正文: Keisuke Okada

《Bolted》有幸訪問日本頂尖的螺栓專家Tomotsugu Sakai博士。他的著作《螺栓連接工程──基礎(chǔ)和應(yīng)用》（Bolted Joint Engineering – Fundamentals and Applications）是螺栓緊固領(lǐng)域的權(quán)威之作，備受贊譽(yù)。

文章首次出版于: Bolted #1, 2017.

《Bolted》有幸訪問日本頂尖的螺栓專家Tomotsugu Sakai博士。他的著作《螺栓連接工程──基礎(chǔ)和應(yīng)用》（Bolted Joint Engineering – Fundamentals and Applications）是螺栓緊固領(lǐng)域的權(quán)威之作，備受贊譽(yù)。

什么是理想的緊固？這個(gè)問題在您的書中也有講過。
「理想的緊固應(yīng)該是基于可廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)化的緊固件實(shí)現(xiàn)的，而不是基于專門設(shè)計(jì)的零件。更重要的是，螺栓的緊固設(shè)計(jì)應(yīng)該做到萬無一失，才是理想的緊固。哪怕有一個(gè)失誤，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)就算失敗，所以你必須注意方方面面。」

在螺栓緊固中使用潤滑油有沒有好處？
「是的，如果被緊固的對象不會彼此滑移，那么降低摩擦系數(shù)從各方面來說都是有利的。如果被緊固的對象處于『松動(dòng)的環(huán)境』，那么一旦摩擦系數(shù)降低，它們就容易松動(dòng)，但這種松動(dòng)并不是必然的。
假如它們在超過某個(gè)極限的力的作用下，彼此反復(fù)滑移，就可以說處于『松動(dòng)的環(huán)境』?！?/span>

外力是如何造成剪切方向、軸向和扭轉(zhuǎn)滑移的？
「在剪切方向施加外力，就會引起滑移。如果軸向施加外力，被緊固的對象將彼此分離。在這些情況下，摩擦系數(shù)越低，就越容易松動(dòng)。
我在寫《螺栓連接工程──基礎(chǔ)和應(yīng)用》這本書的時(shí)候，是從傳統(tǒng)的角度來看待滑移現(xiàn)象，以解釋被緊固對象在接觸面上的滑移，即所謂的『宏觀滑移』。你用肉眼便可觀察這一現(xiàn)象，因?yàn)檫@種滑移只需0.1毫米便可目視確認(rèn)。大概在1988年，人們發(fā)現(xiàn)在宏觀滑移之前會發(fā)生不可見的『微觀滑移』，它能引起轉(zhuǎn)動(dòng)，但是這種轉(zhuǎn)動(dòng)非常微小，無法肉眼判斷是否沿松動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)?！何⒂^滑移』現(xiàn)象能使軸向力逐漸減小?！度毡揪芄こ虒W(xué)會雜志》的一篇文章對此有過介紹?！?/span>

「如果被緊固對象彼此接觸，常規(guī)的試驗(yàn)就無法測量接觸面的特定部位或者其他部位的滑移量。但是所有這些數(shù)值可以用有限元法（FEM)來計(jì)算。緊固件行業(yè)從2000年開始使用這種算法，如今大多數(shù)的螺紋緊固件研究都會用到它。2006年，Satoshi Izumi博士等人在一篇論文中宣布，逐漸旋轉(zhuǎn)松動(dòng)是微觀滑移（不可見的微小滑移）而非宏觀滑移（清晰可見的滑移）造成的。我第一次讀到這篇文章的時(shí)候深感震驚，其中講到，當(dāng)微觀滑移重復(fù)發(fā)生時(shí)，就會引起微小的旋轉(zhuǎn)松動(dòng)，每1000次旋轉(zhuǎn)1度，或者說每次1/1000度。1/1000度的旋轉(zhuǎn)用肉眼根本觀察不到。對此，有限元法可以大顯身手，結(jié)果證明微觀滑移的確會引起旋轉(zhuǎn)松動(dòng)。我覺得我有麻煩了！[笑]這些結(jié)果徹底動(dòng)搖了滑移臨界量的概念。
我曾想到微觀滑移必然會導(dǎo)致微動(dòng)磨損，但沒想到還會引起旋轉(zhuǎn)松動(dòng)。當(dāng)時(shí)我沒有辦法進(jìn)行測試。這真是讓人大開眼界的經(jīng)驗(yàn)?！?/span>

資料： 微觀滑移
這是一種肉眼看不到的滑移。它能逐漸減少夾緊力，最終導(dǎo)致可見的旋轉(zhuǎn)松動(dòng)（宏觀滑移）。材料的沉降和松弛也會降低夾緊力。Nord-Lock集團(tuán)研發(fā)的X系列防松墊圈能夠防止這兩種形式的滑移，它通過彈簧效應(yīng)抵消夾緊力的損失，而楔形效應(yīng)則能防止螺栓自發(fā)松動(dòng)。

資料：TOMOTSUGU SAKAI博士

• 1941 – 出生于日本岡崎市

• 1979 – 任職于豐田汽車，獲得工程博士學(xué)位，主要從事各種汽車零部件的強(qiáng)度和耐久性測試、研究和開發(fā)。

• 2001 – 調(diào)往Toyota Techno Service Corp，從事螺紋緊固件的教育和技術(shù)咨詢工作。

• 2007至今 – 退休后成立Sakai Consulting Office on Bolted Joint Engineering，提供螺栓緊固教育和技術(shù)咨詢。