[공학나라] 기계 공학 기술정보

핀

핀(pin) 은 2개 이상의 부품을 결합시키는데 주로 사용하며, 나사 및 너트의 이완 방지, 핸들을 축에 고정하거나 힘이 적게 걸리는 부품을 설치할 때, 분해 조립할 부품의 위치를 결정하는 데에 많이 사용한다. 핀은 강재로 만드나 황동, 구리, 알루미늄 등으로 만들기도 한다.

핀의 종류

핀의 종류에는 용도에 따라 평행 핀 (parallel pin) , 테이퍼 핀 (taper pin) , 분할 핀 (split pin) , 스프링 핀 (spring pin)등이 있다.

평행 핀 (parallel pin)

끝면의 모양에 따라 A형(모따기) 과 B형( 평형) 이 있으며, 용도는 위치 결정이나 막대의 연결용으로 사용한다.

테이퍼 핀 (taper pin)

보통 의 테이퍼를 가지는 것으로 끝이 갈라진 것과 갈라지지 않은 것이 있다.

분할 핀 (split pin)

한쪽 끝이 두 가닥으로 갈라진 핀으로, 나사 및 너트의 이완을 방지하거나 축에 끼워진 부품이 빠지는 것을 막고, 핀을 때려 넣은 뒤 끝을 굽혀서 늦춰지는 것을 방지하는 핀이다.

분할된 스프링 핀 (spring pin)

스프링 핀은 세로 방향으로 갈라져 있으므로 바깥지름보다 작은 구멍에 끼워 넣고, 스프링의 작용을 할 수 있도록 하여 기계 부품을 결합하는 데 사용한다.

사용예

두 개의 샤프트를 연결하여 고정하는 슬롯이 없는 테이퍼핀

와셔 삽입 후 로드를 고정하는 분할 핀

와셔(2) 를 끼운 후 샤프트(3) 를 고정하는 스프링 핀 (1)

출처

공공누리 http://www.kogl.or.kr/

https://en.wikipedia.org/wiki/Taper_pin

https://en.wikipedia.org/wiki/Split_pin

https://en.wikipedia.org/wiki/Spring_pin

키

키(key) 는 축에 기어, 풀리, 플라이휠, 커플링, 클러치 등의 회전체를 고정시켜서 회전 운동을 전달시키는 결합용과 보스를 축에 고정하지 않고 축 방향으로 이동할 수 있게 한 것이 있다 키의 재료는 전단력을 받으므로 축의 재질보다 약간 경도가 높은 것으로 4각 마봉강(SGD 1, SGD 4) , 탄소강 단강 품(SF 540A) , 기계 구조용 탄소강(SM20C￿SM 45C) 등을 주로 사용한다.

키 홈 절삭 방법으로 축에는 묀링커터, 엔드 밀로 가공하고, 보스(boss) 쪽 홈은 브로치(broach) 또는 슬로터(slotter) 가공에 의한다.

키의 종류

키의 종류에는 용도에 따라 성크 키, 미끄럼 키, 반달 키, 평 키, 안장 키, 접선 키, 둥근 키, 원뿔 키 등이 있다.

성크 키 (sunk key)

가장 널리 사용하는 일반적인 키로서 묻힘 키라고도 하며, 축과 보스의 양쪽에 모두 키 홈을 파고, 여기에 성크 키를 끼워 토크를 전달시키며, 성크 키의 종류에는 윗면이 평행한 평행 키( parallel key) , 윗면에 1/100 정도의 경사를 붙인 경사키( taper key) 가 있다. 또, 때려 박기위하여 머리를 만들어 붙인 머리 달린 경사 키( gib slope headed key) 가 있다. 성크 키는 <표 2 15>와 같이 폭× 높이(b× h) 로 호칭하며, 호칭 치수에 따라 길이( ℓ )의 범위와 적용하는 축 지름( d) 범위도 주어진다.

미끄럼 키(sliding key)

미끄럼 키는 페더 키 (feather key) 또는 안내 키라고도 하며, 축 방향으로 보스를 미끄럼 운동을 시킬 필요가 있을 때에 사용한다. 키의 고정 방식은 키를 축에 고정시키는 방식과 보스에 고정시키는 방식이 있다.

반달 키(woodruff key)

축에 반달모양의 홈을 만들어 반달모양으로 가공된 키를 끼운다. 축에 키 홈을 깊게 파기 때문에 축의 강도가 약하게 되는 결점이 있으나, 키가 홈 속에서 자유로이 기울어질 수가 있어 키가 자동적으로 축과 보스에 조정되는 장점이 있다. 테이퍼 축에 회전체를 결합할 때 편리하고, 고속회전, 저 토크의 축에 주로 사용되며, 공작기계, 자동차 등에 많이 쓰인다.

평 키 (flat key)

납작 키라고도 하며 키에는 기울기가 없다. 키의 너비만큼 축을 평평하게 깍고 보스에 기울기 1/100의 테이퍼진 키 홈을 만들어서 때려 박는다. 축 방향으로 이동할 수 없고, 안장키보다 약간 큰 토크 전달이 가능하다.

안장 키

새들 키 (saddle key)라고도 하며 키에는 기울기가 없다. 축에는 키 홈을 가공하지 않고, 보스에만 기울기 1/100의 테이퍼진 키 홈을 만들어서 때려 박는다. 축의 강도 저하가 없고, 축의 임의의 위치에 부착시켜 사용하는 이점이 있으나, 큰 토크를 전달할 때는 미끄러지기 쉬우므로 부적당하다.

접선 키 (tangential key)

와 같이 축의 접선 방향으로 끼우는 키로서 1/100의 기울기를 가진 2개의 키를 한 쌍으로 하여 사용한다. 2개의 키를 한 홈에 때려 박으면 그 단면은 직사각형이 되어 성크 키보다 축의 강도를 덜 저하 시키면서 큰 회전력을 전달할 수 가 있다. 회전 방향이 양쪽 방향일 때는 중심각이 120。되는 위치에 두 쌍을 설치한다. 접선키는 아주 큰 회전력을 전달하는데 적합하다.

둥근 키 (round key)

축과 보스를 끼워 맞춤하고 축과 보스 사이에 구멍을 가공하여 원형 단면의 평행핀 또는 테이퍼핀으로 때려 박은 키로서 사용법은 간단하나 전달 토크가 작다.

원뿔 키 (cone key)

축과 보스와의 사이에 2￿3곳을 축 방향으로 쪼갠 원뿔을 때려 박아 축과 보스를 헐거움 없이 고정할 수 있고 축과 보스의 편심이 적다.

출처 : 공공누리 http://www.kogl.or.kr/

둥근 나사 (round thread)

나사산과 골이 같은 반지름의 원호로 이은 모양이 둥글게 되어 있어, 둥근 나사 또는 너클 나사 (knuckle thread) 라고도 하며, 나사의 크기는 1인치 내에 있는 나사산의 수를 기준으로 한다. 

이 나사는 전구 등과 같이 먼지, 모래, 등의 이물질이 나사산을 통하여 들어갈 염려가 있을 때 사용한다.

(3) 톱니 나사 (buttress thread)

톱니 나사는 힘을 한 방향으로만 받는 부품에 이용되는 나사로 압착기, 바이스(vise) 등의 이송 나사에 사용되며, 나사산 각은 30와 45도의 2 종류가 있고, 하중을 받는 쪽은 제작을 간단하게 하기 위하여 나사 각이 30인 경우에는 3의 경사를, 45의 경우에는 5의 경사를 붙이고, 하중을 받지 않는 면에 0.2[mm] 의 틈새를 준다.

출처 : 공공누리 http://www.kogl.or.kr/

사다리꼴 나사 (trapezoidal thread)

나사의 효율면에서 4각 나사가 이상적이나 가공의 어려움이 있어 사다리꼴 나사를 사용한다. 

나사산 각이 미터계 (Tr) 는 30, 인치계 (TW) 는 29로 되어 있는 사다리꼴나사로서, 미터계는 피치를 mm 로, 인치계는 1인치에 대한 나사산 수를 기준으로 나타내며, 애크미 나사 (acme thread) 라고도 한다. 

이 나사는 추력 (thrust) 을 전달하는 부품에 적합하며, 4각 나사보다 강도가 높고 나사 봉우리와 골 사이에 틈새가 있으므로 물림이 좋으며 마모가 되어도 어느 정도 조정할 수가 있어, 공작기계의 이송 나사 ( feed screw), 밸브의 개폐용, 잭, 프레스 등의 축력을 전달하는 운동용 나사로 사용된다.

미터계 사다리꼴 나사

출처 : 

위키피디아 영문

공공누리 http://www.kogl.or.kr/