영풍볼트

나사의 조임토크 결정 예시

※본 토크값의 예시는 주로 사용하는 값의 예시에 대한 안내일 뿐이며, 본 내용을 기준으로
설계에 적용하여 발생하는 결과에 대해 저희 화인드아이는 일체의 책임이 없습니다.

나사의 사용에 있어 결정해야 할 요소중 가장 중요한 것 중의 하나가 나사의 조임토크의 결정이다.
나사의 조임방법에는 '토크값 제어방식'과 '조임각도 제어방식'의 두 가지가 있다.
우선 가장 널리 사용되고 있는 "토크 값 제어방식"에서 조임 토크 값의 결정방법에 대해 알아 본다.
(조임각도 제어방식은 나사의 조임방법(Tightening method) 예시 참조바람)토크값 제어 방식이란 토크 렌치(torque wrench)를 이용하여 나사를 조이는 일반적인 방식이다.
즉, 조임토크값의 최대, 최소값을 결정하여 토크렌치로 조이는 방식을 말한다.
각 나사의 최대 조임토크값은 머리형상, 표면처리사양, 나사에 오일의 도포 유무등에 따라 계속
달라 지므로 이의 정확한 설정은 나사의 사양별로 제조 업체로부터 정보를 입수하는 것이 바람직하다. 특히 머리 모양이 특수한 경우 육각머리에 비해 최대 조임토크 값이 현격하게 적어지는 경우가 많으므로 제조 업체에 반드시 확인 후 사용하는 것이 바람직하다.

※여기서는 가장 많이 사용되는 육각머리 볼트(보통나사)의 조임토크 결정에 대해 알아 본다.

조임토크의 결졍을 위한 절차

조임토크의 결정을 위해서는 다음과 같은 절차를 밟아야 한다.

1. 사용부위에 필요한 체결력을 결정하고, 그 체결력에 만족하는 나사의 크기(호칭경),
강도 및 나사 수를 결정한다.

체결력은 "보통나사의 최대 체결력 및 최대 조임토크표"에서 구할 수 있으며, 이 값은 한 개의 나사가
견딜 수 있는 값을 나타 내고 있으므로, 여러 개의 나사를 사용할 경우에는 총 필요한 체결력을 나사의 수로 나누어 한 개의 나사에 필요한 체결력을 결정하고 그 값에 합당한 호칭경 및 강도 등급을 표에서 결정한다.

2. 나사의 표면처리 사양에 따라 적절한 마찰계수를 선정한다.

아연도금한 나사의 마찰계수 : 0.125

나사의 마찰계수는 사용되는 너트나 암나사의 가공정밀도, 끼워맞춤 공차, 표면처리사양,
오일 도포유무 등에 따라 달라진다. 따라서, 정확한 값을 알고자 할 경우에는 제조업체에
의뢰하여 시험을 통해 마찰계수를 찾을 수 있다. 그러나, 항상 나사 사양을 결정할 때마다
그 값을 시험을 통해 구한 다는 것은 매우 불편한 일이므로 일반적으로 많이 사용되는 사양에
대해서는 업체에서 제시된 표 값을 이용하는 것이 편리하다. 그러나 업체에서 제시한 표를 보면그 값의 범위가 매우 커서 사용하기에 오히려 불편할 수 있으므로 아주 중요한 부위에 사용되는 볼트가 아니라면 간략한 예시를 사용하는 것이 편리하다

3. 아래에 제시한 표에서 나사의 호칭경을 찾아 특정 호칭경에서 적정한 마찰계수와
강도등급란이 교차되는 지점의 값을 읽으면 이 값이 최대 조임토크 값이 된다.

나사의 최대 체결력은 일반적으로 다음의 식으로 구할 수 있다.

Ff = As x 0.7 x Fy
As = 볼트의 유효 단면적(mm2)
Fy = 볼트의 항복점(N)

※다음 표는 업체에서 제공한 값으로 복잡한 식으로 계산하지 않아도 간편하게 이용할 수 있다.