볼트의 역사

언뜻 보기에 볼트는 물건을 고정하는 매우 단순한 요소처럼 보일 수 있습니다. 하지만 조금 더 깊이 파고들면 겉보기에는 대수롭지 않아 보이는 볼트와 나사 뒤에는 처음 보는 것보다 더 많은 것이 있다는 것을 알게 될 것입니다. 볼트와 나사 없이는 우리의 모든 기기와 기계가 산산조각이 날 것입니다.

볼트는 건설 및 기계 설계에 사용되는 가장 일반적인 요소입니다. 볼트는 전동 칫솔의 나사와 문 경첩에서 건물의 콘크리트 기둥의 거대한 볼트에 이르기까지 모든 것을 고정하는 데 사용됩니다. 그러나 여러분은 볼트가 어디서 시작되었는지 궁금한 적이 있나요?

최초의 볼트는 언제 만들어졌나요?

나사산의 역사는 기원전 400년까지 거슬러 올라갈 수 있지만, 현대의 볼트와 나사 공정에서 가장 중요한 발전은 지난 150년 동안 이루어졌습니다. 보잘것없는 너트와 볼트의 기원에 대해서는 많은 전문가의 의견은 다릅니다. Frederick E. Graves는 그의 논문 “너트와 볼트”에서 고정 장치 역할을 하는 나사산이 있는 볼트와 너트의 기원은 15세기로 거슬러 올라간다고 주장합니다. 그는 이 결론을 15세기 초에, 책에 등장한 나사에 대한 최초의 인쇄된 기록에 근거합니다.

그러나 Graves는 나사산이 있는 볼트가 15세기로 거슬러 올라가지만, 나사산이 없는 볼트는 로마 시대로 거슬러 올라간다고 인정합니다. 나사산이 없는 볼트는 볼트가 움직일 수 없도록 쐐기가 삽입된 슬롯이 있는 막대 형태였습니다. 그는 또한 로마인들이 청동이나 은으로 만들어진 최초의 나사를 개발했다고 암시합니다. 나사산은 손으로 줄질하여 깎아내거나 막대에 와이어를 감은 후 납땜했습니다.

볼트 전문가 Bill Eccles의 연구에 따르면 나사산의 역사는 훨씬 더 거슬러 올라갑니다. 아르키메데스(기원전 287년~기원전 212년)는 나사의 원리를 개발하여 물을 끌어 올리는 장치를 만드는 데 사용했습니다. 그러나 물 나사는 아르키메데스 시대 이전에, 이집트에서 시작되었을 수 있다는 징후가 있습니다. 그것은 나무로 만들어졌으며 땅을 관개하고 배에서 빌지 물을 제거하는 데 사용되었습니다. “그러나 많은 사람은 나사산이 기원전 400년경에 종종 역학의 창시자라고 불리며, 플라톤과 동시대인으로 간주하는 그리스 철학자 타렌툼의 아르키타스에 의해 발명되었다고 생각합니다.”라고 Eccles는 주장합니다.

볼트는 원래 무엇에 사용되었나요?

기원전 400년경에 물을 끌어 올리기 위한 나선 장치와 와인을 만들기 위한 포도 압착기와 같은 곳에 사용됐던 나사산 그 자체, 그리고 약 400년 동안 사용되어 온 고정 장치로 역사는 두 부분으로 나눌 수 있습니다

15세기로 넘어가면서 Johann Gutenberg는 그의 인쇄기의 고정 장치에 나사를 사용했습니다. 나사를 사용하는 경향은 시계와 갑옷과 같은 품목으로 사용이 확장되면서 추진력을 얻었습니다. Graves에 따르면 15세기 말과 16세기 초의 레오나르도 다빈치의 노트에는 나사를 자르는 기계를 위한 몇 가지 설계가 포함되어 있습니다.

그러나 이 주제에 관한 대다수 연구자가 동의하는 것은 너트와 볼트의 개발을 가속화하고 그것들을 엔지니어링 및 건설 분야에서 중요한 구성 요소로 확고하게 자리 잡은 것이 산업 혁명이었다는 것입니다.

최초의 산업용 볼트 생산

1905년 W.R. Wilbur는 그가 저술한 "미국 너트 및 볼트 산업의 역사"를 통해, 1568년 프랑스의 Besson에 의해 볼트와 나사를 만드는 최초의 기계가 만들어졌다는 사실을 인정합니다. Besson은 나중에 선반에 사용되는 나사 절단 게이지와 플레이트를 도입했습니다. 1641년에 영국 회사인 Hindley of York가 이 기계를 개선하여 널리 사용되었습니다.

미국 대서양 건너편, 볼트의 기록된 역사 중 일부는 미국 캐리지 박물관(Carriage Museum of America)에서 발견할 수 있습니다. 1800년대 초에 제작된 차량용 너트는 너트의 모따기 처리 및 플러시 처리된 볼트를 가진 최신 차량보다 더 평평하고 네모난 형상을 가졌습니다. 이때 볼트를 만드는 것은 번거롭고 힘든 과정이었습니다.

처음에는 고정 장치용 나사산을 수작업으로 만들었지만, 곧 수요가 크게 증가하여 생산 공정을 가속해야 했습니다.

1760년 영국에서 J and Wyatt는 나사산 대량 생산을 위한 공장 공정을 도입했습니다. 그러나 이 이정표는 또 다른 문제로 이어졌습니다. 각 회사는 자체 나사산, 너트 및 볼트를 제조하여 시장에 다양한 크기의 나사산이 출시되어 기계 제조업체에 문제를 일으켰습니다.

나사산은 언제 처음으로 표준화되었나요?

1841년에 이르러서야 Joseph Whitworth가 해결책을 찾았습니다. 많은 영국 작업장에서 표본 나사를 수집한 수년간의 연구 끝에, 그는 영국에서 나사산의 크기를 표준화할 것을 제안했습니다. (예를 들어, 잉글랜드에 있는 누군가가 만든 볼트와 글래스고에 있는 누군가가 만든 너트가 둘 다 잘 맞을 수 있도록) 그의 제안은 나사산 피치 각도를 55도로 표준화하고, 인치당 나사산의 수(TPI)를 다양한 직경에 대해 정의해야 한다는 것이었습니다. 이 문제가 영국에서 해결되고 있는 동안 미국에서도 마찬가지로 시도했고 처음에는 Whitworth 나사산을 사용하기 시작했습니다.

1864년, William Sellers는 60도 나사산 형태와 다양한 직경에 대한 다양한 나사산 피치를 제안했습니다. 이것은 미국 미터계 - 표준 나사와 미터계 – 가는 나사 표준으로 발전했습니다. 미국인이 영국인보다 가지고 있던 한 가지 이점은 그들의 나사산 형태가 평평한 나사 골과 마루를 가지고 있다는 것입니다. 이것은 둥근 형태의 골과 마루가 있는 Whitworth 표준보다 제조하기 쉽게 만들었습니다. 그러나 Whitworth 나사산은 동하중 조건에서 더 나은 성능을 발휘하였으며, Whitworth 나사산의 둥근 형태의 골이 나사산의 피로 성능을 향상시키는 것으로 나타났습니다.

ISO 미터나사 소개

제1차 세계대전 동안, 여러 나라에서 나사산 사이의 일관성 부족은 전쟁 지원에 큰 걸림돌이 되었습니다. 제2차 세계 대전 중에는 연합군에게 더 큰 문제가 되었습니다. 1948년, 영국, 미국, 캐나다는 영국식 측정을 사용하는 모든 국가의 표준으로 통합 나사산(Unified thread) 사용에 합의했습니다. 그것은 1919년에 독일에서 개발된 DIN 미터법 나사산과 유사한 치수를 사용합니다. 이것은 최상의 Whitworth 나사산 형태(피로 성능을 향상시키기 위한 둥근 형태의 골)와 Sellers 나사산(60도 피치 각도 및 평평한 마루)의 조합이었습니다. 그러나 통합 나사산의 더 큰 골 반경은 DIN 미터법 치수보다 많은 이점이 있는 것으로 입증되었습니다. 이에 따라 오늘날 모든 선진국에서 사용되는 ISO 미터법 나사산이 탄생했습니다.

업계 사람들은 최근 수십 년 동안 볼트의 미세 조정을 많이 목격했습니다. Eccles는 “35년 전 업계에 뛰어들었을 때는 볼트의 강도가 오늘날처럼 완전히 정의되지 않았습니다.”라고 회상합니다. "최신 미터나사의 등급 표준화가 도입이되고 최근 관련 ISO 표준이 업데이트되면서 볼트의 강도에 대한 설명과 볼트 특성을 설정하는 데 사용되는 테스트 방법이 훨씬 더 잘 정의되었습니다."

원자재 산업이 더욱 고도화됨에 따라 볼트의 DNA는 변화하는 산업 요구 사항을 충족하기 위해 철강에서 다른 색다른 재료로 변경되었습니다.

볼트를 만드는 데 사용되는 금속은 무엇인가요?

지난 20년 동안, 철강재의 재료적 특성이 감소되는 터보차저 및 엔진과 같은 고온 환경에서 작동할 수 있는 니켈계 합금이 개발되었습니다. 최근 연구는 알루미늄, 마그네슘 및 티타늄과 같은 경금속 볼트 개발에 중점을 둡니다.

오늘날의 볼트 기술은 볼트와 나사가 수작업으로 만들어지고 고객이 기본 철강 너트와 볼트 중에서만 선택할 수 있었던 시대 이후 많은 발전을 이루었습니다. 오늘날 노드락과 같은 솔루션은 쐐기 잠금 시스템을 포함하여 볼트 체결 기술을 크게 개선했습니다. 고객은 사전 조립된 아연 플레이크 코팅 또는 스테인리스 스틸 와셔, 평면 스틸 림용으로 설계된 휠 너트 또는 다양한 용도에 맞게 맞춤화된 콤비 볼트를 선택할 수 있습니다. 해양, 에너지, 광업과 같은 중공업 분야에서 사용할 수 있도록 슈퍼볼트 멀티 잭볼트 텐셔너와 볼타이트 유압식 텐셔너도 추가되어 볼트 체결 분야의 세계적 리더가 되기 위한 큰 발걸음을 내디뎠습니다.

이제는 조인트를 분석하는 데 훨씬 더 중점을 둡니다. “과거에는 사람들이 경험만으로 특정 크기의 파스너를 결정하곤 했습니다. 그리고 운에 기대어 잘 작동하기를 기대했습니다.”라고 Eccles는 설명합니다. "요즘 사람들은 제품이 만들어지고 시장에 출시되기 전에 분석에 더 집중하고 제대로 작동하는지 확인하는 데 더 집중합니다."