机械手表自动上条机构原理

摘 要：普通机械手表需要定时手上条补充动力，否则表就会停止走動。自动表是在普通手表上加添一套自动上条机构，通过手臂的摆动来给手表的能源机构补充能量。自动上条的机械手表从理论上走时更加精准，是机械手表首要的设计方向。

关键词：上条;自动;自动锤

普通机械表需要定时手上条，否则表就会停止走动。自动表是在普通手表上加添一套自动上条机构，通过手臂的摆动来给手表的能源机构补充能量的。

自动手表的结构型式较多，但工作原理却是大同小异。自动上条装置安装在机心后面，打开后盖即能看到。一般换向轮结构的自动表由自动锤、换向轮、自动传动轮、自动头轮等组成。自动锤用螺钉固定在中心自动锤轴上。在外力的作用下，它围绕中心旋转，带动换向轮，换向轮轴齿又推动自动传动轮转动，自动传动轮推动自动头轮，自动头轮与大钢轮齿啮合，使大钢轮转动从而上紧发条。

自动锤是自动手表的半月形部件，位于机心后面。自动锤通过佩戴者手臂的运动来使主发条双向上紧，安装了一个换向传动机构，这样双向旋转可以转换为单向的做功运动。自动机心的基本动力就是重力，自动锤的自身重力使其在静止时保持重心向下，运动时则靠惯性在轴心约束下转化为旋转，自动锤的材料对于自动上条的运行功效起到决定性作用。钨是自动锤原材料。由于几乎不可能采用锻压或者冲压及车削的方式来加工钨，所以只有采用烧结工序：将粉末状或者细小颗粒状的原材料在压力和高温的作用下凝结在一起。现采用的是将约95% 的钨和铜、镍以及其他少量防磁金属混合在一起，并添加重金属钼制造的合金。自动锤外部扇形为重金属，内部由钨合金制成。首先将金属粉末混合，为了达到最佳的结果——极大的密度、极高的稳定性和极佳的附着能力，将会精确计算金属原料的颗粒尺寸，选择颗粒直径在1 至10 微米之间的金属颗粒。通过液压压缩金属粉末，压力超过每平方厘米8000公斤。接下来在高温真空炉中持续加热12小时，烧结温度高达1600℃。只有极少数自动锤在烧结后完美成型，大部分还保持原始形态，譬如有十分之几毫米的毛边，这样必须采用各种技术进行切削打磨，如通过数控车床精加工。让部件拥有抗腐蚀和防磁性能，要再次进行热处理。然后是外观美化处理：在电镀槽中镀铑或者镀金、抛光、打磨、装饰和雕刻花纹。

发条是自动机构的主要部件之一，发条质量对手表走时性能有重要影响，它应具有足够的但不是逾分的输出力矩。机械表发条工作原理是：当发条逐渐被上紧，随着力矩的增加，摆轮的摆幅必然会增大，当发条全部上紧，达到最大工作力矩时，手表就会进行运动。如摆轮的摆幅仍然达不到所需要的一定摆幅，就需要考虑发条的输出力矩是否足够。输出力矩过大会产生“击摆”现象。发条在任何时候出现较大波动，调速机构一次振荡所经历的时间也将变化，手表走时会出现时快时慢现象，这与发条工作时输出力矩不均匀有关。普通手表一次上条后走时延续时间应不少于三十六个小时，因此发条必须具有一定的工作圈数，以保证所需的走时延续时间。所以发条必须具有足够高的疲劳强度及高的抗弹性疲劳性能。过去的螺旋形发条多数采用高碳钢制造，疲劳强度低，力矩衰退快，使用数年后发条就可能断裂，目前国产手表已普遍采用不锈钢或钻基合金作为原材料而制成的发条，它具有高强度、高弹性系数、高疲劳强度、耐腐蚀和防磁的优点，它不但具有足够的能量储备而且能提高表机的走时精度。

目前，手表发条皆已采用片状外钩，它在发条工作时能灵活地作径向移动，可以使发条各圈在上紧和放松时都能基本上接近同心，减小圈间摩擦。当发条完全上紧之后，自动上条机构仍将继续起作用，为避免发条过载折断或损坏自动机构其它零件，自动表发条的外端带有一个类似片钩状的较长的副发条，前者和后者均用点焊方法固定在发条上，上发条时应该采用顺时计上发条的方法。

自动上条的机械手表从理论讲走时更加精准，佩戴者更加方便。所以在最新设计的机械表中设计师们都已自动上条结构为首要的设计方向。

参考文献 ：

[1]《手表结构原理及工艺概论》  陈昌山编

[2]《手表原理与装配》  姚建民编

作者简介：

赵奔，1985年3月11，男，天津市人，本科，工程师。