【苏】钢琴制造-支架结构-弦轴板3-1回转阻力矩 230925

钢琴制造

弦轴板3-1回转阻力矩

【苏】 H·A·捷亚柯诺夫  著

关肇元  金菊生  合译

资料提供/ 霸拓

图文处理/ 梁锐祥等（星海音乐学院）

轻工业出版社

百花齐放、百家争鸣是学术的基本态度。作为学术平台，霸拓推送（并不代表认同）能引发思索的文章。

支架结构的这一部分具有极重要的作用。弦轴板的作用是保证钢琴结构的稳定性。弦轴稳固在这块板上，弦就靠弦轴来张紧。如果在弦张力的影响下。弦轴即使稍微有点松动或弯曲，钢琴的音准就要受到破坏，即所谓不能保持乐器的调。那样的钢琴，即使它具有其它一切的优点，也没有任何价值。所以在生产中对于弦轴板的结构、材料的质量和制作的精密度，都要特别注意。

因为弦轴板上弦轴孔的直径略小于弦轴的直径，所以是靠摩擦作用把弦轴拧紧在板上。弦轴的稳固示意图如图49。在弦的张力下，弦轴对弦轴孔产生压力；同时弦轴板的下面几层(弦轴尾端)显然也吃力很大。如果弦的张力超过这几层板的抗压强度，弦轴就会把木材压坏和弯曲。如果弦轴和弦轴板孔壁之间的摩擦力小于弦的张力，弦轴就要松动。

    弦轴板通常用山毛摔或槭木树材制作。山毛桦具有大约460公斤／厘米²的顺纹抗压强度。弦轴的长度通常是65～70毫米，插进弦轴板里去的部分大约是30毫米。使用那样厚的一整块独板是危险的，因为它很可能翘曲和裂开。通常弦轴板由年轮方向相互垂直的若干层木板粘合而成，上面的一层木板总是采取横向年轮，就是顺压力方向。

    弦轴板的工作如下：

    弦的张力“P”把插入弦轴板的弦轴拉得很紧，竭力要把弦轴倒转回来和向下弯曲。弦轴和孔壁之间的摩擦力对抗着这种力。显然，为了使弦轴不致松动首先要使回转阻力矩大于弦轴动作的力矩，即大于弦的张力矩。

    弦的张力矩等于从M_cMp=PR，这里R是弦轴半径及弦半径的和。回转阻力矩等于M_Ⅱ=TS，这里T是表面单位磨擦力，S是摩擦面积。现代钢琴弦的最大张力可能相当于175公斤。当弦轴的直径是7毫米弦的直径是1．2毫米时，最大张力矩等于：

   经过一系列试验的结果，确定回转阻力矩，也就是摩擦力矩，在正常的条件下大概是95到100公斤／厘米。

    这一力矩值决定于：l，孔径及弦轴直径的相互关系；2，木材的性质；3，弦轴及弦轴孔表面的加工质量。

    弦轴以一定的紧度插入弦轴板孔，这决定于弦轴和弦轴孔两者直径的差别。似乎这个差别越大，弦轴在孔内就越紧。然而并不这样。实际上只有当弦轴直径和孔径的差别还没有达到一定的最适宜的程度以前，回转阻力矩才会继续增加。过度地增加两者直径的差别，就不能再提高回转阻力矩了。这是说，把弦轴砸进太紧的孔内时，孔壁就会被破坏，木材纤维就会破裂，它们之间的联系就遭到破坏，因而摩擦力减小。在正常的情况下，直径大小最适宜的差别是1．2到1．3毫米左右，就是当弦轴直径是7毫米时，孔的直径应该是5.7毫米

回转阻力矩与木材密度和硬度指数的加大成比例地增加。山毛榉(高加索的)的密度通常是在0．59到0．69范围内；端部硬度等于630±90公斤／厘米²；径面硬度等于460±80公斤／厘米²，弦面硬度等于435±80公斤／厘米²。

由此可见，应该把木材的年轮配置在使端部承受弦轴最大压力的位置。制造弦轴板用的山毛榉材密度和硬度指数的最小值在0．63克／厘米³和520公斤／厘米²为适宜。