游絲

用金屬細絲經冷軋、繞絲、定形而成的阿基米德螺旋狀盤簧,是一種能產生反作用力矩的彈性元件(見平面蝸卷彈簧)。游絲按用途可分為測量游絲和接觸游絲,測量游絲有的用于各種測量儀表,借以產生彈性反作用力矩來平衡電磁力矩,達到測量電參數的目的;有的用于鐘表,與擺輪組成振動系統,獲得一定的振動周期,以達到精確計時的目的。接觸游絲則常用于百分表和千分表等儀表機構,其作用是使齒輪在傳動時始終保持單向嚙合,消除齒輪側隙可能產生的傳動空程。

技術要求

游絲的技術要求為:

(1)具有給定的彈性特性;

(2)較少的彈性遲滯現象;

(3)較小的溫度系數(熱彈性系數);

(4)良好的防磁性能和抗蝕性能;

(5)螺距相等;

(6)游絲的重心應盡量與幾何中心一致(對鐘表游絲尤為重要);

(7)作導電元件時游絲材料要有較小的電阻系數。

材料

游絲最常用的材料有錫青銅(如QSn4-3)和特殊合金如鎳基合金Ni42CrTi。錫青銅具有良好的加工性、較好的導電性、材料成本低,常用于電工及機械儀表中。鎳基合金具有較小的溫度系數,即彈性特性隨環境溫度的變化較小,因此常用于鐘表。

結構

游絲部件由游絲和游絲內樁組成。游絲的內端采用鉚接法、粘接法或激光點焊法固定在內樁上。常用的內樁結構形式有圓柱內樁和三角內樁兩種。圓柱內樁的優點是加工、裝配和調整比較方便,缺點是游絲內端彎成折角,影響彈性特性,且易造成游絲中心的偏移,同時圓柱內樁的切口易使游絲組件產生不平衡。三角內樁沒有圓柱內樁的缺點,但加工難度稍大。游絲的外端常采用可拆聯接,或通過粘結聯接固定在活絡外樁環上。

游絲對鐘表走時精度的影響

游絲對鐘表走時精度影響最大的因素是它本身的結構參數,如游絲寬度、厚度、 圈數、 工作長度等。鐘表機構在裝配和使用時往往采用快慢針調整走時快慢。當把游絲的工作長度減短,則周期變小,鐘表走快。反之,鐘表走慢。同時,快慢鐘夾子與游絲之間的間隙、游絲安裝誤差和游絲材料等因素也會影響鐘表的走時精度。游絲材料對等時性的影響已日益為人們所掌握。此外,游絲內外端的固定點也是影響走時精度的重要因素。當擺軸處于水平位置時,由于游絲內端起點位置不同,走時快慢便會在不同的重力作用的影響下而發生變化,這就是所謂游絲內端起點法則,也稱為格羅斯曼效應。游絲內外端之間的夾角在游絲偏心運動的作用下也會對走時快慢產生影響,這就是所謂游絲內外端夾角法則,也常被稱為卡斯帕里效應。長期實踐證明,游絲的內外端固定點及其重力作用和偏心運動都有一定的規律。為了盡可能減小它對鐘表走時精度的影響,在設計和組裝時必須掌握這些規律。

參考書目
  1. 天津大學編:《精密機械零件》,人民教育出版社,北京,1981。