什么使钟表滴滴答答?
什么东西使时钟有板有眼地滴滴答答呢?这个问题许多时出自男孩子的口,有时也由女孩子提出。你可以回答他们的问题吗?
滴答之声比你所知响得更频。你知道钟表一小时平均滴答18,000下吗?这意味到一秒钟5次,一分钟300次,一日432,000次——一个月大约要响一千三百万次!
早期的时计
若与其他计时方法比较,钟表是相当新进的发明。人类起初可能由观测日影或计算树影角度而定时,终于发明了日晷。这种工具以计算日影来量度时辰。可是在阴天或晚上,人便没有计时工具了。
显然人需要有别的计时方法才行。许多早期的文明社会运用水钟,或称为“铜壶滴漏”。这种时计虽然种类繁多,但原理则一。方法是让水或别的东西从一个器皿漏向第二个。漏去的份量可以计算出来,于是以此划定时间的过去。
发明用机械方法来量度时间的确是一种进步。这种计时方法看来在十四世纪首次在欧洲出现。后来,约在1500年,德国纽伦堡的一名锁匠发明了一个手提时钟,但却如此笨重以致要用皮带系在腰上。
除了笨重之外,早期的钟表均不甚准确。事实上,它们仅有一枝时针。但钟表的设计逐渐进步,终于产生出精确的时计来。一切早期钟表都是人工制造的。
后来,在上世纪的中叶,制造商开始运用大量生产的原则。经过多年来制造技术的改良,现在钟表已达到差不多完全准确的程度。
手表现在已造成小巧到可以镶在妇女的指环上,所用的螺丝小到一千枚装满一只顶针!有些轮轴在其中旋转的孔穴竟小到间不容发!
怎样运行
一只机械的时计怎样运行呢?它怎能准确地报时呢?什么使其滴滴答答呢?
为了帮助你了解钟表的运行,你可以将一个线辘钉在墙上,然后用胶水将一根牙签黏在线辘末端,牙签代表分针。现在慢慢拉动辘上的线。这便会使线辘及附着的牙签——分针——转动起来,倘若你拉动的速率正确,则分针会在一小时往复一次。这样,你便有一个计时工具——虽然颇为粗略。
机械时计在基本上与此相同。它以极其精确的速度移动表面上的时针以划出一日内的秒分和小时。可是,若要保持时针的准确移动速率和彼此同时移动,机器就必须十分复杂才行。
首先,一只表必须有一个力量来源去移动指针。上述例子的力量来自将线扯动。这种力量牵动线辘,线辘牵动牙签或分针。一只普通的表力量来自“主要发条”。它是一卷很薄很窄的带形高度纯钢。
主要发条藏在一个盒内,外边周围镶有齿轮。为了储藏力量,要有一副上练机用来将主要发条卷紧。因此当你上表练时,其实是在主要发条里贮藏力量。主要发条装在盒里的方式使其放松时顺带扯动盒子而旋转。
盒子既经转动,于是推动它中央的轮子。而轮子则依次转动相连的其他各轮。这一系列的轮子称为“齿轮列”,目的是要将盒子极慢的动作传遍表内。齿轮列是一连串的减速齿轮,将发条的力量逐度使用而使其延长得较久。
钟表的秒针、分针和时针分别连接在不同的轮上。由于轮齿的数目,轮的大小及移动速度各不相同,于是指针便以正确的速度量度时间。
可是流向各个轮子的力量怎能将其调节得恰当,使它们以正确的速度转动而准确地报时呢?
这便是钟表的心和脑——“控制摆”——的工作。钟表的准确与否有赖于它的精巧、品质和状况。为了帮助你了解控制摆的运行,也许我们可以再试用钉在墙上的线辘来说明一下。
假定你现在将线辘边缘小心地刻上齿牙。然后在线辘下面将一只特别设计的有摆铊叉子放在墙上。用钉将旋轴尖端在墙上钉好。将叉子的位置放好使两端陷入线辘的齿内。
现在你若拉动那线,线辘的齿便推动叉的一端离开线辘而将摆铊推向一边。这样同时将叉子的另一端又陷入线辘齿内。你若继续拉动那线,摆铊又会复返而第一端又陷入随后的齿内。动作继续不已,则各部分的连合和脱落便会造成一种急速的滴答声。在你的表里这种滴答声通常每秒钟发生五次。
腕表通常有一个高度精炼的控制摆,用十五齿的脱进轮以及在叉子的末梢嵌有两粒宝石。在表里,这称为掣子叉。表里又有一个轮称为平衡轮。它连接于与以上例子中控制摆的摆铊相当的地方。平衡轮的前后摆动由一条发丝弹弓控制以决定速度。平衡轮及发丝弹弓同样地每秒钟前后摆动五次或一小时18,000次。
自动上链和电动表
有些现代手表可以自动上链。它们的主要发条上附有一个摆动的锤。戴表人手臂移动之际,锤便随着摆动而卷起主要发条。自动上链的腕表比普通腕表贵15至20美元之谱,而修理费也贵百分之五十。
电动表要有一个极小的电池,大约1.35伏特。电力转入平衡轮上的一卷电线(电磁带)里。于是平衡轮以和发调表刚相反的方法推动指针。1957年电动表首次在美国市场上推出。
有一种电动表用一个音叉推动棘齿轮,后者又转而推动指针。它不是用开关器,而是用一个半导体将电力与线卷连接起来。这种组合造成一具非常准确的时计。它并不滴答,但却发出哼声。秒针不像普通表的跳动而是像电钟般平滑地移动。这种表在1961年问世。
你的表若行得不准
你的表若行得太慢或太快,或甚至停止不动,不妥之处究竟何在呢?
首先你应该知道许多表都有差不多200件细小的零件,非常小心地结合一起和经过适当的调整。虽然有些零件不用油也可以行走,在宝石上旋转的细小旋轴却需要用极小量高度精炼的油,通常是鱼油。
现在,请想想这些油在一两年后会变成怎样。他可能干了,于是表便行得不准甚至停下来。你的表若经常接近热力来源,油便会比平常干得更快。缺油是表坏的第一个因素。
修表匠加油时用一只与螺丝批相似的小工具,或用一条玻璃管,末端有小得像发丝的金属管。每粒宝石仅滴上像逗点四分之一大小的油。倘若你的汽车要用一加仑这样的油去装满曲轴箱,那么换一次油便要花200美元了!
你若看见表玻璃面下有雾气或湿气,就要立刻拿去修理。若不修理便会损及表内的油。表若曾浸入水里而你无法立即送去修理的话,可以将表浸在火酒里。火酒会吸去湿气,虽然同时会损坏度盘和指针。可是,重修度盘和指针的费用较之大修一个不行的表还是低得多。
妇女在洗碟时往往忘记除下手表。男子做粗重工作时挥汗如雨,手表于是暴露在汗的酸性腐蚀作用之下。在有些地方,虽然玩雪是件赏心乐事,它却是手表损坏的一个主要因素。
此外,表里的污物或线头会组塞细小的齿轮而最后使表停下来。有时手表停了拿去修理,发现原来有一块小得要显微镜才看见的物质塞在宝石和平衡竿之间。障碍物必须除去才可以使表恢复正常的行走。
时计的复杂会影响到修理的费用。虽然通常彻底清洁和加油仅需一小时半或两小时,收费却可能随地点不同而有很大差别。
可是,修理匠若说你上链太紧,可以将表取回转往别家。因为链表只能上到某个限度,若是没有损坏必定会行走。他若对你说要将表送去表厂修理,他便是拖延时间或不能胜任。这样你最好光顾别家胜任的。
修表的技术
也许你对表感觉兴趣。你可能除了知道它怎样滴答之外想更进一步。你也许喜欢研究钟表。修表是一项可以养成的技术。它很有趣味和富于挑战性,但有时也使人受挫。可是报酬也可能很丰富。
你若想获得多点知识,在任何大城市的电话簿上都可以找出钟表材料店的地址。你可以请他们推荐一本好书或修表训练班。开始时要买价值100至200美元的工具。在能达到以此为业之前需要花相当的时间及耐心。有些人能以这种技术维持生活而将大部分时间用在更重要的事业上。他们可以从太忙的钟表店或不设修理部的钟表店取得工作。这种工作可以在家里利用方便的时间去做。
即使你没有兴趣学习修表,知道什么使它滴答也是好的。对它们多知道一点会帮助你给予你的表较好的照料。
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表中的脱进轮和摆动掣子叉