패스너 지식 종합 가이드

패스너는 일상 생활에서 널리 사용되는 일반적인 부품입니다. 오늘은 패스너의 분류, 선택, 체결 과정에 대해 자세히 소개해드리겠습니다. 이 가이드는 유용한 정보로 가득 차 있으며 보관할 가치가 있습니다.

패스너의 정의

시장에서 표준 부품이라고도 하는 패스너는 두 개 이상의 부품(또는 구성 요소)을 하나의 개체로 단단히 연결하는 데 사용되는 기계 부품의 한 종류입니다.

나사는 패스너의 구어체 용어이지만 패스너의 한 종류일 뿐입니다.

다양한 패스너는 모양, 크기, 재질에 차이가 있어 다양한 용도에 맞게 사용할 수 있습니다. 패스너의 주요 기능은 구성 요소의 위치와 무결성을 유지하는 기계적 연결을 만드는 것입니다.

예를 들어, 두 개 이상의 부품을 연결하거나 구조물이나 표면에 부품을 고정할 수 있습니다. 패스너는 다양성, 높은 수준의 표준화, 직렬화 및 일반화가 특징입니다. 엔지니어링 및 제조 분야에서 패스너는 단순한 가구부터 복잡한 기계, 전자 기기, 선박에 이르기까지 모든 것을 만드는 데 없어서는 안 될 필수 요소입니다.

패스너의 종류

1. 볼트

머리와 나사(외부 나사산이 있는 원통형 몸체)로 구성된 볼트는 너트와 함께 관통 구멍으로 두 부품을 고정하는 데 사용됩니다. 이러한 유형의 연결을 볼트 연결이라고 합니다. 볼트에서 너트를 제거하면 두 부품이 분리되어 볼트 연결을 분리할 수 있습니다.

2. 스터드

헤드가 없는 패스너의 일종으로 양쪽 끝에 외부 나사산이 있습니다. 한쪽 끝은 내부 나사 구멍이 있는 부품에 나사로 조이고, 다른 쪽 끝은 관통 구멍이 있는 부품을 통과한 후 너트로 고정하여 스터드 연결이라고 하는 탈착식 연결부를 만들어야 합니다. 스터드 연결은 주로 연결 부품의 두께가 커서 콤팩트한 구조가 필요하거나 잦은 분해가 필요하여 볼트 연결이 적합하지 않은 경우에 사용됩니다.

3. 나사

이러한 패스너는 또한 헤드와 나사로 구성됩니다. 용도에 따라 기계 나사, 고정 나사, 특수 목적용 나사의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 머신 스크류는 내부 나사산이 있는 부품을 관통 구멍이 있는 부품에 너트 없이 고정하는 데 사용됩니다(이를 나사 연결이라고 하며 제거할 수도 있습니다). 고정 나사는 두 부품의 상대적인 위치를 고정하는 데 사용됩니다. 아이 볼트와 같은 특수 목적 나사는 부품을 들어 올리는 데 사용됩니다.

4. 견과류

너트는 내부에 나사 구멍이 있으며 일반적으로 육각형 모양이지만 정사각형이나 원통형일 수도 있습니다. 너트는 볼트, 스터드 또는 머신 스크류와 함께 사용하여 두 부품을 단단히 연결하여 하나의 개체로 만듭니다.

5. 셀프 태핑 나사

머신 스크류와 비슷하지만 셀프 태핑을 위해 특별히 설계된 나사산이 있습니다. 두 개의 얇은 금속 부품을 함께 고정하여 하나의 개체로 만드는 데 사용됩니다. 부품에는 미리 뚫린 구멍이 있어야 하며, 이 나사의 경도가 높기 때문에 부품에 직접 나사로 조여 내부 나사산을 형성할 수 있습니다. 이러한 유형의 연결은 제거할 수도 있습니다.

6. 나무 나사

기계 나사와 비슷하지만 목재용으로 설계된 나사산이 있습니다. 나무 부품(또는 구성 요소)에 직접 나사로 조여 관통 구멍이 있는 금속(또는 비금속) 부품을 나무 부품에 고정할 수 있습니다. 이 유형의 연결은 제거할 수도 있습니다.

7. 와셔

평평한 원형 패스너는 볼트, 나사 또는 너트의 베어링 표면과 연결된 부품의 표면 사이에 배치됩니다. 접촉 면적을 늘리고 단위 면적당 압력을 줄이며 연결된 부품의 표면을 손상으로부터 보호합니다. 탄성 와셔는 너트가 느슨해지는 것을 방지할 수도 있습니다.

팁: 자세히 알아보기 "와셔의 종류“.

8. 고정 링

샤프트나 구멍의 홈에 사용하여 샤프트나 구멍에 있는 부품이 옆으로 움직이는 것을 방지합니다.

9. 핀

주로 부품 위치 지정에 사용되지만 일부는 부품 연결, 부품 고정, 전력 전송 또는 다른 패스너 잠금에도 사용할 수 있습니다.

10. 리벳

헤드와 섕크로 구성된 리벳은 관통 구멍으로 두 부품을 고정하여 하나의 개체로 만드는 데 사용됩니다. 이러한 유형의 연결을 리벳팅이라고 하며 제거할 수 없습니다. 연결된 부품을 분리하려면 리벳을 파괴해야 합니다.

팁: 자세히 알아보려면 클릭하세요.리벳의 종류" 및 "부품 연결 방법“.

11. 어셈블리 및 연결 세트

어셈블리는 머신 스크류(또는 볼트, 셀프 태핑 나사)와 플랫 와셔(또는 스프링 와셔, 잠금 와셔)가 결합되어 제공되는 패스너 유형을 말합니다. 연결 세트는 철골 구조물용 고강도 육각 헤드 볼트 연결 세트와 같이 함께 제공되는 볼트, 너트 및 와셔의 특정 조합을 의미합니다.

다양한 유형의 나사의 적용 특성:

사용 가능한 다양한 나사 중에서 적용 특성을 다음과 같이 요약할 수 있습니다:

1. 너트 또는 나사산 구멍이 있는 볼트, 나사, 스터드: 주로 상당한 하중을 견디는 고강도 연결에 사용됩니다. 구조가 단순하고 안정적입니다.

2. 구멍이 미리 뚫려 있는 셀프 태핑 나사: 일반적으로 자동차 내장재나 소형 전기 부품과 같은 가벼운 물체를 금속 시트에 고정하는 데 사용됩니다.

3. 클립 및 클램프와 같은 플라스틱 패스너: 일반적으로 배선 하니스와 작은 직경의 파이프를 판금에 고정하는 데 사용됩니다.

4. 호스 클램프 및 링 클램프: 저압 유압 시스템, 공압 시스템, 냉각 파이프 라인 등에 자주 사용됩니다.

패스너 선택

패스너 인벤토리에서 적합한 패스너를 선택할 때는 체결 성능뿐만 아니라 조립 용이성, 판매 후 유지보수 용이성, 미적 요건, 비용 효율성 등을 고려해야 합니다.

1. 사양 및 성능 등급 결정

각 볼트의 강도와 마찰 계수는 명확하게 정의되어 있습니다. 제공할 수 있는 축력은 토크 전략에 따라 다르지만, 주어진 토크 전략에 대해 최소 축력을 결정할 수 있습니다.

연결 지점에 필요한 최소 축력을 결정한 후, 최소 축력 이상을 제공할 수 있는 볼트 사양을 비교하여 가장 경제적인 사양과 성능 등급을 선택합니다.

일반적인 단계는 다음과 같습니다:

1. 연결 유형을 결정합니다: 인장 하중, 전단 하중 또는 복합 하중을 견뎌야 하나요?

2. 연결 유형에 따라 연결 세트의 작업 부하를 결정합니다.

3. 볼트의 축 방향 및 전단 하중을 계산합니다.

4. 4. 최소 체결력을 결정합니다.

5. 압착된 부품이 눌리지 않도록 표면 압력을 확인합니다.

6. 적절한 사양과 성능 등급을 결정합니다.

2. 헤드 유형 선택

패스너 헤드 모양은 다양한 조립 공간, 조임 수준 및 연결 외관 요구 사항에 따라 달라집니다. 헤드의 주요 기능은 베어링과 회전이며, 이러한 요소를 고려하여 선택해야 합니다.

헤드 타입 다이어그램	이름	사용 참고 사항
	육각 플랜지	고강도 볼트는 육각 플랜지 헤드를 사용하는 것이 좋으며, 육각 헤드 볼트에 비해 체결된 부품이 찌그러질 위험이 적습니다.
	육각 헤드	일반적으로 스프링 와셔 및 플랫 와셔와 함께 사용하지 않는 것이 좋습니다.
	육각 소켓 헤드	렌치 공간이 제한된 고강도 볼트/나사에만 선택됩니다.
	카운터 싱크	주로 슬라이딩 도어에 잠금 장치를 고정하는 등 고정 후 평탄함이 필요한 위치에 사용됩니다. 카운터 싱크 구멍 치수는 국가 표준을 엄격하게 준수해야 합니다.
	팬 헤드	주로 카운터싱크 헤드가 필요 없는 평평한 베어링 표면에 사용되며 카운터싱크 헤드에 비해 경제적입니다.
	Torx	내부 렌치에는 필립스 헤드보다 미끄러질 가능성이 적고 더 큰 토크를 견딜 수 있으므로 가급적 필립스 헤드를 사용하는 것이 좋습니다.

3. 표면 처리 선택

1. 패스너 색상을 선택하는 원칙은 고정된 부품과 일치하는 것입니다. 눈에 보이지 않는 부품의 경우 은색을 우선적으로 사용합니다.

2. 사용되는 부품에 따라 다른 방청 등급을 채택할 수 있습니다.

3. 기계적 성능 등급이 8.8 이상인 경우 다음을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 아연 도금 및 표면 처리를 위한 패시베이션. 일반적으로 비전해성 아연 플레이크 코팅을 권장합니다. 경도가 350HV 이상인 스프링 와셔 및 기타 패스너의 경우 수소 취화 실패를 방지하기 위해 아연 도금 및 패시베이션을 사용하지 마세요.

4. 학년 호환성 선택

일반적으로 너트의 기계적 성능 등급은 다음과 같이 볼트, 스터드 또는 나사의 등급과 일치해야 합니다:

1. 8등급 너트는 8.8등급 볼트, 스터드 또는 나사와 일치할 수 있습니다.

2. 10등급 너트는 10.9등급 볼트, 스터드 또는 나사와 일치할 수 있습니다.

3. 12등급 너트는 12.9등급 볼트, 스터드 또는 나사와 일치할 수 있습니다.

일반적으로 더 높은 성능의 너트는 더 낮은 등급의 너트를 대체할 수 있습니다. 예를 들어, 10등급 너트는 8.8등급 볼트, 스터드 또는 나사와 일치하도록 8등급 너트를 대체할 수 있습니다.

5. 고정 프로세스 선택

고정 공정을 선택하기 전에 설계자는 제품에 분해 및 유지보수가 필요한지 여부를 결정해야 합니다. 예를 들어 화재 감지기, TV 리모컨, 휴대용 정보 단말기와 같은 제품은 소비자가 배터리를 교체하기 위해 제품을 분해할 수 있어야 합니다. 반대로 헤어 드라이어나 일회용 의료 기기와 같은 제품은 일반적으로 분해나 유지보수를 위해 설계할 필요가 없습니다. 또한 일부 설계자는 소비자가 제품을 쉽게 분해하지 못하도록 부품을 변조 방지용으로 특별히 설계할 수 있습니다(예: 전자 제품).

이동식 유지보수가 필요한 제품

나사, 볼트, 스냅핏 조인트(예: 플라스틱 클립)는 탈착식 유지보수가 필요한 제품에서 가장 일반적으로 사용되는 고정 방식입니다. 볼트와 나사는 클램핑 하중을 제공하여 구성 요소를 어셈블리 안으로 압축합니다. 볼트/나사의 토크가 헤드와 결합 부품 사이의 접촉 지점을 초과하면 체결 요건이 충족됩니다. 스냅핏 조인트에 비해 볼트와 나사는 더 나은 고정력을 제공하는 반면, 스냅핏 조인트는 플라스틱 부품 자체의 강도에 더 많이 의존합니다.

스냅핏 조인트는 여러 부품을 연동하여 고정력을 제공합니다. 스냅핏 조인트는 부품 수가 적기 때문에 빠른 조립이 가능하고 전체 조립 프로세스를 간소화합니다. 플라스틱 제품에서 최소한의 고정이 필요한 경우 일반적으로 스냅핏 조인트가 선호됩니다. 위 그림과 같이 대부분의 포켓 계산기는 소비자가 쉽게 배터리를 교체할 수 있도록 배터리 커버에 스냅 핏 조인트를 사용합니다.

팁: 자세히 알아보려면 클릭하세요.스냅핏의 유형“.

영구 제품

단단한 핀, 접착제, 나사, 볼트, 스냅핏 조인트는 구성 요소를 영구적으로 고정하는 일반적인 방법입니다. 설계자가 신제품에 탈착식 유지보수 디자인을 채택하도록 특별히 요구하지 않는 경우가 많지만, 많은 제품이 여전히 작업자에게 사용법을 익히기 위해 나사와 같은 탈착식 패스너를 사용합니다. 위 그림에서 볼 수 있듯이 대부분의 포켓 계산기는 소비자가 제품 수명 동안 구성 요소를 분해할 필요가 없음에도 불구하고 플라스틱 하우징을 연결하는 데 나사를 사용합니다.

고체 핀과 접착제는 플라스틱 소재에 탁월한 고정력을 제공하기 때문에 영구적인 구성 요소에 선호되는 고정 방법입니다. 접착제는 여러 구성 요소를 서로 결합하여 고정력을 제공하는 반면, 솔리드 핀은 기본 재료가 변형되어 간섭을 일으키고 고정력을 제공합니다. 고정 기능이 있는 솔리드 핀(예, 널링, 미늘)은 일반 핀보다 구멍 공차가 더 크고 플라스틱 부품에 가해지는 스트레스를 줄여주기 때문에 더 좋습니다. 변조 방지 기능은 보증, 제품 손상 또는 환경 노출(예: 습기, 이물질) 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

또한, 어린이 장난감과 같은 제품에서 탈착식 유지보수 패스너(예: 나사)는 심각한 안전 위험(질식 위험)을 초래할 수 있습니다. 제거할 수 없는 유지보수 품목의 경우 일반적으로 단단한 핀과 접착제가 선호되는 고정 방법입니다.

솔리드 핀

솔리드 핀은 수동 또는 완전 자동 프레스를 사용하여 쉽게 설치할 수 있습니다. 설치하는 동안 프레스는 핀이 미리 정해진 정지 거리에 도달할 때까지 선형 힘을 가하여 핀을 구동합니다. 핀홀이 여러 개 있는 부품의 경우 플래튼 프레스를 사용하여 여러 개의 솔리드 핀을 동시에 설치할 수 있습니다. 따라서 솔리드 핀의 조립 주기는 나사나 볼트보다 빠릅니다. 솔리드 핀은 부품이 올바르게 고정되고 방향이 맞을 때 다른 고정 방법에 비해 고장률이 가장 낮습니다. 솔리드 핀을 설치하는 데 사용되는 장비는 최소한의 유지보수가 필요합니다.

미관상의 이유로 일부 단단한 핀은 최종 조립품에 숨겨져 있습니다.

접착제

접착제는 수동 건 또는 자동 디스펜싱 장비를 사용하여 도포할 수 있습니다. 일반적으로 기본 구성 요소의 표면 처리가 필요합니다. 조립 중 접착제 도포 과정은 매우 복잡하며 숙련된 작업자가 필요합니다. 단일 부품에 접착제를 너무 적게 또는 너무 많이 바르면 현장에서 고장이 발생할 수 있습니다. 또한 많은 접착제는 기본 구성 요소와 접촉하기 전에 온도 제어, 압력 제어 및/또는 다른 유체와의 혼합이 필요합니다. 도포 후 접착제는 경화 과정을 거치는데, 경우에 따라 24시간 이상 걸릴 수 있습니다!

접착제는 문제가 될 수 있기 때문에 접착제 디스펜싱 장비는 광범위한 유지 관리와 모니터링이 필요합니다. 오염 물질로 인해 장비가 막힐 수 있으며, 많은 접착제는 유통기한이 제한되어 있습니다. 이러한 요인들은 조립 공정의 비용과 복잡성을 증가시키고 장비 가용성을 떨어뜨립니다. 수많은 변수로 인해 가장 큰 문제는 반복성과 제어일 수 있습니다.

나사

나사를 호스트 구성 요소에 삽입한 후에는 휴대용 토크 드라이버 또는 고정식 자동 드라이버를 사용하여 설치할 수 있습니다. 두 가지 유형의 드라이버 모두 나사를 지정된 토크 값으로 회전시킵니다. 이 과정은 고정 핀을 설치하는 것보다 훨씬 더 복잡하다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 나사를 구동 비트에 정렬하고 나사를 제자리에 고정할 때 제조업체에서 문제가 발생할 수 있습니다. 나사가 완전히 정렬되지 않으면 호스트 플라스틱이 벗겨져 부품이 파손될 수 있습니다. 나사를 플라스틱에 직접 설치할 때 흔히 발생하는 또 다른 문제는 다음과 같은 이유로 시간이 지남에 따라 나사가 느슨해질 수 있다는 것입니다. 플라스틱 크립 또는 스트레스 완화. 나사는 저렴하고 쉽게 구할 수 있으며 작업자에게 친숙하지만 조립 과정에서 어려움을 겪을 수 있습니다.

볼트

볼트는 나사와 유사한 기능을 하지만 플라스틱 호스트가 아닌 너트나 금속 인서트에 끼워진다는 점이 다릅니다. 여기서 설명하는 고정 방법 중 볼트는 가장 높은 고정력을 제공합니다. 볼트는 너트나 나사산 인서트와 함께 사용하면 플라스틱을 손상시키지 않고 무제한으로 조립 및 분해할 수 있습니다. 플라스틱 부품의 올바른 볼트 연결에는 볼트, 리미팅 슬리브, 너트 또는 나사 인서트의 세 가지 부품이 필요합니다. 이는 자재 명세서와 조립 공정의 복잡성 및 비용을 증가시킵니다. 다른 체결 방법으로 필요한 클램핑 하중을 달성할 수 없는 경우가 아니라면 볼트 연결은 피해야 합니다.

스냅핏 조인트

스냅핏 조인트는 일반적으로 구성 요소를 함께 눌러 수동으로 조립합니다. 조립 과정은 연동되는 구성 요소의 설계에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 일부 스냅핏 조인트는 탈착식 유지보수를 위해 설계된 반면, 영구적인 조인트도 있습니다. 스냅핏 조인트를 사용하면 제조업체는 각 조립에 사용되는 총 부품 수를 최소화할 수 있습니다. 이 접근 방식은 궁극적으로 비용, 재고 및 취급 어려움을 줄여줍니다. 하지만 다른 체결 방식에 비해 스냅 핏 조인트는 플라스틱 부품 자체의 강도에 의존하기 때문에 유지력이 가장 낮습니다. 스냅 핏 조인트는 최소한의 하중 환경에 노출되는 구성 요소에 선호됩니다. 그러나 스냅핏 조인트는 고장이 발생하기 쉽고 질식 위험과 같은 환경적 위험을 초래할 수 있습니다.

플라스틱 하우징을 설계할 때 설계자는 성능, 단순성, 패스너 비용, 조립 비용을 고려해야 합니다. 설계 엔지니어는 설계 단계 초기에 제조 엔지니어와 협업하여 전체 조립 프로세스를 고려하는 것이 좋습니다. 대부분의 경우 최종 신제품 설계에는 제품 수명 기간 동안의 조립 주기, 폐기율, 유지보수 비용 및 소비자 행동이 고려되지 않습니다.

결론

서로 다른 부품을 연결하는 핵심 산업 부품으로서 산업 생산에서 패스너의 중요성은 과소평가할 수 없습니다. 패스너가 고장 나거나 느슨해지면 기계 또는 장비 고장으로 이어져 가동 중단, 생산 지연, 손실 및 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 산업 생산에서 고품질의 신뢰할 수 있는 패스너와 올바른 체결 방법을 사용하는 것은 매우 중요합니다.