旋转的力量趣说十字螺丝

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有一个现象不知道大家发现了没有?如果你有机会拆卸几十年前的老家具,你会发现上面的螺丝基本都是一字口的,而且一字口又浅又窄,有时候甚至需要把螺丝刀头磨一下才能塞进去。那么,当时的人为什么不用十字口螺丝呢?

答案很简单:买不到十字螺丝!

咦,这就奇怪了,小小的木螺丝,有啥科技含量,为什么会买不到呢?

今天我们就聊聊这个不起眼的木螺丝。

在正式开聊之前,先问一个问题:你觉得十字口螺丝是什么时候被发明出来的呢?

请允许我卖个关子,答案从下文里找。

大约在公元前四世纪,古希腊数学家阿尔库塔斯提出了螺旋曲线的概念。大约两百年后,大神阿基米德第一次将螺旋曲线投入到实际应用中,就是下图这个东西:

目前无法考证这东西是阿神本人发明的,还是像神农尝百草一样,被后人归纳总结到他头上的。但是可以肯定,如果没有他,这东西可能连图都传不下来。

在公元一世纪左右,螺旋形工具变得很普遍,当时这些工具都是用木头制成的,常用于葡萄汁压榨、橄榄油压榨和服装印染等工作上。

然后就是黑暗而漫长的中世纪,直到一千多年后的15世纪,才出现了用于将两个物体固定在一起的金属螺钉和螺母。

第一次工业革命开始后,人类的科学进程陡然加速:

年,英国乐器制造商杰西·拉姆斯登发明了螺纹切削车床;年,英国人亨利·莫兹莱发明了量产型螺丝切割车床;年,美国机械师戴维·威尔金森发明了用于批量生产金属螺钉的机械;年,加拿大PL罗伯逊发明了内四角螺钉,至此,“第一种实际用于生产的凹入型紧固件”诞生了。

好了,重点来了,现在随处可见的十字口螺丝是哪年出现的呢?

答案是年。

出乎意料的晚是吧?

十字口螺丝的发明人,是一位美国波特兰的汽车修理工——德·约翰·汤普森。但是,悲催的是,他拿到螺丝的专利以后,始终找不到制造商愿意生产或采用这种螺丝。原因也好理解,他发明的十字口是一个细锥形,用脚指头都能想出来,加工难度实在太大了,违背了标准件薄利多销的原则,令生产商根本无利可图。

无奈之下,汤普森只能将图纸卖给了商人亨利·菲利普斯。菲利普斯拿到专利后,用了三年的时间进行了改进,并发明了与之配套的螺丝刀,这就是我们今天仍在使用的十字口螺丝和螺丝刀。

汤普森螺丝和菲利普斯螺丝刀的专利图纸

获得前两项专利后,菲利普斯在波特兰成立了菲利普斯螺丝公司,旨在将设计专利授权给制造商并收取使用费。

这个做法有点熟是吧?这就是高通的路子。所以为什么要弯道超车?因为不这样的话,这百年的差距根本就赶不上!

我们再说回螺丝。

菲利普斯很快说服了美国螺丝公司购买专利授权。在接下来的四年中,菲利普斯螺丝公司又获得了六项修改设计的专利。到年,螺钉开始进入工业消费品市场,第一个工业客户就是通用汽车公司,在年使用菲利普斯的十字口螺钉制造了凯迪拉克汽车。

亨利·菲利普斯

还记得前面的罗伯逊螺丝吧,还有我用引号罩住了的一段话:“第一种实际用于生产的凹入型紧固件”。

但是,就像前浪通常是用来拍的一样,虽然罗伯逊的方口螺丝具有里程碑式的意义,而实际情况却是,方口螺丝在工业上并没有被大规模采用,原因大家可以猜一下。

在十字螺钉发明之前,美国的装配线,工匠和消费者都使用普通的一字槽螺钉。

但是一字槽螺丝存在三个严重问题:螺丝刀难对准,刀头容易从槽口滑出,刀头与槽口需要紧密匹配。

这三个弊端严重的限制了生产效率的提高。所以很快的铁路和航空业纷纷采用了菲利普斯螺丝。第二次世界大战的爆发,更使得其得以走出美国,走向世界。

亨利·菲利普斯于年退休。不久以后,在年,美国政府对菲利普斯螺丝公司和17家菲利普斯螺丝和螺丝起子制造商提起反垄断诉讼。年,菲利普斯螺丝公司被判专利开放,于是十字口螺丝最终变成了世界工业基础标准之一。

最后一个问题,既然上世纪四十年代十字螺丝就广泛使用了,为什么老家具上却看不到呢?

没查到中国第一家螺丝厂是什么时候出现的。但可以推断一下:

日本是年左右拿到了十字螺丝的专利授权,这在当时可是高科技。所以,日本政府应该不会允许将之流入当时的伪满或朝鲜殖民地进行生产。也就是说,抗战胜利以后,我们从接手的日本企业中获得这项技术的可能性不大。

然后就是新中国初建,一穷二白,一切都重头开始。所以,保守估计,在上个世纪60年代之前,中国应该不会有十字螺丝的生产技术。

至于什么时候有的,以及如何攻克技术难关的,这就需要大家一起来考证了。

好了,今天的话题就聊到这里。我是老严,每天与你侃木头聊装修。谢谢阅读。




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