볼트,너트 나사

[케이에스볼트]

●나사, 볼트, 너트
1). 나사의 종류와 특징

나사의 종류	특징
삼각 나사 (Triangular Thread)	* 나사산의 단면적이 삼각형 * 결합용으로 사용 * 미터나사(Meter Thread)와 인치계의 유니파이 나사(Unified Thread)로 구분 * 나사산의 각도 - 60° * 동일 지름에서도 피치의 크기에 따라 보통 나사와 가는 나사로 구분. * 가는 나사- 피치가 보통 나사보다 짧음 - 죔 강도가 크고 밀폐 부분에 사용
사각 나사 (Square Thread)	* 나사산의 단면적이 사각형 * 축 방향으로 하중을 받아 운동을 전달하는 곳에 사용 * 하중의 방향이 일정하면 효과적 * 가공이 불리 - 고정밀도에서는 경제성이 나쁨 * 힘 전달이나 부품의 전달에 사용
사다리꼴 나사 (Trapezoidal Thread)	* 나사산의 단면적이 사다리꼴 * 가공이 용이 * 맞물림 상태가 우수, 마모시에도 조정이 가능 * 공작 기계의 이송 나사로 사용 * 미터계 나사산 각도 30°, 인치계 나사산 각도 29°(애크미 나사: Acme Thread)
톱니 나사 (Buttress Thread)	* 압력의 방향이 일정한 곳에 사용 * 압력쪽은 사각나사. 반대쪽은 삼각나사
둥근 나사 (Knuckle Thread)	* 원형 나사 * 나사산의 골과 산의 모양이 원형 * 충격이 예상되는 부분과 이물질의 유입이 예상되는 부분에 적용
관용 나사 (Pipe Thread)	* 파이프 이음에 적용되는 나사 * 나사산의 각도 55° * 관용 나사와 관용 테이퍼 나사 * 호칭 : 수나사의 바깥 지름과 1인치당 나사산의 수로 표시
볼 나사 (ball Thread)	* 축과 구멍의 끼워 맞춤 사이에  나사산 모양의 홈을 가공 * 홈 부분에 강구를 끼워 나사의 역할을 하도록 함 * 마찰이 적고 정밀함 * 수치제어 기계의 이송 나사로 사용

2). 나사의 회전력과 효율

 

W	나사에 걸리는 힘(kg)
P	나사를 죄는 힘(kg)
P'	나사를 푸는 힘(kg)
T	토오크(Torque)(kg.mm)
p	나사의 피치(Pitch)(mm)
	나사의 효율
	나사의 유효경(mm)
	입사각()
	마찰각()
	마찰 계수
	상당 마찰각()
	상당 마찰 계수
	나사산의 각도()

 (1). 4각 나사

p' =	> 0 ,  P' >0 : 스스로 풀린다.    = 0 ,   P' =0 : 정지한다.    < 0 ,  P' <0 : 푸는데 힘이 필요하 다
T =

(2). 3 각나사

 

 

 

3). 나사의 강도

	나사를 죄는 힘 kg
	나사산의 전단 응력
	나사산의 굽힘 응력
	나사산 측면의 면압
	나사의 피치 mm
	나사산의 조합길이 mm
	나사산 수
	암나사의 곡경 mm
	숫나사의 곡경 mm
	나사의 평균경 mm
= 1 피치의  배가 전단응력을 지지하는 것으로 하고                 = 0.75 ~ 0.88   : 3각 나사                 ≒ 0.65            : 사다리 꼴 나사                ≒ 0.5              ; 각나사
를 로 나타내기 위한 계수                 0.325          : 미터  나사                 0.320          : 위트  나사                 0.288      :유니파이  나사                 0.250          : 각 나사

(1). 나사산의 전단강도

 

 

(2). 나사의 굽힘강도

 

 

(3). 나사산 측면에 미치는 면압

 

접촉면압력의 허용치

소재
수나사	암나사	체결용	이송용
연강	연강, 청동	3	1
경강	연강, 청동	4	1.3
경강	주철	1.5	0.5

(4). 필요한 산수

 

4). Bolt, Nut의 강도

볼트에 걸리는 힘	kg
볼트에 생기는 전단 응력
볼트에 생기는 인장 응력
볼트에 생기는 상당 인장 응력
스페너 또는 봉 등에 가하는 힘	kg
스페너 또는 봉 등의 길이	mm

(1). 축에 직각으로 전단하중을 받는 경우

 

(2). 축 방향으로만 하중을 받는 볼트의 외경

  

나사의 종류	규격	의 값
미터 보통 나사	M10~M48	0.702 ~ 0.787
유니파이 나사	~	0.697~0.767

(3). 나사로 죄는 경우
전체를 회전시키는 데 필요한 모우멘트(Moment)
= 나사를 죄는데 필요한 모우멘트(moment) + 접촉면의 마찰저항 모우멘트(moment)

 

 

(4). 축하중과 비틀림을 동시에 받는 경우 볼트에 생기는 인장응력

 

볼트에 생기는 비틀림 응력

  : 4각 나사

               : 3각 나사

상당 인장응력

 

5). 볼트의 종류 및 특징

종류	특징
관통 볼트 (Through Bolt)	* 2개의 부품에 구멍을 뚫고 볼트를 관통 후 너트로 죔 * 일반적으로 사용되는 볼트
탭 볼트 (Tap Bolt)	* 1개의 부품에 암나사를 가공하여 체결 * 관통 볼트를 사용하기 힘든 곳에 사용
스터드 볼트 (Stud Bolt)	* 둥근 막대 양단에 수나사를 가공 * 한쪽은 몸체에 암나사가공, 반대 편은 너트로 체결
기초 볼트 (Foundation Bolt)	* 기계 장치를 콘크리트 기초에 고정 * 한쪽 부분은 콘크리트 속에 고정
작은 나사 (Machine Screw)	* 지름이 8mm 이하 * 재료: 연강, 황동이 주종 * 작은 부품이나 박판의 조립에 사용 * 머리부분에 -,+홈이 가공 * 종류: 둥근머리. 납작머리. 납작머리 접시, 둥근머리 접시, 냄비머리, 둥근납작 머리
멈춤 나사 (Set Screw)	* 체결된 나사의 풀림을 방지하기 위해 설치 * 머리 모양에 따라: 일자홈. 육각구멍, 사각머리 * 재료 : 강철이 주종
나사못 (Wood Screw)	* 목재에 나사를 돌려 박는데 적합 * 드릴과 탭의 역할

6). 너트의 종류 및 특징

종류	특징
사각 너트 (Square  Nut)	* 머리의 모양이 사각 * 목재용이 주종
둥근 너트 (Circular Nut)	* 공간이 협소하여 육각을 사용할 수 없을 때 사용 * 홈붙이 둥근 너트. 측면 홈붙이 둥근 너트. 구멍 붙이 둥근 너트
플랜지 너트 (Flange Nut)	* 볼트 구멍이 클 때 사용 * 접촉면이 거칠 때 사용 * 큰 면의 압력을 회피하기 위해 사용 * 평판 플랜지 너트. 이붙이 플랜지 너트
캡 너트 (Cap Nut)	* 유체의 유출을 방지하는 곳에 사용 * 외부에서의 이물질 유입을 방지하기 위해 사용
아이 너트 (Eye Nut)	* 머리에 링이 부착된 너트 * 중량물을 달아 올리는 데 사용
나비 너트 (Wing Nut)	* 손으로 체결이 가능하도록 설계

7). 나사의 KS 규격

KS규격	규격명	KS규격	규격명
KS B 0003	나사 제도	KS B 1012	육각 너트(Nut)
KS B 0201	미터 보통 나사	KS B 1013	사각 너트(Nut)
KS B 0203	유니파이 보통 나사	KS B 1014	나비 너트(Nut)
KS B 0204	미터 가는 나사	KS B 1020	홈붙이 나사못
KS B 0208	유니파이 가는 나사	KS B 1021	홈붙이 작은 나사
KS B 0221	관용 평행 나사	KS B 1023	+자 홈붙이 작은 나사
KS B 0222	관용 테이퍼(Taper) 나사	KS B 1033	아이 볼트(Eye Bolt)
KS B 0223	전선관 나사	KS B 1034	아이 너트(Eye Bolt)
KS B 0226	29 사다리꼴 나사	KS B 1056	+자 홈붙이 나사못
KS B 0227	30 사다리꼴 나사	KS B 1324	스프링 와셔(Washer)
KS B 1002	육각 볼트(Bolt)	KS B 1325	이붙이 와셔(Washer)
KS B 1004	사각 볼트(Bolt)
KS B 1005	나비 볼트(Bolt)

[출처] 나사, 볼트, 너트|작성자 rokmc9378