나사(Screw)란?
나사(Screw)는 원통 주위에 나선이 파여 있어 물건을 고정하는 데 쓰이는 기계요소입니다.
나사의 정확한 정의는 나사산과 나사산이 가공된 원기둥 전체를 말하며, 일반적으로 나사산을 가진 물체를 통틀어 그 이외의 부분도 포함하여 나사라고 합니다.
나사는 결합시키는 물건의 양쪽에서 수나사(볼트)와 암나사(너트)로 조이는 방식이 있으며, 기계 부품을 조이거나 위치 조정 또는 힘의 전달 등에 널리 쓰입니다.
나사는 직각 삼각형 형태의 종이를 원통에 감았을 때, 그 빗변이 원통을 따라 만드는 선, 즉, 나사선을 따라 홈을 판 것을 말합니다. 나사의 종류로는 태핑 스크루(Tapping Screw)가 있는데, 비교적 가벼운 커버나 부품을 장착하기 위한 스크류로 해당 부위에 뚫린 원형이나 사각의 홀에 고정용도로 사용됩니다.
나사는 유럽에서 철판이나 나무를 접합하기 위하여 발명되었으며, 이름은 소라모양처럼 생겼기 때문에 나사(螺絲 : 소라나, 실사)로 명명되었습니다. 동양에서는 나사라는 이름은 screw, vis, bolt 전부를 나사라고 부르다가 현재는 screw, vis, bolt 를 영어명 그대로 구분하여 사용하고 있습니다.
나사의 구조와 명칭
나사의 구조
1. 나사산: 수나사에서 지름이 가장 큰 부분
2. 골: 수나사에서 지름이 가장 작은 부분
3. 피치(p): 서로 인접한 나사산과 나사산(골과 골) 사이의 축방향 거리
4. 리드(l): 1회전시 나사가 축방향으로 이동한 거리
n: 나사의 줄 수, p: 피치
나사의 명칭
기본적으로 수나사는 소문자, 암나사는 대문자로 표시한다.
1. 바깥지름(d): 수나사의 바깥지름은 나사의 크기를 나타내는 호칭지름이며, 암나사의 골지름 D 와 같다.
2. 유효지름(d2): 나사산의 길이와 나사홈의 길이가 같아지는 가상 원통상의 지름이다.
3. 리드각(나선각, λ 또는 α): 나선곡선이 축선에 직각인 방향과 이루는 나선의 경사각이다.
4. 비틀림각(γ): 나선곡선이 축선방향과 이루는 각이다. (λ+γ = 90º)
5. 나사산각(2β): 수나사의 나사산이 이루는 각이며, 나사산의 모양에 따라 변한다.
6. 플랭크각(β): 나사의 산과 골을 연결하는 나사의 경사면으로, 나사산각의 1/2이 된다.
7. 나사산의 높이(h): 나사산을 반경방향으로 측정한 높이다.
나사의 정밀도 등급
나사의 정밀도 등급은 나사의 제조 공차, 정밀성, 그리고 품질을 나타내는 중요한 기준입니다. 나사의 정밀도는 일반적으로 다음과 같은 표준으로 분류됩니다.
| 표준 기관 | 설명 | 정밀도 분류 예 | 특징 |
|---|---|---|---|
| ISO (국제표준화기구) | 메트릭 나사산 시스템 | 4h, 6h, 8h | ‘h’는 허용 공차 등급을 나타내며, 숫자가 작을수록 정밀도 높음 |
| ANSI / ASME | 미국 기준 | 1A/1B, 2A/2B, 3A/3B | ‘A’는 외나사, ‘B’는 내나사. 숫자가 크면 허용 공차 범위가 좁고 정밀도 높음 |
| JIS (일본산업규격) | 일본 기준 | 유사한 ISO 분류 체계 | 대한민국에서 널리 사용. 정밀도 클래스 표시 |
ISO (국제표준화기구) 메트릭 나사산
이 시스템은 4h, 6h, 8h 등의 클래스로 나사의 정밀도를 분류합니다. 여기서 ‘h’는 허용 공차의 등급을 나타내며, 숫자가 작을수록 정밀도가 높습니다.
ANSI (미국국가표준원) / ASME (미국기계학회)
이 분류는 1A/1B, 2A/2B, 3A/3B로 나뉘며, ‘A’는 외나사, ‘B’는 내나사를 의미합니다. 숫자가 커질수록 허용 공차 범위가 좁아져 정밀도가 높아집니다.
JIS (일본산업규격)
JIS는 일본의 나사 정밀도 표준이며, 대한민국에서도 널리 사용됩니다. ISO와 유사한 분류 체계를 가지며 정밀도 클래스를 표시합니다.
마무리
오늘은 나사(Screw)의 구조와 명칭, 정밀도 등급에 대해 알아보았습니다.
나사(Screw)는 원통 주위에 나선이 파여 있어 물건을 고정하는 기계요소입니다. 나사의 정의는 나사산과 그가 가공된 원기둥 전체를 말하며, 보통 나사산을 가진 물체 전체를 나사라고 합니다. 나사는 물건을 결합할 때 수나사(볼트)와 암나사(너트)로 조이는 방식으로 사용되며, 기계 부품의 조립, 위치 조정, 힘 전달 등에 사용됩니다.
나사의 구조는 나사산(수나사에서 가장 큰 부분), 골(수나사에서 가장 작은 부분), 피치(나사산과 나사산 사이의 축방향 거리), 리드(1회전시 나사가 축방향으로 이동한 거리) 등으로 이루어져 있습니다. 나사의 명칭은 바깥지름, 유효지름, 리드각, 비틀림각, 나사산각, 플랭크각, 나사산의 높이 등으로 구성됩니다.
나사의 정밀도 등급은 ISO, ANSI/ASME, JIS 등의 표준에 따라 분류됩니다. ISO는 메트릭 나사산 시스템을 사용하며 ‘h’는 허용 공차의 등급을 나타냅니다. ANSI/ASME는 1A/1B, 2A/2B, 3A/3B로 분류되며, ‘A’는 외나사, ‘B’는 내나사를 의미합니다. JIS는 일본의 나사 정밀도 표준으로, ISO와 유사한 분류 체계를 가지며 정밀도 클래스를 표시합니다.
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