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為什么螺絲釘是順時針擰緊?你知道原理嗎?

發(fā)布日期:2021-11-11 09:49:26  點擊次數(shù):1300

螺絲釘對應(yīng)的英文單詞是Screw. 這個單詞在近幾百年詞義發(fā)生了比較大的變化,至少在1725年,它是“交配”的意思。除了名字里有學問,小小的螺絲釘從被發(fā)明到被規(guī)定為順時針擰緊、逆時針松開,經(jīng)歷了幾千年的時間。

螺絲釘它怎么就非得順時針擰緊?

11.jpg

柏拉圖的朋友發(fā)明了螺釘。


六種最簡單的機械工具是:螺絲釘、傾斜面、杠桿、滑輪、楔子、輪子、輪軸。


螺釘位列六大簡單機械之中,但說穿了也不過是一個軸心與圍繞著它蜿蜒而上的傾斜平面。時至今日,螺釘已經(jīng)發(fā)展出了標準的尺寸。使用螺釘?shù)牡湫头椒ㄊ怯庙槙r針的旋轉(zhuǎn)來擰緊它(與之相對,用逆時針的旋轉(zhuǎn)來擰松)。


順時針擰緊主要由右撇子決定的


然而,由于發(fā)明之初的螺絲釘皆為人工打造,其螺絲的細密程度并不一致,往往由工匠的個人喜好決定。


到了16世紀中期,法國宮廷工程師Jaques Besson發(fā)明了可以切割成螺絲的車床,后來這種技術(shù)花了100年的時間得以推廣。英國人Henry Maudsley于1797年發(fā)明了現(xiàn)代車床,有了它,螺紋的精細程度顯著提高。盡管如此,螺絲的大小及細密程度依舊沒有統(tǒng)一標準。


這種情況于1841年得到改變。Maudsley的徒弟Joseph Whitworth向市政工程師學會遞交了一篇文章,呼吁統(tǒng)螺絲型號一體化。他提了兩點建議:


1、螺釘螺紋的傾角應(yīng)該以55°為標準;

2、不考慮螺絲的直徑,每英尺的絲數(shù)應(yīng)該采取一定的標準。


螺釘雖小,早期需要n種機床和n+1種刀具制成


早期的螺釘不容易制造,因為其生產(chǎn)過程“需要三種刀具兩種機床”。


為了解決英式標準的生產(chǎn)制造問題,美國人William Sellers在1864年發(fā)明了一種平頂平跟的螺紋,這點小小的改變讓螺絲釘制造起來只需要一種刀具和機床。更快捷、更簡單、也更便宜。


Sellers螺絲釘?shù)穆菁y在美國流行起來,并且很快成為美國鐵路公司的應(yīng)用標準。


螺栓連接件的特性

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擰緊過程的主要變量:

(1)扭矩(T):所施加的擰緊動力矩,單位牛米(Nm);

(2)夾緊力(F):連接體間的實際軸向夾(壓)緊大小,單位牛(N);

(3)摩擦系數(shù)(U):螺栓頭、螺紋副中等所消耗的扭矩系數(shù);

(4)轉(zhuǎn)角(A):基于一定的扭矩作用下,使螺栓再產(chǎn)生一定的軸向伸長量或連接件被壓縮而需要轉(zhuǎn)過的螺紋角度。

螺栓擰緊的控制方法


1. 扭矩控制法

定義:當擰緊扭矩達到某一設(shè)定的控制扭矩時,立即停止擰緊的控制方法。

優(yōu)點:控制系統(tǒng)簡單、直接,易于用扭矩傳感器或高精度扭矩扳手來檢查擰緊的質(zhì)量。

缺點:控制精度不高(預(yù)緊力誤差±25%左右),也不能充分利用材料的潛力。

 

2. 扭矩-轉(zhuǎn)角控制法

定義:先把螺栓擰到一個不大的扭矩后,再從此點開始,擰一個規(guī)定的轉(zhuǎn)角的控制方法。

優(yōu)點:螺栓軸向預(yù)緊力精度較高(±15%),可以獲得較大的軸向預(yù)緊力,且數(shù)值可集中分布在平均值附近。

缺點:控制系統(tǒng)較復(fù)雜,要測量扭矩和轉(zhuǎn)角兩個參數(shù);且質(zhì)檢部門也不易找出適當?shù)姆椒▽Q緊結(jié)果進行檢查。

 

3. 屈服點控制法 

定義:把螺栓擰緊到屈服點后,停止擰緊的一種方法。

優(yōu)點:擰緊精度非常高,預(yù)緊力誤差可以控制在±8%以內(nèi);但其精度主要取決于螺栓本身的屈服強度。

缺點:擰緊過程需要對扭矩和轉(zhuǎn)角曲線的斜率進行動態(tài)的、連續(xù)的計算和判斷,控制系統(tǒng)的實時性、運算速度等都有較高的要求。

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