나사의 종류

나사의 종류와 용도

나사에는 나사산의 모양에 따라 삼각나사, 사각나사, 사다리꼴나사 등이 있고,

기준 치수의 단위에 따라 미터나사, 인치나사로 구분된다.

아래 그림은 나사산의 모양에 따른 나사 종류를 나타낸다.

(1) 체결용 나사

기계 부품의 접합 또는 위치의 조정에 사용되는 나사로서 삼각나사가 주로 사용되며,

나사산의 단면이 정삼각형에 가까운 나사이다.

그 나사산의 모양에 따라 미터나사, 휘트워어드나사, 유니파이나사 등으로 나뉘고,

또 파이프용으로 사용되는 관용 나사도 있다. 다음 그림은 삼각나사의 종류이다.

① 미터나사(metric screw thread)

우리 나라를 비롯하여 미터법을 실시하고 있는 나라에서 사용되며, 기호 M으로 나타낸다.

호칭치수는 수나사의 바깥 지름과 피치를 mm으로 나타내고, 나사산의 각도는 60˚로써,

미터 보통나사와 미터 가는나사가 있다.

산마루는 평탄하게 깎고, 골의 밑 부분은 둥근틈을 주고 있다.

따라서 체결을 하였을 때에 산마루와 골 사이에 반월형의 틈이 생기고, 따라서 경사면이 잘 맞물린다.

또, 보통나사에는 피치가 하나이나, 가는 나사는 동일 치수에 대하여 피치가 여러종류로 정하여져서

태핑(tapping)두께에 따라서 적당한 것을 선택할 수 있도록 되어있다.

특히, 가는나사는 지름에 대한 피치의 비율이 보통나사보다 작은 것이지만 관용나사보다는

약간 크게한 미터나사로서 보통나사보다 강도를 필요로 하는 곳, 살이 얇은 원통부, 수밀, 기밀을 유지하는 곳이나,

항공기, 자동차,정밀기계,공작기계 등 진동이 매우 심한 부분의 이완방치용으로 사용된다.

② 유니파이 나사(unified screw thread)

1948년 미국, 영국, 캐나다의 3국 협정에 의하여 제정된 것으로서,

주로 미국에서 사용하고 있으나 실질적으로는 세계의 표준 나사라 볼 수 있으며 ABC나사라고도 부른다.

기호 U로 나타내고, 호칭 치수는 수나사의 바깥 지름을 인치로 나타낸 값과 1인치(25.4mm) 사이의 수로 나타낸다.

나사산의 각도가 60˚인 것은 미터나사와 같으나, 각 부분의 치수를 결정하는 방법이 미터나사에서는

P(피치)를 기준으로 해서 결정하는데 비하여 U나사에서는 1인치당 나사산의 수 n을 기준으로 하여 결정하는 것이 다르다.

유니파이 보통나사와 유니파이 가는나사가 있다. 유니파이 가는나사는 특히 항공기용 작은나사에 사용된다.

③ 휘트워드나사(whitworth screw thread)

영국의 나사 규격으로서, 우리 나라에서도 처음에는 채용하였으나 1972년 규격에서 폐지하였다.

W기호로 나타내며, 나사산의 각도가 55˚이고, 호칭 치수는 수나사의 바깥 지름을 인치로 나타낸 값과

1인치 사이의 나사산의 수로 나타낸다.

④ ISO나사(international oranizstion for standardization screw thread)

국제 표준화 기구에 의하여 제정된 나사로서, 나사산의 모양은 미터나사, 유니파이 나사와 같다.

ISO 미터나사와 ISO 인치나사의 두 계열이 있다.

⑤ 관용나사

파이프를 연결할 때에 연속된 두 파이프의 끝에 나사를 절삭하여 연결한다.

이때 파이프는 살의 두께가 얇으므로 위에 말한 여러 가지 기본 나사를 사용하면,

나사산이 너무 높아서 파이프의 강도를 감소시킨다.

이 점을 고려하여 제정된 것이 파이프나사이며, 누설을 방지하고 기밀을 유지하는데 사용된다.

여기에는 관용 테이퍼나사와 관용 평행나사의 두 종류가 있고, 기밀용에는 특히 테이퍼형이 좋다.

테이퍼 수나사는 테이퍼 암나사 또는 평행 암나사에 대하여, 평행 수나사를 사용하는 것을 원칙으로 하고 있다.

관용 나사의 기본산형은 평행나사에 대해서는 KS B 0221에 테이퍼나사에 대해서는

KS B 0222에 규격화되어 있으며, 테이퍼는 1/16로 정하고 있다.

(2) 운동용 나사

① 사각나사(square screw thread)

축 방향에 큰 하중을 받아 운동을 전달하는데 적합하며, 하중의 방향이 일정하지 않고

교번하중을 받을때 효과적인 나사이다. 그러나 가공이 어렵고 자동 조심작용이 없으므로

높은 정밀도의 나사로서는 적합하지 않다.

② 사다리꼴 나사(trapezoidal screw thread)

애크미나사(acme screw thread)라고도 하며, 나사산의 각도는 미터계에서는 30°, 인치계에서는 29°이다.

스러스트(thrust)를 전달시키는 운동용 나사로서 기구학적으로는 사각나사가 우수하나 제작이 곤란하므로,

가공하기 쉽고 맞물림 상태가 좋은 사다라꼴나사를 사용하는 경우가 많다. 또 마멸에 대해서도

조정하기 쉬우므로 공작기계의 이송나사(feed screw)로서 널리 사용된다. 미터계는 피치를 mm로,

인치계는 인치에 대한 나사산의 수로 나타내고 있는데 점차 미터계로 바뀌여 지고 있다.

③ 톱니나사(buttress screw thread)

압착기 등과 같이 압력의 방향이 항상 일정할 때 사용되는 것으로, 압력쪽을 사각나사,

반대쪽을 삼각나사를 깎아서 양자의 이점을 구비한 것이다. 나사각에서는 30°의 경우와 45°의 경우가 있고

하중을 받지 않는 뒷면에 대략 0.2mm 틈새를 준다. 그리고 압력쪽은 완전한 사각나사가 아니고,

제작을 간단하게 하기 위하여 나사각이 30°의 경우에는 3°의 경사를 붙이고, 45°의 경우에는 5°의 경사를 붙인다.

힘을 받는 면은 거의 축에 직각 방향이며 바이스, 압착기 등에 사용된다.

④ 너클나사(knuckle thread)

원형나사, 둥근나사라고도 하는데, 나사산의 산마루와 골의 모양을 둥글게 만든 나사로서 전구입구의 쇠붙이,

먼지나 모래 등이 들어가기 쉬운 경우에 사용되며, 박판의 원통을 전조하여 만든다.

원호의 접촉점인 변곡점에서의 접선이 만드는 각 α는 피치에 따라 달라지기도 하지만,

KS의 전기 부문 규격에서는 75˚~ 93˚로 한다.

⑤ 볼나사(ball serew)

볼나사는 볼에 의하여 작동하는 리드 스크루(lead screw)이다.

너트(nut)는 볼이 연속적으로 회전하도록 구성되어 있고 너트의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝으로 순환하여

되돌아 올 수 있도록 되어 있다.