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中国高铁离不开日本“永不松动的螺母”?真相是……

2022-01-23阅读 85 世界先进制造技术论坛我要关注

咱中国的高铁如今取得的成绩，令世界都刮目相看！而这一切都是依托在中国制造业高速发展的基础之上。大家知道，高铁运营时，高速行驶的列车和铁轨不断接触，形成的摩擦和震动非常大，一般的螺丝在这种振动中会被震松、震飞。不想被震飞，那么就需要螺丝和螺母丝丝入扣，永不松动才行。然而，这小小的螺母却一直采用进口——来自日本哈德洛克（Hard Lock）工业株式会社，一家只有45名员工的小企业。

那么，事实真的是这样的么？

现在有一个论调就是：到目前为止，没有一家企业能够仿制成功，甚至拿出图样都造不出。因为这个要求看起来很简单，但是要满足它并不容易。世界上做螺丝螺母的企业可以说是多如牛毛，但是能生产这种永不松动的螺母的企业屈指可数，到目前为止，没有一家企业能够仿制成功。

下面请和小编一起一探究竟。

“永不松动螺母”的产生

让我们从“永不松动螺母”这个名头的产生来开始看看吧，网上流传的版本是这样的：Hard Lock工业创始人若林克彥，当年在大阪举行国际工业产品展会上，看到一种防回旋的螺母，作为样品他带了一些回去研究。为了坚持自己能制造出“永不松动的螺母”的这种信念，1974年，若林又白手起家创立了第二家企业——哈德洛克（Hard Lock）工业株式会社。

若林从古代木结构建筑中的榫头上得到灵感，发明了螺母中增加榫头的永不松动的螺母。但是等待他的竟然是和第一次创业时一样的漫长而痛苦的推广之路。由于这种Hard Lock螺母的结构比一般螺母复杂，成本也高，所以销售价格比普通的螺母要高30%左右，这成了这种螺母推广的最大障碍。经过好几年的优化和推广，终于有一家铁路公司终于采用了若林的产品，证明了这种绝不松动螺母的实力。

铁路公司非常需要耐震防松的螺母，而日本铁路公司又非常多，这给若林的新公司带来了发展机会，日本最大的铁路公司JR公司最终也采用了Hard Lock螺母，并且全面用于日本新干线。

Hard Lock螺母的成功也会吸引很多的模仿者进行模仿。实际上Hard Lock螺母的原理结构都是比较简单。虽然模仿者很多，但成功者几乎没有，这就是技术的关键。虽然你知道这种加榫头的螺母的原理和结构，可是你就是生产不出绝不松动的螺母。这就是人家的拿手绝活。

这种企业发家故事似曾相识，一股浓浓的“寿司之神”的味道附和在“匠人精神”的大标签马上要朝着我们飞过来，在这里得和大家掰扯掰扯，这种营销故事不要太多！中国的紧固件行业还是可以的，这几年也是越来越大，越来越强。

咱没必要一遇到所谓的“外国神话”就觉得他乡月亮比较圆吧，完完全全可以挺起腰杆看事情的本质和真相。

所谓的“永不松动螺母”的原理

是在螺母与螺丝之间揳入楔子以发挥防止松动的作用，如下图所示：

螺母加入楔子原理图

在一个螺丝钉上使用呈“凹”“凸”形状的两种螺母。下方呈凸状的螺母，在加工时中心稍许错动（偏心加工），起到楔子的作用。上方呈凹状的螺母，则不作偏离中心的加工（圆形加工），于是形成了锤子揳打楔子的功能。如图所示，这样的两个螺母合二为一，松动问题就迎刃而解了。

两个螺母合二为一

但是，你就是看懂了这种螺母的原理，也无法生产出来。因为实际的生产还需要特殊的经验，这就是技术，这就是诀窍（knowhow），日本的很多企业都有这种你怎样学也会不会的独一无二的技术。

虽然这款螺母在价格上比一般螺母高出4~5倍，然而一旦拧紧就无需维修，可以节省庞大的保养检修费用。迄今为止，“Hard Lock螺母”已被澳大利亚、英国、波兰、中国、韩国的铁路所采用。

事实是这样吗？

是不是看到这里觉得特别厉害，高大上啊，但是我要来打打脸了！下方高能......

首先，世界上根本就不存在什么“永不松动”的紧固件，不过是有较强的防松性能而已。在紧固件安装之后，在特定的使用环境中，很长时间内不必担心紧固件会松动。从这种意义上讲，中国早就有自己的“永不松动”的紧固件。

其次，哈德洛克紧固件从结构上存在一定的內在缺欠。哈德洛克紧固件是靠两个螺母一起工作的，其中第二个螺母依靠偏心的压力来锁紧第一个螺母，以达到防松的目的。

两个凸凹螺母拧在一起，实现防松动

问题是在施加偏心的压力时，螺母和螺栓的螺纹咬合必然会偏向一边，螺纹受力不均匀。同时，螺栓在使用时除了正常的拉应力外又附加了弯曲应力，这将严重地影响紧固件的疲劳强度，即在受到交变力下长期工作的能力，必然使螺栓的疲劳寿命下降。比如，在发动机内的联杆、缸盖、飞轮等关键部位，都对疲劳强度有很高的要求。哈德洛克紧固件是不能在这些关键部位使用的。

那么，中国高铁是否大量使用了“hardlock螺母”？

高铁科普作家“铁路观察”撰文指出，中国早就有了自己的紧固件。早在2002年青藏铁路建设中，要求轨道经过青藏高原的无人区时，压住钢轨的弹条扣件上的紧固件能做到常年免维护。中国自主开发了一种新的防松紧固件，成功地解决了这一难题。十几年过去了，没有发生过一起紧固件松动事故。所以，中国早就掌握了研发和制造防松紧固件的“核心技术”。完全没有依赖日本技术的必要。

“铁路观察”调查发现，中国高铁只有小部分使用“hardlock螺母”。具体说来，中车青岛四方股份公司因为最早是与日本企业合作引进技术，原型车使用了该螺母。因为在使用过程中，觉得产品质量不错，所以后续开发的产品，继续使用了该产品，总量不足1%，而且并非不可替代。而中国另外两家高铁生产企业，中车长客股份公司与中车唐山公司生产的高速动车组并没有使用“hardlock螺母”。

据人民网报道，以“复兴号”为例，“复兴号”从“大脑”到“心脏”都实现了实实在在的“中国创造”。整体设计以及车体、转向架、牵引、制动、网络等关键技术都是我国自主研发的，具有完全自主知识产权，可以说是“纯中国血统”。在高速动车组254项重要标准中，中国标准占84%。

中国高铁正走向世界，“中国速度”也被更多人承认。我们不应盲目自大，也不需妄自菲薄。

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