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钢琴键盘击弦机杠杆原理的分析

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一台好的钢琴其键盘机械(键盘、击弦机、踏瓣)必须符合触感舒适,反应灵敏,轻重适宜,弹起来得手等等。当按下琴键时,要有同时发出音来的感觉,就是要把手指的力几乎迅即从键子传到弦。弦槌击弦后,又须迅即离弦,且处于可再击状态。即使手指按键不起,也应如此。否则弦槌抵住弦、在弦上滞留时间稍长,就会影响发音,或无法再击。
其次要有良好的震奏性,就是在同一键子上要能快速连续弹出音来,具体要求震奏达10次/秒至12次/秒。在快速震奏时,弹奏者往往在键子尚处于回程一半不到时就又弹下去。仅由键子本身的惯性是来不及返回原位的,这就要求键子在接近回程的一半时,击弦机就又处于按键即可再击的态势。
再次是随着手指按键用力大小,发音响度须相应变化。这与键盘机械的静阻力、动阻力及弦槌的质量、速度和槌毡弹性等因素有关,通常只用在键前端加砝码测量键下沉的静阻力。构成动阻力的零件质量惯性和挠性等因素,须在设计中计算测定。键前端的下沉深度为9.5~11.5毫米,这在所有钢琴上是统一的。键子在上下运动的过程中,阻力不得出现突然的、非均匀的变化,否则弹奏者就难以判断用多大力弹下去才合适。以下我们阐述一下击弦机杠杆作用及构造。
键盘机械(键盘、击弦机、踏瓣)是一个完整的系统,只是从工艺角度可以把它分为键盘和击弦机两部分,整个机械是一个由多级杠杆连接组成的杠杆系统。这个系统由键盘(前档、中档、后档、扁销、圆销、小垫圈、白键、黑键、中座板、卡钉)、联动器杠杆(联动杆、联动器轴架、顶杆轴架、顶杆、攀带勾、托木、勺钉)与弦槌(总档、转击器轴架、线轴、制动木、弦槌柄、弦槌)三个基本杠杆组合件,以及制音器(制音杆、制音器轴架、制音头、制音毡)辅助杠杆组合件组成,另外还包括一些起调节和支撑等作用的零件。键盘有成排的键子(杠杆)——白键和黑键,由安放在构成框架的三条枕木上的扁销和圆销定位和导向,可前后翘动。其它三个杠杆组合件,各以其可转动的轴架——联动器轴架、转击器轴架和制音器轴架,用螺钉固定在有复合断面的总档上。这些轴架就是这些杠杆的活动关节。横贯全部机械的总档系固定于铁支架上。按下键子前端,固定于后端的卡钉即起而推动联动杆上升。联动杆在其它杠杆之间起分配运动的功用:
1、作为辅助杠杆顶杆即起而推动整个弦槌杠杆组合件击弦,在弦槌未触弦之际,使顶杆从弦槌下的线轴底部脱出,这样使弦槌藉惯性击弦后即弹回,不致继续压在弦上妨碍发音,又可使弦槌尽早返回准备复击的位置。
2、位于前端的两支金属杆随同上升,对弦槌返位起擒纵作用,托木以其有毡垫的一面托住击弦后弹回的弦槌,下部的制动木使其安稳地回靠到背档呢和背档上,同时攀带勾通过与制动木相连的攀带,以联动杆降落时的自身重量帮助弦槌返回。
3、与联动杆起落的同时,勺钉在弦槌击弦前的瞬间使制音器离弦而起,弦得以自由振动;在手指离键、联动杠杆落下时,又放回制音器压到弦上而制止发音。由此可以看出,联动杠杆在把来自键子的动力传给弦槌时是第二级杠杆,而在同时通过勺钉把力传给制音器时又是第一级杠杆。
为消除在机械运动中产生弦外杂音,在一些零件的转动或接触部分衬以呢毡、皮革等材料。如各个轴架的轴的周围,有一种用密实的毛呢卷成的轴瓦。

 

 
关键词: 钢琴键盘 击弦机


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