Re:1200 Nm(뉴턴미터)는 실제로 허브너트의 조임토크입니다.

[이성춘]

이성춘 변리사님의 친절하신 답변에 감사 드립니다.

유럽에서 수입한 대형차량이나 국내 메이커의 대형차량의 구동후륜 허브 너트는

대부분이 M80 X 2.0 P 이상입니다. 팔각너트의 외경이 125mm( M100 X 2.0 P)도 있습니다.

그리고 종래에는 더블너트와 퀵와셔로 고정하거나 , 한개의  너트와 LOCKING PLATE 를 사용하였는데,

요즘은 나사산에다 나사풀림방지 접착제 (LOCKTITE 등)을 바르고 한개의 너트를 평균1,200 NM의

토오크로 조여 버립니다. 

예를 들어 리테이너 교환용 공구의 개발 요청을 받은 허브너트의 조임에 관한 정비지침서 내용은

다음과 같습니다.

1) 링기어를 장착하고 허브너트를 150 플러스마이너스 30Nm 으로 조여줍니다.

2) 허브를 20바퀴돌리십시오. 이는 롤러의 중심을 잡기위한것입니다.

3) 허브너트를 1200 플러스 마이너스 120 Nm 로 조이십시오.  허브소켓과 토오크 증폭장치,

     그리고 토크렌치를 사용하십시오.

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제가 개발한 공구는 위와 같은 큰 토크를 가하는 것이 아니라 베어링과 리테이너를 허브내부에

고정시킬 때에만 적용하는 압력으로 정비지침서에는 4톤을 초과해서는 않된다고 되어 있습니다.

사용하는 볼트는 M24 X1.5 P의 SCM4재질의 열처리된 삼각형 메트릭나사 한개입니다.

제공하여 주신 기술자료로 배움이 앝은 제가 계산하기에는 너무 어렵군요.

도와주시는 김에 이러한 통상의 볼트에 얼마의 토오크를 가하면 4톤의 가압력 또는 체결력이

나오는지를 계산할 수 있는  해당공식을 알려주시면 고맙겠습니다.

수나사의 바깥지름(호칭경)=24mm    골지름=22,376mm    유효지름=23,026mm

이 공구는 모방당하지않으려 제힘으로 출원을 하고서 그 내용을 여기에 올려볼 예정입니다.

만약 이 공구가 제법 팔리는 상품으로 되거나 로열티상담이 있다면 그때는 이성춘 변리사님과

구체적인 권리화의  상담을 하겠습니다. 

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우선 대략적으로, 4톤(4,000kgf)의 힘을 가할 수 있는 SCM4 재질(항복강도가 s=85 kgf/mm^2 이상이군요. 안전률을 5을 감안하면 사용응력은 sw = 17 kgf/mm^2가 됩니다.)의 볼트의 외경(호칭경)은, 대략

d = 루트(8Q/3sw) = 루트(8x4000/3x17) = 25.05(mm),

즉 M24로는 좀 약하다 싶군요. 그러나 안전계수를 좀 넉넉하게 준 것이니, 그냥 써도 되겠고요.)

그리고, 볼트축으로 4톤을 주려면,

M24x1.5 나사는 유효지름이 23mm, 피치=리드= 1.5mm이므로, 경사각 a는,

a = Arc Tan(p/3.14 d) = Arc Tan(1.5/3.14 x 23) = 1.2(도)

상당마찰각 u'는 금속간 마찰계수 0.15, 나사플랭크각 30도를 감암하여,  9.8도,

나사를 축방향으로 4톤으로 밀기 위한 토크는,

T= d/2 Q tan(a+u') = 23/2 x 4000 x tan(1.2+9.8) = 8941 kgf.mm = 89.4 N.m

이상입니다. 89.4 N.m토크로 죄면 볼트 축에 4톤이 가해집니다.

(대략 500 mm 렌치로 힘껏 조이는 토크군요.)

윤활을 하던지 하면 마찰계수가 달라져서 계산이 완전이 달라집니다.

그런데, 통상 볼트에 토크를 규정하는 것은 볼트가 파손되지 않는 범위에서 최대한 꽉 죌 수 있는 토크의 크기를 규정하는데 있습니다.

다보탑님의 요청에 따라 계산은 했습니다만,

정확하지않습니다, 왜냐하면 나사면의 마찰이 윤활이나 부식 정도에 따라 크게 차이가 나기 때문입니다.

(위의 마찰계수 0.15는 윤활하지 않은 금속간에 통상 적용되는  마찰계수입니다.)

도움이 되셨기 바랍니다.

(그런데, 기계 전체를 모르고 이런 계산을 하는 것이 의미가 있을려나 모르겠습니다.) 

[이성춘]

M80 볼트라면, 1200 N-m로 돌려도 되겠군요^^ 그리고 권리화 상담은 가까이 있는 그지역의 친절하고 착한 변리사와 상담하세요. 저같이 멀리있고 불손한 변리사는 별로 도움이 못될 듯 하군요^^

[빛나리]

다보탑형님과 함께 특허청/자유토론방에서의 못다한 옛날얘기를 안주삼아 쐬주한잔하며 털어버릴 날을 언능 잡아야 겠군요... 발명은 모름지기 과거의 끈에 연연(묶여~)하면 진퇴양난의 수렁에서 헤어날길 없으니 말입니다.

[dabotab]

허 허 허. 저야 이제는 공격적인 자기주장을 버린지가 오래되어 그냥 작은 실적으로나마 입증하려 노력할 뿐... 가을거둔 들판에서 이삭줍고 낙조를 바라보렵니다. 열정적이었던 분들과 새로운 분들의 비상(飛翔)에 박수를 보냅니다.

[이성춘]

다보탑님, 요아래 다소 불손한 듯한 글 하나 지웠습니다. 죄송합니다! 저는 왜 인생을 이렇게 삐딱하게만 사는지 모르겠습니다. 어제 빛나리님을 Off Line에서 만났는데, 제발 다보탑께 대들지 말라고 주의(?)를 주시더군요. 앞으로는 좀 착하게(?) 살겠습니다.

[dabotab]

아이고... 안하셔도 될 일을....기술적 견해의 주고 받음이 어찌 다툼이겠습니까..육두문자를 마구 휘두르던 길손2님 같은 경우에는 손바닥을 데었지만, 이맹구님과의 글 주고받음은 이맹구님의 고담준론에 마이동풍으로 맞선 제가 일패도지할 수 밖에.... 재미있는 추억이었지요. 전혀 서운한 마음을 가진 적이 없습니다. 님을 안다는 게 자랑스럽고 다른 분에게도 소개하고 추천하고 있습니다.