기계 요소 볼트 및 너트 2

오늘은 기계요소 중 볼트, 너트 2번째 시간으로 알아보겠습니다. 기본적인 사항을 잘 숙지하시면 설비를 알아가시는데

도움이 많이 되실 것입니다.

1. 나사

 1) 나사의 정의

- 나사 (screw)는 원통에 직각 삼각형의 종이를 감았을 때 빗변이 원통 표면에 그리는 곡선이 있는데 이것을 나사곡선 (helix)이라 하며, 이 곡선 모양에 따라 원통면에 흠을 깎는 것을 나사라 합니다.

 2) 나사의 용어

① 리이드와 피치 : 나사곡선을 따라 원통을 한 바퀴 돌았을 때 축 방향으로 움직인 거리를 리이드(lead)라 하며, 서로 이웃한 나사산 사이의 거리를 피치 (pitch)라 합니다. 이들 사이에는 다음과 같은 관계가 있습니다.

리이드 (ℓ) = 피치(p) × 줄 수 (n)

② 오른나사와 왼나사 : 축 방향에서 볼 때 시곗바늘 방향으로 돌려서 앞으로 나아가는 나사를 오른나사, 이 와반대가 되는 것은 왼 나사라 합니다.

③나사와 다줄 나사 : 한 줄의 나사 곡선을 갖는 것은 한 줄 나사(single therad), 두줄 이상의 것을 다줄나사 (multiple thead)라 합니다.

④ 암나사와 수나사 : 원통의 표면에 나사를 깎은 것을 수나사 (external thread), 원통 내면에 깎은 나사(internal thead)를 암나사라 합니다.

⑤ 호칭 지름과 유효지름 : 사나사의 산마루에 접하는 가상적인 원통의 지름을 바깥지름이라 하며, 수나사의 골에 접하는 가상적인 원통의 지름을 골 지름이라 한다. 한편 바깥지름은 나사의 크기를 나타내는 호칭지름 (nominal diameter)과 같은 것입니다. 유효 지름은 나사를 그 중심축에 따라 직각으로 잘랐을 때 나타나는 지름을 말하는 것입니다.

 3) 나사의 종류

   ① 나사산의 형상에 의한 분류

ⓐ 삼각나사 (triangular thead) : 물체를 결합하는데 조정하는데 쓰이는 것으로 기계요소 중에서 가장 광범위하게 사용되는 호환성 (호환성, interchangeability)을 가지게 하기 위해 KS에서는 미터나사 (metric thread), 유니파이 나사(unified thread)로 나눕니다.

ⓑ사각나사 (square thread) : 나사의 형상이 사각형이며 삼각나사에 비하여 마찰저항이 적은 관계로 힘의 전달용으로 잭(jack), 나사 프레스에 사용됩니다.

ⓒ사다리꼴나사 (trapezoidal thread): 애크미나사 (acme thread)라고도 하며 사각나사 보다 가공이 쉬워 정밀가공을 할 수 있고, 동력 전달용으로 쓰이며, 나사산의 각도는 미터 계열일 30 º이고 휘트워드 계열은 29 º입니다.

ⓓ톱니나사 (buttress thread) : 큰 힘이 한 반향으로 작용하는 경우에 사용되며, 힘을 받는 면은 축에 직각으로 되어있고, 힘을 받지 않는 면은 30 º의 각도로 되어 있으며, 힘의 전달용으로 사용됩니다.

ⓔ둥근나사 (knuckle thread) : 나사산이나 골이 둥글게 되어 있어 아주 큰 힘을 받는데나 먼지, 모래 등이 나사산에 들어가도 나사 작용에 지장이 없는 관계로 매몰용으로나, 전구나 호스의 이음부에 사용도며, 너클나사라고도 합니다.

ⓕ 관용나사 (pipe thread) : 파이프를 연결하기 위해서 파이프 끝에 깎는 나사로서 강도가 약해지는 것을 피하기 위해서 나사산의 높이를 얕게 하고, 가는 나사보다 피치를 작게 한다. 나사산의 각도는 55 º이며 특히 기밀을 요하는 것에는 1/16의 테이퍼를 둔 테이퍼 나사를 사용합니다.

   ②사용 목적에 따른 분류

ⓐ체결용 나사인 삼각 나를 사용 목적에 따라 나누면 다음과 같다.

ㄱ. 보통나사 (coarse thread): 지름에 대하여 피치가 1종류뿐인 관계로 볼트, 너트에서 많이 사용된다. 나사의 지름이 정해지면 그 밖의 치수가 규정되어 있습니다.(표시는 M20, U1/2, W3/4 등) ⓑ가는 나사 (fine thread) : 축이나 두께가 얇은 부분에 보통 나사를 깎으면 강도가 크게 감소되므로 나사의 높이가 낮은 가는 나사를 갖게 됩니다. 또 가는 나사는 호칭지름과 나사의 피치 관계가 일정하지 않으므로 나사의 크기를 나타낼 때는 M20 ×1.5로 표시하며, 그 뜻은 호칭 지름이 20(mm)이고 피치가 1.5(mm)라는 표시이다. 가는 나사는 피치와 나사산의 높이가 낮아 보통 나사보다 강도가 높고 잘 풀리지 않으며, 진동에 강하므로 항공기 등의 볼트, 너트에 많이 쓰입니다.

2. 볼트, 너트

1) 볼트의 정의

(1) 일반용 볼트 구분

①관통볼트 (through bolt) : 연결한 두 부분을 꿰뚫는 구멍을 뚫고 이에 볼트를 관통시켜서 반대쪽에서 너트를 키워서 결합시키는 볼트입니다.

②탭 볼트 (tap bolt) : 관통하는 구멍을 뚫을 수 없는 경우 한 부분은 관통을 시키고, 다른 한 부분에는 도중까지 구멍을 뚫고 탭으로 나사를 내고 이것에 머리 달린 볼트를 결합시키는 것입니다.

③스터드 볼트 (stud bolt) : 자주 분해, 결합하는 경우에 사용됩니다. 동근봉의 양 끝에 나사를 내어 나사 구멍에 끼우고 연결할 물건을 관통시켜 합치고 너트로 조이는 볼트입니다.

(2) 특수용 볼트

①기초용 볼트 (foundation bolt) : 기계나 구조물을 토대로 하여 고정하기 위한 볼트를 말합니다.

②스테이 볼트 (stay bolt) : 기계의 부품을 일정한 간격을 유지하면서 결합하는 데 사용되는 것으로 일정 길이만큼의 파이프를 잘라서 사용하기도 합니다.

③아이 볼트 ( eye bolt) : 물체를 끌어올리는 데 사용되는 것으로 머리 부분이 둥근 가락지 모양으로 되어 있어 로프나 훅(hook)을 걸기 알맞게 생겼습니다.

④T볼트 (T- bolt) : 머리가 T자형의 홈을 끼워져 홈을 따라 이동을 하면서 임의의 위치에 물체를 고정할 수 있는 볼토르 공작기계의 테이블에 사용됩니다.

2) 너트의 종류

(1) 6각 너트

너트의 모양이 6각을 이루는 것으로 가장 널리 사용되는 종류입니다.

(2) 특수 너트

① 사각 너트 (square nut) : 4 각인 모양으로 목제에 사용합니다.

② 모떼기 너트 (chamfering nue) : 축 선이 조절되어 중심 위치를 정하기 쉽도록 만든 너트입니다.

③ 와셔붙이 너트 (wacher based nut) : 너트의 밑면에 6각보다 큰 지름의 와셔가 달린 너트입니다.

④ 캡 너트 (cap nur) : 나사의 틈이나 접촉면 등에서 유체의 유출을 방지할 경우에 사용하는 너트이고 누설방지용 도로 사용됩니다.

⑤ 둥근 너트 (circular nut) : 6각 너트를 ㄹ사용할 수 없을 때 사용되며, 너트를 돌리기 위해 스패너를 걸 수 있게 되어 있습니다.

 

 

오늘은 기계요소 중 나사, 볼트, 너트 2번째 시간이었습니다. 기본이 강하면 설비를 아는데 많은 도움이 될 것입니다.

많은 도움이 되었으면 좋겠습니다.