BOLTED

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볼트 체결 전문가의 최고의 조언

BOLTED 지는 일본 최고의 볼트 전문가인 Tomotsugu Sakai 박사를 만나 귀중한 인터뷰 기회를 가졌습니다. 그의 저서 Bolted Joint Engineering - Fundamentals and Applications (볼트 체결 공학의 기본과 응용)는 볼트 체결에 대한 완벽한 분석으로 엄청난 지지와 인정을 받고 있습니다.

2017년 Bolted #1에 최초 기재된 기사

본인 저서에서도 다룬 이상적인 체결을 어떻게 정의하십니까?
“이상적으로, 체결은 특수 설계된 부품보다는 광범위하게 이용 가능한 표준화된 화스너의 사용을 기반으로 해야 합니다. 더욱 중요한 것은, 이상적인 체결은 어떤 문제도 발생하지 않는 완벽한 볼트 체결 설계를 보장해야 한다는 점이죠. 문제가 하나라도 발생하면 제품 설계 전체가 쓸모없게 됩니다. 모든 측면에 주의를 기울여야 하죠. 저는 ‘어떤 생략도 없는 평가’를 가장 중요하게 여깁니다.”

윤활제 사용이 볼트 체결에 유리합니까?
“네. 만약 체결하는 물체들이 서로 미끄러지지 않는다면 마찰 계수를 낮추는 것이 모든 측면에서 바람직합니다. 만약 체결물이 ‘풀림 환경’(loosening environment)에서, 낮은 마찰계수를 가진다면 반드시 풀림으로 이어지는 것은 아니지만 풀릴 가능성은 매우 커집니다.
특정 임계치를 초과하는 힘으로 서로 반복해서 미끄러진다면 체결부는 ‘풀림 환경’에 있는 것입니다.”

어떻게 외부 힘이 미끄러짐을 일으키는지 전단 방향, 축 방향 그리고 비틀림을 바탕으로 설명해 주실 수 있나요?
“외부 힘이 전단 방향으로 작용했다면 이 힘은 미끄러짐을 일으킵니다. 만약 축 방향으로 작용했다면 체결된 물체들은 서로 분리될 것입니다. 이런 상황에서는 마찰 계수가 낮을수록 더 많은 풀림이 일어날 것입니다.

볼트 체결 공학의 기본과 응용을 쓸 때, 저는 접촉면에서 체결물의 미끄러짐 현상을 관례적인 관점인 ‘거시 미끄러짐 (macro-slip)’을 사용하여 설명하였습니다. 이런 유형의 미끄러짐은 0.1mm 정도로 눈으로 확인할 수 있습니다. 1988년에 너무 경미하여 눈으로 확인할 수 없는 ‘미시 미끄러짐 (micro-slip)’이 실제로 거시 미끄러짐 이전에 발생하여 회전 풀림을 일으킨다는 것을 발견하였습니다. 축력을 서서히 감소시키는 이 ‘미시 미끄러짐’ 현상은 Journal of the Japan Society for Precision Engineering(일본 정밀 공학 학회지)에 자세히 소개되었습니다.”

“이전 실험 방식으로는 체결물이 서로 접촉한 상태에서 접촉면의 특정 면과 다른 면의 미끄러짐 정도를 측정할 수 없었습니다. 그러나 유한 요소 법인 FEM을 사용한 후 이 모든 값을 계산할 수 있게 되었습니다. 약 2000년경부터 이 측정법은 화스너 산업에서 사용됐고 오늘날 나사산을 가진 화스너에 대한 대부분의 연구에서 사용되고 있습니다. Satoshi Izumi 박사 외 저자들이 쓴 2006년도 논문에서 분명하고 가시적인 거시 미끄러짐보다는 비가시적이고 극미한 미시 미끄러짐으로 인해 점진적인 회전 풀림이 발생한다는 것을 발표했습니다. 미시 미끄러짐이 반복 발생할 때 그것은 1,000번에 1도, 또는 한 번에 1/1000도만큼 극미한 회전 풀림이 발생한다는 사실을 이 논문을 통해 처음 읽었을 때 저는 큰 충격을 받았습니다.

1/1000도의 회전은 결코 눈으로 관찰할 수가 없습니다. 오직 유한 요소법을 사용하여 계산한 연구 결과를 통해서만 미시 미끄러짐이 회전 풀림을 일으킨다는 것을 알 수 있었습니다. 저는 혼란스러웠습니다! [웃음] 그 결과 미끄러짐 정도의 측정 개념이 엄청나게 바뀌었습니다. 저는 미시 미끄러짐이 자연적으로 프레팅 마모에 이른다고 생각해 본적은 있지만, 그것이 회전 풀림을 일으킬 수 있다고 고려해 본적도, 이것을 시험할 방법도 전혀 없었습니다. 이 모든 것은 경이로운 경험이었습니다.” 라고 인터뷰를 진행한 Nord-Lock Japan의 Marketing Coordinator인 Keisuke Okada씨가 말합니다.

팩트 미시 미끄러짐
육안으로 관찰할 수 없는 미끄러짐. 체결력이 서서히 감소하여 결국 가시적인 회전 풀림인 거시 미끄러짐에 이를 수 있습니다. 체결부 재질의 침하와 이완 또한 체결력을 감소시킬 수 있습니다. Nord-Lock Group은 두 가지 형태의 미끄러짐 모두를 해결할 수 있는 X-series 와셔를 개발해왔습니다.
이 와셔의 스프링 효과로 모든 종류의 체결력 손실에 대응할 수 있으며, 쐐기형 잠금 효과는 자연 발생하는 볼트 풀림을 방지합니다.

인물: TOMOTSUGU SAKAI 박사

  • 1941 – 일본, 오카자키 시 출생.
  • 1979 – Toyota Motor Corporation에서 근무. 이후 주로 강도 및 내구성 시험 및 다양한 자동차 부품의 연구 및 개발에 참여, 공학 박사 학위 취득.
  • 2001 – Toyota Techno Service Corp로 이전하여 나사산이 있는 화스너에 대한 교육 및 기술 자문 활동.
  • 2007 – 퇴직 후 Sakai Consulting Office on Bolted Joint Engineerin(사자키 볼트체결공학 자문소)를 설립하여 오늘날까지 볼트 체결에 대한 교육 및 기술 자문을 제공.

How do you choose the right size of Nord-Lock washer?

 

In this video we explain how you choose the right size of washer for your bolted joints.

► Read more: Introduction to Nord-Lock washers

► Video: Junker vibration test with Nord-Lock wedge-locking washers

How does the Nord-Lock washer work?

 

Nord-Lock washers secure bolted joints with tension instead of friction. Watch this video and let us explain how it works!

► Read more: Introduction to Nord-Lock washers

► Video: Junker vibration test with Nord-Lock wedge-locking washers


The history of the bolt

20 12월 2017
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문장: Alannah Eames

사진: Illustration: Kent Zeiron

At first glance, a bolt may seem like a very simple item that holds things together. But dig a bit deeper and you’ll realise there’s more behind seemingly insignificant bolt and screws than first meets the eye. Without them, all our gadgets and machines would fall to pieces.

History of the bolt drawings

First published in Bolted #2 2012.

Bolts are one of the most common elements used in construction and machine design. They hold every­thing together – from screws in electric toothbrushes and door hinges to massive bolts that secure concrete pillars in buildings. Yet, have you ever stopped to wonder where they actually came from?

While the history of threads can be traced back to 400 BC, the most significant developments in the modern day bolt and screw processes were made during the last 150 years. Experts differ as to the origins of the humble nut and bolt. In his article “Nuts and Bolts”, Frederick E. Graves argues that a threaded bolt and a matching nut serving as a fastener only dates back to the 15th century. He bases this conclusion on the first printed record of screws appearing in a book in the early 15th century.

However, Graves also acknowledges that even though the threaded bolt dates back to the 15th century, the unthreaded bolt goes back to Roman times when it was used for “barring doors, as pivots for opening and closing doors and as wedge bolts: a bar or a rod with a slot in which a wedge was inserted so that the bolt could not be moved.” He also implies that the Romans developed the first screw, which was made out of bronze, or even silver. The threads were filed by hand or consisted of a wire wound around a rod and soldered on.

According to bolt expert Bill Eccles’ research, the history of the screw thread goes back much further. Archimedes (287 BC–212 BC) developed the screw principle and used it to construct devices to raise water. However, there are signs that the water screw may have originated in Egypt before the time of Archimedes. It was constructed from wood and was used to irrigate
land and remove bilge water from ships. “But many consider that the screw thread was invented around 400 BC by [Greek philosopher] Archytas of Tarentum, who has often been called the founder of mechanics and considered a contemporary of Plato,” Eccles writes on his website.

The history can be broken down into two parts: the threads themselves that date back to around 400 BC when they were used for items such as a spiral for lifting water, presses for grapes to make wine, and the fasteners themselves, which have been in use for around 400 years.

Moving forward to the 15th century, Johann Gutenberg used screws in the fastenings on his printing presses. The tendency to use screws gained momentum with their use being extended to items such as clocks and armour. According to Graves, Leonardo da Vinci’s notebooks from the late 15th and early 16th centuries include several designs for screw-cutting machines.

What the majority of researchers on this topic do agree on, though, is that it was the Industrial Revolution that sped up the development of the nut and bolt and put them firmly on the map as an important component in the engineering and construction world.

The “History of the Nut and Bolt Industry in America” by W.R. Wilbur in 1905 acknowledges that the first machine for making bolts and screws was made by Besson in France in 1568, who later introduced a screw-cutting gauge or plate to be used on lathes. In 1641, the English firm, Hindley of York, improved this device and it became widely used.

Across the Atlantic in the USA, some of the documented history of the bolt may be found in the Carriage Museum of America. Nuts on vehicles built in the early 1800s were flatter and squarer than later vehicles, which had chamfered corners on the nuts and the flush was trimmed off the bolts. Making bolts at this time was a cumbersome and painstaking process.

Initially, screw threads for fasteners were made by hand but soon, due to a significant increase in demand, it was necessary to speed up the production process. In Britain in 1760, J and W Wyatt introduced a factory process for the mass production of screw threads. However, this milestone led to another challenge: each company manufactured its own threads, nuts and bolts so there was a huge range of different sized screw threads on the market, causing problems for machinery manufacturers.

It wasn’t until 1841 that Joseph Whitworth managed to find a solution. After years of research collecting sample screws from many British workshops, he suggested standardising the size of the screw threads in Britain so that, for example, someone could make a bolt in England and someone in Glasgow could make the nut and they would both fit together. His proposal was that the angle of the thread flanks was standardised at 55 degrees, and the number of threads per inch, should be defined for various diameters.
While this issue was being addressed in Britain, the Americans were trying to do likewise and initially started using the Whitworth thread.

In 1864, William Sellers proposed a 60 degree thread form and various thread pitches for different diameters. This developed into the American Standard Coarse Series and the Fine Series. One advantage the Americans had over the British was that their thread form had flat roots and crests. This made it easier to manufacture than the Whitworth standard, which had rounded roots and crests. It was found, however, that the Whitworth thread performed better in dynamic applications and the rounded root of the Whitworth thread improved fatigue performance.

During World War I, the lack of consistency between screw threads in different countries became a huge obstacle to the war effort; during World War II it became an even bigger problem for the Allied forces. In 1948, Britain, the USA and Canada agreed on the Unified thread as the standard for all countries that used imperial measurements. It uses a similar profile as the DIN metric thread previously developed in Germany in 1919. This was a combination of the best of the Whitworth thread form (the rounded root to improve fatigue performance) and the Sellers thread (60 degree flank angle and flat crests). However, the larger root radius of the Unified thread proved to be advantageous over the DIN metric profile. This led to the ISO metric thread which is used in all industrialised countries today.

Those working in the industry have witnessed much fine-tuning of bolts during recent decades. “When I started in the industry 35 years ago the strength of the bolts was not as fully defined as it is today,” recalls Eccles. “With the introduction of the modern metric property classes and the recent updates to the relevant ISO standards, the description of a bolt’s strength and the test methods used to establish their properties is now far better defined.”

As the raw materials industry has become more sophisticated, the DNA of bolts has changed from steel to other more exotic materials to meet changing industry needs.

Over the last 20 years there have been developments in nickel-based alloys that can work in high temperature environments such as turbochargers and engines in which steel doesn’t perform as well. Recent research focuses on light metal bolts such as aluminum, magnesium and titanium.

Today’s bolt technology has come a long way since the days when bolts and screws were made by hand and customers could only choose between basic steel nuts and bolts. These days, companies like Nord-Lock have invented significant improvements in bolting technology, including wedge-locking systems. Customers can select pre-assembled zinc flake coated or stainless steel washers, wheel nuts designed for flat-faced steel rims, or combi bolts, which are customised for different applications. The acquisition of US company Superbolt Inc. and Swiss company P&S Vorspannsysteme AG (today Nord-Lock AG) has added bolting products used in heavy industry, such as offshore, energy, and mining, to Nord-Lock’s portfolio, taking a huge step in becoming a world leader in bolt securing.

There is also much more emphasis now on analysing joints. “In the past, people used to decide upon a certain size of fastener based on their experience alone. And, fingers crossed, it would work,” Eccles explains. “Nowadays, people focus more on analysis and making sure things work before products are built and sent out into the market.”

 

Video: Comparison of common bolt locking methods

Video: Tightening large bolts with only hand tools

러그 마모의 끝

13 9월 2017
댓글

문장: Nic Townsend

사진: Nord-Lock ILLUSTRATIONS: Dan Hambe

많은 산업 분야에서 러그 마모의 발생은 당연한 것으로 생각됩니다. 하지만 정말 그럴까요? 이 문제에 대해 Expander System이실제적인 해결책을 제공할 수 있을까요?

2017년 Bolted #2에 최초 기재된 기사

움직이는 피봇을 가진 기계는 결국 러그가 마모됩니다. 광산업과 건설 장비가 가장 보편적인 적용처로서 과부하와 진동에 자주 노출됩니다. 기타 일반적인 적용처에는 산업용 프레스, 풍력 터빈 및 이동식 교량이 있습니다. 모든 적용처에서 움직이는 피봇은 어느 시점에 다다르면 러그 마모가 발생하며, 사용빈도가 높을수록 러그 마모의 속도는 빨라집니다. 일단 러그마모가 발생하게 되면 정확성과 제어력이 현저히 떨어집니다.

기존의 직선 핀을 사용 시, 아래 세 가지 이유로 러그 마모가 발생합니다.

  1. 러그는 일반적으로 핀보다 부드러운 재질로 만들어지기 때문에 핀과 러그가 접촉 시 쉽게 변형됩니다.
  2. 핀을 장착하는 데 필요한 러그 홀과 핀 사이의 공간 때문에 러그에는 압력 분포가 없습니다. 핀이 장착되면 핀의 모든 압력이 러그 홀의 가는 선에 가해집니다.
  3. 러그 홀과 핀 사이의 공간으로 인해 장비의 이동 방향이 바뀔 때마다 핀에 가해지는 힘이 최대치로 전해지게 됩니다.

러그 마모에 대한 가장 일반적인 해결책은 용접과 라인 보링으로 러그를 수리하는 것입니다. 이 작업의 첫 번째 단계는 피봇을 내리고 핀을 분리하는 것입니다. 그런 다음 라인 보링 장비를 정렬하고 장비에 “장착” 해야 합니다. 마모된 러그는 보링 가공을 다시 한 뒤 용접으로 채우며 마지막으로 원래의 직경과 공차에 맞게 다시 세밀한 보링 가공을 합니다. 라인 보링 장비를 제거하고 러그를 다시 칠한 후, 새로운 교체 핀을 설치합니다. 전체 작업 과정은 핀의 치수와 설치의 복잡성에 따라 몇 시간에서 몇일이 걸릴 수 있으며, 이 시간 동안 기계는 사용할 수 없습니다.

많은 시간과 비용이 필요함에도 불구하고 이 방법을 일반적으로 사용합니다. Expander System의 개발 및 연구 엔지니어인 Jonny Wiberg씨는 다음과 같이 말합니다. “다른 사람들이 모두 다 사용하고 있어 모두가 이 방법을 사용하고 있습니다. 심지어 다른 방법이 있다는 것도 전혀 모르고 있습니다. 기존의 수리 방법을 여과 없이 받아들이고 다른 솔루션이 있는지 찾아보지 않습니다.”

수 년 동안 엔지니어들은 러그 마모 문제에 대한 더 나은 솔루션을 모색했습니다. 이전 시도들 중 어느 것도 보편적으로 효과가 있음을 증명하지 못했습니다. 하나의 옵션은 러그의 홀에 최대로 단단히 고정된 핀으로 핀과 홀 사이의 공간을 완전히 제거하여 직선 핀에 최상의 압력 분포를 제공하는 것입니다. 이 방식은 피봇의 가격이 비싸며 핀을 장착하기가 어렵습니다. 뿐만 아니라 시간이 지나면 결국 러그 홀이 확장됩니다.

온도법을 사용하면 동결된 핀이 설치된 후 온도에 따라 팽창하여 러그에 완벽히 압착됩니다. 이 방식은 핀과 러그의 허용 공차를 수백 밀리미터 또는 공차 등급 6까지 낮추어야 하기 때문에, 피봇의 비용이 많이 증가합니다. 동결 축이 설치된 피봇은 유지 보수가 불필요하다고 간주되지만, 축을 제거할 수 없으므로 사실 유지 보수가 불가능합니다.

또 다른 해결책은 부싱이 있는 러그의 강도를 높이는 것입니다. 그러나 이것은 러그 마모의 시작을 늦출수 있을 뿐이며 장비의 수명 기간 동안 부싱을 여러 번 교체해야 하므로 문제를 완전히 제거한 것은 아닙니다.

이 솔루션 중 어느 것도 큰 비용과 오랜 시간이 걸리는 러그 수리의 필요성을 완전히 없앨 수는 없습니다. 하지만 Expander System은 한번 사용으로 러그 마모를 완전히 제거할 수 있습니다. 테이퍼 처리된 핀과 양쪽의 확장 슬리브를 가진 Expander System은 설치 시 방사형으로 확장된 슬리브가 러그를 채우므로 정확한 압착이 가능합니다.

러그 내부로 확장된 Expander System의 슬리브가 뒤틀림 또는 변형을 방지할 수 있으므로 용접과 라인 보링이 불필요해집니다. 이러한 이유로 설치에 걸리는 시간은 물론 기계의 작동 중지 시간이 크게 줄어듭니다. Expander System의 설치에 가장 긴 시간이 소요되는 작업은 기존 핀을 분해하고 제거하는 것입니다. 이것은 용접과 라인 보링을 하기 전에도 꼭 필요한 작업입니다. 스웨덴에 위치한 Expander System 사는 최근 70mm 크기의 축에 대한 비용 비교 견적을 요청받았습니다. Expander 볼트의 구매 가격, 핀 제거 및 설치 비용과 가동 중단 시간에 따른 수입 손실까지 모두 포함했을 때 Expander System 솔루션의 총비용은 약 500유로로 계산되었습니다. 기존 핀의 구매 가격은 Expander System의 1/3 정도였지만 제거 및설치 비용은 같았습니다. 하지만 라인 보링 장비의 운송에 필요한 시간, 긴 가동 중지로 인한 수입 손실, 그리고 라인 보링에 드는 시간까지 모두 합치면 총 추정 비용은 2,300유로가 넘었습니다.

Expander System을 사용하면 보링작업을 완전히 없앨 수는 없지만 용접 작업은 더 이상 필요하지 않게 됩니다. 또한 피봇의 전체 수명 동안 러그 마모 문제를 완전히 없애줍니다. 하지만 기존 핀을 사용하면 불가피하게 러그 마모가 발생하고 수리 절차를 반복해야만 합니다. 일반적인 적용처에서는 기계의 전체 수명 기간 동안 3~4 회 또는 3,000~4,000시간마다 러그 마모가 발생합니다. 즉, Expander System으로 기계 당 수천 유로에 달하는 비용을 절감할 수 있습니다.

녹슨 못이 혁신 개발상을 받기까지

1950년대에, 쌍둥이 형제인 Everth씨와 Gerhard Svensson 씨는 스웨덴 전역에서 도로를 건설하던 중 러그 마모로 인한 가동 중단과 잦은 수리로 점점 더 좌절하게 되었습니다.

피봇 핀이 느슨해진 어느 날 Everth씨는 즉석에서 녹슨 못을 사용하여 핀을 러그 홀에 고정했습니다. 임시 방편이었지만 녹슨 못은 매우 효과적이었고 Everth씨에게 Expander System을 개발할 수 있는 영감을 주었습니다. 수년 동안, 쌍둥이 형제는 도로 건설 현장에서 Expander 제품을 사용했습니다. 1986 년 Everth씨의 아들인 Robert Roger씨는 이 솔루션의 독창성을 깨달아 특허를 취득 후 Expander System Sweden AB라는 회사를 설립하였습니다. 1987 년 스웨덴 산업부 장관은Expander System에 Alfred Nobel을 기념한 혁신 개발상을 수여했습니다.
오늘날 Expander System은 전 세계적으로 다양한 기계 체결부에 사용됩니다.

6,000 시간 이상의 작업시간을 견디는 기술

러그 마모는 기계 피봇에 쉽게 발생하며 이로 인한 수리와 가동 중단으로 사용자는 큰 비용을 부담해야 합니다. 하지만 Expander system은 이 모든 문제를 해결할 수 있습니다.

Expander System은 대부분의 경우 기존의 직선핀보다 많은 비용이 듭니다. 그러나 용접 및 라인 보링과 관련된 시간과 비용, 그리고 가동 중단으로 인한 생산 손실까지 포함한 총비용을 계산하면 Expander System이 비용면에서 훨씬 효과적입니다. 전체 절감액은 다양한 변수에 따라 다를 수 있지만, 러그 마모의 빈도가 높을수록 그리고 가동 중단 비용이 많이 들수록 잠재적 절감 효과는 더 커집니다.

스웨덴의 건설 기계 공급 업체인 Maskinia AB사에게 기계 수리를 위한 1분의 가동 중단은 엄청난 수입 손실을 의미합니다. 이러한 이유로 1999년부터 그들은 Expander System을 사용해 왔습니다.

최근 3,700시간의 운행을 마친 굴삭기 한대가 수리를 위해 반입되었습니다. 이때 Expander System을 사용하여 붐 장착 액슬을 단 6시간 만에 교체했습니다. 만약 용접 및 라인 보링의 방식으로 기존핀을 교체하였다면 3-4 일이 걸렸을 것입니다.

Maskinia사의 애프터 마켓 매니저인 Lars Malmén씨는 다음과 같이 말합니다. “Expander System은 기존 축에 비해 분명 많은 비용이 듭니다. 하지만 짧은 수리 시간과 가동 중단으로 이익 손실을 최대한 낮출 수 있는 점이 바로 Expander System의 큰 장점입니다. 또한 Expander의 10년 기능 보증으로 로그 마모 없이 10,000시간 이상 믿고 사용할 수 있습니다. 기존 핀은 일반적으로 3,700시간을 정상으로 간주합니다.”

 

Find out more about Expander System

Watch: “Are you getting the most out of your machinery?”

 

간단한 팁과 요령: 클램프 길이로 볼트 체결부를 최적화하는 방법

27 7월 2017
댓글

문장: Nicolas Bourgoin

2017년 Bolted #1에 최초 기재된 기사

Q: 클램프 길이가 뭐죠?
A: 클램프 길이(LK)란 인장력을 받으면 늘어나는 볼트의 본래 길이입니다. 즉,

  • 관통 홀(A)에서 볼트 헤드와 너트 사이의 거리.
  • 블라인드 홀 (B) 또는 스터드 볼트 (C)에서 너트 헤드와 나사 홀에 맞물린 첫 번째 나사산 사이의 거리.
    이는 압력을 받는 체결 부품의 총 두께로서 “그립 길이”라고도 합니다.

볼트 체결부를 최적화하기 위해서는 클램프 길이를 적어도 볼트 지름의 3배 또는 5배로 설계하는 것을 권장합니다. 화스너의 탄성 증가는 다음과 같이 체결부의 성능을 크게 향상시킵니다.

  • 볼트의 연신율이 증가하고 침하 감소.
  • 화스너의 탄성 향상, 진동과 전단 하중에서 자가 풀림 위험 감소.
  • 하중 계수가 높아져 볼트의 동응력 진폭이 감소하며 피로 파괴의 위험이 최소화됨.
  • 유압 텐셔닝의 경우 하중 손실이 최소화됨.

클램프 길이를 길게 하기 힘든 체결부의 경우, 풀림을 예방할 수 있는 효과적이며 스마트한 솔루션이 있습니다. 예를 들어 비싸고 불편한 스페이서를 사용하는 대신 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.

  • Nord-Lock 오리지날 와셔로 자연 발생하는 볼트 풀림을 방지.
  • Nord-Lock X-series 와셔로 자연 발생하는 볼트 풀림을 방지하고 침하와 이완을 보완.
  • Superbolt 기계 텐셔너로 초기 축력의 손실 없이 볼트를 지축으로 늘이며 볼트의 탄성과 하중 계수를 향상.

 

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텐셔너에서 윤활제는 언제 그리고 왜 사용하나요?

8 6월 2017
댓글

문장: Amaris Neidich & Joseph Vernam

2017년 Bolted #1에 최초 기재된 기사

Q: 윤활제는 유압 텐셔닝과 Multi-jackbolt
텐셔닝에 어떤 영향을 미치나요?
A: 스패너를 사용해서 너트를 체결하는 전통적인 방법에서는 윤활제가 매우 중요합니다. 너트와 스터드 나사산 사이와 체결부 표면과 너트의 좌면 사이에 마찰력이 발생하는 표면이 넓기 때문입니다. 약 90%의 힘(투입 에너지)이 이러한 마찰력을 극복하기 위해 사용된 후 오직 10%만이 체결부에 하중으로 작용합니다.

유압 텐셔닝 장비를 사용하여 체결부의 하중을 발생시킬 때, 윤활제는 스터드와 체결부에 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 축(볼트)방향과 같은 방향으로 인장력이 발생하기 때문에 하중을 생성하기 위한 회전이 필요하지 않습니다. 이러한 체결 방식은 너트가 체결될 때 최소한의 마찰력을 가지게 됩니다.

마찰력을 고려할 필요가 없기 때문에 윤활제를 사용하여 마찰 계수를 감소시킬 필요도 없습니다. 또한 적용처의 낮은 마찰력으로 더욱 정확한 체결력을 반복적으로 얻을 수 있습니다.

Multi-jackbolt tensioners(MJTs)의 경우 역시 주 나사산에 윤활제를 사용하여도 하중에 영향을 미치지는 않습니다. 텐셔너의 제거가 쉽도록 고착 방지 기능이 있는 윤활제를 아주 얇게 바르는 것을 추천합니다.

윤활제를 써서 가시적인 효과를 보려면 각각의 잭볼트 나사산, 잭볼트 바닥, 그리고 와셔 표면에 윤활제를 사용하면 됩니다.

Superbolt를 체결하는 과정에서 지속적이고 정확한 축력을 관리하는 데 적절한 윤활제 사용은 매우 중요합니다. Superbolt는 축력에 긍정적인 효과를 주기 위해 낮은 마찰 계수를 가지면서 변함없는 성능을 보장하는 흑연이 포함된 윤활제를 주로 사용합니다. MJTs는 윤활제가 도포된 잭볼트가 가조립되어 납품되며, 잭볼트 바닥에 사용할 수 있는 윤활제가 추가 제공됩니다. 이후 재설치 시 본래의 성능을 내려면 윤활제를 추가 도포해야 합니다.

 

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우리는 고객 여러분께 안전이 최우선이라는 것을 잘 알고 있습니다. 우리 제품은 사용이 쉬워 정확한 체결, 권장 온도 사용 범위 및 재사용 여부등에 대해 고객 여러분께서는 100% 확실하게 알고 싶어하시며 저희는 이 점을 잘 알고 있습니다.

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