U볼트"U"자를 닮은 모양에서 이름을 따온 은 엔지니어링 분야에서 가장 널리 알려진 패스너 중 하나입니다. 자유로운 조작을 강조하는 버터플라이 볼트와는 달리,육각 볼트토크 전달을 추구하는 U볼트는 독특한 아크 구조로 파이프라인 고정, 차량 현가, 해양 장비 등의 분야에 널리 사용됩니다.
U-볼트 코어 설계 논리
- 아크 굽힘 저항성. U-볼트의 곡선 부분은 종방향 하중을 균일하게 분포된 반경 방향 압력으로 변환하여 응력이 단일 지점에 집중되는 것을 방지하고 피로 저항성을 크게 향상시킵니다.
- 이중 림 대칭 설계. 두 개의 평행한 나사봉과 호 모양의 상단이 결합되어 폐쇄된 힘 전달 경로를 형성합니다. U-볼트가 원통형 물체(예: 파이프)를 조일 때, 두 림은 대칭적으로 압력을 가하여 고정된 물체의 균형을 유지하고 편심으로 인한 미끄러짐이나 변형을 방지합니다.
- 장애물 통과 능력. U-볼트의 개방형 구조는 고정된 물체(예: 파이프나 케이블) 아래의 브래킷이나 베이스를 "교차"하여 양쪽 끝의 나사산을 통해 너트에 직접 연결할 수 있도록 합니다. 반면, 직선 볼트는 베이스에 구멍을 미리 뚫어야 하므로 설치 유연성이 제한됩니다.
- 조정 가능성 및 허용 오차. 곡선형 상단의 반경은 고정되는 물체의 지름보다 약간 더 클 수 있습니다. 개스킷이나 고무 부싱을 사용하면 치수 공차에 맞춰 조정하고 너트를 통해 클램핑력을 조정할 수 있으므로, 불규칙한 표면(예: 충격 방지 층으로 감싼 파이프)에도 적합합니다.
U-볼트의 적용 시나리오
- 파이프라인 고정: 석유 및 가스 파이프라인은 U-볼트를 통해 지지 프레임에 연결됩니다. 아크 설계는 파이프라인이 축 방향으로 슬라이딩 베어링을 통해 미끄러지도록 하여 열 응력 손상을 방지합니다.
- 해양 장비: U볼트를 사용하여 갑판 기계를 고정하는 경우, 이중 팔 나사산이 여러 겹의 강판을 관통하여 바닥 너트를 통해 매우 강력한 바람과 파도 안정성을 달성할 수 있습니다.
- 자동차 서스펜션: 트럭 및 오프로드 차량의 리프 스프링은 U-볼트로 고정됩니다. 아치형 상단은 도로 충격을 흡수하고, 이중 림 나사산은 종방향 전단력을 견뎌냅니다.
- 건축 구조: 철골 교량의 보와 기둥은 거대한 U볼트로 임시 고정되어 있어 용접 전 각도를 조정하는 데 편리합니다.
- 사각형 U볼트: 원호 모양 꼭대기가 직각이 되어, 정사각형 단면의 물체(예: 화물 상자 레일)를 고정하는 데 사용됩니다.
- 패드가 있는 U볼트: 고무나 폴리우레탄 부싱이 내장되어 진동과 소음을 억제하므로 정밀 기기 고정에 적합합니다.
- 탈착식 힌지 U볼트: 나사봉의 한쪽을 힌지 구조로 변경하여 너트를 완전히 제거하지 않고도 빠르게 열고 닫을 수 있으며, 자주 점검하는 장비에 사용됩니다.
U-볼트의 한계
- 비폐쇄 루프 구조의 강도 병목 현상: U자형 개구부는 응력 집중점으로, 장기 고하중 하에서 피로균열이 발생할 수 있음(개선 방안: 상부를 두껍게 하거나 타원형 천이 설계를 채택).
- 설치 공간 요구 사항 높음: 이중 팔 나사산은 렌치 작동을 수용할 만큼 충분한 수직 공간이 필요하며, 좁은 환경에서는 J볼트로 대체될 수 있습니다.
- 단일 성형 비용: 냉간 굽힘 성형 공정은 금형 정밀도에 대한 요구 사항이 매우 높고, 소량 생산 맞춤형 비용은 표준 직선 볼트보다 훨씬 높습니다.
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게시 시간: 2025년 3월 4일