토크와 예압의 관계는 흔히 T = K·D·F로 어림한다. K(너트 계수)는 나사·좌면 마찰을 묶은 경험값이라 윤활·코팅이 바뀌면 같은 토크에서 예압이 크게 변한다.
핵심
- 단순식: T = K × D × F. SI는 T [N·m] = K × d [m] × F [N], 인치는 T [lbf·ft] = K × D [in] × F [lbf] / 12.
- 상세식(ISO 16047·VDI 2230 계열): T = F × (P/2π + 0.577·μth·d2 + μb·Db/2). 피치 항, 나사면 마찰 항, 좌면 마찰 항의 합이다 (d2 유효지름, Db 좌면 평균 지름).
- 토크 대부분은 마찰에 쓰인다. 흔히 좌면 마찰 약 50%, 나사면 마찰 약 40%, 볼트를 늘이는 데 약 10%로 설명한다.
- K는 흔히 0.2로 가정하지만 그대로 쓰면 안 된다. NASA RP-1228은 강 대 강의 더 현실적인 전형값으로 0.15를 든다. 윤활제·코팅에 따라 크게 달라지므로 실제 값은 제조사 자료나 시험으로 정한다.
- 예: 3/4"-10 UNC, As 기준 50 ksi → F = 0.334 × 50,000 = 16,700 lbf. K = 0.20이면 T = 0.20 × 0.75 × 16,700 / 12 ≈ 209 lbf·ft (283 N·m).
- 단위: 1 lbf·ft = 1.356 N·m, 1 kgf·m = 9.807 N·m, 1 lbf = 4.448 N.
같은 예압 16,700 lbf (3/4"-10, As 기준 50 ksi)에서 K에 따른 토크
| 가정한 K | 토크 (lbf·ft) | 토크 (N·m) |
|---|---|---|
| 0.20 | 209 | 283 |
| 0.15 | 157 | 212 |
| 0.12 | 125 | 170 |
T = K·D·F 계산값. K는 예시 가정값이며 특정 윤활제의 값이 아님
BOM·구매 때 주의
- 토크표의 K(또는 μ)와 현장 윤활 조건이 같아야 한다. 고착 방지제를 바르고 무윤활 토크를 쓰면 과조임(볼트 항복·개스킷 과압축)이 된다.
- PTFE 코팅이나 윤활 탑코트를 쓴 아연 플레이크 코팅 스터드는 마찰이 작아 같은 토크에서 예압이 커진다. 코팅 조건의 토크값을 쓴다 (사이트 플랜지 계산기 경고와 같은 취지).
- 토크 단위(ft·lb, in·lb, N·m, kgf·m) 혼동이 잦다. 절차서에 단위를 함께 적는다.
- 보통 너트 쪽을 돌린다. 볼트 머리를 돌리면 몸통 비틀림·마찰 조건이 달라져 같은 토크로 예압이 달라지므로 그 조건의 토크를 따로 정한다.
- 경화 와셔 유무와 좌면 거칠기도 K를 바꾼다. 와셔를 빼거나 바꾸면 토크를 다시 정한다.
ASME 공식 검색·안내 ↗ · ISO 공식 검색·안내 ↗
발행 기관 안내 링크이며 개별 수치의 검증 원문 링크는 아닙니다. 구매 결정 경로 → 견적 확인 질문
근거: ISO 16047 · VDI 2230-1 · ASME PCC-1 · NASA RP-1228 · 라이브러리 일괄 검토 2026-10 (개별 항목 검토일 미기록). 프로젝트 판본·허용차·사용 조건은 규격 원문과 공급처 서류로 확인해야 합니다. 미확인 값은 추정하지 마세요.