摆轮游丝系统不平衡

1.摆轮游丝系统不平衡对振动周期的影响

由于各种误差、材料不均匀或结构不对称等多种原因，摆轮游丝系统的重心与摆轴的轴心线不可能完全重合。这种不重合的现象叫做摆轮游丝系统不平衡，简称摆轮偏心。这种不平衡来源于两个方面，即游丝部件和摆轮部件。由于振动系统的质量大部分集中在摆轮上，因此，在这里主要讨论摆轮不平衡对振动周期的影响。

当钟表机芯水平放置，亦即摆轴处于垂直位置时，摆轮不平衡所产生的附加力矩只是使轴承中摩擦力略微增加，这对振动周期的影响是可忽略的。但如钟表机芯侧立放置，即摆轴处于水平位置，摆轮偏心对振动周期影响便不能忽视，摆轮处于平衡位置，摆轴水平方向放置。设系统的重心位于G点，而系统的重力为G（单位为N）过摆轮重心的径向线OG与铅垂线的夹角为B，那么，当摆轮偏转任意角度φ时，系统除了有游丝力矩外，还受到重力G所产生的附加力矩。附加力矩的大小为:其中，l为重心G到轴心O的距离（负号表示力矩与偏转角的正方向相反）。经推导，由摆轮游丝系统偏心影响所产生的日差值为:=-86400.cos日差的大小与摆轮的重量、偏心距、游丝刚度、振幅及偏心方向有关，下面分别进行分析。

（1）游丝刚度M越大，日差就越小。增加游丝的刚度可以降低系统偏心对周期的影响。因为当T一定时，摆轮的尺寸越大，游丝的刚度随之加大。当摆轮的转动惯量J一定时，减小系统的周期，也能使游丝刚度增加。即摆轮大、频率高的机芯，同样偏心距，对日差影响小，走时精度高。

（2）日差a是振幅φ的函数。日差与振幅的函数关系可以用所示的曲线来表示。可以看出，当=2193227”，函数1（φo）9为0，即振幅等于220°时，≌0，偏心对周期无影响。虽然如此，在设计中宁可选择大于220°的振幅值。这是因为，在走时的过程中，振幅是变化的，一般情况下，满半条振幅相差30~40如果振幅选在220°，在小于该振幅附近的曲线斜率较大振幅的变化将造成较大的日差变化。为了使振动系统的周期有较好的稳定性，通常应使满条振幅在270°~300°

（3）当B=90°或270°时，=0。也就是当摆轮静止时，过重心G的径向线OG与铅垂线成直角，则偏心对周期不产生影响。

（4）偏心距越大，所引起的日差也越大，如果l=0，则a=0。因此，应尽可能设法把偏心距减到最小。这是减少系统不平衡对周期影响最直接和最有效的方法。为此，在钟表生产中，采用专门的工序对摆轮部件进行平衡。平衡分两种，首先进行静平衡，然后有必要的话，再进行动平衡。
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