리벳 이음

 

4.1 리벳팅 작업(riveting)

리벳팅 작업이란 그림 4-1과 같이 제 2의 머리를 성형하여 체결하는 작업을 말한다. 리벳구멍은 리벳 지름보다 1~1.5mm 정도 크게 뚫는다. 또한 리벳 구멍을 뚫는 작업은 펀칭(punching)이나 드릴링(drilling)으로 한다. 판 두께 12mm까지는 펀칭할 수 있으나 그 이상에서는 판을 겹친 채로 드릴링하고, 특히 기밀을 요할 때는 리머로 다듬질한다.

리벳팅 작업에는 손떄림(hand riveting)과 기계때림(machine riveting)이 있다. 손떄림은 비철금속이나 지름 25mm까지의 강리벳에서 사용할 수 있고, 그 이상에서는 기계때림을 한다. 기계때림에는 증기, 압축공기, 수력 등을 동력으로 이용하는 리벳팅 기계를 사용하여 연속적인 타격을 주어 성형한다. 또한 리벳팅에는 상온에서 시행하는 냉간 리벳팅과 적열상태로 가열해서 시행하는 열간 리벳팅이 있다. 냉간 리벳팅에 있어서는 작업완료 후에 리벳의 수축이 없으므로 판을 죄는 힘이 없고 따라서 마찰저항도 없다. 강리벳에서는 지름이 8 mm 이하 및 연강리벳, Al리벳의 경우 사용되는 방법이다. 열간 리벳팅은 보통 강리벳을 적열상태로 가열하여 성형하므로 그 후에 판 수축에 의하여 판을 세게 죄게 되어 기밀의 효과를 얻을 수 있다.

그러나 동시에 반력으로서 인장응력이 생기므로 일반적으로 l<5d로 하고 있다. 특히 기밀을 필요로 할 때에는 리벳팅하고 냉각된 다음에 판의 가장자리를 코킹 작업을 함으로써 판을 밀착시킨다. 더욱 기밀을 좋게 하기 위해서는 풀러링작업을 한다.

리벳 구멍에서 판의 가장자리까지의 거리가 너무 크거나, 판의 두께가 얇으면 코킹에 의하여 판이 도리어 튀어 오르게 되어 기밀의 효과가 감소하므로, 두꼐 5mm 이하일 때는 코킹 작업을 하지 않고 판 사이의 패킹(마포, 종이 석면 등)을 넣어서 기밀을 유지시킨다.

 

4.2 리벳의 모양 및 종류

 

리벳 모양 및 종류는 여러 가지가 있으며 기본치수는 KS 규격에 상세히 규정되어 있다.

각종 리벳에 대한 길이는 여러 가지가 규정되어 있으며 일반적으로 다음식에 의하여 결정된다.

 

l = (접합시킬 판의 두께) + (1.3~ 1.6)d

 

리벳 재료로는 리벳이 큰 내력을 받으므로 가단성이 크고 항복점이 높은 저탄소강을 보통 사용한다. KS 규격에서는 일반용으로 인장강도를 리벳강을 용도에 따라 세분하여 규정하고 있다. 일반적으로는 리벳팅이 용이하고 결함이 적다는 점에서 SV34가 많이 사용된다. 또한 리벳 재료는 접촉하는 증기 등에 의한 전기적 부식을 막기 위하여 판재와 동일한 재질계통을 쓰는 것을 원칙으로 한다.

 

4.3 리벳 이음의 분류

 

4.3.1 사용목적에 의한 분류

 

1) 강도와 기밀을 요하는 것(보일러, 고압용기)

2) 주로 기밀을 요하는 것(저압용기)

3) 강도만을 요하는 것(구조물, 교량, 기중기)

 

4.3.2 판의 겹치기 방법에 의한 분류

 

1) 겹치기 이음

2) 한쪽 덮개판 이음

3) 양쪽 덮개판 이음

 

4.3.3 전단면의 수에 따른 분류

 

1) 단전단면 이음

2) 복전단면 이음

 

4.3.4 리벳의 열수에 따른 분류

 

1) 일열 리벳 이음

2) 이열 리벳 이음

3) 삼열 리벳 이음

 

4.3.5 리벳 배열 형상에 의한 분류

 

1) 평행 리벳 이음

2) 지그재그 리벳 이음

 

4.3.6 용도에 의한 분류

 

1) 보일러용 : 압력에 견디고 기밀유지

2) 용기용 : 강도보다 기밀유지용 탱크, 저압가스 탱크

3) 구조용 : 주로 강도를 요하는 곳에 사용(교량, 선체, 차량 등의 구조물)

 

4.3.7 장소에 의한 분류

 

1) 공장 리벳 : 공장에서 리벳 작업 완료

2) 현장 리벳 : 구조물을 몇 부분으로 나누어 제작하고 현장으로 옮겨 조립

 

4.3.8 특수 리벳

1) 침투머리 리벳 : 머리가 강판 표면 이하로 내려간다

2) 관 리벳 : 리벳의 생크부가 뚫려진 것으로도 동일 중량의 강도에 대하여 리벳 생크의 지름을 크게 할 수 있다. 얇은 판 체결에 이용된다.

3) 죔 리벳 : 스냅(snap)없이 한쪽에서 리벳 죔할 수 있도록 고안된 것으로 한쪽 죔 리벳이며 양쪾에서 리벳 죔할 수 있도록 고안된 것은 양쪽 죔 리벳이다.

 

4.4 리벳 이음의 강도계산

 

4.4.1 리벳 이음의 파괴

 

리벳 이음의 인장력 W가 마찰저항보다 커지면 리벳 구멍과 리벳 몸통이 접촉하고, W가 더욱 커지면 다음 5가지 파괴 상태 중 가장 파괴되기 쉬운 상태에서 파괴된다. 지금 1줄 겹치기 이음의 1피치의 폭에 대하여 강도를 생각한다.

 

4.5 보일러용 리벳 이음

 

4.5.1 강판의 두께

 

보일러의 리벳 이음은 강도와 함께 기밀성을 고려할 필요가 있으며 코킹 또는 풀러링 작업을 한다. 보일러와 같은 원통형 압력용기를 만드는 경우에는 강판을 원통형으로 감아서 리벳팅하고 이것을 길이이음이라 한다. 또한 원통의 양측면을 원판으로 막고 그 둘레를 리벳팅하는데 이를 둘레이음이라 한다.

 

4.6 구조용 리벳 이음

 

교량, 크레인, 건축 구조물의 리벳이음은 기밀성을 생각할 필요가 없으며 강도만을 생각하면 된다. 일반적으로 하중이 작은 경우에는 강판과 형강을 리벳 이음하여 조립한다. 이때 사용되는 판의 두꼐는 보일러의 경우보다 얇기 떄문에 리벳축과 구멍과의 접촉압력은 크며, 가해지는 외력도 자중을 비롯하여 풍압력, 관성력 등이 작용하므로 대단히 복잡하다. 또한 구조용 리벳은 전단력만이 작용하고 굽힘력이나 인장강력은 되도록 작용하지 않도록 하여야 한다. 구조용으로 사용되는 리벳은 일반적으로 보일러용 리벳보다 굵은 것이 사용되며 지름 d=16~25mm의 것이 많다.