미 의회는 나사산 표준화에 6개월을 주었습니다

문서는 Progress Report of the National Screw Thread Commission으로, 1920년 6월 19일 승인되고 1921년 1월 4일 표준국의 Miscellaneous Publications No. 42로 발행되었습니다. 미국 정부 간행물이므로 퍼블릭 도메인이며, Internet Archive에 전체 스캔본이 있습니다. 여기 인용한 내용은 모두 그 스캔본에서 가져왔습니다.

위원은 아홉 명이었습니다. 위원장은 표준국장이 맡았습니다. 두 명은 육군, 두 명은 해군에서 왔고, 네 명은 상무장관이 임명했는데, 그중 두 명은 미국기계학회(American Society of Mechanical Engineers), 두 명은 자동차기술자협회(Society of Automotive Engineers)의 추천을 받았습니다. 첫 6개월이 끝나기도 전에 계획한 작업을 만족스럽게 완료하는 것은 불가능하다는 점이 분명해졌고, 의회는 법률을 개정해 기한을 연장했습니다.

왜 1918년인가

부록 1은 이유를 꾸밈없이 밝힙니다. 공작기계, 자동차, 농기구, 타자기, 재봉틀과 함께 필요성이 커져 왔는데, 지난 전쟁에서 군수품 조달 계획에 부딪힌 어려움이 나사산 표준화의 절대적 필요성을 보여 주었다는 것입니다. 공학 단체, 표준국, 제조업체가 의회에 청원했고, 법률이 뒤따랐습니다.

같은 부록은 선행자들을 거명하며 시작합니다. 1841년의 조지프 휘트워스, 그리고 1864년의 윌리엄 셀러스입니다. 셀러스는 훗날 United States Standard 계열이 된 나사산을 프랭클린 협회(Franklin Institute)를 통해 공표했습니다. 이 사이트가 이미 읽은 바로 그 논문으로, 60도가 게이지로 재기 쉬웠다에서 다뤘습니다. 1921년 보고서는 그 속편이며, 게이지를 든 제조업체 한 곳이 아니라 기한이 정해진 연방 위원회가 썼습니다.

보고서가 거명한 영국의 선행 문서도 읽었습니다. 휘트워스는 영국 공장들이 이미 깎고 있던 각도의 측정 평균으로 55도를 택했습니다. 이로써 업계를 조사해 기하 형상을 고른 기초 문서가 셋이 됩니다.

완성된 것

보고서는 용어와 기호 체계를 정의하고, 나사산 형상을 정하고, 나사산 계열을 확립합니다. 그중에는 국가 굵은 나사산 계열과 국가 가는 나사산 계열이 있고, 관용 나사와 호스 커플링 나사도 있습니다. 이 두 이름은 1921년 이 문서에 나옵니다. 이 페이지는 이 이름들을 우리가 읽지 않은 이후의 Unified 개정판까지 추적하지 않습니다.

보고서는 또 세분류를 포함한 네 가지 나사산 끼워맞춤 등급을 확립하며, 사용 방법에 대해 신중합니다. 각 등급 아래 든 예시는 설명을 위한 것일 뿐이며, 위원회는 일반적인 작업 종류나 등급을 특정 끼워맞춤 등급에 임의로 배정할 의도가 없다고 밝힙니다. 제조자와 사용자는 각자의 필요에 가장 맞는 등급을 자유롭게 고를 수 있습니다.

이름만 받고 숫자는 받지 못한 등급

눈여겨볼 것은 등급 IV입니다. 거의 존재하지 않기 때문입니다. 이 등급은 지름이 1/4인치 이상이며 렌치로 영구적으로 박거나 조립할 나사 부품을 대상으로 합니다. 다시 말해 스터드입니다. 이런 체결부의 거동에는 재료가 큰 영향을 미치므로, 보고서가 간섭량이라고 적은 허용차의 크기에 따라 두 세분류로 나뉘었습니다. 세분류 A는 항공기·자동차 엔진처럼 중간 응력을 받는 얇은 단면용, 세분류 B는 증기기관과 대형 유압 설비처럼 큰 응력을 받는 두꺼운 단면용입니다.

너트 공차는 기준 치수에서 플러스 방향, 수나사 공차는 최대 수나사 치수에서 마이너스 방향으로 잡히며, 수나사는 간섭량만큼 기준 치수보다 위에 놓입니다. 모든 것이 갖춰져 있습니다. 그리고 해당 조항의 여섯째 단락이 독립된 제목을 달고 나옵니다.

정의하고, 이름 붙이고, 두 세분류로 나누고, 모든 공차의 방향까지 정해 놓은 다음 숫자 하나 없이 독자에게 넘긴 끼워맞춤 등급입니다. 드물 만큼 정직한 문장입니다. 이후 판에서 빠지지도 않았습니다. 1928년 개정판에서 이 등급은 숫자를 얻습니다. 등급 5로, 부록에, 여전히 잠정이라는 표시를 단 채입니다.

공차는 이미 있던 탭에 맞춰 정해졌습니다

공차 조항의 한 제목이 그 자체로 모든 것을 말해 줍니다. 등급 I과 등급 II의 공차는 시판 탭의 사용을 허용한다(번역). 헐거운 끼워맞춤과 중간 끼워맞춤에 정한 공차는 현재 여러 제조업체에서 구할 수 있는 시판 탭의 사용을 허용한다는 것입니다. 구멍을 기준 치수에 가깝게 하고 싶은 정밀 끼워맞춤에 대해서는 선별한 탭을 권장합니다.

이를 1864년과 나란히 읽어 보십시오. 셀러스는 60이 55보다 만들기 쉽고 미국의 관행에 더 가깝다는 이유로 나사산 각도를 60도로 정했고, 회의에 게이지를 가져갔습니다. 56년 뒤 연방 위원회는 이미 선반에 있던 탭으로 그 범위 안의 제품이 나오도록 공차 범위를 정했습니다. 두 문서 모두 현장이 이미 만들 수 있는 것이 무엇인지 물어 기하 형상을 골랐습니다. 오늘날 도면의 숫자는 그것을 물려받았습니다. 그 숫자를 지정하는 사람이 알든 모르든 말입니다.

1920년에 적어 둔 통과 게이지 원칙

게이지 원칙이 분명하게 진술된 곳도 이 보고서입니다. 정해진 공차 한계는 실제로는 통과·정지 마스터 게이지의 치수를 나타낸다는 것입니다. 제품의 리드 오차와 각도 오차는 유효 지름을 적절히 바꾸어 상쇄할 수 있다고 합니다. 통과 게이지가 제품에 들어가면 호환성은 확보되며, 형상은 유효 지름, 리드, 각도에서 게이지와 달라도 됩니다. 정지 게이지는 유효 지름만 검사하며, 끼워맞춤이 너무 헐겁지 않도록 보장합니다.

같은 조항의 작은 규칙 두 가지도 기억해 둘 만합니다. 수나사의 유효 지름 공차는 같은 등급 너트의 유효 지름 공차와 같습니다. 그리고 수나사의 바깥지름 공차는 해당 등급 유효 지름 공차의 두 배입니다.

몇 쪽 앞의 사양 조항에는 구매 담당자라면 알아볼 문장이 있습니다. 품질은 알려진 측정 가능한 기준에 따른 명확한 용어로 표시해야 하고, 만족스러운 작동과 양립하는 가장 큰 공차 한계로 정의해야 하며, 모든 사양은 합격 한계선을 둘러싼 분쟁이 생기지 않을 만큼 간결해야 한다는 것입니다. 이 사이트가 반대편 끝에서 거듭 마주치는 문제와 같습니다. 상태의 이름만 정하고 판정 시험은 정하지 않은 규격들입니다.

대표단, 그리고 마지막 단락

제VIII절은 끝내지 못한 일에 관한 것이며, 한 세기가 지나 읽으면 다르게 읽히는 부분입니다. 1919년 7월 위원회는 유럽에 대표단을 보내 영국과 프랑스의 표준 기관과 협의했습니다. 보고서는 결과를 한 구절로 기록합니다. 두 나라의 기술자와 제조업체가 협력에 적극적이었음에도 나사산의 국제 표준화에 대해 확정적인 합의에는 이르지 못했다는 것입니다.

그래도 위원회는 가능하다고 보았고, 위원장 서명 앞의 마지막 권고가 그 방법을 말합니다. 국제 표준은 널리 쓰이는 치수와 표준을 고려하여 확립해야 하며, 이 국제 나사산을 영국식과 미터식 중 어느 측정 체계로도 만들 수 있는 수단을 마련할 가능성을 고려해야 한다는 것입니다. 서명은 위원장인 표준국장, 워싱턴, 1920년 6월 26일입니다.

같은 절의 미완 작업 목록도 목록 자체로 읽을 가치가 있습니다. 아직 표준화가 필요한 나사산: 황동관 나사, 계기용 나사, 애크미·사각· 톱니 나사. 미국 제조업체에 도움이 될 관련 항목: 탭, 다이스, 절삭 나사용과 전조 나사용을 따로 정한 봉재 치수, 볼트 머리와 너트의 치수, 판금 및 선재 게이지 번호, 그리고 탭 드릴 치수. 그중 두 가지는 100년 뒤 이 사이트의 페이지가 되었습니다. 스패너 크기를 정하는 것과 판금 게이지 번호가 실제로 재는 것입니다.

독자가 가져갈 수 있는 것

• 끼워맞춤 등급은 기하학적 결정인 만큼 상업적 결정이기도 합니다. 네 등급 중 둘은 이미 판매 중인 탭이 쓰이도록 정해졌습니다
• 통과 게이지는 1920년부터 리드 오차와 각도 오차를 흡수해 왔습니다. 통과 게이지를 통과한 나사산은 형상이 게이지와 달라도 되며, 이는 허점이 아니라 명시된 의도였습니다
• 규격은 무언가를 정의하면서 그에 대한 숫자가 없다고 인정할 수 있습니다. 등급 IV는 그렇게 발행되었고, 그 빈칸은 자체 제목에 적혀 있습니다
• 미터 문제는 열려 있었고, 답은 둘 다를 위해 만드는 것이었습니다. 위원회의 마지막 권고는 어느 체계로든 만들 수 있는 나사산이었고, 실현되지 않은 것이 바로 그 권고입니다

끝맺을 문장은 서문에 있습니다. 의회는 위원회를 2년 연장하면서 이런 성격의 보고서를 첫 판에서 오류나 모순이 전혀 없도록 내는 것은 불가능함을 인정했습니다. 비판은 표준국의 위원회 앞으로 보내 달라고 했습니다. 아마 어딘가 틀렸을 것이라고 말하며 시작하는 표준 문서는 렌치 끼워맞춤보다 더 드문 물건입니다.

이 글은 2단계: 나사산를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.

자주 묻는 질문

National Screw Thread Commission은 무엇이었습니까?

1918년 7월 18일 승인된 의회 법률로 설치된 아홉 명의 기구로, 육군, 해군, 일반을 위한 나사산 표준을 조사하고 확립하는 것이 임무였습니다. 위원장은 표준국장이었고, 육군에서 두 명, 해군에서 두 명, 그리고 미국기계학회와 자동차기술자협회의 추천을 받아 상무장관이 임명한 네 명으로 구성되었습니다.

위원회는 얼마 동안 존속할 예정이었습니까?

6개월입니다. 1918년 법률 제6조는 위원회가 임명일로부터 6개월이 지나면 활동을 끝내고 소멸한다고 정했습니다. 그 기한이 끝나기 전에 작업을 만족스럽게 완료할 수 없다는 점이 분명해졌고, 의회는 법률을 개정해 기한을 연장했습니다. 1921년 보고서의 서문에는 2년의 추가 연장이 기록되어 있습니다.

왜 1918년에 설치되었습니까?

보고서에 따르면 공작기계, 자동차, 농기구, 타자기, 재봉틀과 함께 필요성이 커져 왔고, 지난 전쟁에서 군수품 조달 계획에 부딪힌 어려움이 나사산 표준화의 절대적 필요성을 보여 주었습니다. 공학 단체, 표준국, 제조업체가 의회에 청원했고, 법률이 뒤따랐습니다.

등급 IV 렌치 끼워맞춤이란 무엇이었습니까?

지름이 1/4인치 이상이며 렌치로 영구적으로 박거나 조립하는 부품을 위한 나사산 끼워맞춤 등급으로, 보고서가 간섭량이라고 부르는 음의 허용차를 둡니다. 세분류는 둘로, A는 항공기·자동차 엔진처럼 중간 응력을 받는 얇은 단면용, B는 증기기관과 대형 유압 설비처럼 큰 응력을 받는 두꺼운 단면용이었습니다. 보고서는 위원회가 렌치 끼워맞춤의 공차 및 허용차 값을 포함할 충분한 정보나 자료를 갖고 있지 않다고 밝혔고, 그래서 이 등급은 숫자 없이 발행되었습니다.

1920년의 나사산 공차는 왜 그렇게 정해졌습니까?

등급 I과 등급 II는 기존 공구가 그대로 쓰이도록 하기 위해서였습니다. 보고서에는 등급 I과 등급 II의 공차가 현재 여러 제조업체에서 구할 수 있는 시판 탭의 사용을 허용한다는 제목이 있습니다. 구멍을 기준 치수에 가깝게 하려는 등급 III 정밀 끼워맞춤에 대해서는 대신 선별한 탭을 권장합니다.

위원회는 국제 나사산 합의를 시도했습니까?

1919년 7월 유럽에 대표단을 보내 영국과 프랑스의 표준 기관과 협의했으며, 보고서는 나사산의 국제 표준화에 대해 확정적인 합의에 이르지 못했다고 밝힙니다. 위원회의 마지막 권고는 국제 표준이 어떤 것이든 영국식과 미터식 중 어느 측정 체계로도 만들 수 있어야 한다는 것이었습니다.

통과 게이지는 실제로 무엇을 검사합니까?

이 보고서의 논리로는 끼워맞춤 전체입니다. 보고서는 공차 한계가 통과·정지 마스터 게이지의 치수를 나타내고, 제품의 리드 오차와 각도 오차는 유효 지름을 적절히 바꾸어 상쇄할 수 있으며, 통과 게이지가 제품에 들어가면 형상이 유효 지름, 리드, 각도에서 게이지와 다르더라도 호환성이 확보된다고 말합니다. 정지 게이지는 유효 지름만 검사합니다.

참고 자료

• Progress Report of the National Screw Thread Commission, authorized by Congress 18 July 1918, as approved 19 June 1920; issued 4 January 1921 as Miscellaneous Publications of the Bureau of Standards No. 42. Full scan and text on the Internet Archive
• 셀러스, 1864년, Journal of the Franklin Institute에서 읽음, 이 보고서가 미국의 선행 문서로 거명한 논문

이 보고서는 미국 정부 간행물이며 퍼블릭 도메인입니다. 접근 제한이 없는 Internet Archive 소장본(식별자 progressreportof42nati)의 스캔 텍스트로 읽었습니다. 인용은 법률 제6조의 오식을 포함해 인쇄된 그대로 옮겼습니다. 이 페이지는 공차표의 값을 하나도 인용하지 않습니다. 이 스캔본의 표 페이지는 광학 문자 인식으로 심하게 깨져 있는 반면 본문은 깨끗하므로 본문만 사용했고, 공차 규칙은 숫자가 아니라 방향과 구조로 설명했습니다. 이 보고서에는 1925년, 1929년, 1933년의 후속판이 있으나 어느 것도 읽지 않았으며, 여기에는 그 판들이 무엇을 바꾸었는지에 대한 서술이 없습니다. 1948년 Unified 나사산 협정은 이 페이지의 범위 밖입니다. 국가 굵은 나사산 계열과 국가 가는 나사산 계열이라는 이름은 1921년 이 문서에 나오며, 이 페이지는 이를 이후의 Unified 개정판까지 추적하지 않습니다. 그러려면 그 개정판들을 읽어야 합니다. 6개월 기한은 법률이 정한 내용으로만 전했습니다. 보고서는 자기 내용의 어떤 특성도 그 기한 탓으로 돌리지 않으며, 이 페이지도 마찬가지입니다.