小零件大学问——自行车中的“螺丝”

东方红运动网2019-07-02 23:18:19



有感于最近装备版大量的精华帖受益匪浅,偷学不少知识后,又感来而不往非礼也 !特整理了一些资料和本人的一些浅薄认识,旨在抛砖引玉 共同讨论,文中内容只涉及自行车相关部分并以常用的为主,以免大家都睡着了。

第一节:螺丝到底是啥

螺丝是总称,也叫紧固件。涉及自行车使用的,绝大部分是螺钉螺栓。


螺钉和螺栓的准确定义较复杂。只需知道,在挑选和购买自行车此类配件时,表述或搜索“螺钉”、“螺栓”均可。下文中均已螺钉代称。


话说自行车这个舶来品,因是从国外传来,所以很多的尺寸都是按照他们的标准来制造。使用最多的是英制螺纹,另外还有意制螺纹。


随着国产化的进程,国内生产的老28都是按照公制标准进行制造,这也是为什么老28不能安装现在的英制螺纹的脚踏。


后来经历改革开放,自行车的生产再次向国际化靠拢,在螺纹方面也更多的遵循较为科学的英制规格。英制螺纹的螺纹夹角更小,所以在配合上更加容易自锁。

在咱们车友选购中,现在都较少有提及英制螺纹,盖因为不好测量表述以及购买,更多的是以mm作为代替。


在较常用到的紧固螺钉中,已公制螺钉替代英制螺钉,是较为常见的情况,下面主要介绍的 都是以公制为基础。

容易购买的替代螺钉,以公制为主。 也就是标注为M5-0.8×10 这样的。M代表公制 0.8代表螺纹间距 5代表螺钉的螺纹直径是5mm 10代表除去头 整个螺杆的长度为10mm。


所以在选购时需要准确表述的两个数据就是螺钉的直径和长度。螺钉头的长度和直径都是按照标准制作,正常情况下不需考虑。


注:螺钉的直径是取螺纹顶端 正常情况下都要略小一些 比如M5的直径 有可能是4.92 这是了与螺母或螺孔更好的配合。


螺钉头分为圆头、六角头、沉头等,使用上分十字、一字、内六角、梅花等。


自行车中常用的螺钉 以圆柱头内六角螺钉为主。碟片固定使用的是梅花半圆头螺钉。


尺寸说明



第二节:螺丝的强度

螺钉材质主要分为:铝、钢(碳钢、不锈钢)、钛、塑料。

碳钢的性能标注如下:

螺钉常用等级:4.8级,5.6级,5.8级,6.8级,8.8级,9.8级,10.9级,12.9级等。


螺钉性能等级标号的含义:螺栓性能等级标号由两部分数字组成,分别代表螺栓的公称抗拉强度值和屈强比值。


如性能等级为4.8级的高强度螺栓其含义为:
1螺栓材质公称抗拉强度为400MPa级
2螺栓材质的屈强比值为0.8
3螺栓材质的公称屈服强度为400x0.8= 320MPa级
注:1pa=1牛每平米

8.8级以上等级的螺栓统称为高强度螺栓(含8.8级),其余等级螺栓称为普通强度螺栓。高强度螺栓材质为低碳钢或中碳钢并经热处理(淬火,回火)工艺加工而成。也称调质处理。


强度等级对应的8.8级螺栓是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8Gpa
注:4.8级(低碳钢)8.8级(中碳钢)

不锈钢的性能标注如下:
不锈钢分为:60、70、80(奥氏体);50、70、80、100(马氏体)、45、60(铁素体)。


例如A2-70这个标注:
“A”表示奥氏体,“2”表示第二组别,代表性的不锈钢牌号是304(美国牌号),中国牌号是:0Cr18Ni9。
“70”表示产品的性能等级,是公称抗拉强度的1/10,此产品的抗拉强度为700Mpa。

在实际生活中,两类螺钉的标注并不规范,例如不锈钢制品同样也会出现“8.8”这类的标注。


铝制螺钉部分有借鉴碳钢的标注方法。


钛制、塑料制的螺钉没有查到相关的性能等级标准,暂省。

强度




第三节:自行车中的螺钉

在单车上,常见有的钢,铝合金,钛合金这种三种质。


1、铝制:强度较低,软,容易花丝,重量较轻、便宜。多采用镀锌处理,不建议过多采用。
2、钛制:强度较高,伸展性好,不易折断,重量轻且不易生锈,价格贵,是轻量化改装的佳品。
3、钢制:根据生分的不同又分为多种,已不锈钢和碳钢为主。刚性强,大活必备,重量重,价格适中。


不锈钢特性为耐腐蚀、美观,其强度、硬度正常情况下相当于碳钢6.8级。


碳钢相对于不锈钢和钛,更容易生锈,所以选购时更要注意其表面处理是否精细。

螺钉在自行车中的主要作用:
1、连接固定:例如把横、把立、货架
2、调整限位:例如变速器的上下限位、来令片调整


连接固定的螺钉 可以根据强度要求可以分为两类:


低强度:例如把横把立的连接固定,规定扭矩都在10NM以内,一颗普通的螺钉完全能满足其固定要求。


高强度:在固定货架这类的东西时,个人更建议使用强度高的,因为除了固定作用,它还要承受很多的切向力,一颗结实的螺钉会让你信心满满。

在选购螺钉时 牙距如果没有特别标出 代表采用公制标准的牙距,具体见下表:

公制标准牙的牙距如下:
M1.6-0.35
M2-0.4
M2.5-0.45
M3-0.5
M4-0.4
M5-0.8
M6-1.0
M8-1.25
M10-1.5
M12-1.75
M14-2.0
M16-2.0
M18-2.5
M20-2.5
M22-2.5
M24-3.0
M27-3.0
M30-3.5
M33-3.5
M36-4.0

只要是小于标准牙距的 都可以称为细牙螺纹 例如M8的细牙螺纹还有M8-1.0、M8-0.75、M8-0.5


粗牙螺纹一般用在承受拉力大的地方,而细牙螺纹一般用在密封、薄壁管子、需要微调的地方,各有各的用处。

另外 丙酮帖子里 老爷子对12.9的解释稍有偏差 具体原因详见上文

方孔牙盘螺钉

螺钉说明




第四节:常见问题


1、螺钉的颜色是判断强度的标准么?


螺钉的颜色只是表面处理不同 例如镀锌、发黑等,与强度没有一定的关系。但根据购买经验,高强度的圆头内六角螺钉常见的表面处理方式以发黑为主。

2、哪里能买到合适的螺钉?


如果您在北京城南边,那就有福了。朝龙是北京最大的一个五金市场,东西齐全 物美价廉。地址:北京市南三环成寿寺路,近地铁宋家庄站。


如果在北面,我常去的一个市场在北沙滩桥西路北,其中有两家店的备货还是比较齐全的。

3、螺钉的价格是?


普通不锈钢螺钉都是按每百颗的价格计算,平均也就是几分至几毛钱一个。


高强度螺钉根据你的直径和长度,常用的M5×10 12.9级的,零售价最多不超几块钱。


如果你有特殊需求 都要提前联系让卖家备货,以前买过几根M6×180 12.9级,等了两天才到手,每根十几块钱。

4、是强度越高越好么?


这个不是那么的绝对。强度越高其特性越脆,在极限状态下,低强度的螺钉也许只是发生微量形变,高轻度的螺钉有可能就断裂了。


8.8级的也许是一个折中的好选择,在这点上也求高人指正。



第五节:个人心得

螺钉的安装并不是越紧越好,例如碳把横与把立的固定,经常看见因为把立螺钉过紧而造成把横的断裂;


而铝制的把横把立也存在这个问题,过紧的把立势必会挤压把横,在肉眼很难察觉的情况下,使得把横出现一些塑性变形,留下安全隐患。


这个时候很有必要按照厂家的规格要求进行安装,一个扭力扳手更会确保安装的顺利。

连接紧固中,螺钉的作用是让两个面更紧密的贴合在一起,并施加一定的压力,目的是增加两个面的摩擦力。这个摩擦力才是固定的根本。


所以这个时候 出现了一个很好用的小东西——垫片:它能增大螺钉施力面积,进一步保障连接的紧固,并能保护工作面。

在货架这类外挂物品使用时,经常出现螺母脱落的情况,有两个方法可以很好的防治这类情况发生。


1、螺钉在选购时,预留出多一颗的螺母长度。在安装时,用两颗螺母固定一个螺钉。关键在于这两个螺母间要吃上力,俗话叫备上力。


这样两颗螺母互相之间就会有一个作用力,使之紧紧夹在一起,并且螺钉螺纹与螺母螺纹之间的挤压力也会大大增加。


2、使用螺纹密封剂(固定剂):碟片锁死上用的就是这类东西。根据密封对象的不同以及使用场合的不同,密封剂分为多类。本人只使用过Loctite的某一款产品,了解还不是非常多,请经常接触密封剂的朋友传授选购经验。————7L的朋友指出“自行车一般是使用LOCTITE222”。

Loctite





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思路比较乱,想起什么就写什么,望各位看官多担待,如有错误请指出。 图片没有找到太多合适的,有时间再慢慢更新。

补充一些:

因为年代、产地、规格等等原因,自行车中的螺丝不能一概而论。各种稀奇古怪的形式规格都会在小小的一个自行车中出现。


本文整理的只是小小的一点,不完全、不精准。只是为了有此需要的车友多一点参考的内容。


作者:老五→旅行