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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?

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)了螺線原理，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。

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。

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)幕菔蠘藴剩�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，Nord-Lock等公司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)。客戶可選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。收購美國公司Superbolt Inc.和瑞士公司P&S Vorspann systeme AG，使Nord-Lock產(chǎn)品組合中用于重工業(yè)的螺栓產(chǎn)品增多，并在成為螺栓安全領域里的全球領導者方面邁進了一大步。

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。」