宝石轴承是什么以及它们为什么重要

[腕表之家钟表技术] “听说你的腕表里有些红宝石？一定很珍贵吧？等等，在哪儿呢，我怎么看不到？”第一次欣赏腕表时，人们往往会问“机芯里的小红点是什么”，或者“腕表为什么都提到宝石数量呢”？如果您是一位爱好者或收藏家，相信对上述对话已经习以为常。本篇文章将为大家详细讲述这种经常被低估，但又对完美运作至关重要的机芯零件——宝石轴承（Jewel Bearings）。

机械机芯包含传动装置，如各种齿轮，这些零件在枢轴（穿过齿轮的垂直轴）上旋转。然而，有些情况必须纳入考量，例如，腕表中的第四轮每分钟绕轴旋转一圈，也即每天旋转1,440圈，每年旋转525,600圈。这甚至还不是腕表中转速最快的齿轮......因此，即使最小最轻的齿轮，也必须考虑到它施加给枢轴的力。直接将齿轮枢轴嵌入机芯基板有害无益，因为金属和金属之间会产生摩擦。就算应用现代润滑油，也会逐渐减慢齿轮转速，影响腕表精准性，直至某一时刻，齿轮彻底停止运作。宝石轴承就是解决方案。

宝石（或红宝石Rubies）被用作轴承，以减少关键点的摩擦，提高腕表的精准性和耐用性。除了钻石，红宝石（一种刚玉）是硬度最高的材料之一，几乎不会磨损。因此，宝石可以做得很平滑，与金属枢轴之间的摩擦非常小。最后，宝石还具有优良的耐热性和耐酸性。

机械机芯中的宝石轴承横截面

一段简史

在宝石“发明”之前，金属枢轴和轴承之间的摩擦一直令制表师颇为头痛，因为随着时间的推移，润滑油的老化，最终往往导致机芯严重损坏。

宝石，人造红宝石

18世纪初，瑞士数学家和天文学家Nicolas Fatio de Duillier发明了一种技术，可以精准宝石钻孔，以便将其用作机械腕表的机芯轴承。最初，宝石选用石榴石（比红宝石更易得、更实惠）、蓝宝石、红宝石、甚至钻石（阿伯拉罕·路易·宝玑先生就曾用过）。但宝石钻孔需要大量工作，因而仅限于高品质腕表。以至于多年来客户一直将宝石（及宝石数）与高档腕表联系起来，而腕表越复杂，机芯需要的宝石数就越多。曾经，要向美国市场出口腕表机芯，需准确标清宝石数量。

18世纪末，法国化学家Pierre Victor Louis de Verneuil发明了熔化工艺，用于生产人造刚玉（蓝宝石或红宝石）。这项发明使得大量生产人造宝石成为可能，人造宝石比天然宝石更加均匀，宝石轴承也变得更加实惠。

KIF Parechoc®防震装置

防震装置

摆轮的枢轴和宝石轴承特别脆弱，容易在冲击下损坏，也是导致腕表送返维修的主要原因之一。配备防震系统，宝石安装在弹簧上，可以辗转腾挪，吸收径向和轴向的冲击力。对瑞士机芯制造商来说，比较常用的防震装置包括Incabloc、KIF和Etachoc。（图/文腕表之家许朝阳编译）

正确认识机械机心镶嵌宝石的意义

熟悉手表机心结构的人应该清楚，宝石轴承在一枚腕表中属于“其它部件”范畴，它的用途是减少枢轴杆摩擦。我们所说的红宝石轴承中的红宝石一般是人造的，主要成分是三氧化二铝，具有质地坚硬均匀、容易加工、色彩多选等几种特性，同天然红宝石有相同的性质。不知道大家有没有想过，手表机心为什么要镶嵌红宝石？

早期制表工匠会在机械机心内部放入耐磨的石头，作为机心零件轴心的轴承以减低磨擦。后来制表师想到可以使用相当耐磨的天然红宝石取代石头，但是使用天然红宝石的成本太高，这促使一些钟表企业开始研发出其他替代方案，后来天然红宝石渐渐被人造红宝石取代，不仅成本可以降低，也让红宝石轴承得以普及、延长机心的使用寿命。

时至今日，这些人造红宝石仍被简称为宝石，主要成分是三氧化二铝，具有质地坚硬均匀、容易加工、色彩多选等几种特性，同天然红宝石有相同的性质。这些红宝石被转动、打磨、钻孔，以作为腕表不同齿轮的承轴，但相对地它们不像天然红宝石般如此有价值，仅被视作为腕表的重要零件罢了。

一般说来，宝石轴承越多代表机心越复杂。通常我们把25钻之内的都成为功能钻，标准基础机心的17钻是二轮、三轮、秒轮、擒纵轮；2X4=8钻，摆轮上下防震器各二钻；2 X 2 = 4钻，擒纵叉、叉瓦各用二钻；2X2=4钻，圆盘顶一钻；在标准配置下，给条盒轮加2钻就是19钻，自动系统再加四或六钻，就是21钻、23钻，自动加日历系统再加2钻，就是25钻。

历史渊源

还是先从红宝石的历史说起吧，18世纪的英国是高品质钟的摇篮，制表师采用小颗粒的红宝石(称为宝石)来作摆锤枢轴的轴承。最早创造出红宝石钻孔技术的是瑞士的光学仪器商和天文学家Nicolas Fatio，他去英国希望能为这个发明获得“皇家特权”。不过英国人声称这个技术已经在使用，最终他没有获得特权，而他的技术被其他工匠采用，也正是这个技术让大英帝国在手表工业上持续处于优势地位。转机在于制表大师亚伯拉罕•路易•宝玑Abraham-LouisBreguet，他把英国的手表技术带回法国（宝玑先生为瑞士纳沙泰尔人，当时在法国巴黎研习制表技术）。此后，红宝石被普遍运用到手表中。

技术原因

机心镶嵌红宝石最初是基于技术原因，机械表机心的运作必须依靠各齿轮不停传递动力而进行。在红宝石的重要功用没被人们认识之前，擒纵轮的旋轴、擒纵叉、摆轮轴杆以及行轮系的轮子都被旋入在黄铜夹板的孔洞中。这些孔带有小油槽，油会流入孔中来润滑枢轴。时间一长，空气中的灰尘等进入形成具有磨蚀作用的物质，慢慢挫掉片上较软的黄铜，甚至挫掉较硬的钢制枢轴。表匠们于是意识到需要找到一种比黄铜坚硬的材料，经受住枢轴的磨损。这种材料就是红宝石，它是一种硬度仅次于钻石的材料。天然红宝石有很强的稀缺性，所以人们用合成的方式做成腕表所用的宝石。

消费诉求

所有的产品最终都是为了满足消费。在消费者眼里，带有宝石(哪怕是人工宝石)的腕表，能够提升“颜面”附加值。制表商们很快嗅到商机，开始在机心上镶嵌红宝石。红宝石轴承主要有四类：一类是作为轴眼用的，俗称“钻眼”，它镶嵌在一定部位上，使轮轴和钻眼相接触;另一类是作为盖板用的，俗称“托钻”，它相当于机械中的轴承，可限止轴榫的上下晃动;再一类是做摆钉用的圆形钻石。即使是一块普通的手动上链机械表，宝石数量也会从最少14颗到最多19颗不等，自动上链和复杂机械腕表就更多了。