擺輪不平衡對機械手表機芯走時誤差的影響分析

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，在產品設計中應該盡可能地采用直徑適當、重量輕而慣量集中在輪緣上的擺輪，并配以剛度大的游絲。

關鍵詞：擺輪；擺幅；日差；擺幅函數

在機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速組件進行細致的動平衡調整，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踐中所廣泛接觸到的現象。為了減小位差，不但要對擺輪組件作精密的靜平衡，而且還要對整個調速組件進行細致的動平衡。

擺輪平衡的條件決定于擺輪重心的位置。擺輪不平衡時，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，當擺輪處于垂直位置時，重心對擺輪的軸心就會產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。

從物理學中我們知道，重力是物體質量和重力加速度的乘積，也就是：P=m·g。

式中：P-重力；m-質量；g-重力加速度。

假使進一步根據重心位置與擺幅的關系，通過上述公式進行分析，還可以發現兩項極重要的日差變化規律：

“當重心在水平軸線上方，高擺幅時手表走快、低擺幅時手表走慢”。

應當指出，在上述各項擺輪重心對走時日差影響的關系中，可以看出，要r絕對等于0是不現實的；手表使用時位置要變化，要求？啄始終等于90°也不可能；而且也無法控制24小時內，手表的擺幅一直穩定在220°。所以要實現前述能使手表不發生日差的三種情況，事實上都是辦不到的。在實際生產和修理中，我們主要是掌握以上兩條變化的規律，來調整由于擺輪重心影響而產生的日差。

值得注意的是，當擺幅為220°時，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定，有利于手表的等時性。

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，在產品設計中應該盡可能的采用直徑適當、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

[1]陳昌山.手表結構原理[M].上海人民出版社.

[2]手表結構原理及工藝概論[M].

[3]手表裝配工藝[M].