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●游丝在哪里?拿一只背透的表,大多就能看到一个圆形的镂空架子(摆轮),其上一圈一圈盘起来长得非常像蚊香盘、一半指甲盖大小的东西就是它了。
●机芯运作时,游丝总是以肉眼无法看清楚的频率在来回摆动着,尤其是高频率摆动的游丝,你所见的可能只是模糊的一小团雾。这就是机芯的心脏所在,它孜孜不倦地在水平面上来回作简谐运动,其周期以及周期的规律性便直接影响到手表的精准度。
“当发条上紧之后,机芯发条盒提供的动力通过轮系传送到擒纵机构,触动元盘钉最后到达摆轮与游丝,摆轮一动,游丝就会朝一个方向圈紧,这样就又产生了一个往回的惯性力。游丝才得以来回摆动,也带动摆轮来回摆动。”海鸥表高级工程师曹维峰这样解释游丝的运动。
振频决定精准度
游丝的运作原理,简而言之,便是对弹性势能的一种利用。游丝是一个按等距螺线排列的弹簧,当受到驱动力的时候就会因为弹性而均匀地收缩和舒张。一来一回构成一个周期,也就是1赫兹。
不同的机芯,其游丝有不同的振频,我们都知道对振频的描述相当于在讲一只手表的精确度。一般说来振频越高,在动力储存十足的时候手表精确度也越高。大多数手表的振频都根据其功能需求来设定,此设定的实现途径便是控制游丝一次摆动的摆幅。一般来说,普通日用手表的游丝摆动幅度在270度左右即可。如果想增加频率,就要将摆动幅度减小。当然这讲的是在机芯平放在水平位置的情况下,当手表戴在手上跟着人体运动时,摆幅大抵是会降低的,因为地心引力会抵消掉一部分游丝赖以运动的能量,于是游丝的正常精密运转绝不是自己单独的事情,往往需要很多其他机构来辅助排除闲杂影响。
严谨的制作
就游丝本身来说,其制作是一个相当严谨的过程,首先有着诸多标准。比如游丝要足够“圆”,圆到符合均匀的阿基米德螺旋线和最外半圈的圆弧形。然后是框距要一致,也就是说圈与圈之间的距离要均匀,否则容易造成偏摆、粘连等问题,这样一来表就会走不准甚至卡壳。对于常见的平游丝来说,整盘游丝从侧面看必须保持在同一平面上。这些要求绝非手工可以达到,因为游丝本身便非常细小,比头发丝要细三到四倍,一般重量也就2毫克左右。
传统的合金金属游丝是先将金属拉丝,此时尚且算“毛坯”,需要拿去用轧丝机以类似“纵向切片”的方式轧成更加细的丝线,然后用别的机器将之卷成涡旋状的盘。为了达到框距一致与保证平度,往往是四、五条线一起来卷,之后再拆开。
如果说合金游丝的制作分为几步走,硅质游丝便堪称一次成型。“用的是微电子技术,通过光学、化学结合的技术在精密仪器上设计好各方面参数,然后将硅丝放进去蚀刻而成。整个过程有点类似照相的曝光原理。”曹维峰介绍说。欧米茄为自己的硅游丝生产过程拍摄了视频,其中便可以看到一块小小硅盘放进去直接被蚀刻成游丝出来的奇景。
当游丝被制造出来之后,其安装尤其是与摆轮的“会合”尤为重要。将游丝安装在摆轮上的时候,整盘游丝的平面与摆轮的平面必须平行,一旦歪斜便后患无穷。游丝的外桩与游丝的平面要保持垂直,并与摆轴平行。毕竟游丝的内端固定在摆轮的轴心上、外端是连接在外桩上且并不与其他部分平行的,如此一来游丝的平衡便处在一个十分微妙的维度内,往深了钻研只会令人感慨人类智慧的奇妙。
多种调校方式
游丝对走时精度最大的影响在于其振动的周期以及周期的规律性,而这一切都与游丝本身的宽度、厚度、圈数、长度等特质有关。宽度、厚度、大体圈数都在组装机芯前一早落定,后期的调校一般说来都集中于调整游丝的有效长度来实现。
常见的有卡度游丝在游丝外端固定点附近会安装一个叫“快慢针”的装置,左右移动快慢针可改变参与工作的游丝的长度,从而调整手表走时的快慢。简单说来,如果觉得走时太快,可以将游丝的长度放长,这样游丝来回摆动的幅度相应变大,完成一次摆动周期需要的时间变长,振动频率就会降下来。不过这样的调整只在快慢误差五分钟以内有效,超过五分钟则需要动更多的组件了。
此外,对游丝的调校方式还有偏心螺丝调整以及“鹅颈微调”。“鹅颈微调”是德系表重要的代表象征,相比快慢针除了更精微的功能性作用,还有一份独特的雅致观感。朗格的鹅颈微调在打磨上可谓趋于完美,而格拉苏蒂的双鹅颈微调安置在摆轮游丝的两边就似天使之翼,拥趸无数。至今,鹅颈微调都是高档手表的象征之一。
>>> 专家谈
游丝最易受磁场影响
●曹维峰,海鸥表高档机芯创作室主任、工程师
游丝最容易受到两方面的影响:一个是磁场,一个是温度。日常生活中手表游丝受损大多是受磁的影响,周围环境的电器、手机等都有磁场,容易引起游丝的粘连,动力势能增加,游丝的摆幅会变小,造成的后果常常是走时变快。现在很多品牌通过改善游丝材质的元素构成来降低对磁场的敏感度,比如减少铁元素、用顺磁性极强的合金,比如用硅。另外,温度变化会引起游丝本身的热胀冷缩反应,也会影响到游丝本身的一个基础状态和运转。
>>> 游丝的演化与种类
平游丝⑤⑥
平游丝是最常见的一种游丝,也就是像蚊香盘的那种,整体都在一个水平盘面上。游丝的外端基本固定,内端通过内桩与摆轮相连,与摆轮一起形成相互牵制又互为动力的伸缩运动。这种运动是会影响到其本身阿基米德螺旋线的原始状态的,因此伸缩间中心位置不断改变,容易导致走时的不精准。使用平游丝的机芯也在不断通过各种方式将这种影响降到最小。
宝玑游丝③
宝玑先生17世纪发明。这种游丝的外端脱离平面状态,向上方弯曲的同时也向内弯曲,于是一方面游丝外端与内端的重心水平距离缩短,使游丝整体的中心更为集中稳定,另一方面在空间上的拓展使游丝圈之间发生摩擦的可能性降低,膨胀和收缩有了更多的空间。
恒动力游丝④⑧
游丝摆动的动力说到底是来源于发条盒,发条盒释放能量的天然不均影响到游丝的摆动频率之后自然会影响走时,因此恒动力游丝也便随着精益求精的心思而诞生。朗格曾发明了一个装置有一条辅助游丝的恒定动力擒纵系统,它每十秒集聚一次发条盒传来的动力,然后再将动力均匀地输送给擒纵轮的摆轮与游丝。芝柏在几年前恒定动力擒纵系统原型终于在今年巴塞尔宣布实现,直线游丝为游丝赋予了新的可能。
圆柱形游丝/球形游丝②
圆柱形游丝来源于航海天文台钟,顾名思义便是游丝立体化为圆柱状,可以将之看作一组游丝在同时工作,圈线一圈一圈向上层层相叠,每圈与圆心距离一致,把平游丝线圈之间的失衡大幅消除掉,提高走时的精准度。积家的第二代球型陀飞轮的圆柱形蓝钢游丝便是佼佼者,今年SIHH上积家又发布了全新的球型游丝,相比只有一个末端曲线的圆柱形游丝,球形游丝有两个末端曲线,更加提高了精准性。此类游丝所占垂直空间较多,手表往往会厚一点。
Spiromax游丝⑦
百达翡丽用硅材料制成的Spiromax游丝摆轮,除了抗磁性强、对温度不那么敏感之外,还有一个创新的以“百达翡丽末端曲线”命名的专利设计,增厚了摆轮游丝的外末端,驱使spiromax摆轮游丝同心运动,在全部震动平面上规律均衡地朝着同一中心扩张和压缩。
Parachrom游丝①
劳力士的parachrom游丝也是鼎鼎有名的,它由一种劳力士独有的铌、锆和氧合金制成,其内没有容易受磁的金属,而且本身硬度比较大,所以抗磁能力放大数倍,在耐温方面的表现也非常好,不易热胀冷缩。最后还配上宝玑游丝的末圈,将这样的游丝固定在机芯的中心位置来保证游丝整体的同心运动。
双层圆柱形游丝⑨
将两个圆柱形游丝内外相嵌套又循相反方向运作的组合游丝,可以说集合了圆柱形游丝与双层游丝的优势,对游丝本身的稳定性来说也非常有帮助,又没有笨拙到将两个圆柱形游丝在空间上叠加给手表双倍加厚。一内一外但扭力相同,加强了等时性效率。
>>> 材质革命
硅游丝是高端腕表趋势
●王威,《时间观念》编辑部主任
对硅材质的使用是一个技术上的革新,有利于机芯的稳定和性能的优化,目前基本是相对高端的品牌在使用,因为毕竟也是一个比较新的、先进的技术,还需要观望一段时间,同时硅游丝的制作成本比较高,比如要单独研发、单独制作模具等。从整个行业来说,以后不一定会全部启用硅游丝,可能更多品牌还是要根据自家的定位、性价比来决定游丝的材质,目前硅游丝只是主流高端腕表的一个趋势。
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