什麼使鐘錶滴滴答答?
什麼東西使時鐘有板有眼地滴滴答答呢?這個問題許多時出自男孩子的口,有時也由女孩子提出。你可以回答他們的問題嗎?
滴答之聲比你所知響得更頻。你知道鐘錶一小時平均滴答18,000下嗎?這意味到一秒鐘5次,一分鐘300次,一日432,000次——一個月大約要響一千三百萬次!
早期的時計
若與其他計時方法比較,鐘錶是相當新進的發明。人類起初可能由觀測日影或計算樹影角度而定時,終於發明了日晷。這種工具以計算日影來量度時辰。可是在陰天或晚上,人便沒有計時工具了。
顯然人需要有別的計時方法才行。許多早期的文明社會運用水鐘,或稱為「銅壺滴漏」。這種時計雖然種類繁多,但原理則一。方法是讓水或別的東西從一個器皿漏向第二個。漏去的份量可以計算出來,於是以此劃定時間的過去。
發明用機械方法來量度時間的確是一種進步。這種計時方法看來在十四世紀首次在歐洲出現。後來,約在1500年,德國紐倫堡的一名鎖匠發明了一個手提時鐘,但卻如此笨重以致要用皮帶繫在腰上。
除了笨重之外,早期的鐘錶均不甚準確。事實上,它們僅有一枝時針。但鐘錶的設計逐漸進步,終於產生出精確的時計來。一切早期鐘錶都是人工製造的。
後來,在上世紀的中葉,製造商開始運用大量生產的原則。經過多年來製造技術的改良,現在鐘錶已達到差不多完全準確的程度。
手錶現在已造成小巧到可以鑲在婦女的指環上,所用的螺絲小到一千枚裝滿一隻頂針!有些輪軸在其中旋轉的孔穴竟小到間不容髮!
怎樣運行
一隻機械的時計怎樣運行呢?它怎能準確地報時呢?什麼使其滴滴答答呢?
為了幫助你了解鐘錶的運行,你可以將一個線轆釘在牆上,然後用膠水將一根牙籤黏在線轆末端,牙籤代表分針。現在慢慢拉動轆上的線。這便會使線轆及附著的牙簽——分針——轉動起來,倘若你拉動的速率正確,則分針會在一小時往復一次。這樣,你便有一個計時工具——雖然頗為粗略。
機械時計在基本上與此相同。它以極其精確的速度移動錶面上的時針以劃出一日內的秒分和小時。可是,若要保持時針的準確移動速率和彼此同時移動,機器就必須十分複雜才行。
首先,一隻錶必須有一個力量來源去移動指針。上述例子的力量來自將線扯動。這種力量牽動線轆,線轆牽動牙籤或分針。一隻普通的錶力量來自「主要發條」。它是一捲很薄很窄的帶形高度純鋼。
主要發條藏在一個盒內,外邊周圍鑲有齒輪。為了儲藏力量,要有一副上練機用來將主要發條卷緊。因此當你上錶練時,其實是在主要發條裡貯藏力量。主要發條裝在盒裡的方式使其放鬆時順帶扯動盒子而旋轉。
盒子既經轉動,於是推動它中央的輪子。而輪子則依次轉動相連的其他各輪。這一系列的輪子稱為「齒輪列」,目的是要將盒子極慢的動作傳遍錶內。齒輪列是一連串的減速齒輪,將發條的力量逐度使用而使其延長得較久。
鍾錶的秒針、分針和時針分別連接在不同的輪上。由於輪齒的數目,輪的大小及移動速度各不相同,於是指針便以正確的速度量度時間。
可是流向各個輪子的力量怎能將其調節得恰當,使它們以正確的速度轉動而準確地報時呢?
這便是鐘錶的心和腦——「控制擺」——的工作。鐘錶的準確與否有賴於它的精巧、品質和狀況。為了幫助你了解控制擺的運行,也許我們可以再試用釘在牆上的線轆來說明一下。
假定你現在將線轆邊緣小心地刻上齒牙。然後在線轆下面將一隻特別設計的有擺鉈叉子放在牆上。用釘將旋軸尖端在牆上釘好。將叉子的位置放好使兩端陷入線轆的齒內。
現在你若拉動那線,線轆的齒便推動叉的一端離開線轆而將擺鉈推向一邊。這樣同時將叉子的另一端又陷入線轆齒內。你若繼續拉動那線,擺鉈又會複返而第一端又陷入隨後的齒內。動作繼續不已,則各部分的連合和脫落便會造成一種急速的滴答聲。在你的表裡這種滴答聲通常每秒鐘發生五次。
腕錶通常有一個高度精煉的控制擺,用十五齒的脫進輪以及在叉子的末梢嵌有兩粒寶石。在表裡,這稱為掣子叉。錶裡又有一個輪稱為平衡輪。它連接於與以上例子中控制擺的擺鉈相當的地方。平衡輪的前後擺動由一條髮絲彈弓控制以決定速度。平衡輪及髮絲彈弓同樣地每秒鐘前後擺動五次或一小時18,000次。
自動上鍊和電動錶
有些現代手錶可以自動上鍊。它們的主要發條上附有一個擺動的錘。戴錶人手臂移動之際,錘便隨著擺動而卷起主要發條。自動上鍊的腕錶比普通腕錶貴15至20美元之譜,而修理費也貴百分之五十。
電動錶要有一個極小的電池,大約1.35伏特。電力轉入平衡輪上的一卷電線(電磁帶)裡。於是平衡輪以和發調錶剛相反的方法推動指針。1957年電動錶首次在美國市場上推出。
有一種電動錶用一個音叉推動棘齒輪,後者又轉而推動指針。它不是用開關器,而是用一個半導體將電力與線卷連接起來。這種組合造成一具非常準確的時計。它並不滴答,但卻發出哼聲。秒針不像普通錶的跳動而是像電鐘般平滑地移動。這種錶在1961年問世。
你的錶若行得不準
你的錶若行得太慢或太快,或甚至停止不動,不妥之處究竟何在呢?
首先你應該知道許多錶都有差不多200件細小的零件,非常小心地結合一起和經過適當的調整。雖然有些零件不用油也可以行走,在寶石上旋轉的細小旋軸卻需要用極小量高度精煉的油,通常是魚油。
現在,請想想這些油在一兩年後會變成怎樣。他可能幹了,於是錶便行得不準甚至停下來。你的錶若經常接近熱力來源,油便會比平常乾得更快。缺油是錶壞的第一個因素。
修表匠加油時用一隻與螺絲批相似的小工具,或用一條玻璃管,末端有小得像髮絲的金屬管。每粒寶石僅滴上像逗點四分之一大小的油。倘若你的汽車要用一加侖這樣的油去裝滿曲軸箱,那麼換一次油便要花200美元了!
你若看見錶玻璃面下有霧氣或濕氣,就要立刻拿去修理。若不修理便會損及錶內的油。錶若曾浸入水裡而你無法立即送去修理的話,可以將錶浸在火酒裡。火酒會吸去濕氣,雖然同時會損壞度盤和指針。可是,重修度盤和指針的費用較之大修一個不行的錶還是低得多。
婦女在洗碟時往往忘記除下手錶。男子做粗重工作時揮汗如雨,手錶於是暴露在汗的酸性腐蝕作用之下。在有些地方,雖然玩雪是件賞心樂事,它卻是手錶損壞的一個主要因素。
此外,錶裡的污物或線頭會組塞細小的齒輪而最後使錶停下來。有時手錶停了拿去修理,發現原來有一塊小得要顯微鏡才看見的物質塞在寶石和平衡竿之間。障礙物必須除去才可以使錶恢復正常的行走。
時計的複雜會影響到修理的費用。雖然通常徹底清潔和加油僅需一小時半或兩小時,收費卻可能隨地點不同而有很大差別。
可是,修理匠若說你上鍊太緊,可以將錶取回轉往別家。因為鍊錶只能上到某個限度,若是沒有損壞必定會行走。他若對你說要將錶送去錶廠修理,他便是拖延時間或不能勝任。這樣你最好光顧別家勝任的。
修錶的技術
也許你對錶感覺興趣。你可能除了知道它怎樣滴答之外想更進一步。你也許喜歡研究鐘錶。修錶是一項可以養成的技術。它很有趣味和富於挑戰性,但有時也使人受挫。可是報酬也可能很豐富。
你若想獲得多點知識,在任何大城市的電話簿上都可以找出鐘錶材料店的地址。你可以請他們推薦一本好書或修錶訓練班。開始時要買價值100至200美元的工具。在能達到以此為業之前需要花相當的時間及耐心。有些人能以這種技術維持生活而將大部分時間用在更重要的事業上。他們可以從太忙的鐘錶店或不設修理部的鐘錶店取得工作。這種工作可以在家裡利用方便的時間去做。
即使你沒有興趣學習修錶,知道什麼使它滴答也是好的。對它們多知道一點會幫助你給予你的錶較好的照料。
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錶中的脫進輪和擺動掣子叉