文 / 天津海鷗表業(yè)集團(tuán)有限公司閻金榮

ETA2892自動(dòng)上條機(jī)構(gòu)介紹

文 / 天津海鷗表業(yè)集團(tuán)有限公司閻金榮

ETA2892自動(dòng)手表是一款雙向上條全自動(dòng)手表，采用擺桿式雙層疊加換向機(jī)構(gòu)。2塊自動(dòng)夾板將自動(dòng)機(jī)構(gòu)大部分獨(dú)立組成整體裝配式，給裝配和維修帶來了便利。而自動(dòng)上條機(jī)構(gòu)的大部分沉入基礎(chǔ)機(jī)芯中，不增加機(jī)芯厚度，加上自動(dòng)錘也不足4mm。結(jié)構(gòu)緊湊，平面、軸向布置合理，由于機(jī)心厚度較薄，具有極大地競(jìng)爭(zhēng)力。

自動(dòng)表是利用一個(gè)本身重心與其回轉(zhuǎn)中心不重合的自動(dòng)錘裝置，通過手臂的運(yùn)動(dòng)，使自動(dòng)錘所產(chǎn)生的靜力矩和慣性力矩通過換向裝置、減速機(jī)構(gòu)等傳遞到上條棘輪，使發(fā)條上緊。以下對(duì)各組成部分和自動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理分別予以介紹。

2892自動(dòng)錘部件與滾珠軸承部件用錘檔圈聯(lián)結(jié)成一體構(gòu)成自動(dòng)錘組件，在裝配中可拆卸。滾珠軸承采用內(nèi)環(huán)分離、外環(huán)一體式，這種軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便。

圖2：換向輪

換向機(jī)構(gòu)指自動(dòng)錘無論順逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，都可最終轉(zhuǎn)化為減速齒輪同一方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，而使發(fā)條上緊的運(yùn)動(dòng)。ETA2892的換向機(jī)構(gòu)屬擺桿式換向機(jī)構(gòu)，因結(jié)構(gòu)尺寸限制，采用雙層疊加式，為同向傳動(dòng)方式，即兩個(gè)換向輪傳動(dòng)方向相同，圖1為結(jié)構(gòu)圖，圖2為工作示意圖。上軸套與換向輪軸間隙配合，換向輪下片與下軸套間隙配合，傳動(dòng)片與換向齒軸壓合為一體。換向爪釘插在傳動(dòng)片的孔內(nèi)，換向輪片內(nèi)是一個(gè)空腔，空腔里沿徑向分布7對(duì)凸臺(tái)，工作時(shí)，外側(cè)凸臺(tái)推動(dòng)換向爪轉(zhuǎn)動(dòng)。

自動(dòng)錘順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→自動(dòng)二輪部件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→換向輪上片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→上片換向爪帶動(dòng)傳動(dòng)片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→換向齒軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下片換向爪打滑。自動(dòng)錘逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→自動(dòng)二輪部件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→自動(dòng)三輪部件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→換向輪下片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→下片換向爪帶動(dòng)傳動(dòng)片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)→換向齒軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，上片換向爪打滑。兩個(gè)換向片內(nèi)腔形狀相同，輪片大小、齒數(shù)不同，兩對(duì)換向爪外形完全相同，換向爪釘方向相反，運(yùn)動(dòng)作用相同。此結(jié)構(gòu)復(fù)雜緊湊，工作靈活可靠；但2個(gè)換向輪疊加在一起，對(duì)單個(gè)零件的加工精度要求較高，加工困難。對(duì)換向爪及與其接觸的換向片凸臺(tái)粗糙度要求非常高。由于空間占用不多，此換向結(jié)構(gòu)適宜薄型自動(dòng)表。

ETA2892自動(dòng)上條機(jī)構(gòu)工作原理如下（圖3為自動(dòng)上條機(jī)構(gòu)平面圖，圖4為自動(dòng)上條機(jī)構(gòu)展開圖）：

圖3：自動(dòng)上條平面圖

圖4：自動(dòng)上條機(jī)構(gòu)展開圖

隨著手臂的擺動(dòng)，由于自動(dòng)錘重心與其回轉(zhuǎn)中心不重合，在重力矩和慣性力矩的作用下，自動(dòng)錘組件可以繞自動(dòng)上夾板上的B4凸臺(tái)按任意兩個(gè)方轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾珠軸承部件上的自動(dòng)錘輪一同轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)自動(dòng)錘部件1帶動(dòng)錘輪3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，自動(dòng)二輪部件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)二齒軸5帶動(dòng)換向輪上片8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，換向輪上片凸臺(tái)頂住上片換向爪9順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，在換向爪的帶動(dòng)下，傳動(dòng)片12順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，由于傳動(dòng)片與換向輪軸13壓合在一起，所以換向齒軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，換向齒軸帶動(dòng)自動(dòng)四輪部件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)四齒軸帶動(dòng)自動(dòng)五輪片16順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，其又帶動(dòng)自動(dòng)六輪部件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)六齒軸18帶動(dòng)上條棘輪19順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，上條棘輪方孔與條軸銑方配合，所以條軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)上緊發(fā)條。在整個(gè)工作過程中，自動(dòng)三輪部件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)換向輪下片逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下片換向爪在其中打滑，不能帶動(dòng)傳動(dòng)片工作，所以下片換向爪這時(shí)不起作用。

當(dāng)自動(dòng)錘組件帶動(dòng)錘輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，自動(dòng)二輪部件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)三輪部件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)換向輪下片10順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，換向輪下片凸臺(tái)頂住下片換向爪11順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，在換向爪的帶動(dòng)下，傳動(dòng)片順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，換向輪軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，上條原理同上所述，上條棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)條軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)上緊發(fā)條。在此工作過程中，換向輪上片在自動(dòng)二輪部件的帶動(dòng)下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，上片換向爪在其中打滑，不能帶動(dòng)傳動(dòng)片工作，所以上片換向爪這時(shí)不起作用。

自動(dòng)錘上的力矩傳遞到條軸上時(shí)，要經(jīng)過一組減速齒輪完成，減速齒輪的傳動(dòng)比通常在1/150左右。2892采用的是埋入式自動(dòng)機(jī)構(gòu)，空間尺寸比較小，所以減速機(jī)構(gòu)的齒輪比較小，采用了6級(jí)減速傳動(dòng)，自動(dòng)二輪部件、自動(dòng)四輪部件和自動(dòng)六輪部件采用了類似于跨輪的結(jié)構(gòu)形式（見圖4），即夾板上有細(xì)而長(zhǎng)的位釘作為這種齒輪的回轉(zhuǎn)軸，換向輪的傳動(dòng)片采用鈹青銅材料加工，增強(qiáng)耐磨損性能。

減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：（Z1：錘輪齒數(shù)；Z2：自動(dòng)二輪片齒數(shù)；Z2’：自動(dòng)二齒軸齒數(shù)；Z3自動(dòng)三輪片齒數(shù)……依次類推）

自動(dòng)錘順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)：

自動(dòng)錘逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)：

同大多數(shù)自動(dòng)手表一樣，2892自動(dòng)手表具有第一和第二解脫機(jī)構(gòu)。因?yàn)樯蠗l柄處的摩擦力很大，如果自動(dòng)錘的轉(zhuǎn)動(dòng)通過上條輪，立輪等，帶動(dòng)這個(gè)負(fù)載，將增加自動(dòng)上條的阻力和摩擦，降低自動(dòng)上條效率；這就需要設(shè)第一解脫機(jī)構(gòu)，即自動(dòng)上條的運(yùn)動(dòng)，不能傳遞到手上條；如果手上條的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過上條棘輪傳遞到自動(dòng)錘，手上條時(shí)自動(dòng)錘轉(zhuǎn)動(dòng)，增加了機(jī)構(gòu)的磨損，降低使用壽命，而且手感不好。這也是我們不希望出現(xiàn)的，這就要設(shè)置第二解脫機(jī)構(gòu)，即手上條的運(yùn)動(dòng)不能傳遞到自動(dòng)錘。

ETA2892的第一解脫機(jī)構(gòu)如圖5所示，采用齒輪搖擺實(shí)現(xiàn)，設(shè)置在條夾板的手上條輪系上。當(dāng)自動(dòng)錘通過自動(dòng)上條系統(tǒng)使上條棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)上緊發(fā)條時(shí)，上條二輪在上條三輪的帶動(dòng)下，做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，位于條夾板上的上條二輪的輪樁F9被加工成橢圓“魚眼柱”形，長(zhǎng)軸約為1mm，短軸約為0.7mm，自動(dòng)上條時(shí)，上條二輪為從動(dòng)輪，在上條三輪間的齒側(cè)力的作用下，上條二輪沿圖示箭頭方向移動(dòng)，沿夾板的魚眼柱F9短軸向外轉(zhuǎn)動(dòng)推開棘爪，直到與上條三輪脫開嚙合為止，不能帶動(dòng)上條輪轉(zhuǎn)動(dòng)。第二解脫機(jī)構(gòu)設(shè)置在自動(dòng)上條輪系中，如圖3所示。轉(zhuǎn)動(dòng)上條柄25，上條柄方榫帶動(dòng)離合輪26，離合輪帶動(dòng)立輪27，立輪再通過上條輪24使上條二輪22順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過上條三輪部件帶動(dòng)上條棘輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)上緊發(fā)條。上條棘輪帶動(dòng)自動(dòng)六輪部件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)六輪部件帶動(dòng)自動(dòng)五輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)五輪帶動(dòng)自動(dòng)四輪部件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)四輪部件帶動(dòng)換向齒軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)片也同換向輪軸一起順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這時(shí)上片換向爪與換向輪上片上的凸臺(tái)打滑，不能將運(yùn)動(dòng)傳遞給換向輪上片，與之嚙合的自動(dòng)二齒軸也就不動(dòng)，錘輪不轉(zhuǎn)。同理，下片換向爪與換向輪下片上的凸臺(tái)也打滑，不能帶動(dòng)換向輪下片工作，與之嚙合的自動(dòng)三輪部件不動(dòng)，自動(dòng)二輪部件不能被帶動(dòng)，錘輪不動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了手上條不能傳遞給自動(dòng)錘的要求。

自動(dòng)原動(dòng)組件較手上條原動(dòng)組件的變化在發(fā)條部件和條盒。自動(dòng)發(fā)條的外端帶有一段副發(fā)條，它通過點(diǎn)焊方法固定在發(fā)條上，其長(zhǎng)度為放入條盒后接近一圈。發(fā)條裝入條盒后，發(fā)條最外一圈被副發(fā)條壓住貼在條盒內(nèi)壁與副發(fā)條之間，發(fā)條卷緊后，由于副發(fā)條和發(fā)條最外圈張力的作用，使發(fā)條的外端與條盒壁之間有足夠的摩擦力（打滑力矩），保證發(fā)條應(yīng)有的工作力矩和圈數(shù)。合理選擇副發(fā)條的尺寸（2892副發(fā)條的厚度約0.15mm，主發(fā)條厚度約0.105mm)，使摩擦力的大小在發(fā)條未上緊時(shí)發(fā)條不滑動(dòng)，上緊力矩大于摩擦力矩時(shí)，發(fā)條外端沿著條盒內(nèi)壁打滑，避免發(fā)條過載損壞。

自動(dòng)條盒輪的內(nèi)壁沒有一般條盒輪那樣的外鉤，而是加工了均勻分布的6個(gè)小圓弧槽，它的作用是儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，增加潤(rùn)滑性能，穩(wěn)定打滑力矩。

ETA2892的自動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)零件加工水平要求較高。自動(dòng)四輪部件回轉(zhuǎn)軸的B11位釘，與其配合的自動(dòng)夾板處只有0.35mm的厚度，位釘?shù)睦喂潭群痛怪倍鹊谋ＷC都比較困難，自動(dòng)四輪部件、自動(dòng)二輪部件內(nèi)孔直徑較小，只有Ф0.30mm，若達(dá)到較高的尺寸精度和粗糙度，加工難度增加。由于減速輪系傳遞的力矩較大，若作為回轉(zhuǎn)軸的位釘垂直度不好，齒輪上的內(nèi)孔粗糙度等級(jí)太低，工作中孔與軸的磨損會(huì)加大，自動(dòng)上條效率降低；自動(dòng)下夾板的自動(dòng)三輪、換向輪的軸承處厚度只有0.28mm，由于結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，自動(dòng)上夾板中間B4附近是通透的，夾板的變形難以消除，合板同軸度不好保證，這也會(huì)使齒輪嚙合受力改變加劇工作中軸與孔的磨損，降低機(jī)構(gòu)的自動(dòng)上條效率。另外，換向機(jī)構(gòu)不僅單個(gè)零件加工復(fù)雜，形成組件后，要求上下?lián)Q向片能雙向靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，與傳動(dòng)片之間有恰當(dāng)?shù)妮S向間隙，以保證自動(dòng)上條時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，手上條時(shí)與換向爪脫開。由于薄形化特點(diǎn)，其采用兩個(gè)換向輪雙層疊加式，加工難度和可靠性受到更大挑戰(zhàn)。

自動(dòng)手表由于其具有明顯的上條優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的技術(shù)發(fā)展，自動(dòng)手表的結(jié)構(gòu)也向著工作更可靠，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，布局更美觀的方向發(fā)展，相信未來其有著更廣闊的發(fā)展空間。