一台清代拍秒蘇鐘的修復

2010年初，武漢市一位古董鐘錶收藏家偶然淘得一台殘損嚴重的雙鈴打點報刻古舊蘇鍾，找到筆者要求修理。此鍾外殼原為紅木插屏式，但屏座和底座缺失，上面的機殼也已散架。雕花面板和搪瓷面盤尚在。整個機心酷似一件出土的青銅器，通體布滿蘭、綠、褐等色混雜的銅、鐵鏽斑與銹垢，機心內零部件基本尚在但鏽蝕嚴重 ( 見下組圖 )，鋼鐵製件尤甚，已經無法拆解。

需要修復的這台雙鈴打點報刻古舊蘇鐘的擒縱機構與多數常見的蘇鐘不同，其擒縱輪是一種12齒「蟹爪輪」( 等分為6組，每組2齒，形似螃蟹爪，是「丁字輪」的一種 )，鐘擺則是周邊有調節螺絲的遊絲擺輪。這正是所謂的「拍秒」機構 ( 即運行時秒針看似每秒鐘跳行一格，有的早期「拍秒」懷錶亦屬此類 )。根據此鐘的形制、結構和工藝特點，當屬清代中晚期中國自造的丁字輪拍秒蘇鍾。

筆者雖有50餘載業餘修理鐘錶的經歷，也未曾修過這出土文物般的古鐘。鑒於此鍾存世較少和這位藏家的懇切要求，我以嘗試和探索的心態，經過多方努力，終於使之得以復活。清洗除銹，落架檢測

由於此鍾多處銹垢結成團塊，所有螺絲均已不能旋動，整機無法拆卸。為安全起見，決定不使用強化學除銹劑，而主要採用超聲波清洗的物理方法。清洗液中加入適量清洗劑，以6振頭、250瓦超聲波清洗，歷時12天，每天10小時以上。實踐證明，此法不僅安全、有效，而且能較好地保留原夾板和零件表面的「包漿」，這一優點，恰能較好地達到古董物件「修舊如舊」的要求。

經這樣清洗，大面上的銹垢基本清除，機心得以落架分離。在對所有零部件作進一步手工精細清理之後，再對各個系統分別進行測量和計算，以取得基本參數，為下步修理提供依據。為此分別測量走時、報時、指示各個輪系內每個齒輪的尺寸、齒數、相關中心距等，推算相關齒輪模數，分析其功能和運行特徵。

經過測算得知：

1. 此鍾走時系統的塔輪每天運轉2圈，根據塔輪上螺旋形鏈條溝槽數 ( 約近15圈 )，可知它原設計連續走時約為7天。

2. 秒輪每小時轉56圈，並非如現代鐘錶的秒針那樣每分鐘轉1圈，它轉一圈實際上是1.0714……分鐘。可見這秒針實際上只是在時針和分針之外增加的一個更有動感的主要起裝飾作用的指針，並不宜用作準確計秒。這在那個時代的蘇鍾里是常見的。

3. 此鐘的擺頻為13440拍/小時，或224拍/分，或112周/分，這是修理後期調校運行快慢的依據。

4. 報時系統塔輪每轉一圈擊錘敲鈴156次，而每日兩輪1至12點報時小計156次，加上每小時報刻6次（一、二、三刻分別以雙鈴敲1、2、3次）、24小時小計144次，故打點報刻每天合計300次，塔輪每天轉2圈，能保證與走時系統同步運行而略有餘量。

5. 報時系統每次擊錘風輪轉數為70圈。根據各零部件清理的具體情況，凡仍可繼續使用的予以留用；凡有部分殘損但尚能修復的歸入待修之列，並相應繪圖註明 ( 如某些齒輪、齒軸及雜件等 )；凡已完全損壞不可修復的，則根據原件進行精確測繪 ( 如某些齒輪、蟹爪輪、擺軸等 )，有的需使用投影儀測量，還有的需要根據該零件與其他零件的相關位置和功能要求，進行必要的設計。殘損零部件的修理與製作

在前述準備之後，開始對此鍾進行修理。

首先是對前後夾板、發條等作基礎性的維修。因鏽蝕嵌死在夾板上的斷螺絲和齒輪軸榫等，都一一取出，對螺孔進行清理，必要時再行攻絲，並按其規格選配或製作螺絲。逐一清理各齒輪軸眼，磨損嚴重的重新鑲嵌銅眼。發條要從條盒內取出，經去銹、除垢、內外鉤整形並全面加塗潤滑油脂後裝回條盒待用。

第二步對輔助性零部件進行維修。將斷為數節的鏈條重新鉚接，並檢驗其強度。走時、報時兩個系統的塔輪，要拆開檢修其上條棘輪、棘爪、棘爪簧等，保證上條動作靈活、止逆牢靠。原擺輪、蟹爪輪軸孔外的鋼片托均銹爛，以優質鋼片重新配製。前夾板前面指針輪系和報時系統的部分立柱、鏈條引導簧、打錘回彈簧、擋錘支架、雙錘聯動組件以及快慢針等附屬雜件、均按原樣式、規格和材質逐一重做。

上組圖：拍秒鐘修理圖19. 複製的蟹爪輪 20. 複製打錘回彈簧 21. 複製走條前棘輪 22. 複製前夾板立柱23. 栽接齒輪軸榫 24. 複製風輪齒軸 25. 複製擺上托鋼片 26. 複製蟹爪輪上托鋼片

第三步修理製作部分齒輪、齒軸。如打三輪、打四輪和跨輪軸下榫已斷，分別進行栽接；打三輪片原尺寸偏小且與齒軸同心度差，重新製作並作了修正；走時發條軸上原缺調整初始力矩的棘輪，風輪齒軸因磨損和鏽蝕已嚴重缺損，也都依樣重做。所做各齒軸材料採用高碳易切削鋼，銑齒後進行淬火和回火，以保證其強度和韌性；輪片則採用優質黃銅板，均與原件材質相當。由於是作坊式單件製作，輪片和齒軸均採用較原始的「成形銑」工藝，銑刀為自製硬質合金單刃式，磨製銑刀時刀頭形狀與原齒形比對，必要時用投影儀檢測。

第四步製作關鍵部件蟹爪輪，包括輪片和齒軸。鐘錶修理行業許多老前輩流傳著一句話：「丁字輪，叮死人！」意指這種擒縱機構一是少見，二是其工作機理較難捉摸，因此修理起來費力勞神。本人過去多次修過幾種丁字輪結構的懷錶（也包括「拍秒」的），有些認識和體會，但也沒有做過蟹爪輪，因此還是格外小心謹慎。首先，對原蟹爪輪殘件作精細檢測，尤其是它的尺寸、齒尖形狀和方位角度，藉助投影儀測量。其次，根據蟹爪輪齒尖的形狀特徵和角度，制訂相應的加工方案及工序，重點保證關鍵部位力求精準，對於非關鍵部位（如輪輻形狀）則作機動處理以方便製作。然後，按擬定的方案銑切加工蟹爪輪片和齒軸（輪片上有6個鋼質三角形小立柱，也都按原樣式規格製作，固定於相應位置），再進行熱處理、打磨和鉚合。

第五步，鐘的心臟擺輪部件的製作修配。殘存原擺的擺軸及其軸上的「鐮刀」均已銹爛，需重新製作。擺軸總長度和各部分的長度、直徑及縱向溝槽，要根據其上下夾板間的空間以及與蟹爪輪的相互作用機理分別予以設定。「鐮刀」的形狀和尺寸，也按此原則處理，製作完成後與擺輪鉚合。原擺輪周邊的配重螺絲是鋼製件，已全部銹爛，改用黃銅製作，裝入擺輪進行初步的平衡調整。組裝與調試校準

組裝與調試按照先子系統、後整機的順序進行。首先把走時、報時輪系及其發條盒裝入夾板，走時系統的擺輪和報時系統的計數打錘機構都暫不裝入，確認兩個輪系運轉靈活之後，再裝入兩系統的鏈條並上發條試驗觀察。

在此基礎上對走時系統進行調試。第一步是讓鍾能夠「走動」。先將未裝遊絲而裝有「鐮刀」的擺輪裝入，並上發條少許，如果擒縱機構（蟹爪輪和擺輪）各部分均正常，則走時輪系會按照正常運行的方向轉動，擺輪也會因「鐮刀」不斷接收蟹爪輪傳遞來的能量補充而不停地單方向轉下去。此時如果裝上秒針，它就像「走」起來一樣，並且是「拍秒」式運行。如果擒縱機構內存在任何故障，走時輪系就不會運轉或中途停滯。擺軸上的「鐮刀」的長短和它與軸上縱向尖槽的夾角，都需要在此階段反覆進行調整和驗證，使之逐步完善。

第二步是讓鍾能夠「走准」。將擺輪裝上遊絲，遊絲外樁的方位，須使得鍾在未上發條、即無驅動力時，擺軸下部的縱向溝槽正對蟹爪輪軸心。這相當於普通叉瓦式擒縱機構「調整擺口」，在無動力時使擺軸上的圓盤釘正對擒縱輪軸心。否則，會造成「偏擺」，上條之後擺輪不能起擺，或者左右擺幅不對輪，兩個半周期的間隔不均勻。

在擺輪遊絲系統能夠正常動作之後，再對其運行快慢進行檢測和調整。可利用標準表測定此系統的擺動頻率，與原測算出的112周/分進行比較，便可確定遊絲的有效工作長度是否合適，按照先慢而後逐漸調快的原則，確定正確的遊絲總長度和工作長度。此鍾在調試過程中發現，其原來遊絲系銅質，雖未銹爛，但其扭矩顯著過小，擺輪遊絲的振動頻率約70至80周/分，故推斷它也可能並非原裝。後經更換較硬的遊絲，結合調整擺輪配重螺絲，終使它逐漸達到測算的標準。

報時系統的調修，在走時系統調試之前或之後進行都可以。有關這方面的方法步驟，與普通蘇鍾完全相同，本文不另贅述。

經過兩個多月的努力，這台一百多歲高齡、原被認為再生無望的古鐘終於得以復活。經實際運行，它的日差小於1分鐘，滿條連續走時可達5天。分析原因，是由於發條尾段動力不足且發條圈間摩擦較大。此時如將上條匙略為旋進一個小角度，使發條圈間狀態稍有改變，它仍可以繼續走完原鐘設計的7天全程。