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볼트 체결 토크 계산

T = K·d·F로 목표 축력에 맞는 체결 토크, 또는 토크에서 축력을 계산하고 보증하중과 비교

볼트를 조일 때 필요한 토크와 그때 생기는 축력(체결력)의 관계 T = K × d × F를 계산합니다. 볼트 크기별 응력 단면적과 강도 구분별 보증하중을 함께 보여 줘 과다 체결을 점검할 수 있습니다.

값 입력

계산 결과

체결 토크40 N·m (4.079 kgf·m)
축력 (체결력)20 kN
인장 응력 단면적 As58 mm²
볼트 인장 응력 (축력÷As)344.8 MPa
보증하중 (8.8, 580MPa × As)33.64 kN
축력 / 보증하중59.5%
K는 나사면·자리면 마찰에 따라 크게 달라지는 참고값입니다. 실제 체결 토크는 제조사·설계 도면의 지정값을 우선하세요.
참고용 추정치입니다. 실제 신고·납부 전에는 관계 기관이나 전문가에게 확인하세요.

1계산 방법

  • 체결 토크 T(N·m) = 토크 계수 K × 호칭지름 d(mm) × 축력 F(kN) 입니다. mm × kN = N·m이라 단위가 그대로 맞습니다.
  • K는 나사산과 너트 자리면의 마찰로 정해지는 값으로, 건조한 일반 강재 볼트는 약 0.2를 흔히 씁니다. 윤활하면 작아져 같은 토크에서 축력이 커집니다.
  • 보증하중 = 보증하중 응력 Sp × 인장 응력 단면적 As 이며, Sp는 ISO 898-1의 강도 구분별 값입니다.

2결과 읽는 법

  • 축력 / 보증하중이 흔히 60~75% 안팎이 되도록 체결 목표를 정하지만, 적용 분야마다 기준이 다릅니다.
  • 토크 → 축력 계산은 K의 불확실성 때문에 ±20~30% 정도 오차가 날 수 있습니다.

3알아두면 좋은 점

  • 토크 렌치는 kgf·m 눈금도 많습니다. 1kgf·m = 9.80665N·m입니다.
  • 윤활제나 나사 고정제를 바르면 K가 달라지므로, 건조 상태 기준 토크를 그대로 쓰면 과다 체결이 될 수 있습니다.
  • 자동차·기계는 제조사가 부위별 체결 토크를 정해 두었습니다. 정비 지침서의 값을 먼저 확인하세요.

4자주 묻는 질문

K 값은 어떻게 정하나요?
표면 처리, 윤활, 도금에 따라 대략 0.1~0.3 범위에서 달라집니다. 정확한 값은 볼트·너트 제조사 자료나 시험으로 확인하세요.
가는 나사(세목)도 되나요?
이 계산기의 응력 단면적은 보통나사 기준입니다. 세목 나사는 단면적이 조금 커지므로 규격표 값을 확인하세요.

5이런 경우가 있었습니다

감으로 조인 경우

자전거 정비를 취미로 하는 용지우 씨는 카본 부품 볼트를 “단단히” 조이면 된다고 생각하고 힘껏 조였습니다. 지정 토크를 한참 넘긴 탓에 부품에 금이 갔고, 부품값이 꽤 들었습니다.

토크를 계산하고 렌치를 쓴 경우

같은 동호회 주가을 씨는 지정 토크가 없는 부위는 볼트 크기와 원하는 축력으로 토크를 계산해 보고, 토크 렌치로 그 값에 맞춰 조입니다. 풀림도 파손도 없이 오래 타고 있습니다.

볼트를 조일 때, 얼마나 세게 조여야 하는지 알고 조이나요?

위 두 이야기는 이해를 돕기 위해 가상으로 구성한 사례입니다. 실제 인물이나 사건과 무관합니다.

근거 · ISO 898-1:2013 탄소강·합금강 체결용 부품의 기계적 성질(보증하중 응력), KS B 0233 강제 볼트·작은 나사의 기계적 성질, 나사 체결 토크 관계식 T = KdF(기계설계 교재)

적용된 세율·기준값 확인 →