作制作的手表。一家公司名為OSGCorporation,專門生產高精度切削工具,另一家名為Yuki,供應高精度機械設備。這兩家公司為他提供了技術和設備支持。
這里的珠子非常細
除了上述之外,鋼珠在機械機芯中還有哪些神秘的身影呢?讓我給你展示一些很棒的東西。年,寶格麗推出超薄陀飛輪機芯FinissimoCalibreBVL268,是全球最薄的陀飛輪機芯。其厚度僅為1.95毫米,相當于一元硬幣的厚度。超薄一直是無數制表師的追求之一,因為它代表著更簡單的結構、更精密的部件、更精密的制表技術,而且還必須結構穩定。
每一款超薄機芯都來之不易。如果你對陀飛輪有所了解,你應該能夠明白制作超薄陀飛輪有多么困難,因為一個陀飛輪結構可能會超過這個厚度。為了實現超薄,寶格麗拆除了盡可能多的夾板,將所有部件盡可能固定在主基板兩側,這意味著齒輪部件傳統的上下雙固定模式需要放棄。改用通過緊定螺釘和滾珠軸承實現的直接中心安裝可顯著減小厚度,因為某些齒輪不再需要中心軸。
憑借微技術的精密制造能力,寶格麗選擇了滾珠軸承來替代部分紅寶石軸承。那些肉眼難以察覺的神秘珠子,再次發揮了神奇的作用。在這款機芯中,官方數據顯示,總共使用了8個不同的滾珠軸承,其中3個用在發條盒周圍,使發條的高度增加了一倍,并將動力儲存增加到52小時。
更有趣的是,寶格麗在陀飛輪框架上應用了滾珠軸承。傳統上,浮動式陀飛輪在底部有固定軸承,但寶格麗的機芯是真正的浮動式,頂部或底部沒有固定軸承,而是滾珠軸承和圍繞陀飛輪框架的主底板。固定,從某種意義上說,它有越來越多的平衡支撐面,理論上比中心固定軸更穩定。這就是為什么這款寶格麗機芯能夠既超薄又穩定。
題外話,這款機芯的另一個有趣之處在于,從陀飛輪到中心的走時系統是分開的,并不在同一條能量線上。傳統上,這條能量線是一體的,但這款機芯,有一條能量線從發條到陀飛輪,還有另一條能量線從發條到中央計時系統。而且,繞線針系統也很有趣。一種結構有多種用途,真是巧妙。
手表也喜歡玩跳珠
當小珠子開始流行于機芯時,較大的珠子也開始躍躍欲試。一個非常有趣的獨立制表品牌,ChristopheClaret。如果你是資深表迷,你一定聽說過這個名字。其多款代表作顛覆了高級制表界的多項傳統。我不太記得他具體是哪一年創造了X-TREM-1,這是鐘表界的一個奇跡,將磁性技術應用于機械制表。傳統上,磁性是被避免的。
這種無與倫比的運動是由磁力驅動的。機芯兩側的金屬球由絲線拉動,緩慢移動以指示時間。這兩個不銹鋼金屬球,有嚴格的技術規范。為了減輕重量,使其能夠控制在磁力范圍內,這兩個小金屬球的中心被挖空。表面覆蓋有涂層。浮動陀飛輪均勻分配能量并提供走時的精確測量。
帶滾珠軸承的Jaeger-LeCoultre積家機芯
根據目前的高精度微加工技術,完全可以制造出不需要潤滑的微型滾珠軸承,但成本非常高,與紅寶石軸承不在一個水平上。因此,綜合考慮,紅寶石仍然是最理想的軸承固定材料。不過,在高端機芯中,微型滾珠軸承就會發揮作用,它可以提高機芯的整體厚度、潤滑性和穩定性。但它過于機械,不如紅寶石美觀。