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나사강도의 선택


1.


특별히 강도를 요하지 않는 부품의 결합에는 4T를 사용한다.

2.

강도를 요하고 또한 진동에 의한 풀림의 염려가 있는 부위에는 7T를 사용한다.

3.

중요부분 또는 공간적으로 나사크기가 제한되는 부위에는 9T 또는 그 이상을 사용한다.

 

참고)

일반적으로 나사를 사용함에 있어 강도를 거의 고려하지 않고 사용하는 사람들이 많다. 하지만, 우리가 흔히 일반볼트라고 부르는 4T짜리 볼트의 경우 인장강도가 400 N/mm2 이며, 고장력 볼트인 10.9의 경우 인장강도가 1000 N/mm2 이다. 즉, 동일 호칭경의 나사에서 1개의 나사가 견딜 수 있는 힘은 약 2.5배가 된다.
이는 동일 부위에 사용되는 나사의 수를 상당히 줄일 수 있음을 의미하며, 나사의 수를 줄인 다는 것은 단순히 나사의 가격만 절감되는 것이 아니며, 나사를 조립하기 위해 나사구멍의 가공 공정인 드릴링, 탭핑 공정등이 감소되어 설비 및 공구비용 등의 절감이 가능하며, 조립시간이 단축됨에 따른 인건비도 절감 된다.
보통나사와 고장력 나사의 가격 차이가 크지 않으므로 고장력 볼트의 사용을 권장한다. 단, 조여지는 물체의 강도가 낮을 경우 산이 뭉그러지거나, 변형이 일어날 수 있으므로 조여지는 물체의 인장강도를 고려하여 적정 강도의 나사를 선택해 사용하는 것이 중요하다.

        

      

      

      

나사강도 구분 및 기계적 성질


탄소강 계열의 나사

【 KS B 0233 】

강도구분

최소인장강도( N/mm2)

경도 (HB)

4T

392

121 - 229

6T

588

174 - 255

7T

686

266 - 271

10T

981

310 - 372

【 ISO 898-1 】

강도구분

호칭인장강도 (N/mm2 )

최소인장강도( N/mm2)

경도 (HB)

3.6

300

330

90 - 238

4.6

400

400

114 - 238

4.8

400

420

124 - 238

5.6

500

500

147 - 238

5.8

500

520

152 - 238

6.8

600

600

181 - 238

8.8 (d<16)

800

800

238 - 304

8.8 (d>16)

800

830

242 - 318

9.8

900

900

276 - 342

10.9

1000

1040

304 - 361

12.9

1200

1220

365 - 414

ISO 898-1에서의 나사강도 표시 방법

상기 그림과 같이 머리 위에 제조사명과 강도 구분 수자를 타각하거나, 머리 옆면에 타각하도록 규정 되어 있다.

 

스텐레스강 계열의 나사

 

계열

구분

강도

최소인장강도
(N/mm2)

오스테나이트계

A1

50

500

A2, A3

70

700

A4, A5

80

800

참고)
스테인레스강은 오스테나이트계, 마르텐사이트계, 페라이트계의 3가지 계열이 사용되고 있다. 국내에서는 A2가 가장 많이 사용되고 있다.

 

 

ISO 3506 에서의 나사강도 표시 방법

표시 방법은 탄소강 계열과 같이 머리 위나 옆에 탁각 하도록 규정되어 있으며, 사진은 실물에 표시한 예이다.

 

인치계열 나사

 

표시방법

관련규격

재질

적용
호칭경

보증하중
(psi)

항복강도
(psi)

인장강도
(psi)

SAE J429 Grade 2

저탄소강
탄소강

1/4~3/4

55,000

57,000

74,000

3/4~1-1/2

33,000

36,000

60,000

SAE J429 Grade 5

열처리된
탄소강

1/4~1

85,000

92,000

120,000

1~1-1/2

74,000

81,000

105,000

ASTM A325

열처리된
탄소강

1/2~1

85,000

92,000

120,000

1-1/8~1-1/2

74,000

81,000

105,000

SAE J429 Grade 8

열처리된
탄소강

1/4~1-1/2

120,000

130,000

150,000

인치나사의 경우 강도표시를 인장강도로 하며, 단위는 psi(Pound Per Square Inch)를 사용한다. 숫자가 크므로 표시하기 불편하여 1000을 의미하는 kilo를 적용하여 ksi로 표시하면서 0 세개를 없애고 정수만 카탈로그나 규격표에 표시하기도 한다. 머리에는 숫자를 적기 어려우므로 표의 그림과 같이 표시한다.

 

 

      

      

      

나사강도 등급별 하중표

 

본 하중표는 ISO에 규정되어 있는 것으로서, 강도 등급별로 인장시험을 하였을 경우 최소한 아래표 이상의 값이 나와야 한다고 규정하고 있다.
따라서, 나사를 사용하기 위해 나사의 하중능력을 고려할 때에 아래표를 참고하면 유용하다. 

 

【 최소 인장하중표 ISO 898-1 】
Minimum ultimate tensile load

미터나사-보통피치
하중단위: N

호칭경

유효
단면적
mm2

나사의 강도 등급

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

M3

5.03

1660

2010

2110

2510

2620

M3.5

6.78

2240

2710

2850

3390

3530

M4

8.78

2900

3510

3690

4390

4570

M5

14.2

4690

5680

5960

7100

7380

M6

20.1

6630

8040

8440

10000

10400

M7

28.9

9540

11600

12100

14400

15000

M8

36.6

12100

14600

15400

18300

19000

M10

58

19100

23200

24400

29000

30200

M12

84.3

27800

33700

35400

42200

43800

M14

115

38000

46000

48300

57500

59800

M16

157

51800

62800

65900

78500

81600

M18

192

63400

76800

80600

96000

99800

M20

245

80800

98000

103000

122000

127000

M22

303

100000

121000

127000

152000

158000

M24

353

116000

141000

148000

176000

184000

M27

459

152000

184000

193000

230000

239000

M30

561

185000

224000

236000

280000

292000

M33

694

229000

278000

292000

347000

361000

M36

817

270000

327000

343000

408000

425000

M39

976

322000

390000

410000

488000

508000

【 최소 인장하중표 ISO 898-1 】
Minimum ultimate tensile load 

미터나사-보통피치
하중단위: N

호칭경

유효
단면적
mm2

나사의 강도 등급

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

M3

5.03

3020

4020

4530

5230

6140

M3.5

6.78

4070

5420

6100

7050

8270

M4

8.78

5270

7020

7900

9130

10700

M5

14.2

8520

11350

12800

14800

17300

M6

20.1

12100

16100

18100

20900

24500

M7

28.9

17300

23100

26000

30100

35300

M8

36.6

22000

29200

32900

38100

44600

M10

58

34890

46400

52200

60300

70800

M12

84.3

50600

67400

75900

87700

103000

M14

115

69000

92000

104000

120000

140000

M16

157

94000

125000

141000

163000

192000

M18

192

115000

159000

-

200000

234000

M20

245

147000

203000

-

255000

299000

M22

303

182000

252000

-

315000

370000

M24

353

212000

293000

-

367000

431000

M27

459

275000

381000

-

477000

560000

M30

561

337000

466000

-

583000

684000

M33

694

416000

576000

-

722000

847000

M36

817

490000

678000

-

850000

997000

M39

976

586000

810000

-

1020000

1200000

 

 

아래의 보증 하중표도 ISO에 규정되어 있는 것으로서, 강도 등급별로 아래표와 같이 규정하고 있다.
따라서, 나사를 보증하중 이내에서 사용하기 위해 나사의 하중능력을 고려할 때에 아래표를 참고하면 유용하다. 

【 보증 하중표 ISO 898-1 】
Proofing load

미터나사-보통피치
하중단위: N

호칭경

유효
단면적
mm2

나사의 강도 등급

3.6

4.6

4.8

5.6

5.8

M3

5.03

910

1130

1560

1410

1910

M3.5

6.78

1220

1530

2100

1900

2580

M4

8.78

1580

1980

2720

2460

3340

M5

14.2

2560

3200

4400

3980

5400

M6

20.1

3620

4522

6230

5630

7640

M7

28.9

5200

6500

8960

8090

11000

M8

36.6

6590

8240

11400

10200

13900

M10

58

10400

13000

18000

16200

22000

M12

84.3

15200

19000

26100

23600

32000

M14

115

20700

25900

35600

32200

43700

M16

157

28300

35300

48700

44000

59700

M18

192

34600

43200

59500

53800

73000

M20

245

44100

55100

76000

68600

93100

M22

303

54500

68200

93900

84800

115000

M24

353

63500

79400

109000

98800

134000

M27

459

82600

103000

142000

128000

174000

M30

561

101000

126000

174000

157000

213000

M33

694

125000

156000

215000

194000

264000

M36

817

147000

184000

253000

229000

310000

M39

976

176600

220000

303000

273000

371000

【 보증 하중표 ISO 898-1 】
Proofing load

미터나사-보통피치
하중단위: N

호칭경

유효
단면적
mm2

나사의 강도 등급

6.8

8.8

9.8

10.9

12.9

M3

5.03

2210

2920

3270

4180

4880

M3.5

6.78

2980

3940

4410

5630

6580

M4

8.78

3860

5100

5710

7290

8520

M5

14.2

6250

8230

9230

11800

13800

M6

20.1

8840

11600

13100

16700

19500

M7

28.9

12700

16800

18800

24000

28000

M8

36.6

16100

21200

23800

30400

35500

M10

58

25500

33700

37700

48100

56300

M12

84.3

37100

48900

54800

70000

81800

M14

115

50600

667000

74800

95500

112000

M16

157

69100

91000

102000

130000

152000

M18

192

84500

115000

-

159000

186000

M20

245

108000

147000

-

203000

238000

M22

303

133000

182000

-

252000

294000

M24

353

155000

212000

-

293000

342000

M27

459

202000

275000

-

381000

445000

M30

561

247000

337000

-

466000

544000

M33

694

305000

416000

-

570000

673000

M36

817

359000

490000

-

678000

792000

M39

976

429000

586000

-

810000

947000


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