나사산

나사산은 종종 나사산으로 줄여서 회전과 직선 운동 또는 힘 사이에서 변환하는 데 사용되는 나선 구조입니다.나사산은 원통이나 원뿔을 나선 형태로 감싸고 있는 능선으로, 전자는 직선 나사산, 후자는 테이퍼 나사산이라고 불립니다.나사산은 단순한 기계로서도 나사 고정 장치로서도 나사의 필수적인 기능입니다.

나사산의 기계적 이점은 리드선에 따라 달라집니다. 리드선은 나사가 한 ^[1]바퀴를 도는 직선 거리입니다.대부분의 어플리케이션에서 나사산의 리드는 마찰이 충분히 있어 선운동이 회전으로 변환되는 것을 방지할 수 있도록, 즉 외부 회전력이 없는 한 선운동이 가해져도 나사가 미끄러지지 않도록 선택된다.이 특성은 대부분의 용도에 필수적입니다.고정 장치의 나사산을 조이는 것은 마찰과 약간의 탄성 변형을 통해 쐐기가 단단히 붙을 때까지 틈새에 쐐기를 박는 것과 같습니다.

적용들

나사산에는 다음과 같은 용도가 있습니다.

• 고정:
  • 목재 나사, 플라스틱 나사, 기계 나사, 너트, 볼트 등의 고정 장치.
  • 나사산 파이프와 호스를 서로 연결하고 캡과 고정 장치에 연결합니다.
• 웜 드라이브를 통한 기어 감속
• 잭의 리드스크류처럼 회전운동을 선형운동으로 변환하여 물체를 직선적으로 움직이는 것.
• 마이크로미터에서와 같이 선형 운동을 회전 운동과 관련지어(및 동시에 증폭) 측정.
• 선반의 리드스크류처럼 앞서 말한 두 가지 기능을 조합하여 직선적으로 동시에 움직임을 측정하는 이동물체.

이러한 모든 애플리케이션에서 나사산에는 두 가지 주요 기능이 있습니다.

• 회전 운동을 선형 운동으로 변환합니다.
• 그러면 해당 회전 없이 선형 모션을 방지할 수 있습니다.

설계.

성별

모든 일치하는 나사산 쌍(외부 및 내부)은 수컷과 암컷으로 설명할 수 있습니다.일반적으로 외부 표면의 나사산은 수컷으로, 내부 표면의 나사산은 암컷으로 간주됩니다.예를 들어 나사에는 수컷 나사산이 있고, 그에 맞는 구멍(너트 또는 기판)에는 암컷 나사산이 있습니다.이 속성을 젠더라고 합니다.수컷 나사 고정 장치를 암컷 나사 고정 장치에 조립하는 것을 짝짓기라고 합니다.

손재주

실의 나선은 두 가지 가능한 방향으로 꼬일 수 있는데, 이를 핸드니스라고 합니다.대부분의 나사산은 나사산이 나선의 중심을 통해 축상의 시점에서 보았을 때 시계방향으로 회전하면 뷰어에서 멀어지고 시계반대방향으로 회전하면 뷰어 쪽으로 이동하도록 방향을 잡고 있다.이것은 오른손잡이의 규칙을 따르기 때문에 오른손잡이의 스레드라고 불립니다.반대 방향으로 향하는 나사산을 LH(왼손잡이(LH)

일반적으로 오른손잡이는 나사산의 기본 핸들링입니다.따라서 대부분의 나사산 부품 및 고정 장치에는 우측 나사산이 있습니다.왼쪽 나사산 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.

• 샤프트의 회전으로 인해 기존의 우측 너트가 토크 적용 또는 플레팅 유도 세차 때문에 조이는 대신 느슨해지는 경우.예를 들어 다음과 같습니다.
  • 자전거의 ^[2]왼쪽 페달.
  • 벤치 그라인더에 있는 왼쪽 그라인더.
  • 액슬 너트(또는 흔치 않은 경우)는 일부 자동차의 좌측에 있는 러그 너트를 사용합니다.
  • 일부 원형 톱날 고정 너트 – 시동 시 큰 토크가 너트를 조이는 경향이 있습니다.
  • Brushcutter와 Line Trimer Head의 Spindle은 연결부가 느슨해지지 않고 토크가 조여지는 경향이 있습니다.
• 턴버클 및 클램핑 ^[3]스터드의 우측 나사산과 결합됩니다.
• 일부 가스 공급 연결부에서는 다음과 같이 위험한 잘못된 연결을 방지합니다.
  • 가스 용접 시 인화성 가스 공급 장치는 좌측 나사산을 사용하는 반면 산소 공급 장치는 기존 나사산을 사용합니다.
  • LPG 실린더용 POL 밸브
• 나사산 파이프 끝을 회전시켜 조인트를 조이거나 느슨하게 할 수 없는 상황(예: 건물의 여러 방을 통과하는 기존 난방 파이프).이 경우 커플링에는 오른손용 나사산 1개와 왼손용 나사산 1개가 있습니다.
• 예를 들어 초기 볼펜과 같은 경우에 "비밀" 분해 방법을 제공한다.
• 포탄 발사체에서는 발사체가 발사되었을 때 어떤 일이 일어날지 고려해야 한다.예를 들어 발사체 바닥에서 베이스에 나사로 고정되는 모든 것은 왼손으로 나사산해야 한다.
• 다음과 같은 보다 직관적인 작업을 제공하는 메커니즘:
  • 선반의 크로스 슬라이드의 리드 스크루는 리드 스크루를 시계 방향으로 돌렸을 때 크로스 슬라이드가 오퍼레이터로부터 멀어지게 합니다.
  • 블레이드가 조정된 오른손 손가락 방향으로 이동하기 위한 "Bailey"(또는 "Stanley-Bailey") 유형의 금속 평면(공구)의 절단 나사 깊이입니다.
• 일부 에디슨 베이스 램프와 부속품(예: 뉴욕 지하철이나 파리 메트로의 제1차 세계대전 전 스프래그-톰슨 전동차에서 사용되었던 것)은 다른 조명 설비에서는 사용할 수 없기 때문에 도난을 방지하기 위해 왼손 실을 가지고 있다.

형태

스레드의 단면 모양은 종종 형태 또는 스레드 형태(스펠링 스레드 형태라고도 함)라고 불립니다.정사각형, 삼각형, 사다리꼴 또는 기타 모양일 수 있습니다.형태와 나사산 형태라는 용어는 함께 사용된 모든 설계 측면(단면 형상, 피치 및 직경)을 가리킬 수 있지만 일반적으로 나사가 사용하는 표준화된 형상을 가리킵니다.스레드의 주요 카테고리에는 기계 나사산, 재료 나사산 및 전원 나사산이 있습니다.

대부분의 삼각형 스레드폼은 이등변 삼각형을 기반으로 합니다.이것들은 보통 V자 모양 때문에 V-스레드 또는 V-스레드라고 불립니다.60° V-스레드의 경우 이등변 삼각형이 더 구체적으로 등변형이다.버트레스 스레드의 경우 삼각형이 스칼렌입니다.

이론적인 삼각형은 일반적으로 다양한 각도로 잘립니다(즉, 삼각형의 끝이 짧게 잘립니다).잘라내기(또는 무시할 수 있는 극소량)가 없는 V 스레드를 샤프 V 스레드라고 합니다.절단은 실제적인 이유로 발생합니다(및 표준으로 분류되어 있습니다). 스레드 절단 또는 스레드 형성 툴은 실질적으로 완벽하게 뾰족한 점을 가질 수 없습니다.절단이 바람직합니다.그렇지 않으면 다음과 같은 이유로 절단이 필요합니다.

• 절삭 공구 또는 성형 공구의 가장자리가 너무 쉽게 파손됩니다.
• 부품 또는 고정 장치의 나사산 볏에는 절단 시 버가 발생하며, 덴트(닉)로 인해 추가적인 버가 발생할 수 있습니다.
• 수컷 나사산과 암컷 나사산이 접합하는 루트와 볏은 피치 직경 및 오염의 오류와 흠집 유발 버에도 불구하고 V의 경사면이 올바르게 만나도록 하기 위해 간극이 필요합니다.
• 스레드 폼의 포인트는 스레드에 거의 힘을 주지 않습니다.

볼 나사는 수컷과 암컷 쌍이 베어링 볼을 사이에 두고 있습니다.롤러 나사는 공 대신 기존의 나사산 형태와 나사산 롤러를 사용합니다.

각

단면 형상의 포함된 각도 특성을 나사산 각도라고 합니다.대부분의 V-스레드의 경우 60도로 표준화되어 있지만 모든 각도를 사용할 수 있습니다.이 각도를 측정하는 단면은 나사산이 생성되는 실린더 또는 원뿔의 축을 포함하는 평면에 있습니다.

리드, 피치, 스타트

리드(/lili/d/)와 피치는 밀접하게 관련되어 있는 개념입니다.대부분의 나사가 같기 때문에 혼동될 수 있습니다.납은 나사산을 한 바퀴 완전히 돌리면 커버되는 나사 축을 따른 거리(360°)입니다.피치는 같은 점에서 한 실의 꼭대기에서 다음 실까지의 거리입니다.

대부분의 나사산 형태는 싱글 스타트 나사산 형태이기 때문에 리드선과 피치가 동일합니다.싱글 스타트(single-start)는 나사 본체의 실린더를 감싸는 "리지"가 하나뿐임을 의미합니다.나사 본체가 한 바퀴(360°) 회전할 때마다 1개의 능선 폭만큼 축 방향으로 전진합니다."더블 스타트"는 나사 ^[4]본체의 실린더에 두 개의 "카트리지"가 감겨 있음을 의미합니다.나사 본체가 한 바퀴(360°) 회전할 때마다 2개의 능선 폭만큼 축 방향으로 전진합니다.이를 표현하는 또 다른 방법은 리드 및 피치가 파라메타적으로 관련지어져 있으며, 이들 파라미터와 관련된 스타트 수는 대부분 1의 값을 가지며, 이 경우 이들 관계는 동등해집니다.일반적으로 리드는 피치 곱하기 출발 횟수와 같다.

메트릭 스레드는 보통 피치(즉, 스레드당 거리)에 의해 정의되지만 인치 기반 표준에서는 일반적으로 역논리(즉, 주어진 거리당 스레드 수)를 사용합니다.따라서 인치 기반 스레드는 인치당 스레드 수(TPI)로 정의됩니다.피치와 TPI는 동일한 기본 물리적 속성을 단순히 다른 용어로 설명합니다.피치의 측정 단위로 인치를 사용하는 경우, TPI는 피치의 역수이며, 그 반대도 마찬가지입니다.예를 들어,1⁄4-20 스레드는 20 TPI로 피치가 1⁄20인치(0.050인치 또는 1.27mm)임을 의미합니다.

한 실의 꼭대기에서 다음 실까지의 거리로서 피치를 파장의 파장과 비교할 수 있다.또 다른 웨이브 유추는 피치와 TPI가 서로 반대라는 것입니다.주기와 주파수가 서로 반대되는 것과 유사한 방식으로 말이죠.

거친 것과 미세한 것

굵은 나사산은 피치가 큰 나사산(축방향 거리당 나사산이 적은 나사산)이며, 가는 나사산은 피치가 작은 나사산(축방향 거리당 나사산이 많은 나사산)입니다.굵은 나사산은 나사 직경에 비해 나사산이 크며, 가는 나사산은 나사 직경에 비해 나사산이 작습니다.이러한 구별은 톱이나 줄에 있는 굵은 이빨과 가는 이빨 사이 또는 사포에 있는 굵은 모래와 가는 모래 사이의 구별과 유사합니다.

일반적인 V 스레드 표준(ISO 261 및 Unified Thread Standard)에는 각 메이저 직경의 거친 피치와 미세한 피치가 포함되어 있습니다.예를 들어, 1⁄2-13은 UNC 시리즈(Unified National Coarse)에 속하고, 1⁄2-20은 UNF 시리즈(Unified National Fine)에 속합니다.마찬가지로 ISO 261에 따른 M10(공칭 외경 10mm)은 1.5mm 피치의 거친 나사산 버전과 1.25mm 피치의 가는 나사산 버전을 가진다.

여기서 "저급"이라는 용어는 품질이 낮다는 의미도 아니고 "고급"이라는 의미도 아닙니다.나사산 피치와 관련하여 사용되는 용어는 사용된 공차(정밀도) 또는 장인 기술, 품질 또는 비용과는 무관합니다.단순히 나사 직경을 기준으로 한 나사산 크기를 가리킵니다.

굵은 나사산은 측면 결합이 크기 때문에 분해 및 교차 나사산에 대한 내성이 더 높습니다.굵은 나사산은 단위 길이당 회전 수가 적기 때문에 설치 속도가 훨씬 빠릅니다.가는 나사산은 같은 직경의 나사산에 대해 응력 면적이 크기 때문에 더 강합니다.미세한 나사산은 나선 각도가 작고 미세 조정이 가능하기 때문에 진동이 덜합니다.나사산이 미세할수록 체결 ^[5]토크와 함께 프리로드가 커집니다.

지름

나사산에는 대경, 소경 및 피치 직경의 세 가지 특징적인 직경(θ)이 있습니다.업계 표준에서는 인식되는 모든 스레드 크기에 대해 이들 각각에 대해 최소(최소) 및 최대(최대) 제한을 규정하고 있습니다.외부(ISO 용어로는 볼트)의 최소 한계와 내부(너트)의 최대 한계에는 모재의 인장 강도 한계에서 나사산이 벗겨지지 않도록 하기 위한 나사산이 있습니다.내부 나사산의 최소 한계와 외부 나사산의 최대 한계로 나사산이 서로 잘 맞도록 합니다.

장경

나사산의 큰 지름은 나사산의 축을 포함하는 평면에서 단면도가 찍히기 때문에 나사산의 높이를 제한하는 두 개의 극단 지름 중 더 큽니다.나사의 경우, 이것은 외경(OD)입니다.너트의 대경은 직접 측정할 수 없지만, Go/No 게이지로 테스트할 수 있습니다.

나사산이 서로 맞도록 설계되어 있는 경우, 일반적으로 외부 나사산의 큰 직경은 내부 나사산의 큰 직경보다 작습니다.그러나 이 요구 사항만으로는 동일한 피치의 볼트와 너트가 함께 들어맞는다는 보장은 없습니다. 나사산의 부직경과 피치 직경에 대해 동일한 요구 사항을 별도로 적용해야 합니다.볼트 나사산의 꼭대기와 너트 나사산의 뿌리 사이의 간극을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 간극이 너무 지나쳐서 고정 장치가 고장나지 않도록 해야 합니다.

소경

부직경은 나사산의 하단 극단 직경입니다.대직경에서 소직경을 뺀 값을 2로 나누면 나사산의 높이와 같습니다.너트의 작은 직경은 너트의 안쪽 직경이다.볼트의 부직경은 Go/No 게이지 또는 광학 비교기를 사용하여 직접 측정할 수 있습니다.

오른쪽 그림에서 보듯이, 같은 피치와 각도의 나사산은 서로 다른 메이저 직경과 피치 직경을 가지며 딱 맞는 것처럼 보일 수 있지만, 방사상으로만 일치할 수 있습니다.또한 (표시되지 않은) 큰 직경만 일치하는 나사산도 반경 이동을 허용하지 않는 것으로 시각화할 수 있습니다.나사산 사이의 사용되지 않는 공간으로 인한 감소된 재료 상태는 고정 장치가 지나치게 약하지 않도록 최소화해야 합니다.

수컷 나사산을 해당 암컷 나사산에 장착하려면 암컷 메이저 및 마이너 직경이 수컷 메이저 및 마이너 직경보다 약간 커야 합니다.그러나 이 초과는 일반적으로 크기의 표에서는 나타나지 않습니다.캘리퍼스는 암컷 단경(내경, ID)을 측정합니다. 이는 수컷 단경(외경, OD)의 캘리퍼 측정값보다 작습니다.예를 들어 캘리퍼 측정 표에는 "3/4 SAE J512" 스레드 및 "3/4-14 UNF JIS SAE-J514 ISO 8434-2"^[6] 표준에 대한 0.69 암컷 ID와 0.75 수컷 OD가 나와 있습니다.암나사는 암나사의 실제 측정값이 아니라 해당 수컷 장경(3/4인치)으로 식별됩니다.

피치 직경

원기둥 곡면, 축 방향은 등거리 지점에서 스레드 측면과 교차할 때의 단면 평면은 스레드의 축, 이 점들 사이의 거리고 정확히 하나를 pitc를 볼 때 스레드에 동심의 특별한 스레드, 내부나 외부의 피치 지름(PD, 또는 D2)은 지름이다.h거리.마찬가지로 축에 평행하고 D로부터의₂ 거리인 'PD선'은 테스트 대상 나사산의 측면과 일치하는 측면을 갖는 날카로운 V형 나사산을 정확히 높이의 50%로 슬라이스한다.측면의 형상, 각도 및 피치가 지정된 나사산 표준에 적합하다고 가정합니다.일반적으로 주(D) 및 부(D₁) 직경과 관련이 없으며, 특히 이러한 직경에서 샤프-V 형태의 능선 및 근원 절단을 알 수 없는 경우 더욱 그렇습니다.D₂, D, D₁, D를 모두 합치면 스레드 형태가 완전히 설명됩니다.PD에 대한 지식에 따라 뾰족한 V 나사산의 위치가 결정됩니다. 이 위치는 나사산의 직선 측면과 일치합니다. 예를 들어, 외부 나사산의 꼭대기가 PD 라인의 위치에서 반경 방향 변위 D - D를₂ 잘라냅니다.

반대쪽 나사산의 뿌리와 꼭대기 사이에 음이 아닌 적당한 간격이 있고 다른 모든 것이 이상적일 경우, 나사와 너트의 피치 지름이 정확히 일치할 경우, 양의 루트 크레스트 간극이 있더라도 조립된 상태에서 둘 사이에 유격이 전혀 없어야 합니다.이것은 실의 옆구리가 뿌리와 볏이 닿기 전에 서로 밀접하게 접촉하는 경우입니다.

그러나 이러한 이상적인 조건은 실제로는 대략적인 수준에 불과하며 일반적으로 렌치 보조 어셈블리가 필요하므로 나사산이 갈리는 원인이 될 수 있습니다.이러한 이유로 간섭을 일으키는 이상적인 나사산 형태에서 벗어날 가능성을 배제하고 결합 길이까지 손 조립을 촉진하기 위해 일반적으로 내부 나사산과 외부 나사산의 PD 사이에 약간의 여유 또는 최소한의 차이가 있어야 합니다.이러한 허용치 또는 ISO 표준에서 말하는 기본적인 편차는 나사산 크기 범위에 대응하는 적합 등급에서 다양한 수준으로 제공됩니다.한 극단에서는 클래스에 의해 여유가 주어지지 않지만, 외부 나사산의 최대 PD는 내부 나사산의 최소 PD와 소정의 공차 범위 내에서 동일하도록 규정되어 공차 한계로 인해 다소 느슨한 핏을 유지하면서 두 개를 조립할 수 있음을 보증한다.간섭핏이라고 하는 클래스는 나사의 PD가 너트의 PD보다 적어도 허용량만큼 큰 경우 음의 허용치를 제공할 수도 있습니다.

외부 나사산의 피치 직경은 다양한 방법으로 측정됩니다.

• 스레드 마이크 또는 피치 마이크라고 불리는 전용 마이크로미터는 직접 판독을 위해 스레드 측면에 접촉합니다.
• 범용 마이크로미터(플랫 앤빌 및 스핀들)는 나사산 측면에 놓여 있는 3개의 와이어 세트에 사용되며, 판독값에서 기존의 상수가 감산됩니다(와이어는 실제로는 게이지 핀이며, 와이어는 "와이어"가 일반적인 이름이지만 정확한 크기로 접지됩니다).이 방법을 3-와이어 방식이라고 합니다.와이어를 제자리에 고정하기 위해 그리스가 사용되는 경우가 있으며 사용자가 부품, 마이크 및 와이어를 제자리에 고정하는 데 도움이 됩니다.
• 광비교기를 사용하여 PD를 그래피컬하게 결정할 수도 있다.

적합 등급

놀이와 마찰을 포함하여 수컷과 암컷이 잘 맞는 방법은 나사산 표준에서 분류(분류)됩니다.특정 등급의 핏을 달성하려면 치수(크기) 및 표면 마감에 대한 공차 범위 내에서 작업할 수 있는 능력이 필요합니다.적합 등급을 정의하고 달성하는 것은 상호 호환성에 중요합니다.클래스에는 1, 2, 3(긴축에 느슨함), A(외부) 및 B(내부) 및 H 및 D 한계와 같은 다양한 시스템이 포함됩니다.

공차 클래스

스레드 제한

나사산 한계 또는 피치 직경 한계는 탭용 나사산 피치 직경의 공차를 분류하는 데 사용되는 표준입니다.영국식, H 또는 L 한계는 피치 직경이 기본 값에서 각각 0.0005인치 초과 또는 과소 크기인 단위 수를 지정하는 데 사용됩니다.따라서 H3으로 표시된 3의 한계로 지정된 탭은 피치 직경 0.0005 × 3 = 0.0015인치로 베이스 피치 직경보다 크므로 H2 탭보다 더 느슨한 핏으로 내부 나사산을 절단할 수 있습니다.미터법은 영국식과 동일한 시스템인 D 또는 DU 한계를 사용하지만 크기 초과 및 크기 미달에 대해 각각 D 또는 DU 지정자를 사용하며 0.013mm(0.51mills)^[7] 단위입니다.일반적으로 탭은 H1 ~H5 범위로 L1은 거의 없습니다.

나사산의 피치 직경은 단일 나사산의 반경 단면이 피치의 절반과 동일한 경우에 측정됩니다. 예를 들어, 16 피치 나사산 = 16 피치 실제 피치 직경의 0.0625는 0.03125인치로 측정됩니다.

교환성

수컷과 암컷 나사산의 예상대로 성공적으로 결합하고 수컷과 암컷 간의 호환성을 보장하려면 형태, 크기 및 피니시에 대한 표준이 존재해야 합니다.스레드의 표준화에 대해서는, 이하에 설명합니다.

스레드 깊이

나사산은 거의 완전히 날카롭게 만들어지지 않고(정점 또는 근점에 절단이 없음), 대신 잘려나간 최종 나사산 깊이가 피치 값의 일부로 표현될 수 있습니다.UTS 및 ISO 표준은 허용 범위 등의 잘라내기 양을 코드화합니다.

완벽하게 날카로운 60° V-스레드의 나사산 깊이("뿌리에서 꼭대기까지의 높이")는 피치의 0.866과 같습니다.이 사실은 기본적인 삼각함수의 직접적인 결과인 등변삼각형의 기하학에 내재되어 있다.측정 단위(인치 대 mm)와는 독립적입니다.단, UTS 및 ISO 스레드는 날카로운 스레드가 아닙니다.장경 및 단경은 선명한 V의 양쪽에서 절단을 구분합니다.

미터법(예: M8) 및 통합(예: 5⁄16인치) 나사산의 공칭 직경은 수컷 나사산의 이론상 큰 직경이며, 이는 "근본" 삼각형(선명한 모서리)의 끝에 걸쳐 치수에서 피치의 0.866⁄4만큼 잘린다.실제 기하학 정의에는 그보다 더 많은 변수가 있지만, 수컷 나사산의 꼭대기에 있는 평탄은 이론적으로 피치 폭의 8분의 1(1⁄8p 또는 0.125p 표기로 표현)이다.풀(100%) UTS 또는 ISO 스레드의 높이는 약 0.65p입니다.

스레드는 조금 더 잘릴 수 있으며(많은 경우) 스레드 깊이는 0.65p 값의 60~75%입니다.예를 들어, 75%의 나사산은 나사산을 절단하는 데 필요한 힘을 크게 줄이는 대신 적은 양의 강도만 희생시킵니다.그 결과 탭 및 다이 마모가 감소하고 파손 가능성이 감소하며 종종 더 높은 절단 속도를 사용할 수 있습니다.

이러한 추가 절단은 암컷 나사산의 경우 약간 더 큰 탭 드릴을 사용하거나 수컷 나사산의 경우 공작물의 나사산 면적을 약간 줄여 나사산의 대경을 효과적으로 줄임으로써 이루어집니다.암컷 나사산의 경우 탭 드릴 차트는 일반적으로 약 75%의 나사산을 생성하는 크기를 지정합니다.높은 인장 하중이 예상되지 않는 경우에는 60% 나사산이 적합할 수 있습니다.어느 경우든 피치 직경은 영향을 받지 않습니다.절단과 스레드 강도의 균형은 재료의 강도, 중량 및 비용뿐만 아니라 기계화 비용을 포함한 많은 엔지니어링 결정과 유사합니다.

테이퍼

테이퍼 나사산은 고정 장치 및 파이프에 사용됩니다.테이퍼형 나사산이 있는 고정 장치의 일반적인 예는 나무 나사입니다.

일부 배관 설비에서 압력에 의한 유체 공급을 위해 사용되는 나사형 파이프에는 나사형 부분이 약간 원추형입니다.예를 들어 NPT 및 BSP 시리즈가 있습니다.나사형 파이프 조인트에 의해 제공되는 씰은 테이퍼 형태의 외부 나사형 엔드를 내부 나사산으로 단부에 조일 때 생성됩니다.대부분의 파이프 조인트의 경우 양호한 씰을 사용하려면 나사산 씰 테이프와 같은 조인트에 별도의 실란트 또는 파이프 도프와 같은 액체 또는 페이스트 파이프 실란트를 도포해야 합니다.

역사

나사산 개념은 나사산 원리를 적용하는 몇 가지 간단한 장치를 설계하고 나선형에 잠깐 글을 쓴 아르키메데스에게 먼저 발생한 것으로 보입니다.레오나르도 다빈치는 나사 원리를 이해했고, 어떻게 기계로 실을 자를 수 있는지를 보여주는 그림을 남겼다.1500년대에 나사는 독일제 손목시계에 등장하여 갑옷을 고정하는 데 사용되었다.1569년 베송은 나사 절단 선반을 발명했지만, 그 방법은 견인력을 얻지 못했고 나사는 150년 동안 주로 손으로 만들어졌어요.1800년대에 나사 제조는 산업 혁명 기간 동안 영국에서 시작되었다.이 시대에는 표준화 같은 것이 없었다.한 제조사에서 만든 볼트는 다른 ^[8]제조사의 너트에 맞지 않습니다.

표준화

나사산의 표준화는 19세기 초부터 다른 제조업체와 사용자 간의 호환성을 촉진하기 위해 발전해 왔습니다.표준화 프로세스는 아직 진행 중이며, 특히 동일한 메트릭과 인치 크기의 스레드 표준이 여전히 널리 ^[9]사용되고 있습니다.표준 스레드는 일반적으로 짧은 문자 코드(M, UNC 등)로 식별되며, 개별 스레드의 표준화된 명칭 접두사를 형성하기도 합니다.

추가 제품 표준은 스패너(렌치)와 기타 공구 간의 호환성을 용이하게 하기 위해 나사 및 너트에 대해 선호하는 나사산 크기 및 해당 볼트 헤드 및 너트 크기를 식별합니다.

ISO 표준 스레드

가장 일반적으로 사용되는 나사산은 ISO 미터법 나사산(M)과 파이프용 BSP 나사산(R, G)입니다.

이들은 1947년 국제표준화기구(ISO)에 의해 표준화됐다.미터법은 1898년 국제회의에서 나사산의 표준화를 위해 대부분 통일되었지만 프랑스, 독일, 일본에서는 별도의 미터법 표준이 사용되었고 스위스에는 시계용 나사산이 있었다.

기타 현행 표준

특정 어플리케이션 및 특정 지역에서는 ISO 미터법 나사산 이외의 스레드가 일반적으로 사용되고 있습니다.이러한 스레드는 특수한 어플리케이션 요건에 의해 사용되는 경우가 있지만 대부분 하위 호환성을 이유로 사용됩니다.

• Unified Thread Standard(UTS)는 미국과 캐나다에서 사용되는 주요 스레드 표준입니다.ANSI/ASME B1.1 Unified Inch 나사산(UN 및 UNR 나사산 형식)에 정의되어 있습니다.일부 경우 제품은 사양이 약간 다른 오래된 American Standard Series(미국 표준 시리즈)에 따라 여전히 제조되며 1949년 이후 기술적으로 구 American Standard Series(미국 표준 시리즈)에 따라 제조됩니다.구 국가 표준은 새로운 통합 표준과 호환되지만 ^[10]오래되었습니다.이 통합 표준에는 다음이 포함됩니다.
  • 오래된 National Harroad(NC; 전국하위) 스레드의 후속인 Unified Harroad(UNC; 통합하위(UNC).
  • 오래된 National Fine(NF) 스레드의 후속인 Unified Fine(UNF).
  • Unified Extra Fine (UNEF)
  • Unified Special(UN)
• 북미에서 여러 용도로 사용되는 국가 파이프 나사산입니다.
  • 국가 파이프 테이퍼(NPT)
  • NPTF(National Pipe Taper Fuel)는 NPT의 더 나은 씰링 버전입니다.
  • NPTR(National Pipe Taper 난간 피팅)
  • NPSC(National Pipe Straight Coupling)
  • NPSM(National Pipe Straight Mechanical)
  • 내셔널 파이프 직선 잠금 너트(NPSL)
  • NPSH(National Pipe Straight Hose Coupling)
• BSW(British Standard Whitworth) 및 기타 Whitworth 스레드의 경우 다음을 포함합니다.
  • 영국 표준 벌금(BSF)
  • 사이클 엔지니어 협회(CEI) 또는 영국 표준 사이클(BSC)
• 테이퍼 및 비테이퍼 변형으로 존재하는 영국 표준 파이프 나사산(BSP)으로, 다른 용도로도 사용됩니다.
  • 영국 표준 파이프 테이퍼(BSPT)
• 영국 협회 나사산(BA), 주로 전자/전기, 가동 코일 미터 및 광학 렌즈 장착용
• 영국 표준 버트리스 나사산(BS 1657:1950)
• 영국 스파크 플러그 표준 BS 45:1972
• British Standard Brass 고정 피치 26 TPI 나사산
• 유리포장연구소 나사산(GPI), 주로 유리병 및 유리병용
• 전원 나사산
  • Acme 스레드 형식
  • 정사각형 나사산 형태
  • 버트리스 나사산
• RMS(Royal Microsopical Society) 나사산은 특수 직경 0.8인치×36인치(tpi) Whitworth 나사산 형태로 현미경 대물렌즈에 사용됩니다.
• 마이크 스탠드:
  • 5⁄8 인치 27 스레드/인치(tpi) 통합 특수 스레드(UN, 미국 및 기타 국가)
  • 1인치 4인치 BSW(미국에서는 일반적이지 않지만 다른 나라에서는 사용)
  • 3인치 8인치 BSW(미국에서는 일반적이지 않지만 다른 나라에서는 사용)
• 무대 조명 서스펜션 볼트(일부 국가에서만, 일부 국가에서는 미터법이 완전히 적용되거나 호주와 같은 다른 국가에서는 BSW 스레드로 되돌아갔거나 완전히 변환된 적이 없음):
  • 경량 조명기구용 3인치 8인치 BSW
  • 1⁄2인치 BSW(중형 조명기구용)
• 탭 나사산(ST)– ISO 1478
• 항공우주 인치 나사산(UNJ) – ISO 3161은 수컷 나사산의 루트 반지름을 제어하여 더 큰 피로 강도를 실현하고 암컷 나사산의 작은 직경을 클리어하여 반지름을 제거합니다.
• 항공우주 측정 스레드(MJ)– ISO 5855
• 타이어 밸브 나사산(V) – ISO 4570
• 금속 뼈 나사(HA, HB)– ISO 5835
• Panzergewinde(Pg)(독일)는 독일의 일부 전기 설치 부속품에 2000년까지 사용된 오래된 80° 나사(DIN 40430)입니다.
• Fahradgewinde(Fg)(영어: 자전거 스레드)는 독일 자전거 스레드 표준(DIN 79012 및 DIN 13.1에 따름)으로, 모든 자전거 및 모페드에 사용되는 많은 CEI 및 BSC 스레드를 포함합니다(http://www.fahrradmonteur.de/fahrradgewinde.php)
• Edison 베이스 백열전구 홀더 나사산
• 소방 호스 연결부(NFPA 표준 194)
• 가든 호스 및 액세서리용 호스 연결 나사산(ANSI/ASME B1.20.7-1991 [R2003])
• 계측기에^[12] 사용되는 독일어 미터법 ^[11]나사산인 뢰벤헤르츠 나사산
• 재봉틀 나사^[13]

표준화 이력

역사적으로 중요한 나사산의 첫 번째 회사 내 표준화는 1800년경 헨리 모드슬레이에서 시작되었습니다. 이 때 현대의 나사 절단 선반은 교체 가능한 V 나사산 나사를 실용적인 ^[14]상품으로 만들었습니다.이후 40년 동안 표준화는 ^[15]기업 내 및 기업 간 수준에서 계속 이루어졌습니다.의심할 여지 없이 그 시대의 많은 역술인들이 이 시대정신에 참여했다; 조셉 클레멘트는 역사가 주목한 사람들 중 하나였다.

1841년, 조셉 휘트워스는 많은 영국 철도 회사들의 채택을 통해 영국과 대영제국의 표준이 되는 디자인을 만들었다.1840년대부터 1860년대까지 이 표준은 무수한 사내 및 사내 표준과 더불어 미국에서도 자주 사용되었습니다.1864년 4월, 윌리엄 셀러는 필라델피아에 있는 프랭클린 연구소에 논문을 제출하여, 미국의 제대로 표준화되지 않은 나사산 관행을 대체할 새로운 표준을 제안했습니다.셀러는 60°의 나사산 프로필과 평평한 팁을 채택하여 Whitworth의 디자인을 단순화했습니다(Whitworth의 55° 각도 및 둥근 ^[16][17]끝과 대조됨).60° 각도는 ^[18]이미 미국에서 일반적으로 사용되었지만, 판매자의 시스템은 60° 각도와 나사산의 모든 세부 사항을 일관되게 유지하기로 약속했습니다.

일반 기계공들이 쉽게 생산할 수 있는 셀러 스레드는 1860년대 후반과 1870년대 초에 미국 정부 계약에 따라 수행된 작업의 표준으로 선택되었을 때 미국에서 중요한 표준이 되었고, 볼드윈 로코모티브 워크스와 같은 매우 영향력 있는 철도 산업 회사들에 의해 표준으로 채택되었다.펜실베니아 철도도요다른 회사들은 그것을 채택했고, 곧 그것은 미국의 국가 표준이 되었고, 후에 일반적으로 미국 표준 스레드(USS 스레드)로 알려지게 되었다.^[18]이후 30년 동안 이 표준은 더욱 정의되고 확장되어 National Coar(NC), National Fine(NF), NPT(National Pipe Taper) 등의 표준 세트로 발전했습니다.

한편, 영국에서는, 영국 협회 나사산도 개발되어 전기 설비를 위해 다듬어졌다.

이 기간 동안 유럽 대륙에서는 영국과 미국의 나사산이 잘 알려져 있었지만, 일반적으로 60° 프로파일을 사용하는 다양한 미터법 나사산 표준도 발전하고 있었다.이들 중 일부는 국가 또는 준국가 표준으로 발전했다.1898년 취리히에서 열린 국제회의(International Congress)에서 나사산 표준화를 위해 대부분 통일되었으며, 이 회의에서 새로운 국제 미터법 나사산 표준은 판매자 스레드와 동일한 프로파일을 가지지만 미터법 크기를 갖는 것으로 정의되었습니다.20세기 초에 미국, 영국, 캐나다 정부가 이러한 국제 표준과 미터법을 일반적으로 채택하도록 설득하기 위한 노력이 이루어졌지만, 그들은 필요한 재조정 자본 비용이 일부 기업을 수익에서 손실로 몰아넣고 경제를 저해할 것이라는 주장으로 좌절되었다.(결투인치와 미터법을 혼합하여 사용하는 것은 그 이후 훨씬 더 많은 비용이 들었지만, 이러한 비용의 부담은 특정 정부나 기업이 부담하는 것이 아니라 국가 및 세계 경제 전반에 걸쳐 더 분산되어 있어 로비 노력을 설명하는 데 도움이 되고 있다.)^{[citation needed]}

1912년에서 1916년 사이, 자동차 엔지니어 협회(SAE)는 이전의 USS 및 미국 기계 엔지니어 협회(ASME) 표준에 따라 나사산 크기의 "SAE 시리즈"를 만들었습니다.

19세기 후반과 20세기 초반, 엔지니어들은 나사산의 신뢰성 있는 교환성을 보장하는 것이 특정 나사산에 대한 주요 직경과 피치를 표준화하는 것만큼 단순하지 않은 다면적이고 도전적인 작업이라는 것을 발견했습니다.더 복잡한 분석이 피치 직경 및 표면 마감과 같은 변수의 중요성을 분명히 한 것은 이 시대입니다.

제1차 세계대전과 그 이후의 전쟁 기간 동안 신뢰성 있는 상호 교환성을 추구하여 엄청난 양의 엔지니어링 작업이 수행되었습니다.핏 클래스가 표준화되었고 나사산을 생성하고 검사하는 새로운 방법(생산 나사산 연삭기 및 광학 비교기 등)이 개발되었습니다.따라서 이론상으로는 제2차 세계대전이 시작될 무렵에는 나사산 교환 문제가 이미 완전히 해결되었을 것으로 예상할 수 있다.불행하게도, 이것은 거짓으로 판명되었다.국가 간 교환성은 널리 퍼져 있었지만, 국제 교환성은 낮았다.제2차 세계대전 중 미국·캐나다·영국 부품 간 교환성 결여에 따른 문제로 이들 긴밀한 동맹국 간 인치 기반 표준을 통일하려는 노력이 이루어졌고, 캐나다·영국·미국의 나사산 표준화 위원회가 11월 1일 통합 나사산 표준을 채택했다.1949년 8월 8일 워싱턴 D.C.에서 보편적으로 채택되기를 희망하며 (원래 UTS 표준은 ASA(현재의 ANSI) 간행물, 1949년 1권에서 확인할 수 있습니다.)UTS는 Unified Coarse(UNC), Unified Fine(UNF), Unified Extra Fine(UNEF) 및 Unified Special(UNS)로 구성됩니다.비록 소수의 회사가 Whitworth(BSW), British Standard Fine(BSF) 및 British Association(BA) 현미경에 영국 자체 표준을 계속 사용했지만, 이 표준은 영국에서 널리 채택되었습니다.

그러나 국제적으로 미터법은 인치 기반 측정 단위를 능가하고 있었다.1947년에 ISO가 설립되었고, 1960년에 미터법 기반의 국제 단위 체계(프랑스 시스템 인터내셔널의 약칭 SI)가 만들어졌다.유럽 대륙과 세계의 많은 부분이 SI 및 ISO 미터법 나사산에 의존하면서 영국은 점차 같은 방향으로 기울었다.ISO 미터법 나사산은 현재 전 세계적으로 채택된 표준으로 UTS를 포함한 모든 이전 표준을 서서히 대체하고 있습니다.UTS가 여전히 널리 사용되는 미국에서는 제품의 40% 이상이 적어도 일부 ISO 미터법 나사산을 포함하고 있습니다.영국은 ISO 메트릭 스레드를 위해 UTS에 대한 약속을 완전히 포기했고 캐나다는 그 사이에 있다.산업의 세계화는 소수자 기준을 단계적으로 폐지하는 쪽으로 시장의 압력을 일으킨다.자동차 산업이 좋은 예입니다. 미국의 자동차 부품 공장은 오래 전에 ISO 표준을 준수하는 기능을 개발했습니다. 그리고 오늘날 신차용 부품은 미국산을 불문하고 인치 기반 크기를 유지하는 것은 거의 없습니다.

UTS가 USS 및 SAE 시리즈를 대체한 지 반세기가 지난 오늘날에도 기업들은 미터법이 아닌 인치 크기라는 것을 알리기 위해 "USS" 및 "SAE"와 같은 명칭의 하드웨어를 판매하고 있습니다.이 하드웨어의 대부분은 실제로 UTS에 의해 제조되지만 라벨링과 카탈로그 용어가 항상 정확한 것은 아닙니다.

엔지니어링 도면

미국 엔지니어링 도면에서 ANSI Y14.6은 나사산 부품 표시 표준을 정의합니다.부품은 공칭 직경(나사산의 공칭 대경), 피치(인치당 나사산 수) 및 나사산에 대한 적합 등급으로 표시됩니다.예를 들어, ".750-10 UNC-2A"는 공칭 지름 0.750인치, 인치당 10나사, 클래스 2의 핏을 가진 수컷(A)이며, ".500-20 UNF-1B"는 공칭 지름 0.500인치, 인치당 20나사, 클래스 1의 핏을 가진 암컷(B)이다.화살표가 이 지정에서 문제의 ^[19]지표면을 가리킵니다.

시대

나사산을 생성하는 방법은 여러 가지가 있습니다(예: 다양한 종류의 절단(싱글 포인트, 탭 및 다이, 다이 헤드, 밀링), 성형, 주조(다이 캐스팅, 모래 주조), 성형 및 압연, 연삭, 그리고 다른 공정을 따르기 위해 래핑됨). 그리고 새로운 적층 기술.그 조합입니다.

감사

또 다른 일반적인 검사 포인트는 볼트 또는 나사의 직선성입니다.이 토픽은, 사전에 구멍이 뚫린 어셈블리의 문제가 있는 경우에 자주 표시됩니다.트러블 슈팅의 첫 번째 포인트는 고정 장치의 고장인지 구멍인지를 판별하는 것입니다.ASME B18.2.9 "볼트와 나사의 직선성 게이지 및 게이징"은 이 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다.이 표준의 범위에 따라, 최대 재료 조건(MMC)에서 볼트와 나사 직선을 점검하는 게이지와 절차를 설명하고 있으며, 해당 제품 표준에 명시되지 않은 경우 기본 한계를 제공합니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

레퍼런스

• 를 클릭합니다Bhandari, V B (2007), Design of Machine Elements, Tata McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-061141-2.
• Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
• Oberg, Erik; Jones, Franklin D.; Horton, Holbrook L.; Ryffel, Henry H. (1996), Green, Robert E.; McCauley, Christopher J. (eds.), Machinery's Handbook (25th ed.), New York: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-2575-2, OCLC 473691581.
• 1926년 뉴욕과 런던의 McGraw-Hill에서 전재(LCCN 27-24075), 일리노이주 브래들리의 Lindsay Publications, Inc.에서 전재Roe, Joseph Wickham (1916), English and American Tool Builders, New Haven, Connecticut: Yale University Press, LCCN 16011753(ISBN 978-0-917914-73)
• Ryffel, Henry H.; et al. (1988), Machinery's Handbook (23rd ed.), New York: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-1200-4.
• 를 클릭합니다Wilson, Bruce A. (2004), Design Dimensioning and Tolerancing (4th ed.), Goodheart-Wilcox, ISBN 1-59070-328-6.

외부 링크

• 국제 스레드 표준
• 모델 고정 – 스레드 데이터
• NASA RP-128 고정 장치 설계 매뉴얼