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鎖的構造與開鎖原理

時間:2016-05-20 21:22:13 點擊: 收藏

每一種鎖在構造上都有不同之處,這就決定了其功能的不同。對于開鎖原理而言,絕大多數鎖的開鎖原理是相同的,除磁卡鎖、電子鎖等部份鎖例外。
一般的鎖,如普通門暗鎖,拉閘門鎖,十字型門暗鎖等,雖然它們的樣式、構造、大小不相同,但開鎖原理卻是完全相同的。俗話說:“萬變不離其中!“這些鎖開鎖原理之所以完全相同,主要是在于它們的鎖心都是圓形物體。學過物理的人都知道,只有圓形物體才能自由地轉動。方形、扁形是物體是不能隨意轉動。
據某修鎖專家經過二十多年對鎖刻苦鉆研、拆解了不少于萬數的鎖,鎖的種類、型號成千上萬,細心進行分析與探索,總結了開鎖原理及許多與鎖相關的經驗。無論什么樣式、型號的鎖,只要是由鎖身與鎖心兩大部份構造的鎖,其鎖心都必須是圓形物體。這一原理誰也無法改變。然后再過幾十年、幾百年,也不會有人能改變這一原理。
論敘了這么多,鎖的開鎖原理其實是在這一圓形物體的鎖心上作文章的。首先,鎖心都是采用較硬的金屬來制作。那么,日常生活中人們所使用的鎖為何都是采用銅來制作的呢?采用銅制的銅心,這是有一定理由的。銅不易生銹,銅與鐵等金屬不會沾結粘連。銅比較堅硬,并具有很好的韌性,不易斷裂。也有少數廠家是用不銹鋼制作鎖心。不銹鋼成本較高,為一般廠家所不采。但是有的廠家為了節省材料、降低成本,采用鋁合金鍍銅來制作鎖心。造成鎖易壞,鎖心易斷裂,這是不可取的。此外,采用銅墻制鎖心還有一個優點是不易氧化。銅鎖心的鎖即便是掛在露天下被日曬雨淋久了,雖不好開啟,但只要滴幾滴潤滑油(如煤油、機油,最好是衣車油)活動開啟幾下就能使用鎖的功能恢復如初。
其次,在圓形的鎖心上鉆有幾個小洞孔,再在與鎖心小洞孔相應處的鎖身位置也鉆上相同數目且口徑大小一樣的小洞孔。小洞孔的作用是用來裝彈子和彈簧。(鎖身上的小洞孔是用來裝彈子和彈簧的,而鎖心上的洞孔稱之為彈子)。通常,我們把鎖身和鎖心上的小洞孔稱之為彈子孔。那么,彈子的作用是用來卡住鎖心,使鎖心不能隨便轉動的。因此,無論鎖身的外型及鎖身內的機關如何的不相同,但對于開鎖原理發揮著主要作用的是鎖心,彈子和彈簧。當鎖身的彈子孔與鎖心的彈子孔完全重合時,鎖身彈子孔內的彈簧發揮彈力作用,把鎖身彈子孔內的彈子向上頂出。鎖身彈子孔內的彈子被頂進了鎖心彈子孔內。鎖心彈子孔內原有的彈子在同一時間被向上頂。由于鎖心鑰匙孔內有一條長凸條卡住,阻擋鎖心彈子孔內的彈子,使彈子不被頂出彈子孔口外,脫掉出來。廠家生產鎖時,都計算過彈子的長度和鎖心彈子孔的深度。一般都必須是鎖身彈子孔內和鎖心彈子孔內的兩粒彈子長度之和大于鎖心彈子孔深度加鎖心彈子孔口到長凸條的長度。且鎖心彈子孔內的彈子長度必須大于鎖心彈子孔口到長凸條的長度的1/3以上。這樣,鎖心彈子孔內的彈子孔口有長凸條卡住而不被頂脫出彈子孔,那鎖身彈子孔的彈子在彈簧作用下就有部份長度頂進了鎖心彈子孔內。鎖身彈子孔內的彈子卡進了鎖心彈子孔內的同時,也就是把鎖心卡住,等于是卡住了圓形的物體,使圓形物體無法隨意轉動。此時,鎖是處于鎖著狀態,就是平常說的“上鎖了”。然而,在伸鑰匙進入鎖心鑰匙孔后,鑰匙上的齒槽把鎖心彈子也內的彈子向下壓縮,剛好把鎖心彈子孔內的彈子全壓倒,壓平鎖心彈子孔的另一面孔口處,(鎖心彈子孔口與鎖身彈子孔口的接觸面),這時鎖身彈子孔內的所有彈子由于被鎖心彈子孔內彈子向下壓的作用,也全部被壓平鎖身彈子孔口,回到鎖身彈子孔內。這時,鎖身彈子孔內的彈子不能卡進鎖心彈子孔內,鎖心彈子孔內被下壓的彈子也不能壓下進入鎖身的彈子孔內,就是說沒有了東西卡住圓形鎖心。然后可用鑰匙扭轉鎖心進行轉動,鎖心轉動后則帶動鎖身內的機關,把鎖打開。這便是開鎖原理。所以,只要是圓形鎖心的鎖其開鎖原理完全相同。

相同鑰匙開同一把鎖
鎖的開啟是用鑰匙進行的。為何相同的鑰匙才能打開同一把鎖呢?在前一節已闡述了開鎖時的狀態,也就是鑰匙把鎖身彈子孔內所有的彈子全壓回到鎖心與鎖身彈子孔口的接觸面時,才能扭動鎖心將鎖開啟。這樣就決定了鑰匙必須是在能把鎖身彈子孔內所有的彈子全壓回到接觸面(鎖身與鎖心)時,才能起到開鎖功能。因為廠家生產出的鎖,其鎖身彈子孔內的彈子都是同等大小,長度一樣的,而鎖心彈子孔內的彈子同等到大小卻不一定長短相等。這就決定了相應鑰匙的凹齒槽的凹度有深淺差別。比方說,按照一般一把五齒槽的鑰匙,與鑰匙相應的鎖頭必須是鎖心與鎖身上都有五個彈子孔(卡珠孔除外)在鎖身的彈子孔與鎖心的彈子孔重合連通成五個彈子孔時,每一個彈子孔內都有一根彈簧,兩粒彈子。
平常人們從鑰匙孔口外向里面看進去,用眼睛可以看得見的那一排彈子統稱為第一粒彈子。被第一粒彈子壓在下面彈子孔內的則稱為第二粒彈子。每一粒彈子都有各自的用途。鎖心彈子孔內的第一粒彈子長度的不同,決定了鑰匙的不同,也就決定了相同鑰匙開啟同一把鎖這一道理。
將鑰匙伸入鑰匙孔后,鑰匙上的每一個凹槽都對準著一粒每一粒彈子。第一粒彈子長的話,在鑰匙上與之相應的凹齒槽的深度就深;反之,鑰匙上凹齒槽的深度則淺。不妨拆開一把鎖來觀察分析就弄明白了。
第一粒彈子與第二粒彈子是緊密聯系,相互制約的。第一粒彈子的長短與否決定著第二粒彈子能被彈簧頂進鎖心彈子孔的深度。也就是說第一粒彈子長的話,它所占鎖心彈子孔內的位置就多。這樣鎖心彈子孔內剩余的空間就少,那么第二粒彈子能進入鎖心彈子孔內的深度就淺。相反,第一粒彈子短的話,第二粒彈子能進入鎖心彈子孔內的深度就深。
了解上述知識后,就充分弄懂了相同鑰匙有開啟同一把鎖的道理。
按照鎖廠出廠產品的規格標準計算,比如一把五齒型鑰匙的普通門鎖,其鎖的相同機率定為2‰,也就是每500把同一類型的鎖中允許有兩把鎖相同,鑰匙也就相同。
學過排列的人都會知道,兩個數字(不相同數字)有兩種不同的排列,三個數有6種不同的排列,4個數有24種不同的排列,5個數有120種不同的排列,6個數有720種不同的排列,……。排列公式為:n.(n-1).(n-1),n>1(n為自數數)。
上述排列公式運用在鎖的彈子排列上,只是針對鎖的第一粒彈子在第一粒都是長度固定時進行的。那么,若是第一粒彈子長度發生變化后,其排列結果就不同了,排列的數目會增大。打個比方吧:把四粒彈子作一個排列,這四粒彈子的長充規定為第一粒長2毫米。第二粒長3毫米,第三粒長4毫米,第四粒長5毫米。其排列結果有24種。如果再更換四粒彈子來作另外一個排列,第一粒長2.5毫米,第二粒長3.5毫米,第三粒長4.5毫米,第四粒長5.5毫米,結果又有24種排列。
通過上面的舉例可知,一把鎖的彈子孔越多,加上彈子長度變化的不同,其鑰匙和鎖的相同機率就越小。但是許多廠家在生產鎖時,都習慣把彈子的長度規定在一定范圍內的模型中生產,不能以充分發揮第一粒彈子長度變化的作用,在一定程度上增大了鑰匙的相同機率。
一般,按廠家出產的鎖,最少的齒有兩齒型的鑰匙,最多的有16齒型的鑰匙。鎖內的彈子孔越多,鑰匙上的齒槽數跟隨著也就越多,其保險性能就越強。反之,鑰匙上的齒槽數越少,鎖的保險性能就越弱。第一粒彈子的不同,決定著鑰匙的沒同。若是拿錯了鑰匙,就不可能打開鎖。廠家在生產制鎖時,一般都規定第二粒彈子是同等到長度的,第一粒彈子是基本上不同長的。其彈子的排列決定著鑰匙上齒槽的排列。若用同一把鎖來調動鎖身與鎖心彈子孔內的彈子,可以把一把鎖調成幾十、幾百,甚至上千把不同的鎖。其調成鎖的數目與彈子孔數的排列結果是數目相同的。

鑰匙的功能
平常生活中人們使用的鑰匙一般是采用銅或鋁制作的,也有用鐵制作的(用鐵制作的鑰匙都是外層電鍍一層鉻,避免生銹)。
制作鑰匙所用的材料都是韌性較好的金屬,便鑰匙不易斷裂,能夠承受幾千、幾萬、甚至幾十萬次開啟。當然也不能排除拿錯鑰匙進行強行開鎖而造成鑰匙易斷裂的情況。
鑰匙除了在一側有凹凸齒槽外,在其正面還有一條長形凹齒槽(有的鑰匙有兩條或三條長凹槽)。在前面已講述敘了鑰匙上凹的作用,那它的長凹槽又有何作用呢?其實,鑰匙上的長凹槽與鎖心鑰匙孔內的長形凸條是一對搭配關系。鑰匙上的長凹槽剛好能夠容納鎖心鑰匙孔內的長形凸條。若是不同廠家生產的鎖,其鎖心鑰匙孔內的長形凸條有所不同,相應在鑰匙上的長凹槽也就不相同。也就是說只有同是一個廠家生產出來的鑰匙才能百分之百的插得入同型號的鑰匙,就有可能不能把鑰匙伸入鎖的鑰匙的孔內(在全國各個廠家生產的普通門暗鎖的鑰匙型號都按一定規格進行生產,所以基本上是相同的)。
在前面已敘述了鎖心鑰匙孔內長形凸條的作用是用來阻擋鎖心彈子孔內的彈子,使彈子不能從彈子孔口向鑰匙孔脫落出鎖心外。若是彈子全部脫落出鎖心彈子孔外,彈子就失去卡住鎖心的功能。
另外,順便再敘述一下彈子孔內彈簧的作用。眾所周知,彈簧具有收縮反彈的功能。當鎖在鎖著的狀態下,彈簧就體現它的反彈功能,把第二粒彈子往上頂彈,使第二粒彈子彈進鎖心的彈子孔內,起到卡住鎖心這一卡栓作用。當把鑰匙伸入鎖心鑰匙孔后,彈簧則體現它的收縮功能。它在收縮過程的同時,同樣是具有反彈性的。這樣也就起到阻礙第一粒彈子被鑰匙上凹齒下壓而進入鎖身彈子孔內的作用。生產鎖時,都在彈簧裝入鎖身彈子孔后的外端用東西封蓋。(對于暗鎖之類的鎖沒有這種封蓋,但它們的鎖身外套殼也起到封蓋作用。)平常的封蓋采用材料一般是鋁合金屬,也有銅或不銹鋼的。
對于人們平常使用的普通掛鎖,若是鎖心上有5個彈子孔,鎖身就有6個彈子孔。為何鎖身又多設置一個彈子孔呢?若拆開一把掛鎖來觀察就會弄明白其中的原因。在鎖心的圓形外圍的龜背上有一條弧形凹槽。這一條弧形凹槽剛好是與鎖身內多出的那一個彈子孔相對應的?;⌒伟疾鄣膶挾扰c這一多出的彈子孔的直徑是同等長度的。在鎖身這一多出的彈子孔內裝入一粒鐵制的長彈子(稱為卡、位彈子),然后用鋁材料來封填塞這一彈子孔裝入長彈子剩余的位置,使這一粒長彈子不能活動,固定卡死及卡進鎖心的弧形凹槽內。這一裝置是非常必要的。它起到固定鎖心的作用,使鎖心不能在鎖身的鎖心孔內向內外移動或脫落出外,只能作原地轉動。
另外,這一弧形凹槽和卡位彈子還有一個作用就是控制掛鎖鑰匙扭轉的最大限度,只能在一定范圍的度數內來回扭轉。這樣可以克服鑰匙易扭轉過龍又反轉回原位置,以及減少鎖心扭轉時造成的磨擦損傷,鎖也就不易壞。那么,鑰匙扭轉的度數是與弧形凹槽有密切關系的。鎖心上弧形凹槽的長度越長,鑰匙扭轉的度數就越大;反之,鑰匙扭轉的度數就越小。其實,弧形凹槽的長度與鎖心外圍的圓周長比例越大,鑰匙扭轉度數的范圍就越大,這是一種正比關系,可以用下面的公式來計算鑰匙扭轉的最大度數:
n0=  弧形凹槽長度  ×3600(n為鑰匙扭轉的最大度數)。
鎖心外圍圓周長
一般廠家制掛鎖時,都規定弧形凹槽的長度占鎖心外圍圓周長的20%內,也就是說掛鎖鑰匙最多可以扭轉到720,對于暗鎖之類的是沒有弧形長凹槽這一設置的,所以鑰匙可以不受度數限制地自由扭轉。


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