3. Bolt의 선정 (1) – 나사산 마모 원인과 매커니즘(Mechanism) 그리고 예방법

 

지난 포스팅에선 Bellows의 용도와 Bellows 압력계에 대해 알아보았다.

https://ysbusy.tistory.com/30?category=427321 

2. Bellows의 선정 – (2.2) Bellows 용도 / Bellows 압력계 [Bellows Pressure Gauge]

 

이번 포스팅에선 나사산이 마모(Thread Galling)되는 원인, 매커니즘 그리고 예방법에 대해 알아보려 한다.

 

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1. 나사산 마모의 원인

 

Bolt와 Nut의 체결

- 나사산 마모는 볼트와 너트를 체결할 시 발생한다.

체결 시 볼트, 너트 각각의 나사산이 서로 마찰하며,

그 과정에서 서로의 나사산이 부착(or 결합)되고 파단되어 나사산이 마모된다.

 

 

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2. 나사산 마모의 Mechanism

 

- 나사산이 마모되는 구체적인 Mechanism은 아래와 같다.

나사산 마모 Mechanism

1) 볼트와 너트를 체결하면 각각의 나사산 면엔 압력이 가해진다.

2) 가해진 압력은 나사산 표면의 산화막*을 파손시킨다.

3) 산화막이 파손된 부분은 볼트, 너트 금속이 직접적으로 접촉하며, 이로 인해 마찰이 증가한다.

4) 증가한 마찰로 더 많은 열이 발생된다.

5) 열 발생으로 마찰부가 일시적으로 녹으며, 이로 인해 나사산 모양이 변형되거나 녹은 부분이 굳어 이탈된다.

(=나사산 마모)

 

*나사산 표면의 산화막

: 스테인레스 표면에 형성되는 막으로, 합금이 화학적, 물리적으로 손상되는 것을 막아준다.

: 산화막은 스테인레스 제품을 크롬산용액에 담구어 형성한다.

: 부동태피막이라고도 한다.

 

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3. 나사산 마모 예방법(Prevention)

 

1) 나사산에 윤활제를 도포한 뒤 체결한다.

윤활제를 도포하면 마찰력이 감소하므로 나사 마모를 예방할 수 있다.

(윤활제 도포는 토크 값에 영향을 줄 수 있어 주의해야한다.)

 

2) 볼트와 너트의 재질을 다르게 한다.

볼트와 너트의 재질이 같을 경우 경화 속도가 동일하여 나사가 마모될 수 있다.

 

3) 나사 체결 속도를 적절하게 한다.

체결 속도를 지나치게 빠르게 할 경우, 마찰로 인한 열이 축적되어 나사산이 마모될 수 있다.

 

4) 피치가 큰 나사를 사용한다.

피치가 큰 나사는 공차가 커서 사용자의 체결 Miss 확률이 줄어든다.

 

5) 적절한 토크로 나사를 체결한다.

지나치게 큰 토크는 큰 마찰이 발생하는 것을 의미하고 이는 나사를 마모시킨다.

 

6) Tap에 Helicoil을 삽입한다.

Tap에 Helicoil을 삽입하면 나사에 작용하는 힘이 분배되어 나사산 마모를 예방할 수 있다.

 

 

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