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钢琴的结构与维修钢琴的结构与维修一、钢琴的结构 钢琴是一种体形大、结构精密复杂、性能全面的乐器钢琴发音优美，音 域宽广，弹奏舒适灵敏，造型美观钢琴也具有随意转调，演奏各种和声的、 复调的多声形式体裁乐曲的性能钢琴还有在音量上控制极其灵敏，对从极弱 极强各种力度层次都有明晰反应，运用指弹和踏瓣技巧可获得多种音色变化等 独特性能钢琴所以能有如此性能，是与它的合理精到的设计与精密复杂的结 构分不开的 立式钢琴和三角钢琴一般都是由张弦部分、击弦机械、踏瓣机械和外壳四 大部分组成图 l 是立式钢琴的剖视简图，从中可以看出各组成部分所处的位 置钢琴的各个部分都起着重要作用，虽然在不同的钢琴设计中，有的零部件 构成方式有所差异，构成件的数量有所不同，但是构成钢琴各主要部分的作用 都是不变的 上述钢琴结构的划分，是按照钢琴零部件的组合单位与在钢琴中的使用功 能相结合而形成的也有人主张将钢琴分为弦列、音板、支架、键盘和踏瓣机 械、外壳五部分等分法尽管划分安排上有所不同，但是钢琴的各相关部件的 结构和功能还是相同的 目前，立式钢琴是分布最广泛、数量最多的钢琴品种本文的重点放在介绍 立式钢琴的结构方面，对三角钢琴的某些结构只做对比性的简述。

(一)张弦部分 张弦部分也称张弦总成或张弦结构，人们习惯地将它比作钢琴的脊柱张 弦部分长期地支撑着按顺序排列起来并且绷紧形成巨大张力(约 16000 公斤以上)的 琴弦，稳固地使琴弦、弦架、共振系统等多种金属、木质构件组合成为一个整 体，使钢琴形成一个可靠的支撑基础它对整架钢琴能在每时每刻“重载”的 状况下正常工作，起到关键作用 张弦部分是琴弦振动发音与增强音的辐射的主体部分 张弦部分是由按规律分布排列起来的琴弦与弦架、弦马、弦轴、弦轴板、 压弦条、销钉、弦马钉，以及音板背架与一系列起到连接稳固作用的木螺钉、 机螺钉，还有一些呢圈、呢条等构件组成(图 2) 1 弦与弦列 (1)弦 弦是琴弦的简称，是钢琴的发音源被张紧的琴弦，当受到外力 (弦槌的 敲击)的作用，改变了原来的静止状态，象图 3 所示意的那样，开始在弦的两端 固定点(定位点)间进行着偏移一一返回一一偏移，于平衡位置附近做往返运动， 直到弦得到的能量(弦槌敲击而产生的)消耗完，这种往复运动才停止，这就是 弦的振动 弦振动的能量在逐渐消失，弦的偏移位置在逐渐减小，直到恢复原来静止 的平衡状态弦从它的平衡位置到它的最大偏移位置，即弦离开其平衡位置的 最大位移，被称为弦的振幅。

钢琴发音的强弱是由弦的振幅大小所决定的弦 的振幅大则音强：弦的振幅小则音弱音的强弱，也称为音量或响度在钢琴 中，影响音的强弱的主要因素是：①对弦的敲击力；②弦的质量与张力；③音 板的性能 弦在振动时，振幅尽管会因能量的逐渐减少而减少，但是弦在单位时间内的振动次数是不会改变的弦在单位时间(秒)完成全振动的次数称为频率频 率的单位是赫兹，简称为赫，通常写为 Hz 或周／秒、次／秒弦振动的频率 决定了音的高低振动的次数多，则音高；振动的次数少，则音低在钢琴中， 影响频率的主要因素是：①弦的材料和质量；②弦的长度；③弦的直径：④弦 的张力 不同材料不口质量的弦，发出的音高不相同长度、直径与材料相同的弦， 如果张紧的力相同，其频率(音高)相同，反之则频率(音高)各异同一根琴弦张 力小则音低，张力大则音高：同样材质的弦，如直径、张力相同，长的音高， 短的音低：张力、长度相同时，粗的音低，细的音高上述关系用公式表示如 下： (补入关系式：f=， ， ， ， ， ， “f”用斜体字) 式中：f 一弦的频率(基频) L 一弦长 M 一弦的线质量 T 一弦的张力 弦的振动，是属于机械波的一种，弦即传播波的媒质。

在张紧的琴弦各部 分之间，存在着相互作用力，如弦受到弦槌敲击的部分发生了振动，由于它对 周围其它部分有力的作用，就会带动周围部分振动起来同样，周围部分又会 带动临近的远处部分振动起来这样接续下来，弦的振动波(机械波)即从弦的 一端传到另一端因为弦槌敲击弦的位置是在固定点(支撑点)之间，所以振动 波是向两端传播的，当波传到一端支点以后，又反转方向往回传播波从振动 点开始，沿着振动方向经过弦的全长再回到振动点，即完成了整个振动周期 钢琴的弦分为裸弦与缠弦两种 裸弦也称为钢丝弦主要用于频率较高的高音区与中音区理论上裸弦应 该是张于两个固定点之间的完全刚柔而均匀的固体材料构成的细线实际上它 是具有极高抗张强度和好的塑性，且圆度好、线径变化小的经电渣重熔等工艺 处理专为钢琴琴弦使用的弹簧钢丝--琴钢丝这里说的极高强度和好的塑性， 是指具有承受每平方毫米 180 公斤(180kg／mm2)左右的张力不变形，并且没有 机械损伤的能力按照钢琴设计的一般要求，钢丝弦的抗拉强度应该是每平方 毫米 200 公斤至 260 公斤新的钢丝弦被初挂到钢琴上，经调律等工作被张紧 以后，会因钢丝的塑性，生而稍稍伸长，造成弦的张力减小而振动频率随之降 低的情况。

这样的情况应该算是正常的现象，但是要求这种塑性伸长越小越好 此外，还要求钢丝弦张挂后的弯角处不出现裂痕再者，为了使琴弦的使用寿 命得以延长，要求钢丝弦的表面经过电镀、发蓝或抛光处理 钢丝弦的规格，是依照钢琴的特殊需要选定的铜丝弦从 12 号开始到 26 号截止，共分为 25 个规格(号)，其中 12 号最细为 0．725 毫米，26 号最粗为 1．6 毫米为保证琴弦功能的需要，对钢丝弦每种规格的极限抗张强度及断裂 载荷、单位重量都有比较明晰的要求，如表 l 列出的那样，不能任意变更钢 丝弦也被习惯地称为琴钢丝，它的直径与钢丝号可用专用的琴钢丝线规来对照 卡试、测量，没有琴钢丝线规的时候，可用千分尺直接测定 缠弦,也称低音弦，是频率较低的低音区使用的琴弦, 也有的用在中音区的 起始几组琴弦上 缠弦是以钢丝弦(裸弦)做核心(称为芯弦)．在外面缠绕上经过防锈处理的紫 铜丝(称为裹弦或铜丝弦)而制成的作为包裹在芯弦外面的紫铜丝--裹弦，应圆度好，线径均匀，并且柔软、缠绕性好这样才能使两种不同材料缠绕在一起 组合成整体性好的琴弦，振动中不会发生分离，呈现出良好的工作状态 在低音区使用缠弦，是为加大琴弦直径、增加琴弦质量。

从相对较短的琴 弦获得所需要的较低的振动频率如果根据弦长与频率的关系，用增加弦的长 度来得到钢琴所需要的低音频率，那么低音弦将会太长，使琴体难以制造并造 成人力、物力上的极大浪费；如果用加大钢丝直径的办法来获取，则会因为钢 丝过粗、挠性不良，弦槌敲击时不容易振动以致发不出音来；并且也会因在弦 架上的连接困难，带来难以加工组装、不易调律等工艺问题用缠弦作为振动 频率较低的低音弦，目前是比较理想的方法缠弦不仅可以加大弦的质量，而 且挠曲性也很好．受激发时容易振动，在提琴、吉他、竖琴等许多乐器上被广 泛采用 新的铜丝被缠裹在铜丝弦上之后，很容易因人为的原因（如手的触摸使其 表面粘上汗液）和天然的原因(气候潮湿)而生锈--表面覆盖上铜绿，往往比经过 防锈处理的铜丝弦生锈更早为了使它生锈来得晚些．较长时间保持低音弦的 品质和延长它的使用寿命很多钢琴的低音弦裹弦使用经过涂膜处理的铜质电 线内芯(漆包线)因为它既可增强防锈能力．又具有对裹弦所要求的主要性能由于低音弦的频率变化以及变化中逐渐改变琴弦质量(重量)的需要，裹弦 的直径也应该随着频率的变化而改变常用的裹弦铜丝，直径从 0．3 毫米至 1．8 毫米，分为 30 多种规格．象选定钢丝弦的规格一样，这些不同直径的裹 弦，也是随着低音弦频率的变化和设计需要而从中选取的。

钢琴的低音琴弦确 定以后修换琴弦时最好不要随意改动，遵照原有低音弦的芯弦直径、裹弦直径 和缠绕裹弦的长度及其缠 绕位置来复制新的规格相同的低音弦，往往是最保险可靠的当然．有时 出于改善钢琴局部音响效果的动机而改变低音区琴弦，可以例外，但最好是谨 慎从事 缠弦分为单层缠弦和双层缠弦两种单层缠弦是将裹弦直接缠绕在芯弦上 (图 4） 双层缠弦是在芯弦上缠绕一层裹弦--内层裹弦后，再缠绕一层裹弦--外 层裹弦而制成的(图 5） 双层缠弦是用在频率最低的几根低音弦上 缠弦是靠熟练的操作技术及传统工艺在打弦车上精细加工而成选配芯弦、 裹弦规格恰当，芯弦顺直无折弯，裹弦缠绕紧密度均匀适当、弦扣匀称紧密(见 弦的连接部分)是对它的基本要求缠弦装在钢琴上，有时会出现沙音这在 很大程度上是由于裹弦缠绕过松 琴弦在振动时相互碰撞造成的有时也出现 低音弦共振不起来、发音不良的情况．这被称为木音木音的产生主要因为裹 弦缠绕不均匀，有的地方裹绕过紧，裹弦之间挨靠得过于紧密，制约了弦的振 动，琴弦象铜棍似的缺少良好的挠性引起的沙音和木音通常是在低音区(有时 也在中音区的起始端缠弦部分）里发生在钢琴声学品质要求中不 允许有这种情况发生，所以不论是新琴还是使用多年的旧琴，出现沙音木 音的时候必须及时修好。