ประวัติความเป็นมาของน็อต (Bolt) ทำงานช่างได้ทุกชนิด

ประวัติความเป็นมาของน็อต (Bolt) ทำงานช่างได้ทุกชนิด

            เมื่อมองเผินๆ น็อตอาจดูเหมือนเป็นสิ่งของที่เรียบง่ายมากที่ใช้ยึดสิ่งต่างๆ เข้าด้วยกัน แต่เมื่อเจาะลึกลงไปอีกหน่อย คุณจะตระหนักว่าเบื้องหลังน็อตและสกรูที่ดูเหมือนไม่มีอะไรนั้นมีอะไรมากกว่าที่เห็นในครั้งแรก หากไม่มีพวกมัน อุปกรณ์และเครื่องจักรทั้งหมดของเราคงพังทลาย

น๊อตเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ใช้กันมากที่สุดในการก่อสร้างและการออกแบบเครื่องจักร พวกมันยึดทุกสิ่งทุกอย่างเข้าด้วยกัน ตั้งแต่สกรูในแปรงสีฟันไฟฟ้าและบานพับประตู ไปจนถึงน็อตขนาดใหญ่ที่ยึดเสาคอนกรีตในอาคาร แต่คุณเคยหยุดสงสัยบ้างไหมว่าพวกมันมาจากไหนกันแน่?

น็อตตัวแรกถูกสร้างขึ้นเมื่อใด?

แม้ว่าประวัติความเป็นมาของเกลียวจะสามารถสืบย้อนไปได้ถึง 400 ปีก่อนคริสตกาล แต่การพัฒนาที่สำคัญที่สุดในกระบวนการผลิตน็อตและสกรูในยุคปัจจุบันเกิดขึ้นในช่วง 150 ปีที่ผ่านมา ผู้เชี่ยวชาญมีความเห็นแตกต่างกันเกี่ยวกับต้นกำเนิดของน็อตและโบลต์ (bolt) ที่ดูเรียบง่าย ในบทความของเขาเรื่อง "Nuts and Bolts" เฟรเดอริก อี. เกรฟส์ (Frederick E. Graves) โต้แย้งว่าโบลต์ที่มีเกลียวและน็อตที่เข้าคู่กันซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวยึดนั้น มีขึ้น เพียงแค่ในช่วงศตวรรษที่ 15 เท่านั้น เขาอ้างอิงข้อสรุปนี้จากบันทึกการพิมพ์ครั้งแรกของสกรูที่ปรากฏในหนังสือในช่วงต้นศตวรรษที่ 15

อย่างไรก็ตาม เกรฟส์ยังยอมรับด้วยว่าแม้ว่าโบลต์ที่มีเกลียว จะมีขึ้น ในช่วงศตวรรษที่ 15 แต่โบลต์ที่ไม่มีเกลียวนั้นมีมาตั้งแต่สมัยโรมันแล้ว ซึ่งใช้สำหรับ "การลงกลอนประตู เป็นจุดหมุนสำหรับเปิดปิดประตู และเป็นโบลต์แบบลิ่ม: แท่งหรือแกนที่มีช่องซึ่งใส่ลิ่มเข้าไปเพื่อไม่ให้โบลต์เคลื่อนที่ได้" เขายังบอกเป็นนัยว่าชาวโรมันพัฒนาสกรูตัวแรก ซึ่ง ทำมาจาก ทองสัมฤทธิ์ หรือแม้แต่เงิน เกลียวถูกตะไบด้วยมือหรือประกอบด้วยลวดพันรอบแกนแล้วบัดกรี

ตามงานวิจัยของบิล เอคเคิลส์ (Bill Eccles) ผู้เชี่ยวชาญด้านโบลต์ ประวัติความเป็นมาของเกลียวสกรูนั้นสืบย้อนไปได้ไกลกว่านั้นมาก อาร์คีมีดีส (Archimedes) (287 ปีก่อนคริสตกาล – 212 ปีก่อนคริสตกาล) พัฒนาหลักการของสกรูและใช้มันเพื่อสร้างอุปกรณ์สำหรับยกน้ำ อย่างไรก็ตาม มีสัญญาณบ่งชี้ว่าสกรูยกน้ำอาจมีต้นกำเนิดในอียิปต์ก่อนยุคของอาร์คีมีดีส มันถูกสร้างขึ้นจากไม้และใช้เพื่อชลประทานที่ดินและระบายน้ำท้องเรือ "แต่หลายคนเชื่อว่าเกลียวสกรูถูกประดิษฐ์ขึ้นประมาณ 400 ปีก่อนคริสตกาลโดยอาร์คีทัสแห่งทารันตัม (Archytas of Tarentum) [นักปรัชญาชาวกรีก] ซึ่งมักถูกเรียกว่าผู้ก่อตั้งกลศาสตร์และถือว่าเป็นคนร่วมสมัยกับเพลโต" เอคเคิลส์เขียนไว้ในเว็บไซต์ของเขา

เดิมทีน็อตถูกใช้ทำอะไร?

ประวัติความเป็นมาสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน: ตัวเกลียวเองซึ่งมีมาตั้งแต่ประมาณ 400 ปีก่อนคริสตกาล โดยใช้กับสิ่งต่างๆ เช่น สกรูสำหรับยกน้ำ แท่นกดสำหรับบีบองุ่นทำไวน์ และตัวยึดเอง ซึ่งมีการใช้งานมาประมาณ 400 ปี

เมื่อก้าวไปข้างหน้าสู่ศตวรรษที่ 15 โยฮันน์ กูเทนเบิร์ก (Johann Gutenberg) ใช้น๊อตในส่วนยึดของแท่นพิมพ์ของเขา แนวโน้มการใช้น็อตได้รับแรงผลักดันจากการนำไปใช้กับสิ่งของต่างๆ เช่น นาฬิกาและชุดเกราะ ตามที่เกรฟส์ระบุ สมุดบันทึกของเลโอนาร์โด ดา วินชีในช่วงปลายศตวรรษที่ 15 และต้นศตวรรษที่ 16 มีการออกแบบเครื่องจักรตัดเกลียวหลายแบบ

สิ่งที่นักวิจัยส่วนใหญ่ในหัวข้อนี้เห็นพ้องต้องกันคือ การปฏิวัติอุตสาหกรรมเป็นตัวเร่งให้การพัฒนาน็อตและโบลต์รวดเร็วขึ้น และทำให้พวกมันกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญในโลกวิศวกรรมและการก่อสร้างอย่างมั่นคง

การผลิตโบลต์ในระบบอุตสาหกรรมครั้งแรก

หนังสือ "History of the Nut and Bolt Industry in America" โดย W.R. Wilbur ในปี 1905 ยอมรับว่าเครื่องจักรเครื่องแรกสำหรับการผลิตโบลต์และสกรูสร้างโดย Besson ในฝรั่งเศสในปี 1568 ซึ่งต่อมาได้นำเสนอเกจหรือแผ่นตัดเกลียวสำหรับใช้กับเครื่องกลึง ในปี 1641 บริษัท Hindley of York ของอังกฤษได้ปรับปรุงอุปกรณ์นี้และมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย

ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกไปยังสหรัฐอเมริกา ประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้บางส่วนเกี่ยวกับโบลต์สามารถพบได้ใน Carriage Museum of America น็อตบนยานพาหนะที่สร้างขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1800 มีลักษณะแบนและเป็นเหลี่ยมมากกว่ายานพาหนะในยุคต่อมา ซึ่งมีมุมน็อตลบเหลี่ยมและส่วนเกินของโบลต์ถูกตัดออก การผลิตโบลต์ในเวลานั้นเป็นกระบวนการที่ยุ่งยากและต้องใช้ความอุตสาหะ

ในอังกฤษปี 1760 เจ (J) และดับเบิลยู ไวแอตต์ (W Wyatt) ได้นำเสนอกระบวนการผลิตแบบโรงงานสำหรับการผลิตเกลียวจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม เหตุการณ์สำคัญนี้ได้นำไปสู่ความท้าทายอีกประการหนึ่ง: แต่ละบริษัทผลิตเกลียว น็อต และโบลต์ของตนเอง ทำให้มีเกลียวสกรูขนาดต่างๆ มากมายในตลาด ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาสำหรับผู้ผลิตเครื่องจักร

เกลียวสกรูได้รับการกำหนดมาตรฐานครั้งแรกเมื่อใด?

จนกระทั่งปี 1841 โจเซฟ วิตเวิร์ธ (Joseph Whitworth) จึงสามารถหาทางแก้ไขได้ หลังจากใช้เวลาหลายปีในการวิจัยรวบรวมตัวอย่างสกรูจากโรงงานในอังกฤษหลายแห่ง เขาเสนอให้กำหนดขนาดเกลียวสกรูให้เป็นมาตรฐานในอังกฤษ เพื่อให้ตัวอย่างเช่น ใครก็ตามที่ทำโบลต์ในอังกฤษ และใครก็ตามในกลาสโกว์สามารถทำน็อต และทั้งสองจะสามารถเข้ากันได้ ข้อเสนอของเขาคือมุมของด้านข้างเกลียวควรได้มาตรฐานที่ 55 องศา และจำนวนเกลียวต่อนิ้ว ควรถูกกำหนดไว้สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ ในขณะที่ปัญหานี้กำลังได้รับการแก้ไขในอังกฤษ ชาวอเมริกันก็พยายามทำเช่นเดียวกัน และเริ่มแรกได้ใช้เกลียววิตเวิร์ธ

ในปี 1864 วิลเลียม เซลเลอร์ส (William Sellers) เสนอรูปแบบเกลียว 60 องศา และระยะเกลียวต่างๆ สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางที่แตกต่างกัน สิ่งนี้พัฒนาไปสู่ American Standard Coarse Series และ Fine Series ข้อได้เปรียบอย่างหนึ่งที่ชาวอเมริกันมีเหนือกว่าชาวอังกฤษคือรูปแบบเกลียวของพวกเขามีรากและยอดแบน ทำให้ผลิตได้ง่ายกว่ามาตรฐานวิตเวิร์ธ ซึ่งมีรากและยอดโค้ง อย่างไรก็ตาม พบว่าเกลียววิตเวิร์ธมีประสิทธิภาพดีกว่าในการใช้งานแบบไดนามิก และรากโค้งของเกลียววิตเวิร์ธช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการล้า

การนำเสนอ ISO Metric

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ความไม่สอดคล้องกันระหว่างเกลียวสกรูในประเทศต่างๆ กลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อความพยายามในการทำสงคราม ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ปัญหานี้กลับกลายเป็นปัญหาที่ใหญ่ยิ่งกว่าสำหรับฝ่ายสัมพันธมิตร ในปี 1948 อังกฤษ สหรัฐอเมริกา และแคนาดา ตกลงที่จะใช้เกลียว Unified เป็นมาตรฐานสำหรับทุกประเทศที่ใช้หน่วยวัดแบบอิมพีเรียล โดยใช้โปรไฟล์ที่คล้ายคลึงกับเกลียว DIN Metric ที่พัฒนาขึ้นในเยอรมนีในปี 1919 ก่อนหน้านี้ ซึ่งเป็นการผสมผสานสิ่งที่ดีที่สุดของรูปแบบเกลียว Whitworth (รากโค้งเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการล้า) และเกลียว Sellers (มุมด้านข้าง 60 องศาและยอดแบน) อย่างไรก็ตาม รัศมีรากที่ใหญ่กว่าของเกลียว Unified พิสูจน์แล้วว่ามีข้อได้เปรียบเหนือกว่าโปรไฟล์ DIN Metric ซึ่งนำไปสู่เกลียว ISO Metric ที่ใช้กันในทุกประเทศอุตสาหกรรมในปัจจุบัน

ผู้ที่ทำงานในอุตสาหกรรมนี้ได้เห็นการปรับปรุงน็อตอย่างละเอียดมากมายในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา "เมื่อผมเริ่มทำงานในอุตสาหกรรมนี้เมื่อ 35 ปีที่แล้ว ความแข็งแรงของน็อตยังไม่ได้รับการกำหนดไว้อย่างชัดเจนเท่าในปัจจุบัน" เอคเคิลส์กล่าว “ด้วยการนำเสนอคุณสมบัติทางกลของเมตริกสมัยใหม่และการปรับปรุงมาตรฐาน ISO ที่เกี่ยวข้องล่าสุด คำอธิบายความแข็งแรงของน็อตและวิธีการทดสอบที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติของน็อตได้รับการกำหนดไว้อย่างดีขึ้นมาก”

เนื่องจากอุตสาหกรรมวัตถุดิบมีความซับซ้อนมากขึ้น DNA ของน็อตจึงเปลี่ยนจากเหล็กไปเป็นวัสดุที่แปลกใหม่กว่าเดิมเพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของอุตสาหกรรม

โลหะชนิดใดบ้างที่ใช้ในการผลิตน็อต?

ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก ซึ่งสามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เช่น เทอร์โบชาร์จเจอร์และเครื่องยนต์ ซึ่งเหล็กทำงานได้ไม่ดีเท่า การวิจัยล่าสุดมุ่งเน้นไปที่น็อตโลหะเบา เช่น อะลูมิเนียม แมกนีเซียม และไทเทเนียม

เทคโนโลยีน็อตในปัจจุบันก้าวหน้าไปมากนับตั้งแต่สมัยที่น็อตและสกรูทำด้วยมือ และลูกค้าสามารถเลือกได้เฉพาะน็อตและโบลต์เหล็กพื้นฐานเท่านั้น ปัจจุบัน โซลูชันต่างๆ เช่น Nord-Lock ได้คิดค้นการปรับปรุงที่สำคัญในเทคโนโลยีการยึด เช่น ระบบล็อคด้วยลิ่ม ลูกค้าสามารถเลือกแหวนรองเคลือบสังกะสีแบบประกอบสำเร็จ หรือแหวนรองสแตนเลส น็อตล้อที่ออกแบบมาสำหรับขอบล้อเหล็กหน้าแบน หรือโบลต์คอมบิ ซึ่งปรับแต่งสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ ยังมีการเพิ่มตัวปรับความตึงแบบหลายแจ็คโบลต์ Superbolt และตัวปรับความตึงไฮดรอลิก Boltight สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมหนัก เช่น อุตสาหกรรมนอกชายฝั่ง พลังงาน และเหมืองแร่ ซึ่งเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการก้าวขึ้นเป็นผู้นำระดับโลกด้านการยึดโบลต์

ปัจจุบันยังมีการเน้นมากขึ้นในการวิเคราะห์ข้อต่อ "ในอดีต ผู้คนเคยตัดสินใจเลือกขนาดของตัวยึดตามประสบการณ์ของตนเองเท่านั้น และหวังว่ามันจะใช้งานได้" เอคเคิลส์อธิบาย "ปัจจุบัน ผู้คนให้ความสำคัญกับการวิเคราะห์มากขึ้น และทำให้แน่ใจว่าสิ่งต่างๆ จะใช้งานได้ก่อนที่จะมีการสร้างผลิตภัณฑ์และส่งออกสู่ตลาด"

แปลข้อมูลความรู้จาก

https://www.nord-lock.com/learnings/knowledge/2017/the-history-of-the-bolt/