2023년 4회 기출복원 모의고사

압전형 가속도 센서는 높은 감도를 가지고 있어 손으로 고정하여 사용할 수 없으며, 반드시 나사나 접착제로 견고하게 부착해야 한다. 센서의 특징을 보면 1번 소형·경량화에 유리하고, 2번 압전 소자의 특성상 사용 온도 범위가 넓으며, 3번 매우 낮은 질량으로 인해 공명주파수가 높아 광대역 주파수 특성을 가진다. 4번은 "저감도이므로"라는 근거 자체가 잘못되었으므로 정답이다.

선형 진동은 진폭의 크기와 무관하게 진동계의 운동 방식이 동일한 특성을 가지며, 진폭이 증가해도 고유진동수나 감쇠 특성이 변하지 않는다. '선형 진동' 보기는 "진폭이 증가함에 따라 운동하는 방식이 달라진다"는 의미로 해석되어 선형 진동의 정의에 모순된다.

• 자유 진동은 초기 외란 후 계가 자체 복원력으로 진동하는 경우이다.
• 비감쇠 진동은 현실의 감쇠를 무시하는 이상적 모델이다.
• 규칙 진동은 불평형이나 정렬 오류 같은 주기적 원인으로 발생하는 정상 진동을 나타낸다.

음원에서 모든 방향으로 동일한 에너지를 방출할 때 발생하는 음파는 구면파(spherical wave)다. 구면파는 점음원(point source)이 모든 방향으로 균등하게 에너지를 방사할 때 형성되며, 음파의 파면(wavefront)이 음원을 중심으로 한 동심원 구면을 이룬다. 평면파는 음원의 특정 한 방향으로만 전파되고 파면이 평면을 이루며, 발산파와 진행파는 음파의 일반적인 분류로서 특정 방향성을 전제한다.

터빈식 유량계는 소형이고 구조가 단순한 것이 특징이므로, 3번의 "용적식 유량계에 비해서 대형이며, 구조가 복잡하고 비용이 많이 소요된다"는 명제가 틀렸다. 터빈식은 1번처럼 내구력이 있고 유지보수가 용이하며, 2번처럼 회전식이므로 압력 손실이 작고, 4번처럼 다양한 유체(고온·저온·고압 액체, 식품·약품 등)에 광범위하게 적용될 수 있다는 점에서 용적식 유량계보다 경제적이고 실용적이다.

맞대기 용접부 내부의 기공과 같은 체적형 결함은 대상체를 투과하는 방사선의 강약 차이를 필름에 기록해 판별하는 방사선투과검사(RT)로 가장 잘 검출된다.

• 침투탐상검사와 자분탐상검사는 표면에 열린 결함만 검출할 수 있다.
• 와류탐상검사는 도체 표면 및 표층부의 결함 검출에 적합하다.

가속도 센서의 고정 방법 중 나사(스터드) 고정은 센서와 측정면이 강체에 가깝게 밀착되어 사용 가능한 주파수 영역이 가장 넓고, 정확도와 장기 안정성이 우수하며 먼지·습기·온도의 영향도 적다.

• 밀랍 고정은 간편하지만 온도가 높아지면 밀랍이 녹아 안정성이 떨어진다.
• 마그네틱 고정은 설치가 쉬우나 접촉면 상태에 따라 사용 가능한 주파수 영역이 좁아진다.

주파수가 약간 다른 두 음원이 만나 보강·소멸간섭을 교대로 일으켜 소리가 커졌다 작아졌다 하는 현상은 맥놀이(beat)이다.

공명은 고유진동수와 외력 진동수가 일치할 때 진폭이 커지는 현상이고, 마스킹은 큰 소리가 작은 소리를 묻히게 하는 현상이라 맥놀이와는 다른 개념이다.

사람이 들을 수 있는 최저 가청음압(기준음압)은 $2 \times 10^{-5}\ \mathrm{N/m^2}$이다.

이는 0dB 음압레벨의 기준값으로 국제적으로 통일되어 사용되는 수치이다.

진동을 설명하는 진동계의 기본요소는 질량, 스프링(강성), 감쇠 세 가지이다.

고유진동수는 이 요소들로부터 계산되는 결과값(스프링상수와 질량의 비의 제곱근)이지, 그 자체가 진동계를 이루는 기본요소는 아니다.

기류음은 물체의 진동이 아닌 기류 자체의 난란(와류, 소용돌이) 현상에서 발생하는 것이므로, "물체의 진동에 의한 기계적 원인"이라는 설명은 오류다. 음의 발생 원인을 분류하면 진동에 의한 기계음과 기류의 난란에 의한 기류음으로 나뉜다.

• '기계 본체의 진동에 의한 소리는 이차고체음이다': 기계 본체 진동음을 이차고체음으로 분류하는 것이 맞다.
• '음의 발생은 크게 고체음과 기체음 두가지로 분류할 수 있다': 음원의 매질에 따라 고체음과 기체음으로 분류하는 것이 정확하다.
• '선풍기 또는 송풍기 등에서 발생하는 음은 난류음이다': 선풍기나 송풍기에서 발생하는 음이 기류의 난류(난란) 현상에서 비롯된 난류음인 것이 맞다.

설비진단기술은 설비의 열화 검출, 성능 평가와 수명 예측, 상태 파악과 고장 원인 규명을 목적으로 하는 기술이라, 생산량 증가 방법을 찾는 기술이라는 설명은 정의에 맞지 않는다.

ISO 단위계에서 변위는 m(또는 mm), 속도는 m/s(또는 mm/s), 가속도는 m/s²로 표시한다.

변위의 단위를 $\mathrm{m/s^2}$로 나타낸 것은 가속도의 단위를 변위에 잘못 적용한 것으로 틀린 설명이다.

소음 방지 설명 중 틀린 것은 "투과손실은 재료의 굽힘강성과 내부 댐핑에 의한 영향을 받지 않는다"는 부분이다.

실제로는 재료의 굽힘강성과 내부 댐핑(감쇠)이 투과손실의 크기에 직접 영향을 준다.

차음벽의 차음 효과가 투과율로 결정된다는 것, 다공성 재료가 높은 흡음율을 갖는다는 것, 소음기가 덕트·배기 소음 방지에 쓰인다는 것은 모두 옳은 설명이다.

시정수(time constant) τ는 1차 시스템의 과도응답 특성을 나타내는 기본 파라미터로, 출력이 최종 값의 63.2%(≈63%)에 도달하는 데 걸리는 시간으로 정의된다.

이는 1차 시스템의 응답함수 y(t) = y_f(1 - e^(-t/τ))에서 t = τ일 때 y(τ) = y_f(1 - e^(-1)) = 0.632y_f가 되는 수학적 정의에서 비롯된다.

• '출력이 최종 값의 50%가 되기까지의 시간'의 50%는 반응시간의 정의이다.
• '출력이 최종 값의 90%가 되기까지의 시간'의 90%는 상승시간(rise time) 관련 정의로, 시정수의 정의와는 구분되는 개념이다.
• '출력이 최종 값의 10%에서 90%까지의 경과시간'의 10~90% 구간도 상승시간(rise time) 관련 정의로, 시정수의 정의와는 구분되는 개념이다.

차압식 유량계는 유체가 조리개를 통과할 때 생기는 압력차(차압)를 이용해 유량을 구하는 방식으로, 오리피스·노즐·벤투리관이 대표적인 차압 기구이다.

로터미터는 테이퍼관 속의 부자(플로트) 위치로 유량을 읽는 면적식 유량계로, 차압을 이용하는 방식이 아니므로 차압 기구에 속하지 않는다.

무게(질량)는 진동체 자체의 물리적 속성일 뿐, 진동의 크기를 나타내는 측정 변수가 아니다.

기계진동의 크기는 시간에 대한 변위의 변화를 나타내는 변위, 속도, 가속도로 평가하며, 이 세 가지는 서로 미분·적분 관계에 있다.

마스킹 효과는 두 음의 주파수가 비슷할수록 커지므로, 주파수가 비슷할 때 대단히 작아진다는 설명이 틀렸다.

나머지 설명은 모두 옳다.

• 저음과 고음 — 저음은 고음을 잘 마스킹한다.
• 방해음의 음압 — 방해음의 음압이 클수록 마스킹 효과가 커진다.
• 주파수가 거의 같을 때 — 맥동(beat)이 생겨 두 음이 구별되므로 마스킹 효과가 오히려 감소한다.

같은 성질의 파동 여러 개가 동시에 한 점을 통과할 때 그 점의 진폭이 개개 파동 진폭의 합과 같아지는 현상은 중첩의 원리이다.

도플러 원리는 파원과 관측자의 상대운동에 따른 주파수 변화를, 호이겐스 원리는 파면 위의 각 점이 새로운 파원이 되어 다음 파면을 만든다는 원리를 설명하는 것으로, 서로 다른 개념이다.

전달률은 12.5%이다.

강제 진동수는 $f = 1800/60 = 30\ \mathrm{Hz}$이고 진동수비는 $r = 30/10 = 3$이다.
$T = \dfrac{1}{\lvert 1-r^2 \rvert} = \dfrac{1}{8} = 0.125$이다.

진동수비가 √2를 넘어야 전달률이 1 미만이 되어 방진 효과가 생긴다.

자이로스코프 센서는 회전 각속도(방향 변화)를 검출하는 센서로, 온도 측정에는 사용되지 않는다.

적외선 센서와 방사형 온도계는 물체가 방출하는 적외선 에너지를 이용해 비접촉으로, 서모커플(열전대) 센서는 두 금속 접점의 열기전력을 이용해 접촉식으로 온도를 측정한다.

설비종합효율(OEE)은 $\text{시간가동률} \times \text{성능가동률} \times \text{양품률}$로 계산되며, 노동 효율은 이 계산식에 포함되지 않는다.

보전이 필요 없는 설비를 설계해 가능한 빨리 안전 가동에 이르게 하는 TPM 활동은 MP설계와 초기 유동관리 체제의 확립이다.

MP(Maintenance Prevention)설계는 신설비 계획·설계 단계부터 고장이 적고 보전이 쉬운 구조를 반영하는 것이며, 초기 유동관리는 설비 도입 초기부터 조기에 안정적으로 가동시키기 위한 관리체제를 말한다.

설비의 종류·수·크기·용량·위치에 따른 보전개념과 보전작업 결정, 설비계획·관리에 대한 명확한 책임과 권한을 가지면서도 동종 설비를 여러 지역에 분산 설치해 보전능력이 분산되는 형태의 설비망은 시장 중심 설비망이다.

지역별 시장(수요)에 대응하기 위해 같은 종류의 설비를 여러 지역 거점에 나눠 설치·운영하는 구조이기 때문에, 공정이나 제품 종류를 기준으로 조직되는 공정 중심·제품 중심 설비망과는 구분된다.

점도지수(VI)는 (L−U)를 (L−H)로 나눈 뒤 100을 곱해 구한다.

발문에 정의된 세 점도는 모두 40℃ 기준으로 비교한 값이다. U는 시료유의 40℃ 점도, L은 100℃에서 시료유와 점도가 같은 VI=0 표준유의 40℃ 점도, H는 같은 조건의 VI=100 표준유의 40℃ 점도다.

따라서 $VI=\dfrac{L-U}{L-H}\times 100$ 이며, 분모 (L−H)는 지수 0과 100 사이의 전체 폭이고 분자 (L−U)는 시료유가 그 폭에서 차지하는 위치다. U가 H에 가까울수록 값이 100에 가까워져 온도가 변해도 점도가 잘 변하지 않는 기름임을 뜻한다.

두 괄호를 곱하거나 부호를 더하기로 바꾼 식은 비율이 아니라 값의 곱·합이 되어 0~100 척도를 만들어 내지 못한다.

MTBF분석은 설비의 고장 간 평균시간을 다루는 신뢰성·보전 지표로, 설비 배치 분석 기법이 아니다.

설비배치 분석에는 자재의 이동 경로를 살피는 자재흐름분석, 생산량을 기준으로 배치를 검토하는 제품수량분석, 공정 간 근접도를 평가하는 흐름활동 상호관계 분석이 활용된다.

열화 지연은 설비 열화 대책의 표준 분류에 포함되지 않는 용어다.

설비 열화 대책은 통상 열화 방지(청소·급유·조임 등 일상점검으로 열화 발생을 억제), 열화 측정(점검·검사로 열화 진행 상태 파악), 열화 회복(수리·정비로 성능을 되돌림) 세 가지로 구분한다.

ISO 산업용 윤활유 점도 등급(ISO VG)은 40℃에서 측정한 동점도를 기준으로 분류한다.

황 제거는 액체연료(특히 석유)의 처리 특징으로, 기체연료(천연가스, 프로판 등)는 이미 황 함유량이 매우 낮아 별도의 황 제거 공정이 필요하지 않다.

• '화염의 흑도가 낮고 방사열이 적다': 기체연료가 분자 구조상 탄소 함량이 적어 화염의 흑도(검은빛)가 낮고 방사열이 적은 것이 맞다.
• '예열에 의한 열효율 상승이 비교적 용이하다': 기체는 이미 기체 상태이므로 예열에 의한 열효율 상승이 비교적 용이하다.
• '조금 많은 공기의 공급으로 완전연소가 가능하다': 기체연료가 공기와 잘 혼합되어 조금 많은 공기 공급으로도 완전연소가 용이하다.

생산보전(Productive Maintenance)은 설비의 계획·설계 단계부터 폐기까지 전 생애주기에 걸쳐 설비비·보전비·열화손실의 총합을 최소화해 기업의 생산성을 높이려는 보전 방식이다.

• 개량보전은 설비 자체의 체질을 개선해 고장을 줄이는 활동이다.
• 사후보전은 고장이 발생한 뒤에 수리하는 방식이다.
• 예방보전은 고장을 사전에 막기 위한 정기적인 점검·정비 활동이다.

설비의 경제성 평가 방법은 초기투자비, 운영비, 내용연수 등을 고려하여 최적의 설비를 선택하는 기법이다. MTTR(Mean Time To Repair, 평균 수리시간)은 설비의 신뢰성 및 유지보수성을 나타내는 지표일 뿐 경제성 평가 기법이 아니다.

• 자본회수법은 초기투자비를 내용연수에 걸쳐 균등 회수하는 방식이다.
• MAPI 방식(Machinery and Allied Products Institute)은 신규 설비 도입의 수익성을 평가하는 경제성 분석 기법이다.
• 연평균 비교법은 설비의 연평균 비용을 계산하여 비교하는 방법이다.

열화에 의한 고장은 마모고장기(마모 열화)에 나타나는 현상으로, 초기고장기의 원인으로 보기 어렵다.

초기고장기는 설계상의 오류, 제조과정의 실수, 부적정한 설치처럼 제작·설치 단계의 결함이 초기에 드러나는 시기이며, 시간이 지나며 부품이 닳아 발생하는 열화고장은 수명 후반의 마모고장기에 해당한다.

고장강도율은 2.50%이다.

$(10/400) \times 100 = 2.50$ %로, 분모는 가동시간이 아니라 부하시간이다.

1.25%는 고장 횟수를 부하시간으로 나눈 고장도수율이다.

목표를 설정할 때는 현재 수준을 한눈에 비교·파악할 수 있는 막대그래프, 히스토그램, 레이더 차트 같은 도표 기법이 활용된다.

체크시트는 원인 조사나 데이터를 있는 그대로 기록·집계하기 위한 양식이어서 목표설정보다는 자료 수집 단계에 쓰인다.

목적별 분류에서 유틸리티설비에 해당하는 것은 발전 설비이다.

유틸리티설비는 전력, 용수, 증기, 압축공기 등 생산 활동에 필요한 동력과 에너지를 공급하는 설비를 말하며, 발전 설비가 여기에 속한다.

운반 장치는 물류·운반 설비, 항만 설비는 수송(하역) 관련 설비, 서비스 숍은 서비스 설비로 다뤄지므로 동력·에너지를 공급하는 유틸리티설비와는 구분된다.

조업시간 중 정지시간은 설비가 실제로 가동되지 않는 시간을 말하며, 대기시간·준비시간·설비 수리시간이 이에 해당한다.

반면 정미 가동시간은 설비가 실제로 제품을 생산하며 가동된 시간이므로, 정지시간이 아니라 가동시간에 속한다.

적점(dropping point)은 그리스를 가열했을 때 반고체 상태에서 액체가 되어 처음 떨어지기 시작하는 온도로, 그리스의 내열성을 판단하는 기준이다. 유동점은 윤활유가 흐를 수 있는 최저 온도이고, 이유도는 그리스에서 기름이 분리되는 정도다.

자주보전 전개 7단계는 초기청소 → 발생원·곤란개소 대책 → 청소급유기준 작성 → 총점검 → 자주점검 → 정리정돈(표준화) → 자주관리의 시스템화 순으로 진행된다.

따라서 5단계에 해당하는 활동은 자주점검이며, 초기청소는 1단계, 발생원·곤란개소 대책은 2단계, 자주보전의 시스템화는 마지막 7단계에 해당한다.

내구사용기간 동안 드는 자본비용과 가동비의 합을 현재가치로 환산한 뒤 연평균 비용으로 바꾸어 대안을 비교하는 연평균 비교법의 설명이 옳다.

나머지는 다른 방식의 설명을 붙여 틀렸다.

• 신 MAPI 방식 — 정액 상각비·평균이자·가동비로 연간비용을 잡는 것은 평균이자법의 설명이다.
• 비용 비교법 — 긴급률(urgency rating)을 도입해 투자 순위를 정하는 것은 MAPI 방식의 설명이다.
• 자본 회수법 — 긴급률로 투자 순위를 정하는 것은 MAPI 방식의 설명이다.

설비의 불합리 현상을 원리·원칙에 따라 물리적으로 해석해 메커니즘을 밝히는 사고방식은 PM분석이다.

PM분석의 P는 현상(Phenomenon)과 물리적(Physical), M은 메커니즘(Mechanism)과 설비·사람·재료·방법(4M)의 관련성을 뜻하며, 만성로스의 근본 원인을 찾는 데 쓴다.

• FTA — 정상 사상(고장)에서 출발해 원인을 논리 기호로 거슬러 올라가며 분석하는 기법이다.
• FMEA — 부품의 고장 모드가 시스템에 미치는 영향을 사전에 평가하는 기법이다.
• QM분석 — 품질 불량을 없애기 위해 설비 조건과 품질 특성의 관계를 관리하는 분석이다.

두 물체가 상대운동을 할 때 접촉면에서 일어나는 마찰·마모·윤활 현상을 종합적으로 다루는 학문을 트라이볼로지(Tribology)라 한다.

Friction은 마찰, Lubrication은 윤활이라는 개별 현상을 가리키는 용어이고, Maintenance는 설비의 보전 활동을 뜻해 학문 명칭과는 구분된다.

강재의 얇은 박판 형태로 되어 있어 틈새나 홈의 간극을 측정하는 게이지를 틈새 게이지(필러 게이지)라 한다.

나사 게이지·높이 게이지·다이얼 게이지는 각각 나사 규격, 높이 치수, 미세한 변위를 측정하는 용도라 얇은 판을 겹쳐 간극을 재는 방식과는 다르다.

스플라인은 보스와 축의 둘레에 여러 개의 키 홈을 가공해 붙인 형태의 체결요소다.

접촉면이 많아 일반적인 키보다 훨씬 큰 동력을 전달할 수 있고 내구력도 뛰어나 자동차, 공작기계, 발전용 증기터빈 등에 널리 쓰인다.

공기 기계는 토출 압력으로 구분하며, 송풍기(블로어)는 약 10 kPa 이상 0.1 MPa 미만에서 사용한다.

옛 단위로는 $0.1\sim1\ \mathrm{kgf/cm^2}$ 이고,
$1\ \mathrm{kgf/cm^2}\approx 98\ \mathrm{kPa}\approx 0.1\ \mathrm{MPa}$ 이므로 SI로 약 10 kPa~0.1 MPa가 된다.

이보다 낮은 10 kPa 미만은 팬(통풍기), 0.1 MPa 이상은 압축기의 영역이다.

전동기가 회전 중 진동을 보이는 원인은 대개 기계적 불평형이나 접촉 이상에서 비롯되며, 냉각 불충분은 온도 상승의 원인일 뿐 직접적인 진동 원인은 아니다.

• 베어링의 손상은 회전체 지지가 불안정해져 진동을 유발한다.
• 커플링·풀리의 이완은 축 정렬이 흐트러져 진동을 유발한다.
• 로터와 스테이터의 접촉은 에어갭 불균일로 인한 진동을 유발한다.

측정량 변화에 대한 지침의 움직임 정도, 즉 최소눈금으로 나타내는 값은 감도이다.

감도가 높을수록 작은 변화에도 지침이 크게 움직여 미세한 차이를 구별하기 쉽다.

정밀도는 반복 측정의 재현성을, 정확도는 참값에 가까운 정도를 나타내는 별개의 개념이다.

플랜지이음은 내압이 높고, 관경이 크며, 분해·조립이 빈번한 경우에 사용하는 이음 방식이다. 플랜지이음은 볼트로 조립되므로 필요시 쉽게 분해할 수 있고(4번 ○), 큰 관경에도 적용 가능하며(3번 ○), 높은 내압에도 견딜 수 있다(2번 ○). 반면 신축성이 필요한 경우에는 플랜지이음이 강성이 높아 신축을 방해하므로 부적합하며, 이 경우 소켓이음이나 스크루 이음 같은 유연한 이음을 사용한다(1번 ✗).

강재 표면에 알루미늄을 확산침투시켜 내스케일성과 고온산화 저항성을 높이는 표면경화법은 칼로라이징이다.

• 크로마이징(크로미아징)은 크롬을 침투시키는 방법이다.
• 세라다이징은 아연을 침투시키는 방법이다.
• 실리콘나이징은 규소를 침투시키는 방법이다.

담금질 후 남아 있는 잔류 오스테나이트를 0℃ 이하로 냉각하여 마텐자이트로 변태시키는 조작을 심랭처리(subzero treatment)라 한다.

침탄법은 표면에 탄소를 침투시켜 경화층을 만드는 처리이고, 항온열처리는 일정 온도에서 유지하며 변태시키는 처리이며, 고주파경화는 표면만 급속 가열·냉각하는 표면경화법이라 잔류 오스테나이트 제거와는 목적이 다르다.

줄 작업 방법에는 줄을 앞뒤로 곧게 밀어 깎는 직진법, 줄을 비스듬히 걸어 깎는 사진법, 줄을 가로 방향으로 옮겨 가며 깎는 병진법이 있다.

피닝(peening)은 공구로 표면을 두드려 다듬는 타격 가공법으로 줄을 이용해 깎아내는 작업이 아니므로 줄 작업 방법에 해당하지 않는다.

두 축의 중심선이 각도를 이루며 교차하고 운전 중 그 각도가 다소 변해도 동력을 전달할 수 있는 축이음은 유니버설 커플링이다.

머프·클램프 커플링은 두 축이 일직선일 때 사용하는 강성 커플링이고, 올덤 커플링은 두 축이 평행하되 편심된 경우에 쓰인다.

혐기성 접착제는 공기가 차단되면 경화하므로, 용기를 가득 채워 공기를 없애 보관하면 용기 안에서 굳는다.

그래서 보관 용기는 공기층을 남기고 공기가 통하는 재질을 쓴다.

도포 면의 탈지, 경화 전 진동 금지, 분해 빈도에 맞는 강도 등급 선택은 올바른 사용법이다.

볼트와 너트가 고착되는 것은 나사면에 부식이 발생해 나사산이 맞물린 채로 굳어버리기 때문이다.

수분, 부식성 가스, 부식성 액체가 나사면에 침투하면 녹(부식 생성물)이 생겨 체결부가 굳어붙는다.

반면 유성 페인트를 도포하는 것은 나사면을 외부 습기·부식성 물질로부터 차단하는 방청 조치로, 오히려 고착을 막아주므로 고착 원인이 아니다.

산업안전보건법령상 보일러에 압력방출장치를 2개 이상 설치하는 경우, 1개는 최고사용압력 이하에서 작동하고 나머지 하나는 최고사용압력의 1.05배 이하에서 작동하도록 설치해야 한다.

드릴의 각 부분과 역할을 검토하면, 사심(dead center)은 드릴 끝 부분의 중앙에 있는 뾰족한 지점으로, 가공물을 절삭하는 것이 아니라 드릴이 회전할 때 수직도를 유지하는 안내 역할만 한다. 실제 절삭은 드릴 끝의 두 개 날(cutting edge)이 담당한다. 생크는 척에 고정되는 부분(○), 홈 나선각은 중심축과 홈이 이루는 각도(○), 마진은 드릴 외경의 좁은 날로 안내 역할(○)이 모두 올바르다.

와셔를 굽히거나 구멍을 만들어 그곳에 끼운 뒤 고정하는 풀림 방지법은 폴 와셔에 의한 방법이다.

폴 와셔는 와셔의 발톱(pawl)을 굽히거나 체결 부재에 낸 구멍에 끼워 걸어 와셔 자체가 돌지 못하게 하고, 이를 통해 너트의 회전을 기계적으로 막는다.

• 스프링 와셔 — 절개된 와셔의 탄성 반발력으로 체결력을 유지해 풀림을 막는다.
• 이붙이 와셔 — 둘레의 톱니가 접촉면을 파고들어 마찰로 풀림을 막는다.
• 혀붙이 와셔 — 와셔의 혀를 너트 측면이나 부재 모서리에 굽혀 붙여 고정하는 방식이다.

O링은 사용 환경의 온도 변화에 두루 대응해야 하므로 사용 온도 범위가 넓을 것이 구비 조건이며, "온도 범위가 좁을 것"은 이와 반대되는 잘못된 설명이다.

내노화성과 내마모성이 좋고 상대 금속을 부식시키지 않아야 한다는 조건은 O링에 요구되는 정상적인 구비 조건이다.

담금질 설명 중 옳지 않은 것은 냉각속도는 판재가 구형보다 빠르다는 내용이다.

같은 두께·지름을 기준으로 비교하면 구형이 부피에 비해 표면적이 넓어 열을 더 빠르게 방출하므로, 실제로는 구형이 판재보다 냉각속도가 빠르다.

냉각액을 저어 대류를 강화하면 냉각능력이 높아지는 점, 탄소량에 따라 담금질 경도가 달라지는 점, 물은 차갑게 기름은 데워서 쓰는 온도 조건은 맞는 설명이다.

핀틀 체인(Pintle Chain)은 링크판과 부시를 일체화시킨 구조로, 오프셋 링크와 이음 핀으로 연결되어 있는 체인이다. 롤러 체인은 부시 위에 롤러가 별도로 장착된 구조이고, 부시 체인은 부시만 있으며 롤러가 없는 형태이며, 블록 체인은 금속 블록을 이음 핀으로 연결한 구조로 저속 중용량 운반용(컨베이어, 엘리베이터 등)에 사용되는 점이 핀틀 체인의 특징과 일치한다.

질화층은 매우 얇지만 극히 경한 특수한 화합물층을 형성하므로 경화에 의한 변형이 침탄법보다 훨씬 적다는 것이 핵심이다. 따라서 변형이 크다는 설명이 질화법의 실제 장점과 배치되는 틀린 설명이다.

• '질화 후의 열처리가 필요 없다': 질화 후 조직의 안정화를 위해 저온 열처리(뜸질)를 할 수 있으나, '필요 없다'는 표현은 과장이지만 일반적으로는 추가 열처리 없이 경화 상태를 유지하는 장점이 있다.
• '침탄법에 비해 경화층이 얇고 조작시간이 길다': 질화층이 침탄층보다 얇고 확산 속도가 느려 시간이 더 오래 걸린다는 올바른 특징이다.
• '질화층을 깊게 하려면 긴 시간이 걸린다': 깊은 질화층을 얻으려면 장시간의 처리가 필요한 특징이다.

축 도시 방법의 기준은 축의 대칭성과 표준화된 도식 규칙에 있다. 긴 축은 중간을 파단하여 짧게 그리는 것이 표준이므로 2번이 옳지 않다. 1번은 축이 회전체이므로 길이 방향 단면을 생략하는 것이 맞고, 3번은 축 끝의 모따기와 라운딩을 도시할 수 있으며, 4번은 널링(knurling)을 표시할 때 빗줄이나 특정 기호로 표현하는 것이 맞다.

옳지 않은 설명은 로터리 형식에 관한 내용이다.

로터리 형식 방향전환밸브는 회전축에 대해 불평형한 방향으로 측압이 걸리고, 로터에 큰 압유통로를 뚫어야 하기 때문에 밸브 본체가 오히려 대형이 된다.

스풀 형식이 유로 형식과 조작방식을 자유롭게 설계할 수 있다는 점, 포핏 형식이 누유가 적어 로크회로에는 유리한 반면 추력 평형과 조작 자동화가 어려워 고압용 방향전환 밸브로는 널리 쓰이지 않는다는 점은 맞는 설명이다.

공기압의 체크밸브는 한 방향으로만 흐름을 허용하고 역방향 흐름을 차단하는 기능을 한다. 전기 타임 릴레이에서 이와 동일한 역할을 하는 것은 다이오드로, 한 방향(순방향)으로만 전류를 통과시키고 역방향 전류를 차단한다.

다이오드는 릴레이 코일에 병렬로 연결되어 코일 전원이 차단될 때 유도 역전압(back EMF)이 발생하면 이를 흡수하여 접점을 보호하는 데 사용되며, 이 과정에서 체크밸브처럼 일방향 통로 역할을 수행한다.

• 접점은 개폐 기능으로 일방향 제어와 무관하다.
• 가변저항은 저항값 조절 기능으로 일방향 제어와 무관하다.
• 커패시터는 전하 저장 기능으로 일방향 제어와 무관하다.

유압 회로의 압력이 설정값을 넘지 않도록 최고 압력을 제한하여 회로와 기기를 과부하로부터 보호하는 밸브는 릴리프 밸브이다.

셔틀 밸브는 두 압력 중 높은 쪽을 선택하는 밸브, 체크 밸브는 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 밸브, 디셀러레이션 밸브는 캠 조작으로 유량을 점차 줄여 감속시키는 밸브로 각각 목적이 다르다.

저투자성 자동화(LCA)는 기존 설비를 최대한 활용해 최소한의 비용과 시간으로, 필요한 공정부터 단계적으로, 외주가 아니라 현장에서 직접 자동화를 추진하는 방식이다.

다만 특정 작업에 맞춘 간이·전용 자동화이므로 생산의 탄력성(유연성)이 좋아지는 것은 LCA의 특징으로 보지 않는다.

센서로부터 들어온 제어 정보를 분석·처리하여 필요한 제어 명령을 내리는 장치는 제어 신호 처리 장치이다.

액추에이터는 명령을 받아 실제 동작을 수행하는 장치이고, 신호 입력 요소는 센서 자체를 가리킨다.

신호의 유무, on/off, 1/0처럼 두 가지 상태만을 이용하는 신호 체계는 2진 제어계(binary control)라 한다.

아날로그 제어계는 연속적으로 변하는 값을 다루고, 10진·동기 제어계는 이런 이진 신호 방식과는 다른 개념이다.

서보 레디(SVRDY)는 구동 준비가 되었음을 알리는 on/off 상태 신호이므로, 속도 명령으로 설명한 것이 틀렸다.

서보 레디는 서보 드라이버가 정상 기동되었음을 알린다. 최대 ±10V 의 아날로그 속도 지령은 서보 레디와 별개의 속도 명령 신호이다.

• 포인트 투 포인트(PTP) — 경로를 제어하지 않고 출발점과 목표점의 위치만 지정하는 방식으로 옳은 설명이다.
• MDI — 위치 데이터를 키 조작으로 직접 입력하는 방식으로 옳은 설명이다.

이송(transfer)에 해당하지 않는 것은 위치결정이다.

취합, 계량, 분류는 자재나 작업물을 옮기고 나누는 흐름에 관한 기능인 반면, 위치결정은 작업물을 정해진 자세나 좌표에 정확히 맞추는 위치잡기(오리엔테이션) 기능으로 이송과는 별도로 분류된다.

속도수두 V²/2g, 압력수두 p/γ, 위치수두 Z를 모두 더한 값이 일정하다는 것이 베르누이 정리다.

세 항은 유동하는 유체의 운동·압력·위치 에너지를 각각 수두(길이)로 환산한 것으로, 마찰이 없는 정상류에서는 형태만 서로 바뀔 뿐 총합이 변하지 않는다.

따라서 $\dfrac{V^2}{2g}+\dfrac{p}{\gamma}+Z=\text{일정}$ 이며, 관이 좁아져 속도가 빨라지면 그만큼 압력수두가 낮아지는 관계도 여기서 나온다.

세 항 중 어느 하나라도 빼기 부호로 쓰면 에너지의 보존이 아니라 에너지의 차를 나타내게 되어 성립하지 않는다.

유압시스템의 토출 유량이 줄었다면 펌프 회전방향이 맞는지, 탱크 유면 높이가 충분한지, 릴리프밸브 조정 상태가 적절한지를 점검한다.

전동기와 펌프의 축 오정렬은 진동·소음·베어링 손상의 원인이지, 토출 유량 감소를 설명하는 점검사항은 아니다.

피스톤이 실린더 커버(엔드캡)에 부딪히는 충격을 완화하려면 행정 끝에서 유체 배출을 제한해 감속시키는 쿠션 장치가 필요하다.

실린더 양 끝에 쿠션 기구를 두면 피스톤 속도가 급격히 줄어들어 충격과 충격파 발생을 방지하고 실린더 수명을 늘릴 수 있다.

외란(disturbance)의 영향을 감지하고 이를 제거하기 위해 적절한 조작을 가하려면 시스템의 출력을 측정하여 목표값과 비교하고 오차에 따라 제어량을 조정해야 한다. 이는 폐회로 제어(피드백 제어)의 핵심 원리로, 센서로 실시간 상태를 피드백받아 외란 발생 시 자동으로 보정하는 방식이다. 동기·비동기 제어는 신호의 동기화 여부, 시퀀스 제어는 정해진 순서대로 동작하는 방식으로 외란 제거 기능이 없으며, 개루프 제어는 외란을 감지할 수 없다.

실린더에 반지름 방향(측면) 하중이 작용하면 피스톤 로드 베어링이 빨리 마모된다.

로드가 축 방향이 아닌 옆으로 힘을 받으면 로드를 지지하는 베어링(부싱) 부위에 편심 하중이 걸려 국부적인 마모가 빠르게 진행된다.

환형(ring) 네트워크는 각 노드가 양쪽 이웃 노드와만 연결되어 일렬로 연결된 형태이며, 하나의 링크나 노드 장애가 발생하면 전체 통신이 차단되어 모든 시스템이 정지될 수 있다. 성형은 중앙 허브 장애 시에만 정지되고, 망형은 다중 경로로 인해 장애 내성이 높으며, 트리형은 상위 노드 장애 시에만 해당 부분이 정지되므로, 문항의 "하나의 제어기 고장도 전체 시스템 정지 가능"이라는 조건과 정확히 부합하는 것은 환형 구조이다.

나사형(스크루) 회전자가 맞물려 회전하며 압축하는 방식은 스크루 압축기이다.

회전운동만으로 압축이 이루어져 고속회전이 가능하고 소음이 적으며, 왕복운동이 없어 맥동이 발생하지 않아 큰 공기탱크가 필요 없다.

펌프의 전효율은 84.0 %이다.

$L = pQ = 14 \times 10^{6} \times \dfrac{27 \times 10^{-3}}{60} = 6300\ \mathrm{W}$
$\eta = \dfrac{6.3}{7.5} \times 100 = 84.0\ \%$

90.0 %는 이론 토출량 30 L/min에 대한 용적효율이고, 93.3 %는 기계효율로 이 둘을 곱한 값이 전효율이다.

75.6 %는 전효율에 용적효율을 한 번 더 곱한 잘못된 값이다.

유압 발생장치의 기름 탱크 용량은 펌프 토출량의 3배 이상으로 설계하는 것이 일반적인 기준이다. 이는 탱크 내에서 기름이 충분한 체류 시간을 가져 열 발산, 기포 제거, 불순물 침전 등이 효과적으로 이루어지도록 하기 위한 것이다. 펌프 토출량과 같거나 스트레이너·공기 청정기 용량에 기준을 두는 것은 유압 시스템의 안정성을 보장할 수 없다.

자동화 시스템은 흔히 센서(입력)-프로세서(제어)-액추에이터(출력)로 나뉘며, PLC는 입력 신호를 받아 프로그램에 따라 판단·연산하는 프로세서(제어부)에 해당한다.

자동제어에 해당하는 작업은 서보 모터로 입력된 경로를 따라가는 아크 용접 로봇의 용접이다.

이 문항의 자동제어는 출력을 검출해 목표값과 비교하고 그 차이를 줄이도록 정정하는 피드백 제어를 뜻하며, 서보 기구가 대표적인 예다.

• 리밋 스위치를 둔 실린더 반복 작업 — 위치 신호에 따라 정해진 순서로 전·후진하는 시퀀스 제어다.
• 센서를 둔 요동형 액추에이터 — 정해진 각도 범위를 센서 신호로 반복하는 시퀀스 제어다.
• 캠과 리밋 스위치로 움직이는 실린더 — 캠이 준 신호를 받아 다음 동작이 이어지는 시퀀스 제어다.

설비보전시스템의 체계도를 구성할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은 생산계획이다.

보전활동은 결국 생산 목표를 뒷받침하기 위한 것이므로, 무엇을 언제 얼마나 생산할지에 대한 생산계획을 먼저 파악한 뒤에 이를 지원할 보전계획·표준설정·보전예방 등의 세부 체계를 구성하게 된다.