“出行千里不需愁,高铁飞驰子弹头。莫怨登天难蜀道,列车呼啸跨神州。”
“要想富,先修路”是无数国人在脱贫致富的历史实践中总结出的宝贵经验,交通运输是一个国家经济文化交流发展的大动脉,对广大地区的人民实现脱贫致富起到了不可估量的作用。改革开放至今,经过四十多年的持续奋斗,我国已建成了东西相连、纵横南北的四通八达的运输体系,初步形成了“六轴、七廊、八通道”的国家综合立体交通网。一条条公路、铁路,一座座桥梁、隧道,一个个机场、码头......见证着我国从无到有,从有到强,一代代人用智慧和汗水将交通强国的理想蓝图变为现实。
众多交通运输方式之中,高铁无疑是我国近些年来取得的重大成就,被世界各国称之为中国“新四大发明”之一。如今,我国已建成了世界上最现代化的铁路网和最发达的高铁网。近二十年,是我国在高铁技术上突飞猛进,在国际上逐渐取得领先地位的二十年,也是我国经济发展最为强劲的二十年。数以亿计的人们都在高铁建设的时代变化中感受到独树一帜的“中国速度”,也在高铁驶过的这条稳健而迅速的发展致富路上收获硕果。
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高铁技术高度反映了一个国家的工业实力和科研水平。在我国高铁发展建设的二十多年间,从最初学习、引进日本和德国的技术,到自主研发创新,不断追赶,后来居上,无数工程技术人员和科学家为此付出了巨大的代价。现今,我国高铁技术早已跃居世界前列,不仅青出于蓝,早早“出师”,更是“自立门户”,将中国高铁推往世界更多国家和地区。
然而,中国高铁“风光”的背后,却一度受制于人,不得不依靠外国的产品。
正如同为国人所熟知的“缺芯”之痛一样,长期以来,我国在大型工业、科学技术产品上的制造上往往得心应手,熟练自如,却往往在尖端工艺、精密器件等“细枝末节”上捉襟见肘,受制于人,例如饱受诟病的国产发动机、国产芯片等问题。而在中国高铁的发展路上,则表现为我国需要大量进口日本制造的螺母。
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螺母是日常生活中最为常见的零件之一。不管是小到玩具、家具,大到飞机、火箭,它的身影都随处可见。当高铁以几百公里的时速在轨道上疾驰时,其产生的震动必然是十分巨大的,为了保持各个位置上螺丝的稳定,就必须用螺母将其紧紧地连接起来。一颗小小的螺母的制造,背后却深刻体现了其工艺水准。
日本素以“匠人精神”闻名于世,他们不仅拥有良好的工业基础,更是热衷钻研创新,创造出了诸如丰田、索尼、松下等一批世界知名的高科技企业。而在高铁方面,最令他们引以为傲的一项技术便是Hard Lock螺母,这种被称为“永不松动”的螺母是世界上最稳固的螺母,以至于日本人自信满满地表示即使公开了这项技术的制造图纸,也难以被仿造。
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研发出这种“永不松动”螺母的是日本哈德洛克株式会社。1961年,哈德洛克创始人若林克彦在参加了在大阪举行的国际工业产品展会后,从一种不锈钢钢丝做卡来防止松动的螺母上受到启发,他用板簧卡住螺丝钉螺纹的方法,制造出了一种新的防回旋U螺母,并取得了很好的试验效果。由于U螺母使用效果较好,很快就被推广在市场中进行销售,这位全新螺母的发明者也以此主营创设了公司,更是打出了“永不松动的螺母”的口号。
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尽管口号足够响亮,但在U螺母的实际使用过程中,还是不可避免地出现了松动现象。若林克彦对此很不满意,为了让口号“名副其实”,他决心对这种螺母在原有基础上进行进一步的研发和完善。
1973年,若林克彦通过不懈的钻研终于以古代木结构建筑中的榫头作为灵感,在螺母和螺钉的缝隙中打入钉子,发明了螺母中增加榫头的永不松动的螺母。次年,他创建了哈德洛克公司,成功研制的Hard Lock螺母便成为这家公司最重要的产品,被日本铁路公司使用后证明了其良好的性能,进而得到了迅速的推广。
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那么,这种螺母的结构和原理到底是怎样的呢?
实际上,Hard Lock螺母的构思十分简单,就是在螺母与螺丝之间揳入楔子以发挥防止松动的作用。
为了螺母同时具备楔子的功能,螺丝钉上使用呈“凹”“凸”形状的两种螺母。下方呈凸状的螺母,在加工时中心稍微错动,就能起到楔子的作用。上方呈凹状的螺母,则不作偏离中心的加工,形成了锤子网打楔子的功能。这样的两个螺母合二为一,松动问题就迎刃而解了。
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Hard Lock螺母在日本成功上市后,被广泛运用在高铁上。当时日本在高铁的研制上处于先行者的角色,在各种技术层面都领先于世界,因此,Hard Lock螺母也自然而然地成为了各国高铁螺母建设上的必需品。不仅被中国、英国、韩国等国家大量进口运用在铁路建设上,而且在包括美国等国家的大型科学站的建设上也得到了广泛使用。
二十多年持之以恒专注螺母技术的不懈努力,让Hard Lock螺母成为了行业内当之无愧的标杆,也让哈德洛克公司成为日本制造业的隐形巨头。不过,各国也在大量进口使用这个螺母的同时,加紧了对这项技术的学习研发。
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2015年8月,中国自主生产的自紧螺母正式亮相深圳,这种自紧螺母仅需一个螺母和一个垫圈,就能够解决所有的问题,而且在材质、工艺上达到了一流水准。相较于Hard Lock螺母而言,自紧螺母在安全性上表现地更胜前者:螺母内含活性自紧力,回转时会产生更大的反向自紧力,因此十分牢固,不会出现松脱的现象。自紧螺母面世后,也被很快地应用在我国工业生产的各个领域中,用独树一帜的良好性能站稳了脚跟,它的成功更推动鼓舞了更多中国企业在精密器件上的研究和发展。
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在经济全球化,各国经济日益紧密的今天,商品乃至工艺技术上的互通有无早已成为推动各个文明不断向前发展的不竭动力,从建国之初的原子弹,到如今小小的螺母,我国都是在向各国优秀文化成果不断学习的基础上逐渐从依赖走向独立,从孱弱走向强大。如今,中国已经拥有了包括华为在内的一大批专注独立研发,力图打破外国技术垄断,有着强烈使命感在内的优秀企业和投身科研事业的科技工作者,他们在各自的领域上蓄势待发,“千红万紫安排著,只待新雷第一声”,相信不久的将来,我们一定能在包括芯片在内的各个关键领域取得更大的突破。
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