如果您是工科學生或工程師，您可能知道讓我們的世界運轉的複雜機器。
但是你有沒有想過，對於這些機器的平穩運行來說，它們有平衡輪是多麼重要？平衡輪是工程學的無名英雄。
它們被用於從手錶到發動機的一切事物，它們安靜而良好地工作以穩定機械裝置的運動，並為它們提供我們每天所依賴的精度和準確度。
因此，如果您準備好了解更多關於這個有趣但經常被忽視的話題，請係好安全帶並準備好了解擺輪的工作原理以及為什麼它對眾多工程項目的成功如此重要。
擺輪簡介
正式定義：
控製或穩定機構運動的輪子。
擺輪是機械表和小鍾表計時的一種方式。
它是一個可以前後轉動的加重輪。
稱為游絲或游絲的螺旋扭力彈簧將輪子拉回其中心。
手錶的調速機構由擺輪和游絲組成。
擺輪的工作原理
擒縱輪向平衡輪發送側向推力，使其前後移動。
游絲為擺輪提供返回原位所需的力。
每次擺動或振動之間的時間取決於擺輪的重量和發條的柔韌性。
擺輪的每一次滴答或節拍都會使齒輪係向前移動一定量，從而使指針向前移動。
平衡輪連接到移動手錶或鐘錶指針的齒輪。
擒縱機構
擺輪前後運動，並由擒縱機構保持運動。
擒縱機構隨著擺輪的每次擺動分三個階段移動：解鎖、脈衝傳遞和鎖定。
擒縱輪上的一個齒靠在鎖定面上，另一個齒進入兩個角之間平衡滾輪上的脈衝寶石。
這個滾輪的慣性使它移動一個槓桿，使擒縱輪旋轉或不旋轉，這取決於它們是否被允許。
現代平衡輪
大多數現代手錶擺輪由 Glucydur 製成，它是鈹、銅和鐵的合金。
彈簧通常由 Nivarox 或其他具有低熱彈性係數的合金製成。
它們的頻率為 4 赫茲，這意味著它們每秒移動四次或搖晃八次。
大多數現代車輪在工廠通過用激光在輪輞上燒製精確的凹坑來進行計算機平衡。
為什麼平衡輪對工程成功至關重要
還是很難理解？讓我稍微改變一下觀點：
無論如何，誰需要平衡輪？我的意思是，誰需要他們的機器穩定準確，對吧？讓我們不要小心，看看當我們取出那些讓一切順利運行的煩人的小部件時會發生什麼。
可能會出什麼問題？
任何優秀的工程師或機械師都會告訴您答案是“很多”。擺輪並不是機器中最令人興奮或最華麗的部分，但如果沒有它，一切都會分崩離析。
因此，讓我們深入了解平衡輪的世界，了解為什麼它們對眾多工程項目如此重要。
好吧，那隻是一個看起來像電視廣告的笑話。
現在讓我們回到解釋。
平衡輪的應用
擺輪在機械裝置中的常見應用
平衡輪在機械裝置中的使用已有數百年的歷史，時至今日仍以多種方式使用。
平衡輪在機器中的一些最常見使用方式是：
- 鐘錶：正如我們已經說過的，擺輪通常用於機械表和小鍾的計時。
在這些裝置中，手錶工作的速度由擺輪控制。
這樣可以確保手錶保持準確的時間。
- 計時表：計時表是專門用於在不同條件下準確測量時間的時計。
它們常用於導航和飛行，需要非常精確。
擺輪是天文台表的重要組成部分，因為它有助於保持計時機制的平衡。
- 工業應用：平衡輪用於各種工業應用，例如銀行金庫時間鎖和彈藥的時間引信。
在這些情況下，擺輪用於記錄時間並確保事情在正確的時間發生。
車輪平衡
另一方面，車輪平衡是平衡輪胎和車輪組件的重量以確保其在高速下均勻移動的過程。
這是保持乘坐安全和舒適的一個非常重要的部分。
大多數時候，一個安裝好的車輪和輪胎被放在一個車輪平衡器上，它使車輪居中並旋轉它以確定配重應該放在哪裡。
現代車輪平衡器使用先進的計算機技術來測量橫向力和軸向力。
這使得可以更準確地將重物放在輪子上。
計算機化的車輪平衡器還可以判斷有多少重量失衡以及應該將重量放置在何處以使輪胎盡可能均勻。
平衡輪的演變
隨著時間的推移，平衡輪發生了很大變化，以提高高速行駛時的乘坐質量，並處理由輪胎設計和車輛使用引起的問題。
在 20 世紀 80 年代，裝配線車輪平衡機和車庫中的靜態校正改為靜態和耦合校正（動態平衡）的組合。
但是隨著輪胎變得越來越大，雙修正配重從輪輞凸緣上移開並變窄。
這引起了問題。
工業車輪平衡機使大批量平衡車輪過程自動化成為可能，以適應 OEM 應用。
對於夾子重量，重量通常放在車輪內而不是輪輞邊緣，這改變了重量的計算方式。
獲得恰到好處的平衡對於處理這些問題變得更加重要。
車輪和輪胎設計的當前趨勢
隨著技術和物流的改進，公司製造和運輸貨物變得更加容易和快捷。
正因為如此，輪胎的設計和材料不斷變化，使輪胎的操控性、抓地力、在雨中的表現更好，並使用更少的汽油。
由於電動汽車的興起，車輪和輪胎設計師正試圖解決諸如更高扭矩、更多磨損、滾動阻力、重量和靜音操作 (EV) 等問題。
仍然需要平衡輪來確保輪胎在高速下均勻移動，這對於駕駛時的安全性和舒適性都很重要。
平衡輪的設計與性能
平衡輪的製造方式對其工作性能非常重要。
製作擺輪時，製表師必須在頻率和慣性之間進行多種權衡取捨。
頻率和慣性
平衡輪的工作性能在很大程度上取決於它轉動的速度和重量。
擺輪的精度隨著頻率的升高而提高。
當頻率較高時，手腕的運動對擺輪的影響較小。
但是具有更大慣性的更大平衡輪使自行車更穩定。
在設計平衡輪以獲得最佳性能時，必須仔細考慮這種權衡。
如果擺輪太大，它會妨礙其他部件，如發條盒和發條，浪費能源。
選擇擺輪時要考慮的因素
為特定機械設備（如鐘錶）選擇擺輪時，您需要考慮以下事項：
- 頻率：擺輪的頻率必鬚根據機械裝置所要求的精度來選擇。
- 慣性：擺輪的慣性必鬚根據機械裝置所需的穩定性和能效來選擇。
- 材料：必須仔細選擇用於製作擺輪的材料，以提供必要的強度、耐用性和重量。
- 尺寸：必須選擇擺輪的尺寸，以提供最佳性能，同時確保不干擾其他部件。
輪胎/車輪平衡因素
為了在組裝輪胎和車輪時實現適當的平衡，您應該考慮以下事項：
- 承載能力：是指腳輪或輪子滾動時可以安全承受的重量。
選擇合適的輪子時，您可能需要在價格、承載能力和保護地板之間做出選擇。
- 環境：這包括衝擊載荷、地板類型和地板保護。
- 材料：為特定應用選擇砂輪時被研磨的材料及其硬度。
砂輪上砂粒的大小和等級也很重要。
- 濕磨或乾磨：這是決定磨削過程中是否使用冷卻液的一個因素。
如果使用冷卻液，陶瓷結合劑砂輪的作用會更軟，因為冷卻液的潤滑性有助於減少磨削區的摩擦和能量。
- 平衡模式：現代輪胎/車輪平衡機包括直接驅動電機、多種平衡模式、激光導向、以秒為周期的自動啟動、重量存儲箱和自動靜態平衡等功能。現代輪胎/車輪平衡機具有直接驅動電機，多種平衡方式，激光導向，秒循環自動啟動，配重倉，自動靜平衡。
- 時機：當新輪胎安裝到輪輞上、輪胎已旋轉以及行駛中出現振動或搖晃跡象時，檢查輪胎/車輪平衡非常重要。
- 裝配平衡方法和砝碼：應根據其應用選擇合適的裝配平衡方法和砝碼。
拆卸和安裝平衡輪和托盤叉
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結論
當我們結束對擺輪的觀察時，很明顯，這個小而強大的部件是確保各種機械裝置平穩工作的關鍵部件。
但除了實際用途之外，擺輪的工作方式還具有一種詩意，在形式和功能之間取得微妙的平衡，在張力和釋放之間達到完美的平衡。
也許工程師和非工程師都能從中學到，即使在混亂和復雜之中，也可以有和諧與美麗的時刻。
因此，下次您在從事艱鉅的工程項目時，花點時間想想擺輪有多漂亮，並記住有時最強大的解決方案也是最簡單的。
鏈接和參考
韋氏詞典：
https://www.merriam-webster.com/dictionary/balance%20wheel
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