螺絲是利用物體的斜面圓形旋轉(zhuǎn)和摩擦力的物理學(xué)和數(shù)學(xué)原理,循序漸進(jìn)地緊固器物機(jī)件的工具。螺絲是緊固件的通用說法,日?？陬^語。螺絲為日常生活中不可或缺的工業(yè)必需品:如照相機(jī)、眼鏡、鐘表、電子等使用的極小的螺絲;電視、電氣制品、樂器、家具等的一般螺絲;至于工程、建筑、橋梁則使用大型螺絲、螺帽;交通器具、飛機(jī)、電車、汽車等則為大小螺絲并用。螺絲在工業(yè)上負(fù)有重要任務(wù),只要地球上存在著工業(yè),則螺絲的功能永遠(yuǎn)重要。螺絲是千百年來人們生產(chǎn)生活中的共同發(fā)明,按照應(yīng)用領(lǐng)域來看,它是人類的第一大發(fā)明。
螺絲
第一個(gè)描述螺旋物的人是希臘科學(xué)家阿基米德(約公元前287年-公元前212年)。阿基米德螺旋是一個(gè)裝在木制圓筒里的巨大螺旋狀物,用來把水從一個(gè)水平面提升到另一個(gè)水平面,對(duì)田地進(jìn)行灌溉。真正發(fā)明者可能并非阿基米德本人。或許他只是描述了某個(gè)已經(jīng)存在的東西。說不定是古代埃及的能工巧匠們?cè)O(shè)計(jì)了它,以用尼羅河兩岸的灌溉。
中世紀(jì)時(shí),木匠們使用木釘或金屬釘子來把家具和木結(jié)構(gòu)的建筑物連接起來。16世紀(jì)時(shí),制釘工人開始生產(chǎn)帶螺旋線的釘子,這些釘子能夠更牢固地連接?xùn)|西。那是從這類釘子到螺絲釘所跨出的一小步。
螺絲
公元1550年前后,歐洲最早出現(xiàn)作為扣件的金屬螺帽和螺栓,都是在簡陋的木制車床上用手工制成的。
螺絲起子(旋鑿)在1780年左右出現(xiàn)于倫敦。木匠們發(fā)現(xiàn)用螺絲起子旋緊螺釘比用榔頭敲擊,能把東西固定得更好,尤其遇上細(xì)紋螺絲釘時(shí)更是這樣。
1797年,莫茲利在倫敦發(fā)明全金屬制造的精密螺絲車床。次年,威爾金遜在美國制成一種螺帽和螺栓制造機(jī)。這兩種機(jī)器都能產(chǎn)生通用的螺帽和螺栓。螺絲釘作為固定用件相當(dāng)普及,因?yàn)槟菚r(shí)已找到了一種廉價(jià)的生產(chǎn)方法。
螺絲
1936年,亨利·M·飛利浦為十字槽釘頭的螺絲釘申請(qǐng)了專利,這標(biāo)志著螺絲釘根據(jù)地術(shù)有了重大進(jìn)展。與傳統(tǒng)的一字槽釘頭螺釘不同,十字槽頭螺釘?shù)氖植坩旑^螺釘頭的邊緣。這種設(shè)計(jì)使螺絲刀自動(dòng)居中,不易滑脫,因此深受歡迎。通用的螺帽和螺栓可把金屬件連接在一起,因此,到了19世紀(jì),制造機(jī)器建造房屋的木材,已可用金屬的螺栓和螺帽代替。
什么是螺絲
抬重物移動(dòng)時(shí),比起垂直抬起、墊木板或鐵板后利用斜面又或者邊轉(zhuǎn)邊移的方法更輕松的道理是眾所周知的。還有,比起急坡、緩坡更容易走?？傊?斜面力度雖然微小可是工作性能強(qiáng)。那么為什么斜面有這樣的工作性能呢?東西垂直抬起比本身的重力更需要與重力相反方向的強(qiáng)力。
比如東西放在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),這時(shí)重力隨著力合成法,可以分開考慮為斜面直角方向和平行方向兩種。
??于斜面直角時(shí),與表面相同大小而相反方向的力度起作用吊起。因此,東西在斜面移動(dòng)時(shí)無需考慮直角力度,只需考慮平行方向的力度。于斜面平行的力度可以把東西朝斜面抬起,如果這個(gè)斜面光滑物品會(huì)滑落下來。
??如果斜面稍微凹凸不平會(huì)產(chǎn)生摩擦力,物品自然在斜面上靜止。此面的平行力和重力大小之間比例是依照力合成法,水平面的底部和直角三角形高度和斜面相等。
??斜面的傾斜度越小隨之力度也變小。物品沿著斜面移動(dòng)時(shí)比起于斜面平行的力度更需要大力。這樣利用斜面的即便不用重力也可輕松搬移。但是,這時(shí)所移動(dòng)的距離比起垂直吊起所花費(fèi)的時(shí)間長。如果斜面的傾斜度越小,可以用小力抬起,吊起同樣的高度需要通過長距離。走山路時(shí)大家都避開緩和的正道,都選擇即狹窄又險(xiǎn)峻的作為近道是應(yīng)用了斜面作用。
??利用這些斜面作用的是螺絲和楔子。螺絲從工作上面來看楔子被圓筒包在里面。把細(xì)長的直角三角形紙,先夾住直角邊的長形軸卷成直角狀態(tài),三角形的斜邊在桿上畫出螺旋狀。沿著這個(gè)螺旋加工溝型的就是螺絲。
??溝型部分稱牙谷、突出部分稱牙峰。棒的軸部稱螺桿。為了嵌合牙峰和牙谷,在圓孔內(nèi)側(cè)加工螺旋溝的就是螺母。一般,螺絲和螺母是配套才能起作用。螺絲圍繞軸旋轉(zhuǎn)1次時(shí)牙峰向軸方向移動(dòng)的距離稱read。包括螺絲軸線的斷面,互相鄰接的牙峰相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)與軸線平行測(cè)出來的距離稱螺距。
??螺絲帶有這樣的結(jié)構(gòu)所以其工作性能與斜面相同。就是說沿著斜面能夠移動(dòng)就表示螺絲的旋轉(zhuǎn)是符合的,能吊起就證明螺絲軸部動(dòng)作符合。所以,在螺絲旋轉(zhuǎn)方向增加一點(diǎn)力,軸方向力度增強(qiáng)。螺絲可以說斜面纏繞了桿,斜面的傾斜度小相應(yīng)螺距變小。傾斜度小斜面的工作性能強(qiáng),螺距小螺絲力度變強(qiáng)。可是過分小的螺距,使勁擰緊牙峰時(shí)容易損壞、螺桿易斷。因此,螺距的大小根據(jù)其使用方法或根據(jù)桿的材料和粗細(xì)適當(dāng)決定才行。
??螺絲在JIS規(guī)格中都被標(biāo)準(zhǔn)化。但是并不代表所有規(guī)格都生產(chǎn)或設(shè)有庫存,另一方面雖然沒有規(guī)格但根據(jù)需求也會(huì)制造。如果一次訂貨量為數(shù)十萬個(gè)以上可以特別對(duì)應(yīng),反而如果有數(shù)千個(gè)以下價(jià)錢比較貴。比如,建筑用的高壓螺絲的硼鋼,汽車用鐓鍛頭螺絲,自攻螺絲等雖然是規(guī)格外但是大量制造被使用。另外一方面使用于飛機(jī)的螺絲牙峰是美國規(guī)格、電鍍是鉻鈍化、這些因數(shù)量甚少所以價(jià)格非常貴。一般用于機(jī)器的螺絲精度是6g,6H,螺距除了汽車用的小螺絲外、通常用的都是大螺絲。用于塑膠產(chǎn)品的螺絲不使用標(biāo)準(zhǔn)牙型的情況也有。
??除了一般的螺絲以外普遍用的螺絲還有自攻螺絲。
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