在有趣的机芯里 藏着一些神奇的珠子

[修表在线技术解析] 每次谈论机芯，经常会有些枯燥，因为它实在不是一件很浪漫的事情，总是要牵扯到很多理科学霸才会关心的问题，但是今天这个话题，相信我，就算只是看看图，你也会觉得惊奇和有趣，假如你真的喜欢机械的话。今天想要介绍的是机械机芯里面的一些珠子，在大多数人的印象中：“开玩笑，机芯里哪有珠子，我怎么没见过。”

是的，当我们在不断被灌输欣赏机芯的打磨和结构之时，很多细小的东西会被忽略，珠子就是其中之一。机芯里的珠子在哪里？最常见的，就在自动摆陀的那个轴承里。这一点我想一般表友都知道，可是还知道更多吗？滚珠轴承有什么好处呢？除了滚珠轴承，机芯里还有哪些神奇的珠子？

什么是滚珠轴承？和维基百科解释的很专业了，简单说它就是个带有珠子的轴承。滚珠轴承有什么用呢？首先，减少轴和固定层的摩擦，其次固定和支撑部件。 轴承的构造不是很复杂，简单说就是内环、外环和中间的珠子，中间还有一些细节的东西，但这属于机械精密制造的范畴，我们只需要知道大概就好了。

它的原理其实也很简单，在过去，还没有滚动轴承的时候（不单指钟表领域），一般的轴承都是轴和固定板直接摩擦，为了好用，就抹上润滑油，但润滑油时间长了会消耗掉，而且这是滑动摩擦，一旦润滑油少了，它会产生磨损，最后只能换轴。滚珠轴承是滚动摩擦，中学的物理老师说过，滚动摩擦比滑动摩擦阻力小，所以优势显而易见，它不但不会产生高温，还可以大幅降低磨损。第一个现代滚珠轴承的专利记录，是1794年一位威尔士发明家和钢铁专家所发明，用于车轴。

滚珠轴承的关键是什么？就是里头神奇的滚珠。滚珠是整个轴承最重要的部分，它决定了轴承的品质，国际上对滚珠有相应的标准，从G3到G2000，滚珠表面越光滑越好，越圆润越好。同时，不同材料制作的滚珠，也有不同的特性，比如多数钢制作的滚珠，需要润滑，无论是高铬钢还是轴承专用的一些合金钢材，而氮化硅陶瓷制作的滚珠，就不需要润滑，因为它的抗摩擦系数是最好的，当然还有其他一些材料也能达到这个级别，但它的洛氏硬度为70，是主流轴承滚珠材料中硬度最高的。

滚珠在机芯中的运用，主要是自动摆陀里的滚珠轴承，目前市面上所能见到的大部分自动摆陀，用的都是滚珠型的轴承，具体什么时候开始的，我没有细究，不知有没有表友清楚？但有一点大家都知道，劳力士最著名的自动机芯Cal.3135用的是销钉轴承，销钉轴承长期使用会有磨损，导致很多用户的机芯出现自动陀剐蹭主夹板的现象（所以需要及时的定期保养），从而损耗了机芯，所以很长一段时间里，大家都希望劳力士可以用滚珠轴承代替销钉轴承。

当然，劳力士的自动计时机芯Cal.4130早就是滚珠轴承自动摆陀了，2015年开始，劳力士新一代的自动机芯，Cal.3255和Cal.3235也都用了滚珠轴承。其他的自动机芯包括最基本的ETA机芯，大多数用的都是滚珠自动摆陀。记得前些年，很多品牌在宣传自主自动机芯的时候，里面都会有描述，采用陶瓷滚珠轴承，说明当时来说这是一项重要的技术，但是近几年好像没有怎么看到了，都是只说是自动上弦。

不同的自动机芯，自动陀滚珠轴承的类型不太一样，有的大有的小，哪一种适合，完全取决于机芯本身的设计，ETA 2824和ETA 2892很明显的差别就是自动陀滚珠轴承不一样，百达翡丽的滚珠轴承和爱彼的不一样，精工的和Vaucher的不一样，这些都要依据机芯本身的设计来确定和生产。但一致的是，它们都用于固定自动陀使其不会偏移位置，同时极小的摩擦有助于自动上弦（需要区别上弦效率，其很重要的影响因素是摆陀的重量和结构）。

当大多数珠子用在了轴承里为你上链之时，还有一些俏皮的珠子，它们天性就是好动。这是我首次看到这样的创意，RM 007，世界著名的高科技制旗下的一款女士腕表。可以说，世界上几乎所有的自动机芯上的摆陀，都是实心金属块作为重锤，它的重心是固定的，而Richard Mille的魅力在于突破常规。

RM 007自动陀，内部装载了上百颗大小、形状都一样的小金属珠子，这些珠子可以在自动摆陀的框架中自由滚动，它的好处是，当摆陀摆动时，随着里面珠子的滚动，摆陀重心会偏移并靠近摆陀边缘的某一顶端位置，增加惯量。是否更有效我没有发言权，但这是一种全新的方式。同时也形成了非常有趣的视觉冲击，对于女性朋友而言，里头的珠子能够随自己手臂摆动而自由滚动，太有趣了。

即便你是机械机芯爱好者，我想你也不一定会知道，有一种发条盒竟然有滚珠轴承，这是某一个机械狂魔干出来的事儿。2009年，绮年华（Eterna）发布了一款新机芯，Calibre 3505 Spherodrive。这款机芯很有意思，它将滚珠轴承，运用于发条盒的上下两个支撑点上。不好意思，这里真的需要用到一点机械机芯的基本原理了。

普通的发条盒，有这样几个部分组成，内部的发条，发条一端连着最中间的条轴，另一端连着发条壁，条轴上端与上条棘轮（或称大钢轮）相连，下方由主基板垂直方向固定，发条壁就是整个发条盒的内壁，发条盒外壁有齿，也叫条盒轮，条盒轮上方有条盒盖。一般情况下，条轴和条盒盖及主基板的接触位置，都是用人工红宝石，点上润滑油润滑，因为条轴和这两个位置有直接的接触，会有摩擦。

绮年华将条轴会接触到的这几个点，全部换上了滚珠轴承，这不得不说是一次大胆的尝试，因为在此之前，还确实没有听说过有这样的做法（如果有请知道的表友留言一下）。很显然，宝石轴承和滚珠轴承依然是有差别的，宝石轴承都需要点润滑油，如果是陶瓷的滚珠轴承则不用，虽然成本和技术难度都提升了，好处是寿命更长久。

更有意思的是，绮年华发条盒底座，是双滚珠轴承结构，内环带有方形开口，用于连接条轴，中环通过三颗螺钉固定在底部基板上，外环通过3颗螺钉与发条盒固定（还有三个孔是三颗销钉），这也是头一回看到在发条盒上使用螺丝。毫无疑问，这个结构比起单纯的一颗红宝石轴承要复杂多了，更何况占据了大量的空间，绮年华的发条盒是叠加到双滚珠轴承之上的。这样做真的值得吗，用这样的代价去替换一颗小小的红宝石？不管怎样，这是一种全新的尝试，在微型技术发展的今天，已经可以将此简化。这也说明了一个问题，红宝石轴承依然不是最理想的轴承方式，它还有新的可能。

和上面的条盒轮一样，我想很多朋友可能也是第一次看到这样的结构，使用滚珠轴承代替夹板上的宝石轴承。这是日本独立制表师Hajime Asaoka的奇思妙想。Project TTourbillon，T计划陀飞轮？这款机芯有13个滚轴轴承，以及13钻。这是迄今为止我见过滚珠轴承最多的机芯，而且是手动机芯，没有滚珠轴承自动陀。

和前面绮年华的滚珠轴承发条盒有异曲同工之妙，只不过Hajime Asaoka把滚珠轴承用到了主要的轮系之中。同样的，这些轴承一方面起到减少摩擦的作用，另一方面固定和支撑轮系结构。更重要的是，他还把滚珠轴承用到了陀飞轮这项极为精密的结构中，这是一次极大的冒险，也正是他制表乐趣的所在。

事实上，单纯这样去欣赏，我们很难理解替换成滚珠轴承有多难，如果你现在手里有一只背透的手表，你可以仔细对比一下，这只陀飞轮机芯小的滚珠轴承是普通螺丝表面面积的1/3左右，轴承里面还有6-7颗左右的滚珠，可想而知这些滚珠有多么细小，细小到放在桌面，你离他一尺距离都无法用肉眼看清。所以它的高精度微型制造工艺，才是值得欣赏的地方。当然，这也不是他一个人能够完成的，这是他和两家公司合作制作的腕表，一家公司叫OSG Corporation，专门生产高精度切削工具的，另一家叫Yuki，高精密机械设备的供应商，这两家公司为他提供了技术和设备上的支持。

除了以上这些，滚珠在机械机芯中，还有哪些神秘的身影呢？给你看个厉害的。2014年，宝格丽推出一款超薄陀飞轮机芯，Finissimo Caliber BVL 268，世界最薄陀飞轮机芯，它的厚度仅为1.95毫米，和一枚一元硬币的厚度（1.85毫米）相当。一直以来，超薄是无数制表师的追求之一，因为它代表着更精简的结构，更精密的部件，和更精湛的制表技术，还必须做到结构稳固。

每一枚超薄机芯，都来之不易，如果你稍微了解一些陀飞轮，就应该能理解，超薄陀飞轮有多难制作，因为一个陀飞轮结构就可能超过这个厚度。为了达到超薄，宝格丽尽可能的去掉了一些夹板，并将所有的部件，都尽可能的固定在主基板的两边，这意味着需要放弃传统上齿轮部件上下双重固定的模式。改用直接中心固定，通过一个固定螺丝和一个滚珠轴承就可以实现，大幅降低了厚度，因为一些齿轮不再需要有中心轴。

借助微型技术的精密制造能力，宝格丽选择了滚珠轴承代替了一部分红宝石轴承。肉眼难以察觉的神秘小珠子，再次发挥了神奇的作用。在这枚机芯中，官方资料显示共使用了8枚不同的滚珠轴承，其中3枚使用于发条盒周围，得以让发条的高度增加一倍，动储增加到52小时。

更有意思的是，宝格丽将滚珠轴承应用到了陀飞轮框架之中。传统上，浮动式陀飞轮的底部是有固定轴承的，而宝格丽的这款机芯是真正的浮动式，上下都没有固定轴承，而是围绕在陀飞轮框架外的滚珠轴承与主基板固定，从某种意义上说，它的支撑面更多更均衡，理论上比中心固定轴要稳固。这就是宝格丽这款机芯，既能够做到超薄，又可以稳固的原因。

再说点题外话，这款机芯还有一个有意思的地方是，从陀飞轮到中心的走时系是分开的，不在一条能量线上，传统上这条能量线是一体的，而这款机芯，从发条到陀飞轮是一条能量线，从发条到中心走时系是另一条能量线。而且上条拨针系也非常有意思，一个结构多种用途，实在巧妙。

当细小的珠子在机芯里大行其道之时，大个儿的珠子也开始跃跃欲试。一个十分有趣的独立制表师品牌，Christophe Claret，如果你是资深表迷，一定听说过这个名字，它的几项代表作品，颠覆了数项高级制表界的传统。我不太记得具体是哪一年，他创造了X-TREM-1这一个表界奇葩，将磁性技术运用到机械制表中，传统上，对于磁都是避之不及。

这一枚无与伦比的机芯，使用磁力驱动，由丝线牵引着机芯两侧的金属球，缓慢的移动，以指示时间。这两颗不锈钢金属球（没错，和其他的珠子相比，它就是个球），有着严格的技术指标，为了减轻重量以便在磁力能控制的范围内，这两颗小金属球中心镂空，表面覆盖涂层。浮动式陀飞轮均匀分割能量，为走时提供精确度量。

按照现在的高精密微型机械加工技术，无需润滑的微型滚珠轴承是完全可以制造的，只是成本很高，和红宝石轴承不是一个层级的，所以红宝石依然是综合考量下最理想的轴承固定物料，但是在高级机芯中，微型滚珠轴承将会有用武之地，它能够改善机芯的整个厚度、润滑和稳固问题。只是，它实在太机械化了，没有红宝石漂亮。

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