跨越十四载 钟表大师与技术大神的对话（十二）梦想中的机械时计

注：文中钟博士（Dr. Jon简称“DJ”），闯关硬汉（文中简称“NW”或Dee Bauhaus）。

2015年5月28日

发件人：Dee Bauhaus

收件人：Dr. Jon

主题：梦想中的机械时计

钟博士：

因为夏季学期也很紧张，我花了几周时间才给您发这封邮件。

我仍然记得，您指出机械表的最终极限是摆轴的轴尖摩擦，您曾试图为机械表创造一个磁悬浮摆轮轴尖系统，但结果宝玑用您的想法取得了成功。

众所周知，除了摆轴的枢轴摩擦，还有等时性、润滑、能量分布等问题。

那么，如果您仍然有机会设计和制造一个机械时计，您会应用什么样的设计？是否需要使用任何新材料和制造技术？

Dimitry

发件人：JLWeber

日期：2015年5月30日星期六 上午11:46

你好，Dmitri：

我在很大程度上已经失去了对“为精度而制造机械时计”的兴趣。有太多更好的方法来制造现代时计，而我欣赏别人的工作已经足够，但不足以让我自己去买。

如我所写，极限在于轴承的摩擦，磁悬浮在很大程度上可以消除它。和许多其他问题一样，这只会暴露出其他问题，比如摆轮或游丝的振动模式。

振动模式是相当高级的力学。关于摆轮的“模式”，我指的是诸如轮缘因摆臂弯曲而上下摆动之类的问题。另一个问题是温度时间偏差，整个摆轮和游丝在环境温度变化时处于不同的温度。

我一直在运行一台精密摆钟，发现它也是一个非常敏感的倾斜计。它的日差随墙壁的弯曲而变化，我看到的变化约为1角分（1/60度）。这对我来说很有趣，我能看到雪堆积在屋顶上的日差变化。

等时性在19世纪末首先被Houriet解决，他确定了作用在摆轮游丝上的力必须精确地围绕轴心，后来Philips想出了如何做到这一点。

最近我一直在想，我对手表的设计会是让它“使用很长时间”。

对我来说，这就是机械时计的美丽和独特性。电子产品，尤其是现代的东西，寿命有限。70年代的石英表正在衰竭且无法修复，它们的芯片已经腐蚀了。具有讽刺意味的是，寿命最长的电子器件是相当古老的：真空管。它们的使用寿命有限，但不用时不会退化太多。没有办法用它们制造手表。

如果我要做一个设计，它会是一个杠杆擒纵，但我会使用非常适合其功能的异类材料。我做的任何改变都是为了最小化磨损。设计良好的齿轮齿不会磨损。摆线形状产生非常优雅的功能，接触点保持在轴承中心之间，表面滚动而不滑动，因此磨损非常小。

杠杆擒纵的感知极限在于其滑动表面。擒纵叉瓦是最知名的，也是它需要润滑的原因。这是英国杠杆表的一个磨损问题，它们的擒纵齿尖是尖的，会磨损。在我们的手表维修业务中，我们看到旧黄铜擒纵轮的磨损，我们从未见过磨损的钢制擒纵轮齿。我也见过断裂的齿。非常硬的擒纵轮齿在安装叉瓦时很容易断裂。我们见过磨损的枢轴，我会为擒纵轮使用钢或钛，并在其工作表面涂上钻石涂层。

另一个潜在的问题区域是杠杆的叉头。冲击销在擒纵叉的工作槽上滑动。这就是我认为“杀死”各种形式的Savage双销擒纵的原因。很多人认为19世纪初的样品幸存下来证明了它们的耐用性。我不同意，基于我拥有的一枚样品。这枚表有这个形式的一个整洁变体，但它被换掉了。这枚表从1852年到1970年一直在使用。原始的Savage杠杆出现在二流或三流表中，那是很多不同类型的擒纵被制造和销售的时代。我怀疑幸存下来的那些并没有怎么佩戴，在它们磨损之前，更好的表就取代了它们。

Chamberlain设计了一种滚动动作的杠杆形式，他造了一枚就放弃了，因为它的性能与标准版没什么不同。我当前的想法是：计时性能不是问题，而是寿命。我想在他的叉头设计用在丹尼尔斯式的擒纵中。

这留下了摆轮轴尖和轴承的问题。我对微型滚珠轴承很动心，但我怀疑它们容易受灰尘影响。我认为枢轴上的类钻碳涂层配合红宝石轴承可以使用非常长的时间。

寿命的另一个敌人是腐蚀，我认为不锈钢可能适用于轴榫。

综上，我认为机械表计时精度的上限已经相当定型了，而便携式时计的最新技术（温度补偿石英）远远优于陀飞轮、恒定动力擒纵和磁枢轴之类的东西，它们无法证明其成本的合理性，而且它们不会持久。后者实际上对它们的真实市场，炫耀性消费，是一个利好。

就目前而言，我认为设计目标是一枚具有竞争精度的手表，具备以下特点：

1）金属和宝石结构

2）滑动表面上的钻石涂层

3）表面涂层以保持合成润滑剂

4）无卡度（调节针太容易因弯曲而失去调节）

5）手动上链（自动上条磨损太快）

6）单日历功能

7）独立调节小时功能

8）超级防磁——通过材料使用或笼式屏蔽

9）使用大型Viton垫圈的防水

10）表面涂层以保持润滑剂——可能是美孚1号5W-30等级

11）表壳钻石涂层

12）蓝宝石水晶——内侧多层防反射涂层，外侧钻石层

13）低疲劳防锈发条

14）表盘和指针上的超级夜光

有些人在这一点上远远领先于我——千禧钟项目——其成员正在制造一枚期望运行1000年的钟。

Jon

下期预告：跨越十四载 钟表大师与技术大神的对话（十三）法国之旅