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擺輪游絲系統不平衡

1.擺輪游絲系統不平衡對振動周期的影響

由于各種誤差、材料不均勻或結構不對稱等多種原因，擺輪游絲系統的重心與擺軸的軸心線不可能完全重合。這種不重合的現象叫做擺輪游絲系統不平衡，簡稱擺輪偏心。這種不平衡來源于兩個方面，即游絲部件和擺輪部件。由于振動系統的質量大部分集中在擺輪上，因此，在這里主要討論擺輪不平衡對振動周期的影響。

當鐘表機芯水平放置，亦即擺軸處于垂直位置時，擺輪不平衡所產生的附加力矩只是使軸承中摩擦力略微增加，這對振動周期的影響是可忽略的。但如鐘表機芯側立放置，即擺軸處于水平位置，擺輪偏心對振動周期影響便不能忽視，擺輪處于平衡位置，擺軸水平方向放置。設系統的重心位于G點，而系統的重力為G（單位為N）過擺輪重心的徑向線OG與鉛垂線的夾角為B，那么，當擺輪偏轉任意角度φ時，系統除了有游絲力矩外，還受到重力G所產生的附加力矩。附加力矩的大小為:其中，l為重心G到軸心O的距離（負號表示力矩與偏轉角的正方向相反）。經推導，由擺輪游絲系統偏心影響所產生的日差值為:=-86400.cos日差的大小與擺輪的重量、偏心距、游絲剛度、振幅及偏心方向有關，下面分別進行分析。

（1）游絲剛度M越大，日差就越小。增加游絲的剛度可以降低系統偏心對周期的影響。因為當T一定時，擺輪的尺寸越大，游絲的剛度隨之加大。當擺輪的轉動慣量J一定時，減小系統的周期，也能使游絲剛度增加。即擺輪大、頻率高的機芯，同樣偏心距，對日差影響小，走時精度高。

（2）日差a是振幅φ的函數。日差與振幅的函數關系可以用所示的曲線來表示。可以看出，當=2193227”，函數1（φo）9為0，即振幅等于220°時，≌0，偏心對周期無影響。雖然如此，在設計中寧可選擇大于220°的振幅值。這是因為，在走時的過程中，振幅是變化的，一般情況下，滿半條振幅相差30~40如果振幅選在220°，在小于該振幅附近的曲線斜率較大振幅的變化將造成較大的日差變化。為了使振動系統的周期有較好的穩定性，通常應使滿條振幅在270°~300°

（3）當B=90°或270°時，=0。也就是當擺輪靜止時，過重心G的徑向線OG與鉛垂線成直角，則偏心對周期不產生影響。

（4）偏心距越大，所引起的日差也越大，如果l=0，則a=0。因此，應盡可能設法把偏心距減到最小。這是減少系統不平衡對周期影響最直接和最有效的方法。為此，在鐘表生產中，采用專門的工序對擺輪部件進行平衡。平衡分兩種，首先進行靜平衡，然后有必要的話，再進行動平衡。
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