“진동 시험 통과”가 빠뜨리는 것

시험은 자기 용도를 밝히고 있으며, 그 범위는 생각보다 좁습니다

풀림 방지 장치는 횡진동 시험으로 순위가 매겨집니다. Gerhard Junker가 1960년대 후반에 시작한 시험 계열입니다. 항공우주 시리즈에서는 ISO 16130으로 규정되어 있습니다. 적용 범위의 두 문장이 이 페이지의 나머지를 어떻게 읽을지를 정합니다.

같은 조항은 이 규격이 주로 개발 업무를 위한 것이라고 덧붙입니다. 따라서 순위는 이 시험이 내놓는 바로 그것이며, 시험이 내놓는다고 주장하는 전부이기도 합니다. 어떤 와셔가 차선책인지 물은 사람은 이 시험이 답하도록 만들어진 바로 그 질문을 한 것입니다. 문제는 한 단계 뒤, 순위를 수명으로 읽을 때 시작됩니다.

시험 조건을 정하는 방법, 알아 둘 가치가 있는 부분

절차는 두 부분으로 나뉩니다. 뒷부분은 귀사의 장치를 시험합니다. 앞부분은 무엇을 상대로 시험할지를 정하며, 풀림 방지 장치가 전혀 없는 체결부를 같은 방식, 같은 조건으로 조립해서 수행합니다.

이것이 무슨 뜻인지 짚어 보십시오. 이 조건은 사용 조건이 아니며, 처음부터 그렇게 의도된 적도 없습니다. 맨 체결부를 300사이클 안에 무너뜨리는 횡방향 움직임의 크기를, 바로 그 시험기에서 잰 것입니다. 이를 견딘 장치는 치명적이도록 교정된 조건을 견딘 것이며, 이는 비교를 하는 올바른 방법이지만 보증으로 읽기에는 잘못된 방법입니다.

이 점은 규격이 결과를 시험기 사이에 옮길 수 없다고 말하는 이유도 설명합니다. 기준 변위는 시험기 고유의 강성 분포에서 나오므로, 같은 와셔를 시험하는 두 시험소라도 따로 밝히지 않는 한 같은 가혹도를 적용하는 것이 아닙니다.

기본값, 그리고 그 값을 바꿀 수 있게 하는 문장

7항은 자체 풀림 방지 요소에 대한 대표 설정을 제시하며, 규격은 그 요소로 너트, 와셔, 분할 핀, 안전선을 듭니다.

이 중 두 행은 다시 볼 만합니다. 체결 길이는 형상이 허용하는 한 짧게 규정되어 있는데, 짧은 체결 길이는 같은 자리잡음량에 대해 체결부가 초기 체결력을 가장 큰 비율로 잃는 조건입니다. 이는 둘 다 풀림이라고 불리는 두 가지 파손에서 따져 보았습니다. 이 시험은 관대하지 않습니다.

그리고 두 공급업체의 주장을 비교하는 사람에게 가장 중요한 문장이 이어집니다. 시험 의뢰자는 다른 시험 설정을 정할 수 있습니다. 규격은 곧바로, 그 경우 결과를 재현할 수 있도록 분명히 밝혀야 할 네 가지를 나열합니다. 초기 체결 축력, 시험 주파수, 유효 횡변위, 그리고 지그를 체결 요소 길이에 어떻게 맞췄는지입니다. 이 네 가지 때문에 “진동 시험 통과”라는 두 주장이 반드시 비교 가능한 것은 아니며, 요청해야 할 것도 바로 이 네 가지입니다.

축방향 하중은 전혀 가하지 않습니다

시험 원리는 한 단락이며, 사람들을 놀라게 하는 문장이 들어 있습니다. 체결 요소를 정해진 체결 축력으로 조인 뒤 동적 횡하중을 가하며, 추가 축방향 사용 하중은 가하지 않습니다. 측정하는 것은 사이클 수에 따른 체결 축력의 변화입니다.

즉 풀림 방지 장치의 등급은 자기 초기 체결력 외에는 아무것도 받지 않는 체결부에서 정해진 것입니다. 이는 의도된 것으로, 메커니즘을 분리하기 위해서입니다. 나사를 돌려 푸는 것은 축방향 인장이 아니라 횡방향 미끄럼입니다. 그러나 이는 변동하는 축하중도 함께 받는 체결부에 대해서는 시험이 아무것도 말하지 않았다는 뜻이기도 합니다. 그것은 별개의 파손이며 고유한 모델이 있고, 볼트는 스프링이며, 볼트가 체결하는 모든 것도 스프링이다에서 다룹니다.

시험을 끝내는 조건 목록도 천천히 읽을 가치가 있습니다. 시험은 정해진 사이클 수에 도달했을 때, 볼트가 파단되었을 때, 체결 축력이 완전히 사라졌을 때, 또는 잔류 체결 축력이 안정되었을 때 멈춥니다. 마지막 조건은 체결 축력을 유지했다는 뜻이 아닙니다. 초기 체결력의 일부까지 떨어진 뒤 더 이상 떨어지지 않은 체결부는 안정된 것이며, 얼마나 남았는지는 보고서에 적힌 숫자이지 “통과”라는 말이 전해 주는 것이 아닙니다.

순위를 어떻게 쓸 것인가

이 중 어느 것도 순위가 틀렸다는 뜻은 아닙니다. 명시된 조건에서 수행한 비교 시험은 실제 결과이며 의견보다 훨씬 낫습니다. 그래서 이 사이트는 웨지 록 와셔 한 쌍은 횡진동 시험에서 효과가 있고 스프링 와셔는 그렇지 않다고 기꺼이 씁니다. 규격이 하는 일은 그것이 어떤 종류의 주장인지 알려 주는 것입니다.

스레드의 가장 좋은 답변은 이 모든 것과 잘 맞습니다. 체결부가 절대 돌아서는 안 된다면, 정직한 장치는 회전에 저항하는 것이 아니라 회전을 막는 장치이며, 거기에는 그 나름의 대가가 따릅니다. 최종 초기 체결력은 구멍이 허용한 만큼입니다. 각 대책이 두 파손 모드에 대해 어디에 위치하는지는 나사는 왜 풀리는가의 표에, 각 와셔 형식이 실제로 하는 일은 와셔 해설에 있습니다. 어떤 대책이 규격에 들어갔다가 다시 빠진 사례는 더블 너트입니다.

이 글은 여섯 단계 중 하나에만 해당하지 않습니다. 여러 단계를 아우르거나 조립 후에 나타나는 문제입니다. 관련 결정은 영어 글 Specifying a screw에서 설명합니다.

자주 묻는 질문

차선의 풀림 방지 와셔는 무엇입니까?

그것은 횡진동 시험이 답하려고 존재하는 바로 그 질문이며, ISO 16130은 적용 범위에서 이 시험이 정해진 조건에서의 비교 평가를 내놓는다고 밝힙니다. 또한 이 규격에 따른 시험으로는 사용 하중 아래의 풀림 방지 거동에 대해 절대적인 판단을 내릴 수 없다고 말합니다. 따라서 순위는 얻을 수 있지만 수명은 얻을 수 없습니다. 순위를 쓰기 전에 어떤 횡변위에서 얻은 것인지 물어보십시오. 규격은 그 값을 일률적으로가 아니라 시험기마다 정하기 때문입니다.

Junker 시험이란 무엇입니까?

Gerhard Junker가 1960년대 후반에 개발한 횡진동 시험 계열로, 체결된 부품들을 서로 미끄러지게 하면서 사이클 수에 따른 체결 축력을 기록합니다. 항공우주 시리즈에서는 ISO 16130으로 표준화되어 있습니다. 나사를 돌려 푸는 메커니즘은 축방향 인장이 아니라 체결면의 미끄럼입니다.

진동 진폭은 어떻게 정합니까?

먼저 풀림 방지 장치 없는 체결부를 파괴해서 정합니다. ISO 16130은 작업자가 풀림 방지 장치 없이 같은 조건으로 조립한 체결부를 시험하면서, 300 ± 100 하중 사이클 안에 초기 체결력이 완전히 사라지는 횡변위를 찾을 때까지 스트로크를 바꾸도록 합니다. 이것을 새 부품으로 세 차례 확인해야 하며, 그 값이 이어지는 시험의 조건이 됩니다. 대표 설정은 별도로 M12까지 ±0.5 mm, 그보다 크면 0.8 mm, 주파수 12.5 Hz로 제시됩니다.

두 공급업체의 진동 시험 결과는 비교할 수 있습니까?

자동으로 비교할 수 있는 것은 아닙니다. 규격은 시험 의뢰자가 다른 시험 설정을 정할 수 있다고 하고, 결과를 재현할 수 있도록 분명히 밝혀야 할 네 가지를 나열합니다. 초기 체결 축력, 시험 주파수, 유효 횡변위, 그리고 지그를 체결 요소 길이에 어떻게 맞췄는지입니다. 이 네 가지가 없는 주장은 이를 갖춘 다른 주장과 비교할 수 없습니다.

이 시험은 체결부에 사용 하중을 가합니까?

아닙니다. 시험 원리에 따르면 체결 요소를 정해진 체결 축력으로 조인 뒤 추가 축방향 사용 하중 없이 동적 횡하중을 가합니다. 이렇게 하면 자발 풀림 메커니즘을 분리할 수 있지만, 동시에 변동하는 축하중도 함께 받는 체결부에 대해서는 결과가 아무것도 말해 주지 않는다는 뜻이기도 합니다.

참고 자료

• ISO 16130:2015 — 항공우주 시리즈, 횡하중 조건에서 볼트 체결부의 풀림 방지 거동에 대한 동적 시험(진동 시험). 1항 적용 범위, 4항 시험 원리, 5.3항 장치 요구 사항, 6항 기준 시험 및 검증 시험, 7항 시험 설정
• ISO 16047 — 체결용 부품, 토크/체결 축력 시험. ISO 16130이 인용하는 유일한 규범 참조
• NASA RP-1228, Fastener Design Manual — 원래 스레드에서 링크한 자료이며, 이 사이트의 다른 페이지에서 인용한 분할형 스프링 와셔 평가의 출처
• r/AskEngineers — 이 글이 시작된 스레드

ISO 16130:2015는 공개된 미리보기 PDF로 읽었으며, 여기에는 목차와 1항부터 7항까지가 전부 들어 있습니다. 위에서 인용한 내용은 모두 이 조항들에서 나왔습니다. 미리보기는 8항 평가 앞에서 끝나므로 이 페이지는 합격 기준을 제시하지 않습니다. 규격이 무엇을 합격으로 보는지, 잔류 체결 축력을 기준으로 정하는지는 읽지 못했습니다. 7항이 참조하는 체결 축력 표도 미리보기 범위 밖이므로, 조항 본문에 적힌 규칙인 계산 극한 체결 축력의 75%만 적었고 표의 수치는 싣지 않았습니다. 저희는 특정 제품의 시험 보고서를 갖고 있지 않으며 어떤 제품에 대해서도 주장하지 않습니다. 독일 철도의 풀림 방지 장치 규격도 Junker 방식 시험을 정의하지만, 읽지 않았으므로 여기서는 그 규격에 어떤 내용도 귀속하지 않습니다. 이 사이트의 정정 사항 하나: 나사가 풀리는 이유를 다룬 페이지에서 ISO 16130을 카탈로그 번호 54151로 링크했는데, 이는 토양 품질 규격인 ISO 11277의 번호입니다. 올바른 번호는 55728이며 링크를 수정했습니다.