拧螺丝的终极技法

Sharry

拧螺丝的终极技法

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。

▲乐泰242是最常用的中强度螺丝胶

最后，谈谈润滑脂的使用。事实上，并非100%的扭矩都转化成了最终的夹紧力，而是有相当的部分消耗在了克服螺纹的摩擦力上，在螺纹上涂抹润滑脂，可以提高扭矩的转化率，使安装更为精确，并且预防磨损、锈蚀和咬合。但是对于把组、刹车、坐管夹等部位的小直径、低扭矩螺丝来说，其作用不如螺丝胶重要，一般预涂的螺丝胶已具有一定的防摩擦、抗咬合功能，不必再加润滑脂。如果螺丝生涩到需要润滑才能拧入，多半是因为螺纹已经磨损变形。例外的是钛合金螺丝，由于其易咬合的特性，安装前应涂抹抗咬合剂（主要成分是润滑剂+铜粉），螺丝胶反倒是其次了。

▲Rockshox Reverb的坐管螺丝预涂了白色的螺丝胶


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！