볼트 · 너트의 풀림 방지에 관한 기술지침

2008.11 한국산업안전보건공단

1. 서문

2. 코드 개요

3. 관련규격 및 자료

3.1 한국산업규격

3.2 기타 규격

4. 관련법령 고시 등

5. 코드적용 및 문의

볼트·너트의 풀림 방지에 관한 기술지침

1. 목적

2. 적용범위

이 지침은 체결된 볼트·너트의 풀림 방지에 대하여 적용한다.

3. 정의

3.1 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

1. “수나사(Bolt)”라 함은 원통 표면의 바깥쪽에 형성된 나사산을 말한다.
2. “암나사(Nut)”라 함은 원통 표면의 안쪽에 형성된 나사산을 말한다.
3. “나사(Screw)”라 함은 나사산을 가진 원통이나 원뿔 전체를 말한다.
4. “풀림(Unscrewing)”이라 함은 체결된 나사가 진동이나 충격, 운동, 하중의 변화 등이 반복될 때 의도하지 않는 상태에서 나사가 풀리는 것을 말한다.
5. “풀림 방지”라 함은 체결된 나사가 의도하지 않는 풀림이 발생하지 않도록 하는 것을 말한다.
6. “자립조건(Self sustenance)”이라 함은 체결된 나사에 힘을 제거하더라도 풀리지 않는 조건을 말한다.
7. 설치파일을 실행하면 처음 셋업화면이 나오고 "Next"버튼 클릭

3.2 그 밖의 용어에 대한 정의는 이 지침에서 특별히 규정하는 경우를 제외하고는 산업안전보건법, 동법 시행령, 동법 시행규칙 및 관련고시에서 정하는 바에 따른다.

4. 일반사항

4.1 볼트·너트의 풀림 발생원인

1. 너트의 길이가 짧아 접촉압력이 작을 경우
   
2. 주변의 진동, 충격을 받아 순간적으로 접촉압력이 감소되는 경우
   
3. 나사 접합부에서 미끄럼이 반복되어 미동 마멸이 생기는 경우
   
4. 주변 온도의 변화로 인해 나사가 수축, 팽창되어 나사 이음이 약해지는 경우
   

4.2 규격, 성능, 구조, 재료

볼트·너트의 풀림 방지 조치에 사용하는 너트, 와셔, 분할 핀, 기타 등의 규격, 성능, 구조, 재료 등은 한국산업규격에 따른다.

4.3 나사 설계 및 제작

볼트·너트를 체결한 후에 힘을 제거해도 풀리지 않는 자립조건을 유지할 수 있도록 나사의 마찰각을 경사각 또는 리이드각보다 크게 한 자립상태를 감안하여 설계하고 제작한다.

4.4 풀림 방지장치 적용

볼트·너트를 체결한 후 체결 위치에서 풀림이 발생되지 않아야 하는 경우에 적용한다.

5. 풀림 방지장치의 종류

5.1 록 너트(Lock nut)

2개의 너트를 충분히 체결한 다음 아래 너트를 약간 풀어 놓아 2개의 너트가 서로 미는 상태로 만들어서 볼트에 죄는 힘이 감소하더라도 나사면의 접촉 압력은 잃지 않게 하여 너트가 풀어지지 않게 한다. 이때 아래쪽의 너트를 록 너트라 한다. 〈그림 1〉참조



〈그림 1〉록 너트

5.2 자동 죔 너트(Self locking nut)

자동 죔 너트는 갈라진 부분이 안쪽으로 휘어져서 볼트를 압축하여 너트가 풀어지지 않게 한다. < 그림 2 > 참조

                

〈그림 2〉 자동 죔 너트

비규격 나사산을 일부 변형시켜 나사가 조여질 때 다시 원래대로 복원되면서 그 탄성으로 마찰력을 증대시켜 풀림 방지를 꾀하는 형태로서, 다양한 형태의 변형 방법이 있다.
(1) 120도 각도로 3곳을 국부적으로 변형시켜 놓음으로써 풀림 방지를 한다.

(2) 작은 홈을 낸 후 안으로 변형시켜 놓아 조이면 벌어지지 않으려는 힘으로 풀림 방지를 한다.
(3) 120도 각도로 3곳을 넓게 눌러 변형시켜 풀림 방지를 한다.

5.3 세트 스크류 (Set screw)

볼트와 너트를 체결한 후 작은 나사, 세트 스크류를 사용하여 너트가 풀어지지 않게 한다.
〈그림 3〉 참조



〈그림 3〉 세트 스크류

5.4 와셔(Washer)

볼트와 너트를 체결할 때 스프링 와셔(Spring washer), 고무 와셔, 혀붙이 와셔, 톱니붙이 와셔 등 특수 와셔를 사용하여 너트가 풀어지지 않게 한다. 〈그림 4〉참조


//(a) 스프링 와셔 (b)고무 와셔(c) 톱니붙이 와셔 혀붙이 와셔

5.5 핀

볼트와 너트를 체결할 때 분할 핀(Split pin), 평행 핀(Parallel pin), 테이퍼 핀 (Taper pin) 등을 사용하여 너트가 풀어지지 않게 한다. 〈그림 5〉참조

〈그림 5〉 분할 핀

5.6 그 밖의 방법

1. 너트에 풀림 방지를 위한 수지, 본드 등의 도포



2. 너트에 용접
3. 너트에 코킹
4. 강선으로 주위 너트를 서로 연결하여 고정
5. 플라스틱 소재의 볼트 끝부분을 벌어지게 한 것
6. 풀릴 가능성이 있는 방향과 반대방향의 너트를 사용(자동차 바퀴, 선풍기 날개 체결용 나사)
7. 비규격 보조재 삽입형
별도의 물질을 삽입하여 그 물질이 변형되면서 마찰 증대가 이루어져 풀림 방지를 한다.
(7-1) 나일론 인서트를 넣어 수나사가 나일론을 파고 들어가 변형시킴으로써 풀림 방지를 한다.

(7-2) 판 스프링을 넣어 수나사의 피치만큼 스프링이 변형되며 나사산을 눌러 풀림 방지를 한다.

6. 풀림 방지조치 및 장치관리

6.1 풀림 방지 조치

1. 볼트·너트를 체결할 때에는 토크렌치 등을 사용하여 규정된 힘을 가하여 풀림을 방지한다.
2. 기계설비에 볼트·너트를 체결할 때는 적합한 풀림 방지장치를 선택하여 풀림을 방지한다.
3. 나사 주변에서 발생하는 진동, 충격 등을 감소시켜 나사의 체결력을 유지시킨다.
4. 체결된 나사부위의 온도변화를 감소시켜 수축, 팽창을 작게 하여 체결력을 강화한다.

6.2 풀림 방지 장치 관리

1. 기계설비에 체결한 볼트·너트의 유지관리와 별도 보관하는 볼트·너트, 와셔, 분할, 핀 등에 대한 사전관리를 한다.
2. 정기 또는 수시점검을 통하여 기계설비에 체결된 볼트·너트의 풀림 상태를 확인하고 재체결하는 등 원 상태 유지를 위해 사후관리를 한다.
3. 나사에 체결된 풀림 방지장치의 부식, 파손, 망실 등을 확인한다.