볼트의 중요성

볼트는 두 물체를 죄거나 붙이는데 사용하는 수나사 이다.

설계를 하면서 가장 많이 사용하는 기본 부품이다. 볼트의 선정은 시스템 전체의 기능을 결정하는 중요한 과정이다.

볼트를 선정할 때는,

첫째, 체결 부위의 기능과 역할을 정확하게 이해 해야 한다.

둘째, 체결 토크 규정을 준수 해야 한다.

셋째, 상대 부품과의 조립성을 확인 해야 한다.

차량 개발을 하면서 볼트를 잘못 선정한 사례를 보면 여러 가지가 있다.

첫째, 상대 부품의 탭 깊이 설정을 확인하지 않아 볼트 조립 후에 체결 기능을 상실하는 경우.

둘째, 토크 SPEC 규제를 누락하는 경우.

셋째, 체결 부위의 기능 검토가 미흡하여 LOCK PIN을 사용해야 할 부위에 볼트를 적용 하면 벤딩 스트레스가 반복되어 피로 파괴가 발생하는 경우.

넷째, 조립성 고려가 부족해 양산 조립이 어렵게 하는 경우 등.

따라서, 볼트 설계를 할 때는 조립 부위의 기능 분석을 하여 최적의 볼트와 체결 토크를 결정하도록 신입 엔지니어 시절부터 배우고 체질화 해야 한다. 내구 시험 중에 볼트 풀림 문제가 발생하는 경우가 있다. 일반적으로 조립 품질을 확인하기 위해서 토크 SPEC 대로 조립 되었는지를 확인한다.

일반적으로 신입 엔지니어의 경우, ‘조임 토크’의 반대 개념으로 ‘풀림 토크’ 라는 표현을 사용하는데, 큰 오류를 범하고 있는 것이다. 토크 확인을 할 때도 볼트가 풀리는 방향으로 돌리면서 토크를 측정해야 한다. 고정 관념의 오류로 엔지니어링 기본을 놓친 것이다.

무엇보다 먼저, ‘풀림 토크’ 라는 용어를 없애야 한다. 정확하게 표현하면 ‘잔존 토크’ 라는 용어가 정확하다.

‘잔존 토크’를 측정하는 방법은 볼트가 풀리는 방향이 아니라 조이는 방향으로 돌리면서 측정 해야 한다. 설계를 하면서 의심이 되는 부분은 설계자 스스로 확인해야 한다. 요소 설계편람, 핸드북을 옆에 두고 필요할 때 마다 기본을 점검하고, 확인해야 한다.

도면을 검토할 때도 MATERIAL SPEC을 직접 확인해 보는 것이 ‘행복설계’를 하는 것이다.