为了提高发条输出力矩和力矩平稳性,常采用如下两条措施:
(1)采用S形发条。S形发条外端的一部分是反向绕制的,能储存更多的变形能。下面将它同螺线形发条作一对比。假定发条1和发条2的尺寸、料材都一样,但在自由状态下,发条1是S形、发条2是螺线形(图6-6,其中横坐标表示上紧时发条的圈数,纵坐标表示发条力矩),它们的理论力矩曲线分别是曲线1和曲线2。
图6-6 S形与螺线形发条的理论力矩曲线
设上紧后发条1和发条2的力矩分别为与Mmax,那么
由于S形发条在上紧时,外端有反圈,所以,它的弹性变形圈数总是比螺线形发条的圈数nb大,而所大的数值就是反圈的圈数。由于
>nb,所以
>Mmax。
再比较一下S形和螺线形两种发条的力矩变动率。设手表由满条到工作24小时发条放松的圈数为n24,则发条1和发条2的24小时力矩分别为:
发条1与发条2的力矩变动率B1和B2分别为:
因为>nb,所以
。即S形发条的力矩变动率比螺线形发条的力矩变动率小。
(2)减少发条工作时的摩擦阻力。发条工作时,主要存在边缘摩擦及圈间摩擦。
边缘摩擦是指发条边缘与条盒轮底部和条盒盖接触部分所产生的摩擦。为了减小边缘摩擦,发条宽度应小于条盒轮内空间的高度,同时,发条本身应平整。
圈间摩擦是指由于发条相邻各圈的接触所产生的摩擦。它是发条工作时所产生的最主要的摩擦。在上紧发条过程中,发条各圈将逐渐向中心收缩。这样,如果发条外端是固定不动的,则各圈将被拉偏,从而使相邻各圈彼此接触,产生圈间压力(图6-7)。在发条相邻圈已经接触并有圈间压力时,若继续上条,则相邻圈接触部分的相对滑动将受到滑动摩擦力的作用,即所谓圈间摩擦。
图6-7 发条偏心收缩
为了减小发条工作时的圈间摩擦,应设法减小圈间压力和摩擦因数。目前,手表发条中一般采用所谓V形的外端固定形式(图6-8)来减小圈间压力。即发条外钩以刃口为轴线转动,可使发条各圈在发条上紧时的偏心程度减小,从而减小圈间压力。
图6-8 带盒发条的结构,发条的外端采用V形固定
1—发条外钩 2—发条 3—条轴 4—条盒 5—条轴钩
减小摩擦因数的具体方法是:一方面降低发条的表面粗糙度,另一方面在发条表面用优质润滑剂进行润滑。近年来,手表发条已采用“自润滑”来减小发条表面的摩擦,即在发条表面涂覆一层摩擦因数很小的材料,如聚四氟乙烯等。
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