기계요소 (2) – 나사의 종류와 나사산의 형상

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나사의 종류와 나사산의 형상

삼각나사는 가장 일반적인 체결 부품에 사용됩니다.

각 나사는 나사산에 강한 힘이 가해지는 경우에 사용되며, 주로 잭이나 바이스 같은 동력 전달 부분에 쓰입니다.

사다리꼴 나사는 정확한 운동을 전달해야 하는 부분, 예를 들어 선반의 피드 스크류 등에 이용됩니다.

수나사와 암나사는 나사산의 위치에 따라 분류됩니다.

※미터 나사는 보통 나사: JIS B 0205(1997), 가는 나사: JIS B 0207(1982)을 따른다.

수나사는 원통 또는 원추의 바깥쪽에 나사산이 있으며, 암나사는 내부에 나사산이 있는 구조입니다. 나사산의 호칭이 동일하지 않으면 두 부품을 체결할 수 없습니다.

나사 제작에는 저렴하면서 입수가 쉬운 재료가 선호되며, 강도와 인성을 갖추고 있어야 하고, 다양한 성분과 열처리를 통해 성질을 조정할 수 있어야 합니다.

합금강 SCM(크롬 몰리브덴강): 표준으로 사용되는 재료 스테인리스강 SUS: 부식 방지가 필요하거나 2차 가스 발생을 방지해야 하는 환경에 사용

볼트를 체결할 때 적정 축력과 토크는 구조물의 안정성과 직결됩니다. 토크법은 간단하여 널리 사용되고 있으며, 표준 내력의 70%를 최대로 사용합니다.

체결 축력: \( F_f = 0.7 \times \sigma_y \times A_s \)
체결 토크: \( T_{fA} = 0.35 \times k \times \left(1 + \frac{1}{Q}\right) \times \sigma_y \times A_s \times d \)

여기서:

축력: \( F_f = 0.7 \times \sigma_y \times A_s = 0.7 \times 112 \times 20.1 = 1576 \, \text{[kgf]} \)
적정 토크: \( T_{fA} = 0.35 \times k \times \left(1 + \frac{1}{Q}\right) \times \sigma_y \times A_s \times d = 0.35 \times 0.17 \times \left(1 + \frac{1}{1.4}\right) \times 112 \times 20.1 \times 0.6 = 138 \, \text{[kgf cm]} \)

볼트 표면 처리 윤활	토크 계수 k	조합 피체결물의 재질 (a) – 암나사 재질 (b)
강 볼트 흑색 산화 피막 기름 윤활	0.145	SCM-FC FC-FC SUS-FC
	0.155	S10C-FC SCM-S10C SCM-SCM FC-S10C FC-SCM
	0.165	SCM-SUS FC-SUS AL-FC SUS-S10C SUS-SCM SUS-SUS
	0.175	S10C-S10C S10C-SCM S10C-SUS AL-S10C AL-SCM
	0.185	SCM-AL FC-AL AL-SUS
	0.195	S10C-AL SUS-AL
	0.215	AL-AL
강 볼트 흑색 산화 피막 무윤활	0.25	S10C-FC SCM-FC FC-FC
	0.35	S10C-SCM SCM-SCM FC-S10C FC-SCM AL-FC
	0.45	S10C-S10C SCM-S10C AL-S10C AL-SCM
	0.55	SCM-AL FC-AL AL-AL

S10C: 미조질 연강 SCM: 조질강(35HRC) FC: 주철(FC200) AL: 알루미늄 SUS: 스테인리스(SUS304)

출처: 한국미스미

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