이번 시간에는 나사에 대해 알아보겠습니다.
1. 나사의 구성과 용어
작각 삼각형으로 된 종이 ABC를 원동에 감으면 빗변 AB는 원통면 위에 곡선을 그리게 되는데,
이 곡선을 나사곡선(helix)이라고 부릅니다. 이 나사 곡선에 따라 원통 면에 홈을 판 것을 나사라고 합니다.
- 수나사 (external screw thread) : 나사의 홈들이 원통 바깥면에 만들어진 나사
- 암나사 (internal screw thread) : 나사의 홈들이 원통 내면에 만들어진 나사
2. 나사의 종류와 표시 방법
1) 나사의 종류
(1) 체결용 나사 (=삼각나사)
- 미터나사(M) : 호칭치수 mm 단위, 나사각 α = 60°
- 유니파이 보통나사 : ABC 나사, 호칭치수 inch 단위, 나사각 α = 60°
- 관용나사 : 호칭치수 inch 단위, 나사각 α = 55°
(2) 운동용 나사
- 사각나사 = 각 나사, 나사각 α = 0°
- 사다리꼴 나사 (=애크미나사)
- 미터계사다리꼴 나사(TM) : 나사각 α = 30°
- 인치계사다리꼴 나사(TW) : 나사각 α = 29°
2) 나사의 표시 방법
(1) 미터계의 경우
예) M 5 x 0.8
(M : 미터 보통나사,
5 : 나사의 호칭 지름(외경) 5mm,
0.8 : 피치 0.8mm)
예) TM 10
(TM : 30° 사다리꼴 보통나사,
10 : 나사의 호칭지름(외경) 10mm)
(2) 유니파이 나사의 경우
예) 3/4 - 36UNC
(3/4 : 외경 3/4 inch,
36 : 산수, 따라서 피치 p = 25.4mm/36
UNC : 유니파이 보통나사)
예) 3/8 - 16UNF
(3/8 : 외경 3/8 inch,
16 : 산수, 따라서 피치 p = 25.4mm/16
UNF : 유니파이 가는나사)
3. 나사의 역학
1) 나사를 죌 때 회전력
2) 나사를 풀 때 회전력
3) 나사각
(1) 사각나사의 경우
(2) 삼각나사의 경우
(3) 사다리꼴 나사의 경우
- 미터계사다리꼴 나사(TM)
- 인치계사다리꼴 나사(TW)
(4) 유효마찰계수
4) 토크 T
(1) 너트에 발생하는 토크
(2) 나사를 죄는데 필요한 토크
(3) 전체 토크
(4) 레버의 직경
5) 나사의 자립상태 (=자동체결 조건)
나사를 풀 때,
- ρ < λ 이면, P′ < 0 : 저절로 풀림
- ρ = λ이면, P′ = 0 : 임의의 위치에서 정지 상태 (자동체결)
- ρ > λ이면, P′ > 0 : 풀 때 힘이 든다 (자립조건)
∴ ρ >= λ이면, 자결상태 (나선각보다 마찰각이 커야함)
6) 나사의 효율
4. 너트의 높이
n : 나사가 여러 줄일 경우의 줄 수
d_m = (d_1+d_2)/2
h = (d_2-d_1)/2 : 나사산의 높이
5. 볼트의 설계
1) 축하중만 받는 경우(아이볼트 eyebolt, 훅 hook)
2) 축하중과 비틀림을 동시에 받는 경우
W_S : 축방향 하중
W_T : 비틀림 하중
6. 나사의 이완방지
- 로크너트(locknut)의 사용 : 2개의 너트를 사용하여 서로 졸라매어 너트 사이를 서로 미는 상태로 하여 외부로부터 진동이 작용해도 항상 하중이 작용하고 있는 상태를 유지하도록 너트를 2개 끼우는것.
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안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 현장에서 많이 사용하고 있는 분할핀에 대해 알아보고자 합니다. 명칭만 들으면 바로 떠오르지 않지만 생김새를 보면 많이 보셨을 법한 핀으로
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- 멈춤나사(set screw)에 의한 경우 : 너트 옆면에 나사 구멍을 설치하여 멈춤나사를 집어 박아 볼트의 나사부를 고정
- 특수한 와셔에 의한 경우 : 스프링 와셔, 혀달림 와셔, 폴 와셔 등을 끼워 너트의 자립 조건을 만족시키게 한다.