鋼琴調(diào)律中弦軸的受力度指數(shù)研究

摘? 要：鋼琴音準(zhǔn)的調(diào)整是通過調(diào)音扳手對(duì)弦軸的作業(yè)來完成的，調(diào)整后的音高仍需要依靠弦軸來穩(wěn)定。鋼琴弦軸是對(duì)音準(zhǔn)控制最為直接和有效的手段，準(zhǔn)確的音高是音樂表現(xiàn)的必要條件，是激發(fā)音樂靈感和演奏激情的源泉。一架保養(yǎng)不好、音律不準(zhǔn)的鋼琴很難激發(fā)演奏者的靈感和演奏興趣，可見弦軸在調(diào)音過程中的巨大作用。

關(guān)鍵詞：鋼琴調(diào)律；弦軸；音準(zhǔn)

鋼琴是我國最為普及的樂器之一，它的特色構(gòu)造以及音樂學(xué)習(xí)中對(duì)音準(zhǔn)的要求，需要每年進(jìn)行專業(yè)的調(diào)律。而調(diào)律過程中，最重要的就是對(duì)鋼琴弦軸進(jìn)行調(diào)整，以期達(dá)到最佳音準(zhǔn)效果。筆者基于自己在高校從事鋼琴調(diào)律的實(shí)踐與教學(xué)的基礎(chǔ)，以及針對(duì)鋼琴調(diào)律中弦軸的受力度進(jìn)行的研究，將梳理兩種調(diào)律方法的異同并論析其背后的原因及其影響，以及自身在實(shí)踐中的一些思考，集中闡述如下，以就教于方家。

一、從國家標(biāo)準(zhǔn)與國際

標(biāo)準(zhǔn)看鋼琴弦軸維度的不同

弦軸是指能固定琴弦且能調(diào)整琴弦松緊度的轉(zhuǎn)軸，其作用是調(diào)整音的高低。國際標(biāo)準(zhǔn)鋼琴弦軸長(zhǎng)為65mm，直徑6.9mm～7mm（另有直徑7.2mm～7.4mm，為維修使用） ，前端在15mm處沖壓成有錐度的方形，與調(diào)律扳子頭配合，用來扭轉(zhuǎn)弦軸， 達(dá)到調(diào)音的目的。在距軸頂端方頭以下15mm處鉆有1.5mm左右的穿弦孔，弦孔以下有8mm～10mm的軸作為纏繞琴弦和調(diào)整弦圈的部分，再向下42mm的部分栽入軸孔內(nèi)，在弦軸尾端有7mm的倒角。而我國鋼琴弦軸長(zhǎng)度為62mm～65mm，直徑7mm左右，另有大直徑的為維修使用。前端15mm～18mm處沖壓成有錐度的方形，用于配合調(diào)律扳手來扭轉(zhuǎn)弦軸，在方形處距弦軸前端15mm有1.5mm左右直徑的穿弦孔，弦孔往下有8mm-11mm作為纏繞琴弦和調(diào)整弦圈的部分，再向下是帶有紋牙的33mm左右插入軸孔內(nèi)，在弦軸尾部有6mm 左右的倒角。

據(jù)資料顯示，從建國后的四大鋼琴廠到現(xiàn)在的鋼琴制造廠，所選用的弦軸材料有45中碳鋼、60Si2mn合金彈簧鋼、65碳素彈簧鋼等金屬弦軸材料。輕工部1975年頒發(fā)的鋼琴部件標(biāo)準(zhǔn)（SG96-75）將弦軸材料定為65碳素彈簧鋼。1985年9月提出的鋼琴國標(biāo)將弦軸材料規(guī)定為“用GB3206-82優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼絲中的45中碳鋼，或與此性能相同或更好的材料”。直到《GB/T10159-2002》規(guī)定弦軸應(yīng)符合GB/T3206中45#鋼，或使用與此性能相同甚至更好的材料。

根據(jù)上述我們可以得知，弦軸在材料的選用上，隨著科技的發(fā)展，雖然不同時(shí)期所用材料有所不同，但都具有一定的共性——強(qiáng)度和彈性。

二、弦軸在常態(tài)化

與調(diào)律中受力指數(shù)的變化

鋼琴調(diào)律中弦軸受力是通過軸與軸孔壁的摩擦力來張緊琴弦，該摩擦力稱為回轉(zhuǎn)阻力矩。弦張力增大，回轉(zhuǎn)阻力矩也相應(yīng)增大。當(dāng)弦張力很大、阻力矩亦很大時(shí)，弦的張力就產(chǎn)生了對(duì)弦軸的切向力（橫向力或稱剪切力）。

弦軸的受力變化表現(xiàn)在常態(tài)下和調(diào)律狀態(tài)下，常態(tài)是指鋼琴正常狀態(tài)下的弦軸狀態(tài)，調(diào)律狀態(tài)是指在調(diào)律過程中弦軸的狀態(tài)，通過常態(tài)下和調(diào)律狀態(tài)下的弦軸分析，能讓我們更清晰的認(rèn)識(shí)到弦軸在調(diào)律中的重要性。

弦軸是最直接的受力部分，弦軸部分的受力變化受鋼琴調(diào)律方法的影響最大，因此，當(dāng)使用不一樣的操作方法時(shí)，弦軸部分的受力情況就不可能一樣，這樣的變化會(huì)直接影響音高的穩(wěn)定性。弦軸受力也因材料選擇不合理，而導(dǎo)致弦軸斷裂都發(fā)生在調(diào)音時(shí)。并且弦軸在受琴弦張力作用的情況下，有傾斜和轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，保持弦軸處于平衡狀態(tài)的外力來自木圈和弦軸板，克服弦軸轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力矩主要決定于弦軸與弦軸板間的擠壓力和摩擦系數(shù)。

（一）常態(tài)下弦軸的受力變化

常態(tài)下的弦軸是指在調(diào)律進(jìn)行之前，弦軸是處于靜止?fàn)顟B(tài)的，也就是說弦軸在沒有受到外力作用時(shí)，露在弦軸板外部的拉力是來自于琴弦的，同時(shí)弦軸還有一個(gè)向左方向扭轉(zhuǎn)的力，與弦軸鑲嵌入弦軸板內(nèi)部的部分承受的相反方向的回轉(zhuǎn)摩擦力共同作用，使弦軸的內(nèi)部和外部保持平衡，處于靜止的狀態(tài)。

為了便于理解弦軸的受力原理，我們把弦軸分為A、B、C三段。

A段弦軸：從弦軸頭到穿弦孔，是接受調(diào)音扳手外力作用的部分，也是調(diào)律過程中首先受力的地方。

B段弦軸：從穿弦孔到弦軸板外部，是固定纏繞的琴弦并承受張力的部分，也是弦軸受力最大的地方。

C段弦軸：沒入弦軸板中的弦軸部分，主要是指帶有紋牙的部分，它與弦軸板產(chǎn)生摩擦，也是音準(zhǔn)穩(wěn)定的重要軸體。

從以上可以得知，鋼琴上的弦軸在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，弦軸會(huì)受到弦張力向下的力，但是沒入弦軸板內(nèi)的弦軸C段是靜止不動(dòng)的，因?yàn)镃段弦軸與弦軸孔壁的摩擦力始終大于或等于弦的張力。在弦軸孔之外的弦軸，A和B段弦軸被兩個(gè)力作用著：一個(gè)是垂直方向的張力，另一個(gè)是逆時(shí)針方向的扭轉(zhuǎn)力。這兩種力使A和B段弦軸出現(xiàn)向下彎曲和逆時(shí)針扭曲的兩種變形，雖然變形極其微小，但它們確實(shí)存在，所以，弦軸的彎曲和逆時(shí)針的扭曲對(duì)音高會(huì)有影響，換句話說，正常的音高是在弦軸彎曲和弦軸逆時(shí)針扭曲下的音高。

（二）鋼琴調(diào)律狀態(tài)下弦軸的受力變化

鋼琴調(diào)律狀態(tài)下弦軸的受力變化是指在調(diào)整音高時(shí)，主要依靠轉(zhuǎn)動(dòng)弦軸來完成，有3種主要力在調(diào)律時(shí)作用于弦軸：扳子施加的外力、弦拉力、摩擦力。在此過程中，操作方式和運(yùn)扳方向的不同使琴弦的弦軸常態(tài)下的受力狀況也不同。當(dāng)音升高時(shí)，扳手向右轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)音降低時(shí)，扳手向左轉(zhuǎn)動(dòng)，施加的力量向左方向， 形成合力。

因琴弦受張力、氣溫的變化、彈奏鋼琴、弦軸板、琴弦的質(zhì)量、鋼琴的質(zhì)量、搬運(yùn)、移動(dòng)鋼琴的影響，從而導(dǎo)致鋼琴音準(zhǔn)偏高或偏低。

所以在調(diào)律狀態(tài)下弦軸有兩種受力變化，一是將相對(duì)較低的音向高調(diào)動(dòng)，另一種是將較高的音向低調(diào)動(dòng)，這兩種皆使琴弦的張力和扭轉(zhuǎn)力有所改變，從而引起音高的變化。

1.音準(zhǔn)變低往高調(diào)整

因受溫度的影響和弦張力的下降，弦軸發(fā)生松馳會(huì)導(dǎo)致音準(zhǔn)偏低，調(diào)整步驟如下。

步驟一：調(diào)音扳手插入A段弦軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于弦張力的作用，B段弦軸會(huì)出現(xiàn)抵抗的力，這時(shí)和A段形成相反的力，接著調(diào)音扳手的加力，A段的力逐漸大于B段的抵抗力，這時(shí)B段弦軸才會(huì)和A段相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。期間，A和B段弦軸先克服逆時(shí)針的扭轉(zhuǎn)變形，后開始順時(shí)針扭轉(zhuǎn)變形，這時(shí)，聽到的音也開始升高。

步驟二：隨著A和B段順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力度加大，C段弦軸和弦軸孔壁摩擦力的增加，來抵抗A和B段弦軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力。但是A和B段弦軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力度不斷加大，A和B段的順時(shí)針力大于C段和弦軸孔壁的摩擦力后，C段弦軸開始在摩擦狀態(tài)下開始轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)A和B段弦軸扭轉(zhuǎn)變形減小，甚至出現(xiàn)反方向變形。調(diào)音扳手順時(shí)針作業(yè)的力停止后，A和B段弦軸會(huì)快速回歸原始狀態(tài)。

步驟三：弦軸C段雖然有一個(gè)逆時(shí)針方向的扭轉(zhuǎn)力，但C段和弦軸孔壁產(chǎn)生摩擦力大于或等于扭轉(zhuǎn)力，所以回歸原始狀態(tài)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于A和B段。

步驟四：聽音，發(fā)現(xiàn)音準(zhǔn)較調(diào)整前會(huì)升高。

2.音準(zhǔn)變高往低調(diào)整，步驟如下：

步驟一：調(diào)音扳手插入A段弦軸逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)B段弦軸上的張力和A段弦軸轉(zhuǎn)動(dòng)用力的方向一致，它們開始一起轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)力量傳到C段，C段弦軸與弦軸孔壁摩擦力產(chǎn)生阻礙。但隨著A和B段轉(zhuǎn)動(dòng)力度不斷加大，扭轉(zhuǎn)的力度大于C段和弦軸孔的摩擦力，C段就開始和AB段一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來。這時(shí)ABC段弦軸扭轉(zhuǎn)變形加大，調(diào)音扳手逆時(shí)針作業(yè)的力停止后，A和B段弦軸會(huì)快速回歸原始狀態(tài)。

步驟二：C段因?yàn)楹拖逸S孔壁產(chǎn)生摩擦力，再加上逆時(shí)針方向的扭轉(zhuǎn)力，回歸原始狀態(tài)的音高變?yōu)椴豢赡堋?/p>

步驟三：聽音，發(fā)現(xiàn)音準(zhǔn)較調(diào)整前會(huì)降低。

（三）常態(tài)下和調(diào)律狀態(tài)下弦軸的受力比較

常態(tài)下弦軸的受力與調(diào)律狀態(tài)下弦軸的受力存在有些許的不同，常態(tài)下弦軸的受力與調(diào)律狀態(tài)下的受力的相同之處為在弦軸板內(nèi)，都存在有一定的摩擦力。不同之處常態(tài)下弦軸的受力為弦軸板外的拉力、左扭轉(zhuǎn)力和嵌入板內(nèi)的回旋摩擦力共同完成，調(diào)律狀態(tài)下的受力為在調(diào)整音高時(shí)，主要依靠轉(zhuǎn)動(dòng)弦軸來完成。

如果僅僅A和B段轉(zhuǎn)動(dòng)，C段不受力轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，A和B段在張力和扭轉(zhuǎn)力的作用下，很快使升高或降低的音返回原始狀態(tài)，只有C段轉(zhuǎn)動(dòng)，音才會(huì)從根本上改變音高。因C段弦軸與弦軸孔壁的摩擦力在沒有人為的干預(yù)下，力是大于或等于弦的張力和扭轉(zhuǎn)力的，所以得出弦軸C段的位置決定音的高低。

三、兩種常規(guī)調(diào)律方法中弦軸的變化指數(shù)

（一）音準(zhǔn)偏低到音準(zhǔn)

1.方法

調(diào)律師在作業(yè)過程中，若琴音低于標(biāo)準(zhǔn)音時(shí)，調(diào)律扳手插入弦軸A段順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，弦軸C段在弦軸A、B段帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)到準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)停止作業(yè)，此時(shí)弦軸A、B段迅速回到常態(tài)下的受力狀態(tài)。而C 段在弦軸孔壁對(duì)弦軸的摩擦力始終大于或等于弦的張力的情況下，會(huì)暫時(shí)穩(wěn)定在準(zhǔn)點(diǎn)音高上，這種摩擦力會(huì)讓弦軸C段產(chǎn)生一種順時(shí)針方向扭曲的力，在短時(shí)間內(nèi)這種扭曲力確實(shí)可以改變音高。但因?yàn)橄逸S尾端還沒有順時(shí)針扭轉(zhuǎn)到準(zhǔn)點(diǎn)，所以它反而增加了更多的逆時(shí)針方向的扭轉(zhuǎn)力，以至于鋼琴調(diào)律后穩(wěn)定性較差，容易走音。

2.弦軸的變化指數(shù)

現(xiàn)在我們把C段分成兩段，靠近B段的為C1，另一段為C2，C1是調(diào)律后達(dá)到準(zhǔn)點(diǎn)的位置，C1的長(zhǎng)度≥C2的長(zhǎng)度。C1段的弦軸和弦軸板的摩擦力大于或等于C2的摩擦力后，音才會(huì)穩(wěn)定到準(zhǔn)點(diǎn)，但因C2沒達(dá)到準(zhǔn)點(diǎn)，也可以肯定地說還低于準(zhǔn)點(diǎn)位置，所以，音的穩(wěn)定性較差。

（二）設(shè)置“過拉”

1.方法

我們?cè)谡{(diào)律作業(yè)琴音由低往高的時(shí)候，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)弦軸，當(dāng)音準(zhǔn)達(dá)到準(zhǔn)點(diǎn)后，繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)感覺到弦軸的轉(zhuǎn)動(dòng)后即停，這時(shí)音已高出標(biāo)準(zhǔn)音，再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)律扳手，使音高降低到標(biāo)準(zhǔn)音高，這種方法為“過拉”調(diào)律方法。設(shè)置“過拉”的調(diào)律手法為大多數(shù)從業(yè)者使用，這種方法顯而易見比前一種對(duì)音的穩(wěn)定性更好。

因?yàn)檫@種方法充分考慮到了弦軸C段在弦軸板內(nèi)的摩擦力，這種力會(huì)讓弦軸C段扭轉(zhuǎn)變形。順時(shí)針設(shè)置“過拉”中的音適當(dāng)高于準(zhǔn)點(diǎn)再逆時(shí)針回到準(zhǔn)點(diǎn)可看出，一是降低音高到標(biāo)準(zhǔn)音，二是釋放弦軸C段變形的扭轉(zhuǎn)力，弦軸的變形、扭轉(zhuǎn)力越小，音準(zhǔn)的穩(wěn)定性就會(huì)越好。

弦軸C段的位置決定音的高低，為了清楚看到兩次的調(diào)律后的弦軸C段變化，我們重點(diǎn)把弦軸C段（帶有紋牙的33mm左右的部分）再次分段C1、C2。

2.弦軸的變化指數(shù)

C段弦軸在順時(shí)針設(shè)置“過拉”過程中，音適當(dāng)高于準(zhǔn)點(diǎn)再逆時(shí)針回到準(zhǔn)點(diǎn)能理解這樣可以釋放掉大多數(shù)的弦軸變形的扭轉(zhuǎn)力，這樣C段弦軸相對(duì)變形較小，整體保持在一個(gè)較好的音準(zhǔn)位置，音準(zhǔn)的穩(wěn)定性大于第一種方法。

四、基于音準(zhǔn)穩(wěn)定目的

“過拉”操作中弦軸受力度的分析

現(xiàn)在我們來繼續(xù)深入探討弦軸因C段的變形對(duì)其音準(zhǔn)穩(wěn)定的影響。

（一）音由低往高略大于“過拉”調(diào)律

由音低到準(zhǔn)點(diǎn)后繼續(xù)順時(shí)針上行略大于“過拉”的上行距離，這種大于“過拉”的距離之后再逆時(shí)針回到準(zhǔn)點(diǎn)。

（二）弦軸變化

現(xiàn)在我們把弦軸C段人為地分成三段：距離B段由近到遠(yuǎn)分為C1、C2、C3，弦軸C1和C2為音準(zhǔn)點(diǎn)部分，C3位置是適當(dāng)高于準(zhǔn)點(diǎn)音的部分。

因?yàn)镃1、C2、C3在弦軸板握釘力相同的情況下，C1+C2的摩擦力面積大于C3，所以音還會(huì)穩(wěn)定在準(zhǔn)點(diǎn)。C3本身有一個(gè)逆時(shí)針方向的扭轉(zhuǎn)力，這時(shí)候的C3高于標(biāo)準(zhǔn)音，它不但把逆時(shí)針方向的扭轉(zhuǎn)力給抵消后，還產(chǎn)生一種順時(shí)針向上的扭轉(zhuǎn)力，雖然這種扭轉(zhuǎn)力小，抵抗不了C1和C2的對(duì)弦軸板的摩擦力，但它對(duì)音準(zhǔn)更長(zhǎng)久的穩(wěn)定起到了積極的作用。這種弦軸的微變形對(duì)音準(zhǔn)的穩(wěn)定高于前兩種弦軸變化，它從理論上和實(shí)踐上都值得大家探討。但在調(diào)律過程中，弦軸C1和C2為音準(zhǔn)點(diǎn)部分，C3位置如過高于準(zhǔn)點(diǎn)音，它不但把逆時(shí)針方向的扭轉(zhuǎn)力給抵消后，還會(huì)產(chǎn)生一種順時(shí)針向上的扭轉(zhuǎn)力，當(dāng)這種扭轉(zhuǎn)力大于C2對(duì)弦軸板的摩擦力后會(huì)帶領(lǐng)C2順時(shí)針向高音反彈。如果這種扭轉(zhuǎn)力繼續(xù)加大，這時(shí)順時(shí)針向上的扭轉(zhuǎn)力過大于C2時(shí)，也會(huì)帶領(lǐng)C1同時(shí)向順時(shí)針反彈，這樣會(huì)使音高較快的高于準(zhǔn)點(diǎn)音的位置，所以C3略高于標(biāo)準(zhǔn)音需要把握一個(gè)度。

此方法需要從業(yè)者不斷摸索嘗試，弦軸C1和C2為音準(zhǔn)點(diǎn)部分，讓C3位置略高于準(zhǔn)點(diǎn)音，雖然它會(huì)產(chǎn)生一種順時(shí)針向上的扭轉(zhuǎn)力，但因?yàn)樾∮贑1、C2對(duì)弦軸板的摩擦力，所以C3會(huì)保持準(zhǔn)點(diǎn)音不變。但C3亦不可過高于音準(zhǔn)點(diǎn)位置，否則會(huì)適得其反，只有操作方法得當(dāng)才能讓音準(zhǔn)穩(wěn)定持久。

五、結(jié)語

眾所周知，弦軸在鋼琴中是連接琴弦和穩(wěn)定琴弦的重要載體，具有不可或缺的重要作用。對(duì)于鋼琴調(diào)律師而言，鋼琴弦軸是對(duì)音準(zhǔn)控制最為直接和有效的手段，每次的實(shí)際操作都是通過鋼琴調(diào)律運(yùn)扳手法使弦軸運(yùn)動(dòng)，從而引起鋼琴音高的變化。我們知道，準(zhǔn)確的音高是音樂表現(xiàn)的必要條件，是激發(fā)音樂靈感和演奏激情的源泉，因此，一架保養(yǎng)不好的、音律不準(zhǔn)的鋼琴很難激發(fā)演奏者的靈感和演奏興趣，這就體現(xiàn)出弦軸在調(diào)音過程中的巨大作用。所以，本文把弦軸C段的受力變化分成C1、C2、C3三段進(jìn)行論述，更能清晰地說明怎么能夠更好地穩(wěn)定音準(zhǔn)，以期引起廣大鋼琴調(diào)律師們?cè)谡{(diào)律中對(duì)弦軸的重視，充分理解弦軸在受力變化時(shí)對(duì)音準(zhǔn)的影響，從而達(dá)到在鋼琴調(diào)律中更好地穩(wěn)定音準(zhǔn)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢肖普，巴克.鋼琴手冊(cè) 選購、養(yǎng)護(hù)、修理、調(diào)音及疑難問題解答[M].上海妙言翻社，譯. 莊平賢，譯.北京：人民郵電出版社，2015.

[2]金先斌.鋼琴弦軸漫談[J].演藝科技，2014（4）：45-47.

[3]王秀根.鋼琴弦軸木圈和弦軸板的受力分析[J].樂器，1992（1）：5-6.

作者簡(jiǎn)介：倪鐵峰，河南師范大學(xué)教師。

編輯：劉貴增