叉瓦式擒纵机构的保险机构及其作用

双圆盘和擒纵叉之间的运动，除了释放和传冲之外，还要保证擒纵机构正常工作，亦即在受到外界干扰的时候，擒纵机构不产生错误动作。由上节的分析知道，摆轮游丝系统与擒纵机构的联系只发生在释放和传冲阶段，而这在整个周期中只占很小的一部分时间。在大部分时间内，圆盘钉脱离叉槽，摆轮进行着自由振动。

如果此时手表偶然受到一个外力作用，擒纵叉叉身可能从一个限位钉靠到另一个限位钉上，这样，圆盘钉便不能正常地进入叉槽，而是碰到喇叭口的外壁上，这种情况称为背摆或反摆（图4-11），将导致擒纵机构停止工作。为了不发生反摆，擒纵机构有两对起保险作用的机构：保险圆盘和叉头钉；圆盘钉和喇叭口。下面分别介绍这两对机构的作用。

图4-11　背摆（反摆）

保险圆盘和叉头钉构成了第一个保险装置。在释放和传冲阶段，叉头钉进入了保险圆盘的月牙形保险槽，叉身可以摆动自如。在自由振动阶段，保险圆盘随摆轴一起远离了平衡位置。此时，手表若受到外来干扰力的作用，叉头钉就会靠到保险圆盘的圆柱面上，限制了叉身继续摆动。擒纵叉由限位钉位置到叉头钉与保险圆盘接触所转过的角度称为叉头钉间隙角，用δ₁表示（图4-12）。为了保证擒纵机构的工作可靠，叉头钉间隙角要小于全锁角。这样，当叉头钉在偶然外力作用下与保险圆盘接触时，擒纵轮齿尖能停在叉瓦锁面，而不至于落在叉瓦的冲面上，而使擒纵机构停止工作。叉头钉的长短也要严格控制，叉头钉过长，会与保险槽相擦，叉头钉过短，会产生背摆现象。

图4-12　叉头钉与保险盘间隙角δ₁

叉头钉进入保险圆盘的保险槽中之后，叉头钉与保险圆盘就不能起保险作用，此时必须利用喇叭口与圆盘钉构成的保险装置。当传冲结束后，圆盘钉离开叉槽壁，但未离开喇叭口，圆盘钉和喇叭口之间有一个间隙。此时若受到偶然外力的作用，喇叭口碰到圆盘钉之后，叉身便不能再转动。从叉身离开限位钉一直到喇叭口与圆盘钉接触为止，擒纵叉所转过的角称为喇叭口间隙角，用δ₂表示（图4-13）。喇叭口间隙角也应该小于全锁角。

图4-13　喇叭口与圆盘钉间隙角δ₂

为了使保险装置工作可靠，几个角度之间还应满足以下要求：

1）喇叭口间隙角应大于损失角，这样，在传冲结束后，和擒纵叉转过损失角之前，可避免转速较高的圆盘钉撞到喇叭口上。

2）喇叭口间隙角应大于叉头钉间隙角，这可防止由于偶然外力作用而造成叉头钉和保险盘接触时圆盘钉不能进入叉槽的现象。

3）叉头钉间隙角应大于损失角，这样，在传冲结束时，可防止叉头钉与保险圆盘因接触而产生的摩擦。

利用保险圆盘和叉头钉所组成的保险装置，虽然可以防止在偶然外力作用下叉身从一个极端位置转到另一个极端位置，但由于叉头钉与保险圆盘接触后两者之间产生摩擦，降低了擒纵机构的效率。为了改善这种情况，在叉瓦式擒纵机构中适当配置叉瓦锁面的方向，以产生擒纵轮齿对叉瓦的牵引作用，形成一个使擒纵叉靠向限位钉的力矩——牵引力矩。图4-14为牵引作用简图。O_c与O₁分别为擒纵叉和擒纵轮的回转中心，M₁是由发条传递来的力矩，称为擒纵轮力矩。在擒纵轮力矩的作用下，擒纵轮齿尖压在进瓦锁面上的A点，对进瓦锁面有一个正压力N（N垂直于叉瓦锁面）。作接触点A与擒纵叉中心O_c的连线，则过接触点所作的该线的垂线与叉瓦锁面所夹的角度τ称为引角。由图中可以看出，正压力N使擒纵叉反时针方向转动，摩擦力f·N使擒纵叉按顺时针方向转动，其中f为摩擦因数。摩擦力一般小于正压力，所以，最后作用在擒纵叉上的牵引力矩M_C为：

M_C＝N·α－f·N·χ

α和χ分别是擒纵叉的转动力臂。

图4-14　牵引作用简图

在牵引力距作用下，擒纵叉紧靠在限位钉上。当偶然外力较小而不能克服擒纵轮齿对叉瓦的牵引力矩时，则利用牵引力矩可以防止擒纵叉转动。如果偶然外力较大，则可依靠叉头钉和保险圆盘的作用，防止擒纵叉从一个极端位置转到另一个极端位置，当偶然外力一消除，在牵引力矩作用下，叉头钉又离开保险圆盘。

只有叉瓦锁面位置配置得当，才能形成牵引力矩。如果叉瓦的引角等于零，则正压力通过擒纵叉回转中心，就不会产生使擒纵叉转动的力矩，牵引力矩也就不存在了。