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螺栓的汗青

栏目:公司新闻 公布工夫:2018-05-17

乍一看,螺栓只是将工具连在一同,好像伟大无奇。但穷究下去,您就会心识到,比起第一印象,看似举足轻重[jǔ zú qīng zhòng]的螺栓和螺丝面前实在隐蔽着更多机密。没有它们,一切用具和呆板都市分崩离析[fèn bēng lí xī]。

文章初次出书于: Bolted #2 2012

螺栓是修建和机器设计中最常用的零件之一。它们将种种工具连在一同——从电动牙刷和门搭钮中的螺丝,到用来牢固修建物中的混凝土支柱的少量螺栓,各式各样[gè shì gè yàng],包括万有。但,您有否曾停上去想过它们实践下去自那边?

固然螺纹的汗青可以追溯到公元前400年,但古代螺栓和螺丝工艺中最紧张的开展倒是在已往150年间获得,而专家们对微乎其微[wēi hū qí wēi]的螺母和螺栓的劈头持有差别见解。Frederick E. Graves在他的文章《螺母与螺栓》(Nuts and Bolts) 中提出,螺纹栓和配套螺母用作紧固件的汗青只能追溯到15世纪。他根据15世纪晚期的一本书中第一次呈现以印刷情势记载的螺丝,得出该结论。

但,Graves也供认只管螺纹栓可以追溯到15世纪,但是没有螺纹的螺栓却可以追溯到罗马期间,事先这些螺栓被用来「闩门,作为开关门的转轴和楔形螺栓:闩条或螺杆上带有槽口,可将楔子拔出当中,让螺栓无法挪动。」他还表现罗马人用青铜乃至是银制造出第一个螺丝。螺纹为手工挫制,或是先将金属丝绕在螺杆上,焊接后构成螺纹。

依据螺栓专家Bill Eccles的研讨,螺纹的汗青还要更早些。阿基米德(公元前287年–公元前212年)发明了螺线原理,并用于制作提水的设置装备摆设。但,有迹象表现螺旋抽水机大概降生于埃及,工夫早于阿基米德时期。该设置装备摆设用木头制作,被用来浇灌地皮以及排挤船舱底的污水。Eccles在他的网站上写道:「但很多人都以为螺纹在公元前400年前后由〔希腊哲学家〕阿尔希塔斯(Archytas of Tarentum)创造。阿尔希塔斯被称为力学开创人,与柏拉图属于统一期间。」

汗青可以分红两个局部:公元前400年前后,螺纹问世,人们用它来提水、压榨葡萄汁酿酒等;而紧固件自己的汗青则大约已有400年左右。步入15世纪,古腾堡 (Johann Gutenberg) 在他印刷机的紧固件中利用螺丝。接着,利用螺丝的趋向日渐普遍,利用范畴更扩展到时钟和装头等物品。据Graves表现,莱奥纳多·达·芬奇在15世纪早期和16世纪晚期留下的条记本中载有一些关于螺纹切削机床的设计。
但关于这个话题,少数研讨者都赞同的是,产业反动加速了螺母和螺栓的开展,而且使它们成为工程和修建范畴里的紧张零部件。

W.R. Wilbur在1905年出书的《美国螺母和螺栓行业的汗青》(HISTORY OF the Nut and Bolt Industry in America)中供认,第一台用来制造螺栓和螺丝的呆板由Besson于1568年在法国制造,Besson厥后引入了螺纹切削牙规或板牙,用于车床中。1641年,英国公司Hindley of York对该设置装备摆设举行了改良,使之失掉普遍运用。

在大泰西此岸的美国,关于螺栓的汗青记载可在Carriage Museum of America中找到。19世纪初用于车辆上的螺母,要比厥后的扁平而方正,厥后的螺母都有倒角,螺栓被加工为平头外形。在这个时期,消费螺栓是一个繁琐而又艰辛的历程。

紧固件的螺纹后来以手工制成,但没过多久,由于需求大增,有须要加速消费流程。1760年在英国,J and W Wyatt引入工场制造流程,大范围消费螺纹。但,这个严重开展带来了另一个应战:每家公司都消费本人的螺纹、螺母和螺栓,因而市场上充满着少量差别尺寸的螺纹,给机器制造商带来不少贫苦。

直到1841年,约瑟夫·惠特沃斯 (Joseph Whitworth) 乐成找到办理方案。颠末多年研讨及搜集很多英国工场的样本螺丝,他发起为英国的螺纹尺寸订定一个尺度,以便英格兰厂家消费的螺栓和格拉斯哥厂家消费的螺母可以配在一同利用。他的发起是,螺纹面的角度以55度为尺度,每英寸的螺纹扣数应该依据差别的直径来界定。

当这个题目在英国失掉办理之时,美国人也在费尽心机[fèi jìn xīn jī]办理异样的题目,而且开端利用惠氏螺纹。1864年,威廉•塞勒斯 (William Sellers) 提出了60度的螺纹牙型和多种螺距,可实用于差别的直径。这厥后开展成美国尺度的粗牙系列和细牙系列。相比英国尺度,美国尺度的一个上风是,他们的螺纹牙型具有扁平的牙底和牙顶。相比拥有圆形牙底和牙顶的惠氏尺度,它更容易举行消费。但,人们发明惠氏螺纹在静态使用方面的功能更精彩,并且惠氏螺纹的圆形牙底能改进老化题目。

第一次天下大战时期,差别国度的螺纹缺乏一致尺度,成为抗战的一大停滞;第二次天下大战时期,对盟军来说,这个题目变得愈加严峻了。1948年,英国、美国和加拿大就一致尺度螺纹告竣分歧,并以此作为一切利用英制单元的国度的尺度。该尺度利用的牙型与德国于1919年订定的DIN公制螺纹相似,是惠氏螺纹牙型(可改进老化题目的圆形牙底)和塞勒斯螺纹(60度牙侧角和扁平牙顶)的最佳组合。但,一致尺度螺纹的牙底半径更长,现实证明比DIN公制螺纹牙型更有利。这促进了ISO公制螺纹的发生,亦即明天一切产业化国度普遍利用的尺度。

近来几十年,在这个行业事情的人见证了螺栓的很多调解。Eccles回想说:「我在35年前开端涉足这个行业,事先螺栓的上风不像明天这么分明。随着古代公制种别的引入,以及近来对相干ISO尺度的更新,如今关于螺栓上风的形貌和用来确定其特征的测试办法,都愈加明晰了。」

由于质料产业变得愈加兴旺,螺栓的DNA也从钢铁酿成了其他更新颖的质料,以满意一日千里[yī rì qiān lǐ]的行业需求。已往20年,镍基合金范畴有所开展。镍基合金可在低温情况下事情,好比涡轮增压器和发起机,而钢铁在该情况下的体现则欠安。近期研讨专注于轻金属螺栓,好比铝、镁和钛。

现在的螺栓技能相比手工制造的螺栓和螺丝,以及客户只能选择碱性钢螺母和螺栓的期间,已有长足开展。明天,Nord-Lock等公司在螺栓技能方面获得了宏大改进,当中包罗楔入制锁体系。客户可选择预装的锌涂层或不锈钢垫圈、专为平底钢轮辋设计的车轮螺母大概为差别使用定制的组合螺栓。收买美国公司Superbolt Inc.和瑞士公司P&S Vorspann systeme AG(现在的Nord-LockAG),使Nord-Lock产品组合中用于重产业(好比海上动力和开采)的螺栓产品增多。

如今,人们也愈加夸大剖析讨论。Eccles 表明:「已往,人们习气于只依据本身履历来决议紧固件的尺寸,然后双手合十祷告它的结果。现在,人们愈加存眷在制造产品和推向市场前,剖析和确保产品效能的事情。」


  


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