볼트 체결토크·축력 계산기
나사 호칭, 강도 구분, 토크 계수(윤활·재질 조합), 체결 계수를 넣으면 MISUMI 기술자료의 토크법 식으로 조임 토크와 축력 범위를 계산하고, 볼트 1개당 외력을 최소 체결력·Unwin 참고 허용하중·피로 강도 기준 값과 나란히 보여 줍니다. 탭 하공은 탭 드릴 지름 계산기에서 이어서 보세요.
계산 근거
토크법: 축력 상한 Ff = 0.7 × σy × As(비율 조정 가능), 조임 토크 T = 0.35k(1 + 1/Q)σy·As·d, 축력 하한 Ff/Q. 유효 단면적, 강도 구분별 항복 하중(12.9·10.9·8.8), 기름 윤활·무윤활 토크 계수 k 조합표, 체결 계수 Q 는 MISUMI 기술자료 a0198(쿄쿠토제작소 카탈로그 발췌). 참고 허용하중 Pt = (σy/α) × As 와 Unwin 안전율 α, 200만 회 피로 강도 기준 허용 하중은 a0199. 이음 강성·외력 분담은 넣지 않은 단순 계산입니다. 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.
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자주 묻는 질문 (FAQ)
볼트 조임 토크는 어떻게 계산하나요?
토크법에서는 축력 상한을 규격 내력(항복 응력)의 70% 로 두고
Ff = 0.7 × σy × As, 조임 토크 T = 0.35k(1 + 1/Q)σy·As·d로 구합니다(MISUMI 기술자료 a0198). k 는 토크 계수, Q 는 체결 계수, As 는 유효 단면적, d 는 호칭 지름입니다. 이 도구는 70% 비율을 바꿔 볼 수 있게 T = k·d·Ff·(1 + 1/Q)/2로 계산합니다.M6 강도 12.9 볼트의 조임 토크는 얼마인가요?
표 조건(토크 렌치, 기름 윤활 k 0.17, Q 1.4)에서 약 13.5 N·m(1351 N·cm), 축력 상한 약 15.4 kN 입니다. 같은 자료의 표 값 1352 N·cm 와 일치합니다. M8 12.9 는 약 32.7 N·m 입니다.
토크 계수 k 는 왜 중요한가요?
같은 토크라도 k 가 작으면(윤활이 좋으면) 축력이 커지고, k 가 크면(무윤활) 축력이 작아집니다. 자료의 k 는 기름 윤활 0.145~0.215, 무윤활 0.25~0.55 로 피체결물·암나사 재질 조합마다 다릅니다. 재질 조합 탭에서 표 값을 고르거나, 볼트·윤활제 제조사 값을 직접 넣으세요.
체결 계수 Q 는 무엇인가요?
같은 토크로 조여도 생기는 축력의 흩어짐을 나타내는 값으로, 축력 상한 ÷ 하한입니다. 토크 렌치·기름 윤활은 1.4, 임팩트 렌치는 1.6, 무윤활은 1.8 처럼 정합니다. Q 가 클수록 하한 축력이 낮아지므로 결과의 축력 범위(Ff/Q ~ Ff)를 함께 보세요.
볼트 몇 개면 하중을 견디나요?
총 외력을 볼트 수로 나눈 1개당 외력을 최소 체결력(Ff/Q)과 참고 허용하중
Pt = (σy/α) × As(Unwin 안전율 α: 정하중 3, 편진동 5, 양진동 8, 충격 12, MISUMI a0199)과 비교합니다. 참고 기준보다 크면 같은 강도에서 기준 아래로 내려오는 가장 작은 호칭과 볼트 수를 늘린 경우를 보여 줍니다.반복 하중이 걸리면 무엇을 더 봐야 하나요?
나사부는 응력 집중으로 피로에 약합니다. 자료에는 강도 12.9·10.9 의 200만 회 피로 강도 기준 허용 하중이 호칭별로 있어 1개당 외력과 함께 보여 줍니다(M3·M18·M22 는 표에 없음). 이음 강성과 외력 분담까지 넣은 상세 계산(VDI 2230 등)은 담당 기술자 검토가 필요합니다.
지금 조이고 있는 토크의 축력도 알 수 있나요?
현재 조임 토크를 넣으면 같은 k·Q 가정으로 공칭 축력
T/(k·d)와 상·하한 범위를 계산하고, 상한이 항복 하중 70% 참고 기준보다 큰지 보여 줍니다. 탭 하공과 물림률은 탭 드릴 지름 계산기에서 확인하세요.이 계산의 한계는요?
보통 나사 M3~M24, 강도 12.9·10.9·8.8(또는 직접 입력 항복 응력)만 다루고, 자료 표의 조건(강 볼트 흑색 산화 피막)을 따릅니다. 암나사 쪽(알루미늄·주철) 나사부 전단, 이음면 미끄럼, 온도 변화는 넣지 않습니다. 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.
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