볼트&너트 풀림 방지법

풀림이란 체결된 나사가 진동이나 충격, 운동, 하중의 변화 등이 반복될 때 의도치 않게 나사가 풀리는 것을 뜻한다. 나사가 풀리게 되면 기계의 결합이 헐거워 지면서 기계가 나중에 망가질 뿐 아니라 회전이나 왕복운동을 하는 기계 주변에서 안전사고가 발생할 수 있기 때문에 체결된 나사가 의도치 않게 풀려지지 않도록 방지하는 것은 매우 중요한 일이다.

풀림의 발생원인은 여러가지가 있다. 우선 너트의 길이가 짧아 접촉압력이 작은 경우 풀린다. 그리고 주변의 진동, 충격을 받아 순간적으로 접촉압력이 감소하는 현상으로 풀리기도 한다. 또한 나사 접합부에서 미끄럼이 반복되어 아주 작은 미동 마멸이 생기는 경우와 온도변화에 의한 열수축, 열팽창으로 이음이 약해지는 사유로 풀림이 발생한다.

이런한 풀림을 방지하기 위해서 풀림방지 장치를 사용하며 대표적인 풀림방지 장치에는 록너트(lock nut), 자동 죔 너트(self locking nut), 세트 스크류(멈춤나사), 와셔(washer), 핀(pin) 등이 있다. 록너트의 풀림방지 원리는 수직 마찰력을 이용하는 것인데 너트가 서로 밀어서 접촉 마찰력 크기를 높여 풀림이 방지되도록 하는 메커니즘이다. 상호 미는 역할을 하는 안쪽 너트를 로크너트(밑에 위치)라 한다.

록너트

다음으로 자동 죔 너트는 너트의 갈라진 부분이 안쪽으로 휘어져 있고 휘어진 너트 부분이 볼트를 압축하여 너트가 조여짐으로서 풀림이 방지되는 원리이다.

자동 죔 너트

그리고 세트 스크류는 볼트와 너트를 체결한 후 작은 나사, 세트 스크류를 사용하여 너트가 풀리지 안하게 하는데 key의 대용 역할을 한다.

세트 스크류

와셔는 가구를 조립할 때 가장 많이 볼 수 있는 풀림방지 장치인데 스프링 와셔와 혀붙이 와셔가 있다. 스프링 와셔는 너트 밑에 스프링 와셔를 사용함으로서 스프링 작용으로 서로 미는 힘에 의한 수직 마찰력이 증가하여 풀림을 방지하는 원리이다. 혀붙이 와셔는 와셔의 돌출부분(혀같이 생긴 부분)을 굽혀서 접합체에 고정함으로서 풀림을 방지하는 장치이다.

스프링 와셔

혀붙이 와셔

마지막으로 핀은 아래 그림과 같이 너트와 볼트를 관통하는 얇은 핀을 끼워서 풀림을 방지하는 장치이다.

핀

이외에도 풀림방지를 위해 볼트와 너트 체결시 유의할 점이 있는데, 체결시 토크렌치로 규정된 힘으로 조임을 하고 적합한 풀림방지 장치를 선택해야 한다. 그리고 나사주변의 진동과 충격이 없도록 조치하며 나사주변의 온도변화에 따른 열팽창 및 수축이 있는지 여부를 판단하여 풀림을 발생하지 않도록 여건을 만들어 줘야 한다.