건축용 타이바의 개발

연구기간:2004년3월~2004년 2월

위탁기관:㈜브레인알앤디

연구목적
 

본 연구에서는 건축용으로 사용할 개량형 타이바를 개발하고자 한다. 이를 위하여 타이바 풀림 방지장치를

개발하고, 시작품을 제작하여 풀림방지 효과를 시험하고자 한다. 개발 목표는 다음과 같다.

  
타이바를 이용한 체결

연구내용

◆풀림 방지 장치 설계
- 기존 타이바에 대한 사례와 그 문제점을 파악하여 풀림 방지용 타이바의 설계에 기초 자료로 활용
- 기존의 타이바의 단점을 극복한 풀림 방지용 타이바를 개발하기 위하여 종합적인 분석을 수행하여
적절한 형태와 기술을 개발
- 타이바의 풀림 방지 기술에 적용되는 기계요소를 고려하여 개량형 타이바를 설계
- 기존의 타이바에 적용되고 있는 나사의 마찰력을 이용하는 방법과 쐐기형 및 2단 요철 너트를 이용한
새로운 기법에 대한 비교 시험을 통하여 사용에 적절한 개량형 타이바를 설계 및 제작

(예) 쐐기형 너트

그림은 쐐기형 너트(wedged nut)를 이용한 풀림 방지 장치를 나타낸 것이다. 너트와 케이스가 경사져있으므로 심봉에 큰 체결력이 가해질수록 너트와 케이스가 밀착되는 강도가 증가하여 쉽게 풀어지지 않는다. 하지만 체결을 위하여 큰 토오크가 필요하다는 단점이 있다.

◆ 타이바의 체결 방법 결정
심봉과 케이스를 설치한 후 너트를 회전시켜 체결한다. 심봉에 가해지는 인장력이 커질수록 너트를
회전시키는데 필요한 토오크 역시 증가한다. 인장력과 토오크 사이의 상관관계를 알면 회전 토오크만을
조절함으로써 심봉에 일정한 인장력이 가해지도록 체결할 수 있다. 너트를 조이는데는 토오크 렌치나
공압식 툴(air tool)을 사용하며, 이때 공급되는 공압의 최대 압력을 조절함으로써 원하는 인장력 까지만
체결하도록 설정이 가능하다. 필요에 따라 공압식이 아닌 일정한 토오크력을 발휘할 수 있는 충격식 툴을
이용할 수도 있다.

그림은 체결장치를 나타낸다. 그림과 같이 스트롱 플로어(strong floor)에 케이스를 고정하고 심봉을
너트로 조인다. 인장력과 토오크의 관계를 얻기 위하여 심봉에 스트레인게이지(strain gauge)를
부착하여 특정 토오크에서의 인장력을 측정한다. 본 연구에서는 토오크 렌치를 이용하여 심봉에 최대
3톤의 인장력을 가할 예정이며, 체결 시험을 통해 얻어진 데이터로부터 관계식을 유도하고자 한다.
또한 공압식 툴을 이용하여 채결하기 위하여 공압식 툴의 공압과 토오크 및 심봉에 작용하는
장력과의 관계를 구한다. 이렇게 하여 공압을 조절함으로써 원하는 장력을 얻을 수 있게 한다.

◆ 타이바의 성능 펑가

- 타이바에는 정적인 하중과 함께 반복하중이 지속적으로 작용하므로 기존의 타이바와 제작한 풀림 방지
타이바를 이와 같은 동일한 조건에서 각각 시험하여 성능을 비교 평가
- 체결력의 측정에는 스트레인 게이지를, 토오크력의 측정에는 토오크 렌치를 이용하여 최대 3톤까지의
체결력과 토오크력의 관계식을 구한다.