為什么瓶蓋幾乎都是右旋的？

撰文 | glory

你一定做過這個(gè)動(dòng)作：口渴時(shí)拿起礦泉水，手腕往“左邊”一擰（從上往下看是逆時(shí)針），瓶蓋就“咔噠”一聲松開。你可能從沒想過——為什么我們幾乎都默認(rèn)“這樣擰才對(duì)”？答案很簡單：大多數(shù)瓶蓋用的是右旋螺紋，而右旋在工程體系里就是默認(rèn)選項(xiàng)。[1]

向“左”擰開礦泉水示意圖（圖片來源：AI生成）

什么是右旋螺紋？

“右旋”并不是指開瓶蓋要向右擰，右旋螺紋指的是：從螺紋端面看，順時(shí)針會(huì)越擰越緊（旋入）；因此為了松開，就通常要逆時(shí)針“左擰”。在國家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)注規(guī)則里：左旋需要在標(biāo)注中寫“LH”，而右旋往往不寫旋向代號(hào)。由此看來，右旋是機(jī)械工程里最常見的默認(rèn)旋向。

左旋螺紋和右旋螺紋示意圖（圖片來源：[9]）

如何快速分辨右旋螺旋運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)方向關(guān)系呢？這里教大家一種非常簡單的一種記憶方式：

伸出你的右手，大拇指指向“想讓它前進(jìn)的方向”，那么四指彎曲的方向，就是你需要的旋轉(zhuǎn)方向。（十分類似于物理電學(xué)中的安培定則（右手螺旋定則），雖然二者本質(zhì)并不相同。）

安培定則示意圖（圖片來源：[10]）

右旋為何會(huì)成為默認(rèn)選項(xiàng)？

為什么偏偏是“右旋當(dāng)默認(rèn)”？你可以把它理解成三股力量疊加出來的“集體約定”。

第一股是人類習(xí)慣。大多數(shù)人是右利手，常見科普與研究綜述會(huì)提到右利手占比約在85%–90%的量級(jí)，因此工具、操作習(xí)慣、教學(xué)口訣更容易圍繞右手形成穩(wěn)定的“肌肉記憶”。[2]

左利手和右利手示意圖（圖片來源：AI生成）

第二股是工業(yè)互換性。一旦螺紋方向不統(tǒng)一，工廠要多備模具與工裝，維修要多帶工具與配件，跨地區(qū)協(xié)作還要反復(fù)確認(rèn)“你們那邊到底怎么擰”，而螺紋標(biāo)準(zhǔn)化的目的可以有效減少這種無謂成本。

著重說明一下，19世紀(jì)英國工程師約瑟夫·惠特沃斯（Joseph Whitworth）在1841年前后提出并推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化螺紋體系，被多份工程史材料視為現(xiàn)代螺紋標(biāo)準(zhǔn)化的重要起點(diǎn)之一。[3]

第三股是國際標(biāo)準(zhǔn)體系把“默認(rèn)”固化。例如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO/TC 1的官方頁面明確寫出：該委員會(huì)創(chuàng)建于1947年，工作范圍就是推進(jìn)“國際可互換”的螺紋系列、基本牙型、螺距、直徑、公差與驗(yàn)證等。[4，5]

當(dāng)“右旋默認(rèn)、左旋需特別標(biāo)識(shí)”的工程語言被標(biāo)準(zhǔn)體系固化，瓶蓋、螺絲、螺母、旋蓋機(jī)、維修工具鏈條自然更傾向沿用同一方向——有利于減少成本、誤操作與供應(yīng)鏈復(fù)雜度。

螺紋標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展時(shí)間線示意圖

那么左旋螺紋是不是就沒用了？

既然生活中的右旋螺紋是默認(rèn)選項(xiàng)，那么左旋螺紋真就一點(diǎn)用處都沒有嗎？

No！No！No！左旋螺紋在特殊物理機(jī)制或安全風(fēng)險(xiǎn)方面發(fā)揮著重要的作用。

一個(gè)經(jīng)典例子是自行車踏板：左踏板是左旋螺紋，右踏板是右旋螺紋。這是因?yàn)?strong>踏板是否會(huì)松脫與“機(jī)械進(jìn)動(dòng)”等效應(yīng)有關(guān)，為了讓踏板在長期踩踏中趨向于越踩越緊而不是越踩越松，左右踏板采用了相反旋向的螺紋。[6]

自行車不同螺紋的左右踏板示意圖（圖片來源：AI生成）

而更關(guān)鍵、也更貼近日常安全的例子來自燃?xì)馀c氣瓶：在特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范TSG R0006—2014《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中，瓶閥出氣口連接被要求設(shè)計(jì)成能防止氣體錯(cuò)裝、錯(cuò)用的結(jié)構(gòu)，并明確寫到：盛裝助燃和不可燃?xì)怏w的瓶閥出氣口螺紋為右旋，可燃?xì)怏w瓶閥的出氣口螺紋為左旋。例如煤氣就屬于可燃?xì)怏w，那么家庭煤氣罐的出氣口螺紋就為左旋；而像氧氣罐這種屬于助燃?xì)怏w的瓶閥出口則為右旋。[7, 8]

生活小tips？

那么我們?cè)谏钪杏龅铰菁y相關(guān)的問題，有什么要注意的嗎？

第一、看標(biāo)識(shí)：

如果你在圖紙、包裝或標(biāo)注里看到“LH”，它大概率在提醒“這是左旋”。在我國螺紋標(biāo)注體系中，左旋需要標(biāo)注“LH”，右旋往往默認(rèn)不寫。[1]

第二、別硬擰：

遇到“怎么都擰不動(dòng)/怎么都對(duì)不上”，第一反應(yīng)不要加力——左旋螺紋、不同規(guī)格或不同密封結(jié)構(gòu)都可能導(dǎo)致“越擰越壞”。（這條屬于經(jīng)驗(yàn)性安全建議，不替代說明書與專業(yè)操作。）

第三、遇到氣體系統(tǒng)要更謹(jǐn)慎：

涉及燃?xì)狻⒀鯕獾雀唢L(fēng)險(xiǎn)氣體系統(tǒng)時(shí)，螺紋方向、規(guī)格、密封形式往往就是安全互鎖的一部分[7，8]；任何“硬擰到能用”的做法都可能把系統(tǒng)級(jí)安全設(shè)計(jì)直接破壞掉。因此一定要慎之又慎，邀請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)行操作！

小結(jié)

螺紋里的智慧，其實(shí)是人類文明的縮影：瓶蓋右旋的“統(tǒng)一”來自默認(rèn)化與標(biāo)準(zhǔn)化；而左旋的“少見”往往來自安全與防錯(cuò)。當(dāng)你下次“左擰才開”時(shí)，不妨把它當(dāng)作工程世界給大眾的一份簡單、穩(wěn)定的共同語言。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28271—2012《米制超細(xì)牙螺紋 公差》

[2]為什么大多數(shù)人是右撇子？左撇子的成因是什么？_澎湃號(hào)·政務(wù)_澎湃新聞-The Paper

[3]“精確”如何徹底改變現(xiàn)代世界的面貌——讀《追求精確》

[4] 1947年2月23日 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）成立

[5] ISO/TC 1 - 螺紋 --- ISO/TC 1 - Screw threads

[6]為什么自行車踏板能保持踩踏狀態(tài)而不會(huì)松動(dòng)？ | COMSOL 博客

[7]特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范 《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

[8]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 《永久氣體氣瓶充裝規(guī)定》

[9]Left-handed and right-handed fastener threads: Everything you need to know | Essentra Components US

[10]安培定則_百度百科

本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)“力學(xué)科普”，原標(biāo)題為《為什么瓶蓋幾乎都是右旋：國家標(biāo)準(zhǔn)與安全規(guī)范的答案》。

注：本文封面圖片來自版權(quán)圖庫，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛。

特 別 提 示

1. 進(jìn)入『返樸』微信公眾號(hào)底部菜單“精品專欄“，可查閱不同主題系列科普文章。

2.『返樸』提供按月檢索文章功能。關(guān)注公眾號(hào)，回復(fù)四位數(shù)組成的年份+月份，如“1903”，可獲取2019年3月的文章索引，以此類推。