螺絲的發展歷史已有超過五百年的時間,主要功能就是將一個大型的物件可以分拆成數個至數百個較小尺寸的零組件、部件來製作,最後再將它們組裝起來成為一個完整的成品。不但解決了製作加工上的許多困難,同時節省了製作的時間及成本。從二戰時期以來快速發展的大量生產模式、零件互換、維修等作業,也都以此為基礎,成就了現代化工業的條件。後期的產業分工更是將科技工業帶入另外一個水平,各專業項目可單一且專一的發展,而後再進行整合、組裝。此類型的進階模組化整合方式已相當程度的進入到每個各人的交通、家電、住房及手持3C產品中了。
在自行車的領域裡,零部件分工發展的模式更是其中的翹楚;自行車的玩家們可自行選擇、更換心目中理想的把手、變速器、剎車、或避震器的樣式、品牌,就算在騎乘時要享受3C產品的樂趣也不是什麼難事。
螺絲防鬆原理
螺絲組裝
螺絲自鎖現象
在我們以螺絲當成組裝的介面和工具將自行車組合起來騎乘時,不能不認真考慮的一個重要問題-鬆脫。所謂的「組裝」,是將兩個或是兩個以上的組件個體,裝配成一個”假想成”一體成型的實體,在我們使用時,不會需要去考慮會不會有某些因素突然間分解開來。如果有鎖過螺絲的經驗的人都感受過,將一顆螺絲透過板手鎖緊後,它是不會自己鬆掉的,它天生就有一種”自鎖”的功能。其實從力學的角度來看,在我們鎖螺絲時所施加的扭力會增加及轉換成公螺紋、母螺紋間的摩擦力,而這個摩擦力大過了螺紋間自然鬆脫的分力,所以產生了這種”自鎖”的功能,不會鬆脫。
可是在動態的狀況下,例如: 騎乘自行車運動時所遭遇到的路況條件反饋,有可能破壞了原本平衡的結構,而產生災難性的鬆脫現象。
螺絲防鬆機制
螺絲的「自鎖」主要歸功於鎖螺絲時產生的摩擦力,那適時的增加摩擦力也就達到了加強防鬆的功能。摩擦力的原理計算是由正壓力與物件表面摩擦系數的乘積,所以我們可以有兩個考量選項:一、增加螺紋間的壓力; 二、或是增加表面的摩擦系數條件。
也就是說在組裝零件、組件時的第一個先決條件,就是要把螺絲鎖緊,提出有效的摩擦力。
螺絲膠
透過將化學膠塗佈的方式,快速改變螺紋間的摩擦系數。這種方式因效果好、成本低,有效的在工業界推廣開來,也因應不同的使用環境發展出如: 耐高溫、化學…等型號規格。
防鬆華司
除了在螺紋間增加摩擦力外,在螺絲頭下與組裝零件接合處來強化也是另一個選項。 最常見的產品代表就是華司,它所發展出的類別也相當多元: 有平華司、彈簧華司、帶齒華司和特殊防鬆華司。