The Experts: 토크, 축력, 마찰 사이 관계
볼트 축력을 적용하는 주요 방법 중 하나는 헤드에 토크를 가하는 것으로 이 방법은 업계에서 일반적이지만 정확하게 제어하는 것은 쉽지 않습니다.
화스너가 나사산을 따라 내려오면 회전 운동이 선형 운동으로 변환됩니다. 이렇게 하면 볼트가 늘어나고 부품은 압축됩니다. 그러나 볼트의 프리텐션에는 약간의 입력 토크만 작용합니다. 대부분은 화스너의 회전을 반대하는 마찰의 저항 효과를 극복하기 위해 사용됩니다. 그렇다면 마찰은 토크와 축력에 어떤 영향을 미칠까요? 마찰은 2개의 접촉면 - 회전되는 부분과 클램프된 부분(보통 볼트 헤드 아래 또 는 너트 아래) 사이 및 나사산에서 발생합니다.
토크, 축력 마찰 사이의 관계
이것은 축력으로 변환되는 부분의 토크가 매우 적음을 의미하며 토크/인장 시험이 접촉면 모두에서 발생하는 마찰 계수의 특성을 설명하는데도 도움이 됩니다. 토크를 세분화하면 일반적으로 입력 토크의 10%만 유용하다는 것을 보여주며 나머지는 마찰로 소모됩니다. 예를 들어, 언더헤드 토크는 입력 토크의 50%를 나타내고 나사산 토크는 40%입 니다. 그러므로 토크 조임 과정은 그리 효율적이지 않게 되지만 이 부분을 낮은 마찰력 윤활제를 적용하여 증가시킬 수 있습니다. 윤활제를 사용하면 마찰이 줄어들고 동일한 축력에 도달하는 데 필요한 토크가 감소합니다.
산포와 그 영향
마찰 계수는 또한 매우 가변적이며(일반적으로 +/- 20%), 공정 중에 산포가 발생합니다. 또한 체결 공구가 매우 정확할 수도 있지만(예: 교정된 수동 토크 렌치의 경우 +/- 1%), 적용된 토크의 편차는 +/-10 에서 +/-50%까지 다양합니다. 현장의 많은 작업자분들은 작업을 할때 몸의 위치와 공구를 다루는 방법에 따라 적용된 토크에 미치는 영향에 대해 알게 될 때 매우 놀라워합니다. 일반적으로 달성된 축력의 산포는 +/- 30%인 것으로 알려져 있습니다. 이는 가능한 최대 축력이 최소 가능한 예하중의 두 배가 될 수 있음을 의미합니다. 산포는 녹슨 볼트 또는 시징(seizing)이 발생하기기 쉬운 스테인레스강 화스너에서 더 높을 수 있습니다. 만약 윤활제를 도포하거나 특정 마찰 계수의(예, 탑코트 또는 왁스) 볼트를 사용하여 이 산포를 감소시킬 수 있습니다.
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