Bolt와 Screw는 하나의 나사 게이지다. 항공기 점검창에 나사를 장착해야 하는데 Bolt와 Screw 중 어느 것을 사용해야 하는가?
제일 먼저 확인하는 것이 첫째 나사 파트 번호와 크기 확인, 둘째 접시 또는 둥근 머리인가? 셋째 나사에 맞는 비트는 몇 번인가? 확인합니다. 작업을 수행하는데 큰 어려움 없이 수행하고 있다. 작업에 사용하는 공구는 스크루 드라이버, 렌치(Wrench)일 수도 있다.
그런데 나사의 해당 토큐는 별개로 확인해야 합니다. 이유는? 해당 나사 표준 게이지 확인 매뉴얼 해당 나사(볼트)의 토큐 확인하는 두 가지를 공정을 수행해야 합니다.
항공기의 일반적인 점검창은 보잉, 에어버스, 군용기 거의 모두 10-32 나사를 사용합니다. 10은 나사 표준 게이지나 3은 실제 작업자가 사용하는 하드웨어 파트 번호입니다. 정비사라면 NAS1102E3-8을 보면 3이 10을 의미하는지 바로 안다. 3이 10을 의미하며 인치당 나사산 32개 나사산인 유니파이 나사라고 누구나 알고 있다. 그런데 왜 10을 3으로 표기하는지 정확히 아는 분은 드문 것 같습니다.
저 또한 오랫동안 3/16(0.1875”) 인치와 거의 같은 나사의 크기를 나타내는 게이지 10의 치수가 0.190”인치여서 3을 사용하고 있다고 무의식적으로 생각만 하고 사용했습니다.
그런데 2008년 왜 인지 질문하는 동료 정비사에게 인치의 모호한 약분과 일반적 인치의 +0.003/-0.000inch 허용오차 범위가 아닐까? 또 정밀 공차 볼트 3/16(0.1894”)-32 이 있어 3으로 표기한다. 3/16의 계산 값은 0.1875”이며 10-32의 10(0.190”)은 3/16보다 0.0025”크며 3/16의 3(0.1894”)은 3/16보다 0.0019” 크다. 그래서 그렇다. 라는 답변을 했지만 무언가 부족함과 찜찜함을 지울 수가 없었습니다.
나사 지름을 나타내는 게이지 10이라는 아라비아 숫자의 치수는 0.190이라는 한 개의 숫자이지 +/- 언급이 없는 단 하나의 치수이기 때문에 더더욱 그러했다. 더구나 지름의 기준이 되는 하나의 치수이기 더 그러했다.
이러한 궁금증을 풀기 위해 국가 표준과에 질문을 했다. 2008년 질문 내용 일부 인치 나사 앞자리 표기 숫자 0,1,2,3,4,5,6,8,10,12가 정해진 표준 및 아니면 숫자가 정해진 원칙에 대하여 문의 요청드립니다. 질문을 하게 된 계기는 Nominal Size 1/4inch 이상은 인치(1/4. 5/16. 3/8~)로 등분하여 표기하는 데 그 이하는 앞자리 숫자 0.1.2.3.4.5.6.8.10.12로 별도 표기하는 이유가 궁금합니다 답변 유니파이 나사의 경우 표준으로 정해진 표시방법은 다음과 같습니다. 나사의 지름을 표시하는 숫자 또는 번호 - 산의 수 - 나사의 종류를 표시하는 기호 - 여기에서 첫 번째 항에 나타내는 나사의 호칭 크기는 1/4인치 이상은 인치에 대응하는 분수 형태 또는 정수로 표시합니다. 예) 1/4 -,.. , 15/16 -,..., 1 -, 1 1/16-,... 그러나 1/4인치 미만의 호칭 크기는 각각의 크기에 따른 번호를 정해 놓고 No.로 표시합니다.
답변은 생각했던 것과 같이 기본적이며 원론적 답변이어서 추가로 공부를 했다. 공부의 시점은 질문 전 기본적인 사항은 미리 했지만 공부를 해야 할 이유가 명확해졌다. 더욱이 항공기 정비사로 회사 교육기부 활동을 하면서 항공기에서는 거의 절대적인 인치와 나사 표준에 대하여 공부를 시작했다.
공부한 결과는 1907년 미국 기계 학회 (ASME)는 인치 기계 나사(machine screw)의 표준을 정하기 위해 0번에서 30번까지 정했으며 그 이후 현재까지 사용되고 있다. 다만 인치를 국가 표준으로 하는 미국 단위계여서 1907년 정해진 게이지 15번과 같은 1/4은 분수 표기. No 15=1/4 No 19=5/16 No 25=3/8 No 29=7/19 No 30=0.450 No 15번 이상의 게이지는 사용하지 않고 분수로 표기하며 실제 0번부터 12번까지만 사용한다. 다만 Wood screw는 아라비아 숫자 게이지 번호를 사용하고 있다. 본론으로 돌아가 미국 단위계로 항공기에 사용하는 인치 나사의 스크루와 볼트의 구분의 기준은 무엇인가? 첨부한 자료와 같이 게이지 1/4을 기준하여 1/4 이하는 0.1.2.3.4.5.6.8.10.12 Screw 1/4 이상 분수는 bolt라 합니다. 단 3/16 정밀 공차 볼트는 볼트라고 한다는 도표가 정확한 분류라 봅니다. 위에 언급한 3/16 정밀 공차 볼트의 허용공차 범위 이내여서 그래서 그렇다 와 같다는 결론이지만 나사 게이지(gage or gauge)에 대하여 정확한 유례와 체계를 안 것은 큰 수확이었다.
더해 인치 나사의 어려움을 대해 누구나 보고 읽고 측정하여 사용할 수 있게 자 제작, 특허 등록, 정보 공유다.
나사가 처음 만들어진 시기는 정확하지 않지만 기원전 3세기경 아르키메데스가 배에 고인 물을 퍼 올리기 위해 나선 모양의 펌프를 만들었다는 기록은 꽤 유명하다. 흔히 나사라고 하면 물체의 결합을 생각하기 쉽지만 이 도구는 물을 쉽게 퍼 올리기 위해 나사의 원리를 이용한 장치라고 할 수 있으며 이후 15세기 중세 무렵, 나사는 기사들의 전투를 위한 갑옷이나 다양한 부품들로 이루어진 신식 무기의 조립 및 제작에 사용되며 발전했다.
기원전 나사 원리가 만들어지고 중세에 기사들 갑옷의 나사로 발전하였으나 게이지로 체계화 된 것은 현재 야드 파운드법을 그대로 사용하는 미국의 1907년 나사 게이지 체계이다. 특히나 항공분야는 미국 단위계의 원조인 야드 파운드법을 그대로 사용하고 있으며 우리에게는 낯설고 보고 듣는 것 이상 어려운 인치나사와 볼트 구분이라 봅니다.
사용자는 손에 잡히는 공구가 우선이고 불리어지는 나사와 볼트의 호칭에 익숙함에 자연스럽게 인치만의 미세한 차이를 정확하게 분리하기 어려운 것 또한 사실이다. 이러한 내면에는 보고 쓰는 그대로의 치수인 미터법이 있어 더 그러한 것 같다.
이렇게 게이지를 통해 스크류와 볼트를 분류하고 정의되어야 하는 이유는 아래와 같습니다. 항공기(기계) 어느 부분이든 두 개의 물체를 결합하는 구멍의 크기는 정해진 판재 두께에 해당하는 구멍의 크기가 정해져 있다. 첫째 얇은 판은 작은 구멍, 두꺼운 판은 큰 구멍으로 결합(조합)을 해야 정학한 결합이 된다. 둘째 나사와 볼트 모두 너트에 장착되며 필요시 와셔가 필요한데 하나의 완전한 결합을 위해서는 같은 표준으로 분류한 게이지가 필요하다.
아래와 같은 일반적인 분류보다 나사 볼트의 게이지 분류로 이제 가야 한다고 봅니다. Bolt와 Screw의 차이점은 무엇인가? • 나사가 재료에 의해 고정되는 동안 볼트는 재료를 고정한다. • 볼트는 재료를 압축하는 반면 나사는 일반적으로 재료에 의해 압축된다. • 볼트에는 2개의 부품을 고정하기 위해 너트와 같은 나사형 인터페이스가 필요함 • 나사는 나사의 나사산과 일치하는 나사산이 있는 재료에 단단히 고정된다.
