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拧螺丝的终极技法

2016-8-29 13:28| 发布者: 76Tbike-灰仔| 查看: 821| 评论: 0

导读: 来源:CB自行车网文:CB-图帝 图:来自网络,版权归原作者所有我来问个问题:拧螺丝你会吗?“怎么不会!”装车修车的基本功而已,正牙反牙、顺时针逆时针、一字十字、内六角和星型,这些概念你早就知道了,或许还有 ...
来源:CB自行车网
文:CB-图帝    图:来自网络,版权归原作者所有
我来问个问题:拧螺丝你会吗?
“怎么不会!”装车修车的基本功而已,正牙反牙、顺时针逆时针、一字十字、内六角和星型,这些概念你早就知道了,或许还有一两把扭力扳手,还看过《扭力扳手,你用对了吗?》一文,怎么可能不会?那倒未必。让我们从一张图说起。
 
▲304不锈钢拉伸时大致的应力应变曲线
 
上图是金属材料拉伸的应力应变曲线,纵轴是应力,横轴是应变,简单的说,反映了材料受力和变形的关系。自行车上的零件和螺丝的受力情况十分复杂,但通过这张图,大致可以了解拧螺丝时会发生什么。
 
在图上,有几个重要的点和线段:
 
1.当施力小于σp时,施力和变形成正比,应变关系是一条直线(线性)。相比后面的曲线,这条直线显得很陡峭(斜率大),变形量增长较慢。在这个阶段,虽然零件有所变形,但施力解除(拧出螺丝)后,就会恢复原来的形状,这称为“弹性变形”。
2.当施力介于σp和σe之间,应变关系开始成非线性,但这时零件的变形仍然是弹性的,施力解除后,仍可以完全恢复形状。一般来说,这个区间是很小的。
3.当施力超过σe,零件除了“弹性变形”,还产生了“塑性变形”。施力解除后变形不能完全恢复了,而会留下一定的永久变形,这就是“塑性变形”。s是一个分界点,施力解除后零件有0.2%的残余变形,在这个点之后,零件就视为被破坏了。
4.当施力超过σs,虽然零件还能承受力量,但变形增大得很快。施力解除后的残余变形也越发明显。
5.当施力继续超过σb,进一步变形所需要的力反而比之前的要小,这是因为零件的某个截面出现了收缩。直到k点,零件断裂,完全破坏。
 
在这个拉伸过程中:
p点的应力值称为“比例极限”。
e点的应力值称为“弹性极限”。
s点的应力值称为“条件屈服强度”。
b点的应力值称为“抗拉强度”。
k点断裂时,A称为“伸长率”。
 
▲靠夹环变形而固定的Lefty前叉

▲应力超出极限,就会产生塑性变形乃至断裂
 
上面所说的,只是单纯拉伸时的应变,加上骑乘时的载荷,应力和应变还有可能更大。所以,拧螺丝时不应超过“比例极限”,零件的建议扭矩值一般都在此之前。如果超过“比例极限”,那么螺丝或者零件就会变形,无法恢复原来的尺寸了,表现就比如螺丝的滑牙、管材的凹陷或是夹缝的缩小。或许这些并不易察觉,看起来也无关紧要,那么更需要警惕的是,安装扭矩越大,离“抗拉强度”就越近,本来能够承受的路面冲击、摇车、刹车等力量,很可能变成压垮螺丝或零件的“最后一根稻草”。
 
而且,松开螺丝所需要的扭矩可能达到安装扭矩的1.5-2倍,拧得太紧,还会给将来拆卸带来很大的麻烦。

▲对于中高级玩家来说,扭力扳手是必备之物
 
如果没有扭力扳手的帮助,拧螺丝的手感上在这几个位置有何差别呢?
 
1.在“比例极限”之前,你应该可以感受到循序渐进的扭力上升,在“弹性极限”附近,阻力可能会有一点非线性的增大。
2.在“弹性极限”之后,转动的阻力越来越大,扭力的上升却没那么容易,还可能伴随着异响,你的心里应该要有点毛毛的感觉。
3.在“抗拉强度”之后,用力不仅没有因转动上升,反而开始下降,手上有种变软的感觉,不详的预兆来了。
4.如果还麻木不仁,继续拧,那么就悲剧了。
 
自行车上,不同材料的力学性能不一样,从p到e到s到k的变化可能在几圈甚至不到一圈的转动之间发生。所以,随着逐步用力,特别是对于碳纤维和7系铝合金等伸长率较低的材料,越需要仔细体会和缓慢控制,拧断螺丝还好,如果拧坏的是坐管、把组、车架,那代价就大了。
 
▲把立是最容易拧坏的零件之一,无论是6系还是7系铝合金
 
另外,为了使应力尽可能均匀,需要两颗以上螺丝固定的零件,如把立、坐管夹、卡钳、碟片、曲柄等,建议分两次拧紧。第一次为初拧,先将螺丝拧到目标扭矩的六到八成。第二次是终拧,再将螺丝拧到目标扭矩。而对于四钉把立和六钉碟片,顺序还要按对角线依次进行。
 
▲四钉把立和六钉碟片的拧紧顺序
 
但是,按照建议的扭矩值就不会错吗?为何还会有人用扭力扳手将把立拧爆呢?原因可能是:
 
1.扳手存在误差。
2.标示的数据错了。
3.零件的材质有问题。
4存在局部应力集中的现象,特别是在零件的缺口、孔洞、沟槽等部位。
5.上次已经拧得超过“弹性极限”了。
 
但这并不是否定扭力扳手的作用,一支良好的扭力扳手仍然是手感的重要参考。
▲扭力扳手固然有用,但手感也很重要
 
也许还有人担心,拧得不够“紧”就不够牢固。确实,第一次用扭矩扳手拧碟片螺丝、卡钳螺丝、把立螺丝的人,多半会觉得后面还有很大的余量。首先,这说明了建议值正是在那条循序渐进的直线上,这和你的手感是一致的。其次,建议值一般是经过计算和测试的,稳固且安全,当然,厂商也可能标示了错误的数据,还是需要结合手感判断;第三,这些螺丝上大多预涂螺纹锁固剂(俗称螺丝胶),可以有效防止松脱,如果没有,可以涂一点乐泰242螺丝胶。
▲Rockshox Reverb的坐管螺丝预涂了白色的螺丝胶
 
▲乐泰242是最常用的中强度螺丝胶
 
 
到此,你便掌握了装车最基础的绝招,更多精彩内容请持续关注CB自行车网!

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