講解組合螺栓在生活中的重要性

組合螺栓

在我們?nèi)粘Ｉ钪?其實都在無時無刻的都在使用的螺栓,試問:螺栓真的那么重要嗎?今天就看一下螺栓的由頭:

其實我們乍一看,螺栓只是將東西連在一起,似乎平凡無奇。但是深究下去,您就會意識到,比起第一印象,看似無足輕重的螺栓和螺絲背后其實隱藏著更多秘密。沒有它們,所有器具和機器都會支離破碎。

螺栓是建筑和機械設計中最常用的零件之一。它們將各種東西連在一起——從電動牙刷和門鉸鏈中的螺絲,到用來固定建筑物中的混凝土支柱的大量螺栓,林林總總,包羅萬有。但是,您有否曾停下來想過它們實際上來自哪里?

德國《波拉徳火器史》收錄的一篇成稿于1475年的手稿中,詳細記載并繪出了最早的火繩槍,其槍機是用兩顆帶溝槽的螺絲釘固定在槍托上的。之所以使用螺絲釘,是為了應對槍管連續(xù)引爆火藥時所產(chǎn)生的震動,使槍機不致因此從槍托上松脫。

早期的螺絲釘都是通過手工制作的。在制作時,要先鍛造出螺絲釘?shù)尼斉?再用錘子在釘胚上敲出釘頭和圓形的釘身;然后,用鋸子在釘頭上鋸出一道溝槽,再使用一種叫做“板牙”的螺絲鋼板制造螺紋。

由于制作工序復雜且價格昂貴,早期的螺絲釘是論個賣的,其應用并不廣泛。直到16世紀中葉,它的應用領域也僅限于盔甲、火槍以及鐘表制造等為數(shù)不多的行業(yè)。

雖然螺紋的歷史可以追溯到公元前400年,但現(xiàn)代螺栓和螺絲工藝中最重要的發(fā)展卻是在過去150年間取得,而專家們對微不足道的螺母和螺栓的起源持有不同看法。Frederick E. Graves在他的文章《螺母與螺栓》 中提出,螺紋栓和配套螺母用作緊固件的歷史只能追溯到15世紀。他依據(jù)15世紀早期的一本書中第一次出現(xiàn)以印刷形式記錄的螺絲,得出該結(jié)論。

但是,Graves也承認盡管螺紋栓可以追溯到15世紀,然而沒有螺紋的螺栓卻可以追溯到羅馬時代,當時這些螺栓被用來「閂門,作為開關門的轉(zhuǎn)軸和楔形螺栓:閂條或螺桿上帶有槽口,可將楔子插入當中,讓螺栓無法移動。」他還表示羅馬人用青銅甚至是銀制造出第一個螺絲。螺紋為手工挫制,或是先將金屬絲繞在螺桿上,焊接后形成螺紋。

根據(jù)螺栓專家Bill Eccles的研究,螺紋的歷史還要更早些。阿基米德發(fā)現(xiàn)了螺旋原理,并用于建造提水的設備。但是,有跡象顯示螺旋抽水機或許誕生于埃及,時間早于阿基米德時期。該設備用木頭建造,被用來灌溉土地以及排出船艙底的污水。Eccles在他的網(wǎng)站上寫道:但是許多人都認為螺紋在公元前400年前后由〔希臘哲學家〕阿爾希塔斯發(fā)明。阿爾希塔斯被稱為力學創(chuàng)始人,與柏拉圖屬于同一時代。

歷史可以分成兩個部分:公元前400年前后,螺紋問世,人們用它來提水、壓榨葡萄汁釀酒等;而緊固件本身的歷史則大概已有400年左右。步入15世紀,古騰堡在他印刷機的緊固件中使用螺絲。接著,使用螺絲的趨勢日漸廣泛,使用范圍更擴大到時鐘和裝甲等物品。據(jù)Graves表示,萊奧納多·達·芬奇在15世紀晚期和16世紀早期留下的筆記本中載有一些關于螺紋切削機床的設計。

德國《沃爾夫格城堡中世紀家庭全書》中記錄的世界最早的螺絲切割機。書中繪有螺絲釘連接金屬的圖片,這說明,至少在15世紀時,螺絲釘就已經(jīng)出現(xiàn)。

但是關于這個話題,多數(shù)研究者都同意的是,工業(yè)革命加快了螺母和螺栓的發(fā)展,并且使它們成為工程和建筑領域里的重要零部件。

W.R. Wilbur在1905年出版的《美國螺母和螺栓行業(yè)的歷史》中承認,第一臺用來制造螺栓和螺絲的機器由貝松(Besson)于1568年在法國制造,Besson后來引入了螺紋切削牙規(guī)或板牙,用于車床中。1641年,英國公司Hindley of York對該設備進行了改進,使之得到廣泛運用。

1579年,雅克?貝松設計的螺絲切割車床。

在大西洋彼岸的美國,關于螺栓的歷史記錄可在Carriage Museum of America中找到。19世紀初用于車輛上的螺母,要比后來的扁平而方正,后來的螺母都有倒角,螺栓被加工為平頭形狀。在這個時期,生產(chǎn)螺栓是一個繁瑣而又艱苦的過程。

緊固件的螺紋起初以手工制成,但是沒過多久,由于需求大增,有必要加快生產(chǎn)流程。1760年在英國,J and W Wyatt引入工廠制造流程,大規(guī)模生產(chǎn)螺紋。但是,這個重大發(fā)展帶來了另一個挑戰(zhàn):每家公司都生產(chǎn)自己的螺紋、螺母和螺栓,因此市場上充斥著大量不同尺寸的螺紋,給機械制造商帶來不少麻煩。

直到1841年,約瑟夫·惠特沃斯 成功找到解決方案。經(jīng)過多年研究及收集許多英國工廠的樣本螺絲,他建議為英國的螺紋尺寸制定一個標準,以便英格蘭廠家生產(chǎn)的螺栓和格拉斯哥廠家生產(chǎn)的螺母可以配在一起使用。他的提議是,螺紋面的角度以55度為標準,每英寸的螺紋扣數(shù)應該根據(jù)不同的直徑來界定。

當這個問題在英國得到解決之時,美國人也在想方設法解決同樣的問題,并且開始使用惠氏螺紋。1864年,威廉?塞勒斯 提出了60度的螺紋牙型和多種螺距,可適用于不同的直徑。這后來發(fā)展成美國標準的粗牙系列和細牙系列。相比英國標準,美國標準的一個優(yōu)勢是,他們的螺紋牙型具有扁平的牙底和牙頂。相比擁有圓形牙底和牙頂?shù)幕菔蠘藴?它更容易進行生產(chǎn)。但是,人們發(fā)現(xiàn)惠氏螺紋在動態(tài)應用方面的性能更出色,而且惠氏螺紋的圓形牙底能改善老化問題。

第一次世界大戰(zhàn)期間,不同國家的螺紋缺乏統(tǒng)一標準,成為抗戰(zhàn)的一大障礙;第二次世界大戰(zhàn)期間,對盟軍來說,這個問題變得更加嚴重了。1948年,英國、美國和加拿大就統(tǒng)一標準螺紋達成一致,并以此作為所有使用英制單位的國家的標準。該標準使用的牙型與德國于1919年制定的DIN公制螺紋類似,是惠氏螺紋牙型和塞勒斯螺紋的最佳組合。但是,統(tǒng)一標準螺紋的牙底半徑更長,事實證明比DIN公制螺紋牙型更有利。這促成了ISO公制螺紋的產(chǎn)生,亦即今天所有工業(yè)化國家廣泛使用的標準。

最近幾十年,在這個行業(yè)工作的人見證了螺栓的許多調(diào)整。Eccles回憶說:「我在35年前開始涉足這個行業(yè),當時螺栓的優(yōu)勢不像今天這么明顯。隨著現(xiàn)代公制類別的引入,以及最近對相關ISO標準的更新,現(xiàn)在關于螺栓優(yōu)勢的描述和用來確定其特性的測試方法,都更加清晰了。」

由于原料工業(yè)變得更加發(fā)達,螺栓的DNA也從鋼鐵變成了其他更新奇的材料,以滿足日新月異的行業(yè)需求。過去20年,鎳基合金領域有所發(fā)展。鎳基合金可在高溫環(huán)境下工作,比如渦輪增壓器和發(fā)動機,而鋼鐵在該環(huán)境下的表現(xiàn)則不佳。近期研究專注于輕金屬螺栓,比如鋁、鎂和鈦。

如今的螺栓技術相比手工制造的螺栓和螺絲,以及客戶只能選擇堿性鋼螺母和螺栓的時代,已有長足發(fā)展。今天,很多企業(yè)在螺栓技術方面取得了巨大改善,當中包括楔入制鎖系統(tǒng)?？蛻艨蛇x擇預裝的鋅涂層或不銹鋼墊圈、專為平底鋼輪輞設計的車輪螺母或者為不同應用定制的組合螺栓。

現(xiàn)在,人們也更加強調(diào)分析接頭。Eccles 解釋:「過去,人們習慣于只根據(jù)自身經(jīng)驗來決定緊固件的尺寸,然后雙手合十祈禱它的成效。如今,人們更加關注在制造產(chǎn)品和推向市場前,分析和確保產(chǎn)品效能的工作?！?/span>

螺栓有很多叫法,每個人的叫法可能都不同,有人叫成螺釘,有人叫成螺栓釘,有人叫成緊固件。雖然有這么多叫法,但意思都是一樣的,都是螺栓。螺栓是緊固件的通用說法。螺栓是利用物體的斜面圓形旋轉(zhuǎn)和摩擦力的物理學和數(shù)學原理,循序漸進地緊固器物機件的工具.

而螺栓在日常生活當中和工業(yè)生產(chǎn)制造當中,是少不了的,螺栓也被稱為工業(yè)之米。可見螺栓的運用之廣泛。螺栓的運用范圍有:電子產(chǎn)品,機械產(chǎn)品,數(shù)碼產(chǎn)品,電力設備,機電機械產(chǎn)品。船舶,車輛,水利工程,甚至化學實驗上也有用到螺栓。反正是超多地方都有用到螺栓的。特如數(shù)碼產(chǎn)品上面用到的精密螺栓。DVD,照相機、眼鏡、鐘表、電子等使用的微型螺栓;電視、電氣制品、樂器、家具等之一般螺栓;至于工程、建筑、橋梁則使用大型螺栓、螺帽;交通器具、飛機、電車、汽車等則為大小螺栓并用。螺栓在工業(yè)上負有重要任務,只要地球上存在著工業(yè),則螺栓之功能永遠重要。

在我們?nèi)粘Ｉ钪胁还茏鍪裁?都會用到關于螺栓的產(chǎn)品,哪怕是我們常玩的手機,電腦里面都包含很多小的零部件螺絲。而螺絲就像手機,離開了螺栓我們就沒有辦法娛樂了。