钟表维修技能课堂(九):机械手表中游丝常见故障及整修
作者:韩天明 席战辉   来源:《钟表》2012年第6期  


游丝的结构与作用

游丝部件是机械手表中一个重要部件,游丝部件由游丝、内桩、外桩组成。游丝通过内桩装在摆轮轴上,外桩固定在摆夹板上。游丝部件与摆轮部件相配合,产生稳定的振荡周期,决定着手表的走时精度,因此,游丝的材料、长度、厚度、刚度以及游丝的框距都直接影响到手表的走时质量。



游丝的形状

目前,手表中大多为平游丝,其形状为一种阿基米德螺旋线形状。游丝装入摆轮的展开方向有右旋、左旋之分,从手表装配面观察游丝的展开方向,顺时针方向旋出的称为右旋,逆时针方向旋出的称为左旋。

摆轮游丝组件在装入表机后,不受外力作用,处于静止自由状态,即圆盘钉处于摆轮和擒纵叉两轴孔中心连线的位置上,这时称为摆轮游丝的平衡位置。



游丝的展开方向

摆轮在外力作用下,偏离平衡位置时,游丝相应的扭转一个偏转角,而使游丝变形。产生弹性变形的游丝,要恢复自由状态,这种弹性作用由游丝通过它的内桩作用到摆轴上产生一个力矩,这个力矩就是游丝的恢复力矩。当摆轮速度为零,此时游丝恢复力矩最大,在游丝力矩作用下,使摆轮向平衡位置运动,到平衡位置时,游丝力矩为零;越过平衡位置后,摆轮又获得能量,保持一定速度继续运动,游丝又产生变形,使摆轮运动速度减小直到停止;再在游丝力矩作用下,摆轮反方向向平衡位置运动……这样在发条外力的作用下,摆轮游丝组件达到往返振动。

还有一种双层游丝,也叫挑框游丝,由于制造工艺复杂,成本较高,只有个别高端品牌采用。



摆轮游丝系统的结构


游丝内外桩的特点

1. 开口圆内桩:开口圆内桩固定是过去游丝内端固定广泛采用的一种形式。它的特点是可以扩大或缩小内径,以便与摆轴的配合。由于开口圆内桩有一定弹性,从摆轴上拆卸游丝部件也较方便;另外在过去固定外桩座的条件下,用小表起子插入开口槽内,可方便的转动内桩位置来调整偏振。它的缺点是内端游丝起点与圆内桩外圈有一定间距,其弯折处就不是阿基米德螺旋线,工作时会出现偏心;还有,由于是开口内桩,必然造成内桩不平衡。

2. 三角内桩:目前采用的三角内桩由于无开口,其重心与摆轴旋转中心重合,减少了偏心;游丝内端与三角内桩配合不需要弯折,固定点外为阿基米德螺旋线,基本上保证了同心度。但三角内桩与摆轴是紧配合,折卸、位移都不方便,由于目前手表基本上是活动外桩环,若出现偏振,则不需要调整内桩位置。

3. 圆柱(三角)外桩:游丝装入外桩后多用锥形销固定,外桩装在活动外桩环内,用螺丝头部顶住 。

4. 卡紧式活动外桩:游丝与外桩多采用粘结固定,活动外桩环为片状,有弹性开口槽,外桩与活动外桩环依靠弹性夹紧,这种机构通过旋转外桩可以调整游丝偏心和游丝在内外夹之间的位置。


对游丝工作时的要求

1. 游丝要平:游丝平面应与内桩体、外桩相垂直,整个游丝应在一个水平面,并与摆轮平面平行。

2. 游丝要圆:手表静止时,除外端1/3处外的游丝各圈框距应相等。

3. 游丝荡框:手表静止时,外端1/3处的游丝应处在快慢针内外夹中间位置,摆轮摆动时,游丝能交替贴内夹、外夹。

4. 游丝不得偏心:手表摆轮摆动时,游丝展缩,其各圈框距同时变化,距离应相等。


快慢针的作用

快慢针在表机内通过改变游丝的有效工作长度来调节振荡周期,起到调整手表走时快慢的一种装置。

手表快慢针根据振荡周期公式原理:在摆轮和游丝宽度和厚度不变的情况下,周期与游丝长度的平方根成正比。这样,如果表机走时快,可将快慢针夹向游丝外桩方向移动,使游丝的有效工作长度增长,从而使周期变长,达到走时变慢的目的,反之走时变快。

使用快慢针来调整手表走时快慢,在调整时不必停止表机的走动,拨动方便。但缺点是受力矩影响,游丝在快慢针内外夹中荡框,会产生等时性变化。因而部分高端品牌手表无快慢针,通过增加和减少摆轮的重量或旋转半径来改变振荡周期,以调整手表快慢。


游丝常见故障及排除

1. 游丝成明显碗形:一种原因是外桩安装偏高,可重新安装,使外端与游丝在一个平面上。另一种是游丝受外力影响变形,如拆卸摆夹板时,摆轮受阻使游丝呈碗形。可将游丝从摆轴上取下,将内桩套在一个锥形圆针上,用镊子钳夹住近外桩处游丝,朝变形的反方向拉动但动作不宜过大,一次不行可拉动两次,但不宜再向反方向变形。

2. 游丝外端倾斜造成游丝不平:原因多是游丝外端与外桩配合不适,未成垂直角度引起。应用镊子钳夹住外端配合处调整,使游丝平面与外桩成垂直角度。

3. 游丝偏心:一种是游丝内端偏心,主要是游丝内端起点弯折处影响,应通过推拉弯折处调整其偏心。另一种是游丝外端偏心,主要是外端曲线处静止时贴内夹或外夹,可用尖镊子钳推拉两次曲线处,使游丝处在内外夹中间。

4. 游丝某个框距不均(即不圆):从内到外,找出不均处的起点,用尖镊子钳钳住,用尖针拨动不均处调整,使其均匀为止。

5. 外端曲线变形:造成游丝伸展时第二框与快慢针夹碰撞,影响走时质量。因此游丝外1/3框(约120°)必须要有正确的曲线形状即游丝曲线与内外夹移动曲线完全一致,外端曲线与第二框有合理间距,一般是游丝正常框距的2~2.5倍,以保证游丝第二框在伸展时不与内外夹碰撞,如过大过小或不同心都应修整。

6. 游丝受磁的检查:游丝圈间粘在一起不易分开,可能有磁;将游丝靠近指南针,指南针指针会晃动,游丝有磁;用不带磁的镊子钳接触游丝,游丝会迅速贴住,说明游丝有磁。 游丝带磁会使走时不正常,应用退磁仪充分去磁后再用校表仪进行手表走时精度调整。

7. 手表走快体现在游丝上的故障:①表震动后,游丝第二框挂在快慢针夹上引起走快,用尖针拨下即可。②游丝上有油污,使圈间互相接触粘连,引起走快,清洗摆轮游丝上的油污。③游丝有磁,圈间互相吸引,引起走快,应用退磁仪去磁。

8. 快慢针内外夹变形或损坏对走时的影响:①内夹变形会使内外夹间隙发生变化,一般间隙取游丝厚度的1.5倍较合适,内夹变形使间隙变大,低幅荡框时手表会走慢。变形使间隙过小,当拨动快慢针时,游丝易卡住,破坏了外端曲线,影响走时。②内夹损坏则起不到调整游丝有效工作长度的作用,必须进行配换,可用一硬质黄铜丝锉成锥形物,能插入内夹孔中,前部用油石磨成与原内夹相同的直径,前后裁去多余断,铆紧在快慢针上。

9. 游丝窜框的处理:

在拆卸或修理摆轮游丝时,由于方法不当或操作不慎,会使游丝发生窜框现象(即游丝外框套进内框),这时千万不要乱拉乱扯。

①可以先用镊子钳夹住外桩,稍微振动一下,看是否将外框从内框中震出来;

②也可拔出游丝外桩销子,取出游丝,用尖针和尖镊子钳配合,从内到外顺着游丝旋出方向理出套框,全部整理好再入外桩;

③如果外桩与游丝是粘胶固定,无法脱开,也只好按以上方法理出套框,拨到外框游丝时形状可能会受到一定影响。

10. 游丝的修整及拆卸:

①游丝的质量影响到手表的走时精度,一般出现较大故障,不宜修复,有原装摆轮游丝的尽量给予配换;

②对于无配件和老的古董手表,损伤的游丝虽然可以修复,但由于游丝力矩会受到一定影响,很难达到原来的走时质量;

③游丝的修整是一件细致耐心的工作,应仔细观察,看准故障后再动手解决,尽量一次成功,可在玻璃板上借助放大镜或显微镜操作,切莫反复调整,以免造成不良后果;

④从摆轮上取下游丝时,应将摆轮连同双圆盘放入铁砧合适的圆孔中,看好游丝内外桩在摆轮上的位置,避免安装时错位再调整偏振,然后用V型撬棒或两把起子在相对方向同时撬动游丝内桩底部,不要影响到摆轮,待内桩松脱后,用镊子钳将游丝部件钳离摆轴。

(撰文_中国轻工业钟表职业技能培训基地 韩天明 席战辉)

 
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