16년 2회차

진동차단기의 효과는 주파수비 R 값에 따라 결정되며, R > √2 ≈ 1.414일 때부터 차단 영역에 진입한다. R = 1.4~3 범위는 1.414 < R < √3 ≈ 1.732 구간에서는 차단이 시작되지만, 1.732~3 구간은 차단효과가 중간 수준이므로 "효과 높음"이라는 표현이 부정확하다.

• R ≤ 1.4에서는 공진 영역으로 진동이 증폭되므로 차단효과가 아니라 증폭되는 것이 맞다.
• R = 3~6 범위에서 차단효과가 상대적으로 낮은 중간 영역이 맞다.
• R = 6~10에서 차단효과가 보통 수준인 것이 맞다.

백금은 화학적으로 안정해 산화되기 어려운 금속이며, 이 때문에 표준 측온저항체 재료로 널리 쓰인다. "산화가 쉽다"는 설명은 틀렸다.

백금 측온저항체는 사용범위가 넓고 정밀도가 높아 표준용(기준 온도계)으로 쓰이지만, 자계의 영향을 받기 쉬운 점은 유의해야 할 특성이다.

정밀 진단 기술은 설비·구조물의 상태를 정확히 파악하고 이상 징후를 조기에 발견하는 기술을 의미한다. 고장 검출 해석 기술은 기존 결함을 감지하고, 스트레스 정량화 기술과 강도 및 성능의 정량화 기술은 현재 상태를 측정·평가하는 진단 영역에 해당한다. 반면 결함 원인 및 개선 기술은 진단 후 원인 규명과 개선 방안을 제시하는 사후 처방 단계로, 진단 자체보다는 진단 결과에 따른 대응 기술에 해당하므로 정밀 진단 기술의 범주에 포함되지 않는다.

진동 중 마찰이나 다른 저항에 의한 에너지 손실이 전혀 없는 이상적인 진동을 비감쇠진동이라 한다.

실제로는 마찰·공기저항 등으로 에너지가 소산되는 감쇠진동이 대부분이며, 자유진동·강제진동은 외력의 유무에 따른 구분이라 에너지 손실 여부와는 다른 개념이다.

진동 측정에서 중요한 것은 매번 동일한 조건(회전수·윤활상태·부착 포인트)으로 일관되게 측정하는 것이지, 센서가 최신인지 여부가 아니다. "항상 최신 센서의 측정기로 사용할 것"은 진동측정의 핵심 주의사항이 아니다.

같은 회전수·같은 윤활조건·같은 부착 포인트를 유지해야 측정값을 시계열로 비교해 이상 유무를 판단할 수 있다.

진동 크기를 나타내는 값 중 실효값(RMS)은 에너지와 직접 관련된 값으로, 진동 감시·진단에서 가장 널리 사용된다.

편진폭·양진폭은 파형의 최대치를 나타낼 뿐 에너지량을 반영하지 못하고, 산술 평균값은 진동의 실제 크기를 대표하기 어렵다.

PD 미터(Positive Displacement Flowmeter)는 일정한 부피의 유체를 반복적으로 측정하여 유량을 계산하는 방식으로, 이는 용적식 유량계의 정의와 정확히 일치한다. 오벨 기어형과 루츠형은 모두 회전하는 기어나 회전자가 챔버 내에서 일정 부피의 유체를 격리하여 배출하는 구조이므로 용적식 유량계의 대표적 유형이다. 전자식·면적식·차압식 유량계는 모두 다른 측정 원리를 사용하므로 PD 미터의 정의에 부합하지 않는다.

도플러 레이더는 전자기파의 도플러 효과를 이용해 이동 물체의 속도를 측정하는 장치로, 압력 측정과는 무관한 속도 측정 센서다.

압력센서는 유체의 압력을 측정하여 전기신호로 변환하는 장치다.

• 부르동관은 가늘고 구부러진 금속 튜브가 압력 변화에 따라 탄성 변형되는 원리로 압력을 측정한다.
• 벨로우즈는 주름진 금속 용기가 압력에 의해 수축·팽창하는 방식으로 압력을 감지한다.
• 반도체 압력 센서는 반도체 소재가 압력에 의한 저항 변화를 전기신호로 변환한다.

각도 검출용 센서는 회전축의 각도 또는 각속도를 측정하는 장치다. 리졸버는 회전변압기 원리로 각도를 측정하고, 포텐쇼미터는 분압으로 각도를 아날로그 신호로 변환하며, 로터리 인코더는 펄스 신호로 각도 변화를 감지한다. 포지셔너는 밸브나 액추에이터의 위치를 제어·유지하는 제어 장치로서, 각도를 검출하는 센서 자체가 아니라 검출된 신호를 받아 기기의 위치를 조절하는 제어기의 역할을 한다.

결론: 고유각진동수는 $\omega=\sqrt{\dfrac{k}{m}}$, 즉 강성을 질량으로 나눈 값의 제곱근이다.

질량 m에 강성 k의 스프링이 달린 1자유도계의 운동방정식은 $m\ddot{x}+kx=0$이다. 해를 $x=A\sin\omega t$로 놓고 대입하면 $(k-m\omega^{2})A\sin\omega t=0$이 되어 $\omega^{2}=\dfrac{k}{m}$을 얻는다.

단위로도 확인된다. $\mathrm{N/m}=\mathrm{kg/s^{2}}$이므로 $k/m$의 단위는 $\mathrm{1/s^{2}}$이고 제곱근을 취하면 rad/s가 된다. 반대로 m/k를 넣으면 단위가 초가 되어 진동수가 아니라 주기 쪽 형태다.

물리적으로도 스프링이 단단할수록 빨리 떨리고, 무거울수록 느리게 떨린다는 사실과 맞는다. m과 k를 제곱해 더하거나 서로 곱해 제곱근을 씌운 형태는 차원부터 성립하지 않는다.

파면(wavefront)은 파동의 위상(phase)이 같은 점들을 연결한 면이며, "높이가 같은 점"이라는 표현은 수면파처럼 진폭의 크기를 의미하는 것으로 오류다. 음파는 소밀파이므로 파의 높이 개념이 존재하지 않고, 파면은 진동 상태가 동일한 점들의 집합이다. 음선(2)은 음의 진행 방향을 가리키며 파면에 수직이 맞고, 음파(3)는 공기 등 매질을 전파하는 압력파로 정확하며, 파동(4)도 매질의 변형운동을 통해 에너지가 전달되는 설명이 맞다.

강제급유되는 미끄럼(저널) 베어링을 갖는 회전자에서 나타나는 오일 휨(오일 휘프)은 회전주파수보다 낮은, 대략 절반 수준의 저주파성 진동이므로 "고주파"로 설명한 것은 틀렸다.

공동현상(캐비테이션)에 의한 진동은 넓은 대역의 고주파 성분으로 나타나고, 기초 볼트 풀림이나 회전자의 질량 분포 부적정(언밸런스)은 회전주파수(1X) 부근의 저주파 영역에서 나타나는 것이 맞다.

전자유량계는 도전성 유체가 자계를 직각으로 가로지를 때 유체 자체가 도체 역할을 해 기전력이 유도되는 원리를 이용한다. 이때 기전력의 발생 방향을 결정하는 것은 발전기 법칙인 플레밍의 오른손 법칙이다.

오른손의 엄지를 유체의 흐름(운동) 방향, 검지를 자속 방향에 맞추면 중지가 유도 기전력의 방향을 가리킨다.

• 패러데이의 전자유도 법칙은 기전력의 크기가 자속의 시간 변화에 비례한다는 법칙이다.
• 렌츠의 법칙은 유도 기전력이 자속 변화를 방해하는 쪽으로 생긴다는 법칙이다.
• 플레밍의 왼손 법칙은 전동기에서 도체가 받는 힘의 방향을 나타낸다.

크고 작은 두 소리를 동시에 들을 때 큰 소리에 가려 작은 소리를 듣지 못하는 현상을 마스킹 효과라 한다.

도플러 효과는 음원과 관측자의 상대운동에 따른 주파수 변화, 거리감쇠는 거리에 따른 음압 감소, 반사효과는 벽면 등에 의한 음의 되돌아옴을 가리켜 이 현상과는 관계가 없다.

반사형(팽창형) 소음기는 특정 주파수 대역에서 소음을 반사·간섭시켜 감쇠시키는 방식이라, 넓은 주파수 대역에서 고르게 높은 효과를 내기는 어렵다. "넓은 주파수 폭 소음에 대하여 높은 효과를 갖는다"는 설명은 틀렸다.

팽창식 체임버 구조를 흔히 사용해 입사 소음 에너지를 체임버에서 반사·소멸시키는 방식으로, 덕트 소음 제어에 효과적으로 쓰인다.

비례동작에서 비례대(PB)는 비례게인(Kc)의 역수를 백분율로 나타낸 값이다.

$Kc = \dfrac{1}{PB}\times 100(\%)$

즉 비례대가 좁을수록(작을수록) 비례게인은 커지고, 비례대가 넓을수록 비례게인은 작아지는 반비례 관계다.

마이크로폰을 삼각대에 부착해 소음계 본체와 분리해 쓰는 목적은 본체와 측정자의 몸에서 반사·회절되는 음이 측정값에 섞이는 것을 막기 위해서다.

따라서 본체와 마이크로폰은 1.5m 이상 떨어뜨려 놓는 것을 기준으로 삼는다. 너무 가까이 두면 분리해서 사용하는 의미가 없어진다.

설비진단기술은 오히려 열화의 정도나 고장의 종류를 정확히 파악할 수 있게 해주는 것이 핵심 목적이므로 "파악하기 어렵다"는 설명은 틀렸다.

이를 바탕으로 예비품 발주 시기, 기계장치의 보수·교체 시기, 계획정비·개량정비 방법 등을 결정하는 데 활용된다.

진동 차단기로 사용되는 패드는 진동을 흡수하고 감쇠하는 재료여야 한다. 코르크, 스폰지 고무, 파이버 글라스는 모두 탄성·충격흡수 특성을 가져 진동 차단 및 방음 효과를 제공하는 재료들이다. 반면 강철은 경질 금속으로 진동을 흡수하지 않고 오히려 전달하므로 진동 차단기 재료로 부적합하다.

전압계는 내부저항이 크고 미소전류만으로도 작동해야 한다. 가동 코일형(이동 코일형, Moving Coil)은 영구자석 자계 내에서 작은 토크로도 충분히 편위할 수 있으며, 직렬 높은 배율저항을 연결하여 전압계로 사용된다. 유도형은 교류용으로 동작이 느리고, 전류력계형은 정확도는 높지만 구조가 복잡하며, 가동 철편형은 상대적으로 큰 전류가 필요하므로 전압계에 부적합하다.

항만설비(전용부두, 하역설비, 소화설비)는 항만이라는 특정 운송·물류 거점의 기능을 위한 설비로, 공장의 내부 관리설비 범주를 벗어나 독립적인 수송인프라에 해당하므로 관리설비가 아니다.

설비 분류에서 관리설비는 공장 운영의 관리 기능을 직접 지원하는 설비를 의미한다.

• 복리후생설비(사택, 병원, 식당)는 근로자 복지를 통해 생산성 관리에 기여한다.
• 공장보조설비(보전시설, 방화설비)는 생산설비의 유지보전과 안전관리를 담당한다.
• 냉난방·전자계산기 등은 사무·관리 환경을 조성하는 관리설비에 포함된다.

여러 대안 가운데 목적 달성에 가장 적합한 것을 선택하는 데 초점을 둔 고장해석 기법은 의사결정법이다.

상황분석법은 문제 상황을 파악해 우선순위를 정하는 단계이고, 요인분석법은 문제의 원인을 규명하는 데, 행동개발법은 대책 실행상의 잠재 문제를 사전에 검토하는 데 중점을 두어 대안 선정 자체가 목적은 아니다.

공사의 완급순위는 지연에 따른 손실과 급속화에 따른 비용을 저울질해 정하므로, 공사를 서두른다고 해서 오히려 일정이 지연되는 손실이 발생한다는 설명은 앞뒤가 맞지 않는다.

공사를 급하게 진행하면 계획변경비용이나 다른 공사의 지연 손실 같은 추가 비용이 발생하는 것이지, 그 자체로 일정 지연이 생기는 것은 아니다.

• 공사 지연에 따른 생산변경비용은 완급도 판단의 손실 측 요인이다.
• 공사를 급속화함으로써 다른 공사가 밀려 발생하는 손실도 고려 대상이다.
• 급속화에 따른 계획변경비용 역시 완급도 판단에 반영해야 하는 비용 요인이다.

제품 종류가 많고 소량씩 생산되는 다품종 소량생산 방식에서는 동일 기능의 설비끼리 모아 배치하는 기능별(공정별) 배치가 적합하다.

제품별 배치는 특정 제품을 대량으로 흐름생산할 때, 제품 고정형 배치는 크고 이동이 어려운 제품(선박·항공기 등)을 만들 때 쓰는 방식이라 다품종 소량생산과는 맞지 않는다.

자주보전 7단계는 ①초기 청소 → ②발생원·곤란개소 대책 → ③점검·급유기준 작성 → ④총점검 → ⑤자주점검 → ⑥정리정돈(표준화) → ⑦자주관리 순이다. 따라서 제3단계는 점검·급유기준 작성이다.

결론: 제품의 종류 P가 생산량 Q보다 큰 영역은 그래프 오른쪽 ③구역이고, 여기에는 기능별(공정별) 배치가 알맞다.

가로축이 제품의 종류, 세로축이 생산량인 P-Q 곡선은 오른쪽으로 갈수록 내려간다. 왼쪽 ①구역은 소품종 대량생산이라 흐름을 한 줄로 고정하는 제품별(라인) 배치가 유리하다.

가운데 ②구역은 중품종 중량생산이라 비슷한 가공 순서를 묶어 셀을 만드는 GT(그룹 테크놀로지) 설비 배치가 쓰인다. 오른쪽 ③구역은 다품종 소량생산이므로 같은 기능의 기계를 한곳에 모아 어떤 품목이든 받아낼 수 있게 하는 기능별 배치가 유연성 면에서 가장 유리하다.

보전 빈도는 설비의 신뢰도, 정지 이력, 보전 인력의 기술 수준처럼 객관적으로 측정 가능한 요인에 의해 좌우된다.

관리 조직의 자신감은 수치화되지 않는 주관적 인식일 뿐이어서 보전 빈도 예측의 근거 요인으로 다루지 않는다.

원자재의 양·질·비용·납기 확보가 어려워질 위험에 대비해 이를 자체 생산으로 전환하는 것은 기업을 외부 리스크로부터 지키기 위한 투자이므로 방위적 투자에 해당한다.

후생 투자는 종업원 복지, 합리적·공격적 투자는 원가절감이나 시장 확대를 목적으로 하는 투자로, 원자재 확보 리스크 방어라는 목적과는 결이 다르다.

설비유효가동률은 설비가 시간적으로 얼마나 가동되었는지를 나타내는 시간가동률과, 정해진 속도대로 얼마나 가동되었는지를 나타내는 속도가동률을 곱한 값으로 구한다.

설비가동률만 단독으로 쓰거나 고장률로 나누는 식은 유효가동률의 정의와 맞지 않는다.

만성로스는 원인이 복합적으로 얽혀 있어 짧은 시간 동안 되풀이해서 규칙적으로 발생하며 일정한 산포(편차)를 보이는 것이 특징이다.

따라서 불규칙적으로 발생한다는 설명은 만성로스가 아니라 원인이 명확하고 산발적으로 터지는 돌발로스에 가까운 특징이라 옳지 않다.

PM분석 8단계는 다음 순서로 진행한다. ①현상 명확화 → ②현상의 물리적 해석 → ③현상이 성립하는 조건 정리 → ④설비·치공구·재료·방법(4M)과의 관련성 검토 → ⑤조사방법 검토 → ⑥조사 실시로 이상점 발견 → ⑦개선안 수립 → ⑧개선 실시·결과 판정. 따라서 5단계는 조사방법의 검토이다.

※ 정답 정정(2026-09-23): 종전 등록 정답 2번을 3번으로 바로잡았습니다. PM분석 8단계(설비보전 교재): 1 현상의 명확화 → 2 현상의 물리적 해석 → 3 현상이 성립하는 조건 정리 → 4 설비·인간·재료·방법(4M)과의 관련성 검토 → 5 조사방법의 검토 → 6 이상(불합리) 조사·적출 → 7 개선안 입안 → 8 실시·확인. 4M 관련성 검토는 어느 판본에서도 4단계이므로 등록 2는 틀리고, 보기 중 5단계에 해당하는 것은 '조사방법의 검토'.

설비검사 중에 미처 예상하지 못한 고장이 발견되어 수리하는 경우는 계획에 없던 갑작스러운 수리이므로 돌발수리공사로 분류한다.

예방수리공사는 사전 계획에 따른 수리, 보전개량공사는 설비 자체를 개선하는 수리여서 '계획하지 못한 고장'이라는 조건과 맞지 않는다.

TPM의 실천주의에서 말하는 3현주의는 문제가 실제로 있는 현장, 실물인 현물, 있는 그대로의 사실인 현실 세 가지를 직접 확인하자는 원칙이다.

현상은 이 세 가지 '현(現)' 중 하나로 분류되지 않으므로 3현주의에 속하지 않는다.

일시 정체(순간정지)로스는 큰 고장이 아니라 사소한 결함으로 반복되는 것이므로, 현상을 직접 관찰하고 미세한 결함을 바로 고치며 최적조건을 파악해 표준화하는 방식으로 대응한다.

요인계통을 재검토하는 것은 원인이 복잡하게 얽힌 만성로스를 구조적으로 분석할 때 쓰는 접근이라, 즉각적인 관찰과 조치가 핵심인 일시 정체로스 대책과는 성격이 다르다.

설비보전표준은 통상 설비의 상태를 점검하는 설비검사 표준, 정기적인 손질을 규정하는 정비 표준, 고장 시 손질을 규정하는 수리 표준으로 나눈다.

설비 프로세스 분석 표준이라는 항목은 이 분류 체계에 존재하지 않는다.

보전방식을 수단별로 나누면 고장 전 미리 손보는 예방보전, 설비 자체를 고쳐 고장을 줄이는 개량보전, 설계 단계부터 고장 나지 않게 만드는 보전예방이 대표적이다.

품질보전은 이 수단별 분류가 아니라 불량을 없애는 것을 목표로 하는 TPM의 별도 활동 축이어서 여기 포함되지 않는다.

설계기준·보전개념·보전기능 개발, 보전도 할당과 설계 개선 작업은 모두 설비를 어떻게 설계할 것인가에 관한 활동이므로 보전도 설계 영역에 해당한다.

보전도 계획·분석·합리화는 각각 목표 수립, 데이터 분석, 사후 개선에 가까워 나열된 활동들과는 초점이 다르다.

제품 생산에 실제로 수행되는 활동이나 공정 단위로 원가를 추적해 간접비 변화를 정밀하게 파악하는 방법을 활동기준원가(ABC)라고 한다.

기회원가·제조원가·총원가는 원가를 활동 단위가 아니라 다른 기준(포기한 대안, 제조 항목 합계 등)으로 집계하는 개념이라 이 정의와 맞지 않는다.

수요율(需要率)은 최대부하를 설비용량으로 나눈 비율을 백분율(%)로 표시하는 지표다. 수요율 = (최대부하 ÷ 설비용량) × 100%로 계산되며, 설비가 얼마나 활용되고 있는지를 나타낸다. 대비율은 평균부하와 최대부하의 비, 부등률은 시간별 부하의 불균등 정도, 설비이용률은 실제 사용시간과 가용시간의 비를 나타내므로 구분된다.

이론사이클 시간대로 돌지 못하고 실제 사이클 시간이 더 걸리는 차이에서 생기는 손실을 속도저하 로스라고 한다.

고장로스는 설비가 멈추는 것, 계획정지로스는 정비를 위해 의도적으로 세우는 것, 조정로스는 초기 조정 단계의 손실이라 사이클 시간 차이와는 정의가 다르다.

구름베어링에 예압을 주는 목적은 베어링 강성 증가, 전동체의 선회 미끄럼 억제, 축 흔들림에 의한 진동·이상음 방지처럼 모두 베어링을 더 안정적으로 만드는 것이다.

예압은 오히려 외부 진동에 의한 프레팅을 억제하는 효과를 노리는 것이지, '프레팅이 발생된다'는 부정적 결과 자체가 예압의 목적이 될 수는 없다.

담금질 후 강 속에 남아있는 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 바꾸기 위해 0℃ 이하로 냉각하는 조작을 심랭처리라고 한다.

질량효과는 강의 크기에 따른 담금질 효과 차이, 항온열처리와 고주파경화는 각각 온도를 일정하게 유지하거나 표면만 급속 가열하는 별개의 열처리 방식이다.

고착된 볼트를 제거할 때는 볼트나 너트에 충격을 주거나, 정으로 너트를 절단하는 등 물리적으로 풀거나 파괴하는 방법을 쓴다.

로크 너트는 풀림을 막기 위해 미리 체결해 두는 풀림 방지 부품이지, 이미 고착된 볼트를 빼내는 제거 방법이 아니다.

도금액의 농도를 높이면 금속 이온이 넉넉하게 공급되어 도금층이 고르게 석출되므로 도금 색깔이 균일해진다.

나머지는 실제 경향과 방향이 반대다. 농도가 높으면 도금 속도는 오히려 빨라지고, 액 조성의 변동은 작아진다. 또 도금액 중 금속분이 많을수록 제품에 묻어 나가는 금속량이 늘어 손실은 커진다.

항온 열처리법은 특정 온도에서 일정 시간 유지하여 조직을 안정화시키는 열처리로, 표면경화가 아닌 전체 부품의 조직 변화를 목적으로 하므로 표면경화 방법이 아니다.

표면경화 열처리법은 부품의 표면 경도를 높이면서 내부 인성을 유지하는 공정으로, 침탄법, 질화법, 화염경화법은 모두 표면을 경화시키는 방법들이다.

• 침탄법은 탄소를 침투시켜 표면을 경화한다.
• 질화법은 질소를 침투시켜 표면 경도를 증대한다.
• 화염경화법은 산소-아세틸렌 화염으로 표면을 가열한 후 급랭하여 경화시킨다.

블록 브레이크의 제동력은 드럼과 블록 사이의 마찰로 만들어지므로, 유압 누설 점검·블록 손상 점검·이물질 차단 덮개는 모두 이 마찰력을 지키기 위한 정당한 대책이다.

휴지 중이라도 드럼부에 방청유를 바르면 정작 사용을 재개했을 때 마찰면에 기름기가 남아 제동력이 오히려 떨어진다. 녹 방지가 필요해도 마찰면에는 기름을 바르지 않아야 한다.

용접은 급열·급랭 과정을 거치므로 재질에 변형과 잔류응력이 남고, 품질검사가 어려우며, 용접사의 숙련도에 따라 품질 편차가 크다는 것이 일반적인 특징이다.

그런데 급속한 냉각 때문에 용접부에 저온 취성이 생길 위험이 오히려 존재하므로, '저온 취성 우려가 없다'는 설명은 용접의 실제 특징과 반대된다.

축의 응력집중 파단은 단면이 급격히 변하거나 하중이 한쪽으로 쏠리게 만드는 형상·설치 결함에서 비롯된다. 가공 불량, 설계형상의 오류, 커플링 중심내기 불량이 모두 여기에 해당한다.

키 홈의 마모는 사용 중 접촉면이 서서히 닳아가는 마모(열화) 현상이어서, 응력집중을 만들어 내는 원인과는 거리가 멀다.

기계가공이나 줄 작업만으로는 남는 미세한 요철을 손으로 긁어내 정밀 평면·접촉면을 다듬는 작업을 스크레이퍼(스크레이핑) 작업이라고 한다.

다이스 작업은 나사를 깎는 작업, 드레싱은 숫돌면을 정리하는 작업, 숏 피닝은 표면에 강구를 쏘아 피로강도를 높이는 작업이라 '정밀 다듬질'의 목적과는 다르다.

플라즈마 아크 용접은 아크의 방향성과 집중성이 좋아 한 층으로 능률적으로 용접할 수 있고, 용접부의 기계적 성질이 좋으며 변형도 적다.

다만 아크를 압축·집중시키는 특수 토치 구조 때문에 설비비가 많이 들고 무부하 전압도 높은 편이라, '설비비가 적게 들고 무부하 전압이 낮다'는 설명은 사실과 반대된다.

브레이크 라이닝 재료 중 주철은 황동·목재·파이버보다 단단해 면압을 견디는 힘이 커서 허용압력이 가장 크다.

황동은 주철보다 무르고, 목재나 파이버는 그보다도 무른 재료여서 같은 압력에도 쉽게 눌리거나 손상되므로 허용압력을 낮게 잡는다.

V벨트의 특성과 설치 원리를 묻는 문항이다. V벨트는 풀리의 V자형 홈에 끼워지되, 벨트가 홈의 바닥에 접하지 않고 양쪽 경사면에만 접해야 정상 동작한다.

바닥에 접하면 쐐기 효과가 제대로 발생하지 않고 동력 전달 효율이 떨어진다.

• V벨트는 단면 너비에 따라 6종류(A, B, C, D, E, F형)로 구분되므로 정확하다.
• V벨트는 풀리의 V자형 홈에 쐐기 효과(wedge effect)를 발생시켜 평벨트보다 마찰력이 크고 미끄럼이 적어 큰 회전력 전달이 가능하므로 정확하다.
• 풀리의 홈 각도(보통 34~38°)를 V벨트의 각도보다 작게 가공하면 접촉 압력이 증가하여 쐐기 효과가 커지고 미끄럼 손실을 줄일 수 있으므로 정확하다.

송풍기는 케이싱·임펠러·축 베어링을 기본 구성으로 하는 회전형(원심·축류) 기계이다.

피스톤은 왕복운동으로 유체를 압축하는 왕복동 압축기의 구성품이라, 회전 방식인 송풍기의 구성품에는 해당하지 않는다.

기포 발생·유체 증발에 관한 설명은 캐비테이션(cavitation) 현상의 정의로, 펌프 내부에서 흡입 양정이 높거나 유속이 빨아 정압이 떨어져 액체가 기화하는 것이다. 캐비테이션은 수격현상과는 별개의 유동 현상이므로 수격현상의 특징이 아니다.

수격현상(water hammer)은 관로 내 유속의 급격한 변화로 인한 압력 급변 현상으로, 밸브를 급격히 개폐할 때, 펌프 동력이 급속히 차단될 때, 유속 급변에 따른 압력 상승·하강이 모두 발생 원인이다.

기어 손상 분류에서 소성항복(plastic deformation/yielding)은 응력이 재료의 항복강도를 초과하여 영구변형이 발생하는 현상이다. 피닝(Peening)은 기어 치면에 반복되는 접촉응력이 가해져 재료가 소성변형되어 표면이 늘어나고 요철이 생기는 소성항복 현상이다. 반면 피팅은 표면층의 피로박리, 스폴링은 결합부의 박리, 스코어링은 미끄럼으로 인한 소착·긁힘 현상으로 소성항복이 아니라 피로 또는 접착마모에 해당한다.

고장로스를 줄이려면 바른 사용조건을 지키고, 강제열화(무리한 사용으로 인한 열화)를 방치하지 않으며, 보전요원의 기술 수준을 높이는 것이 필요하다.

설계속도와 실제속도의 차이를 줄이는 것은 사이클 시간이 늘어지는 속도저하로스에 대한 대책이지, 설비가 멈추는 고장로스 자체를 막는 대책은 아니다.

배관 부식을 막으려면 유속을 적정 범위로 제어하고, 서로 다른 금속이 맞닿지 않도록 동일계 배관재를 쓰며, 약제로 용존산소를 낮추는 방법을 쓴다.

반대로 온수 온도를 50℃ 이상으로 높이면 화학반응 속도가 빨라져 오히려 부식이 촉진되므로, 이를 방지책으로 보기는 어렵다.

결론: 윗줄의 ○는 원통도가 아니라 진원도 기호이고 공차값 0.01mm에는 지정길이도 붙어 있지 않으므로, “지정길이 50mm에 대하여 원통도 공차 0.01mm”라는 설명이 틀렸다.

공차기입틀은 왼쪽부터 공차의 종류 기호 → 공차값 → 데이텀 순으로 읽는다. 윗줄의 ○는 진원도, 아랫줄의 //는 평행도를 뜻한다.

따라서 윗줄은 진원도 공차 0.01mm(단독 형체라 데이텀 칸 자체가 없다)로, 아랫줄은 지정길이 50mm에 대하여 평행도 공차 0.09mm, 데이텀은 A로 읽는 것이 옳다. 공차값에 “/50”처럼 사선과 길이가 붙으면 그 길이 구간마다 적용한다는 뜻이다.

참고로 원통도 기호는 원에 두 줄의 경사선을 겹쳐 그린 별도의 기호여서, 아무것도 없는 단순한 원(진원도)과 구별된다.

회전체 축의 정렬(축도)과 공작물의 평행도를 측정하는 것은 표면의 높이 변화를 감지해야 하므로, 회전하는 스핀들에 접촉하여 미세한 편차를 연속으로 표시하는 기기가 필요하다. 다이얼 게이지는 접촉식 측정기로서 축이 회전할 때 게이지 바늘이 편차를 다이얼에 실시간으로 나타내므로 축도 및 평행도 검사의 표준 도구다. 한계 게이지는 합/부만 판정하고, 마이크로미터는 정적 측정용, 버니어캘리퍼스는 외형 치수 측정용으로 회전 중 측정에 부적합하다.

압축기의 밸브 플레이트는 정해진 교환시기가 되면 아직 사용한계 기준치 안에 있더라도 미리 교환하는 것이 원칙이다. 밸브가 예고 없이 파손되면 곧바로 압축 불량과 2차 손상으로 이어지기 때문이다.

마모한계에 도달했는데도 파손되지 않았다고 계속 쓰거나, 파손이 없으니 그대로 쓰거나, 마모된 것을 뒤집어 재사용하는 방식은 모두 옳은 교환요령이 아니다.

왕복동 공기압축기용 내부유는 열·산화에 안정적이고, 적정 점도를 가지며, 금속 표면에 잘 붙어 있어야 가혹한 윤활조건을 견딜 수 있다.

탄소가 생기더라도 밸브 등에 쌓이지 않도록 부드러운(연질) 탄소가 생겨 제거가 쉬워야 하므로, '생성탄소가 경질일 것'이라는 요구조건은 실제 필요 성능과 반대다.

베어링 마찰면이 고르지 않아 한 지점에 하중이 몰릴 때, 윤활유 유막이 그 하중을 넓게 퍼뜨려 국부적인 고하중을 완화하는 기능을 응력 분산 작용이라고 한다.

밀봉·세정·마찰감소 작용은 각각 이물질 차단, 오염물 씻어내기, 마찰력을 줄이는 별개의 기능이라 '국부적 고하중 완화'라는 조건과는 맞지 않는다.

윤활유의 중화가(산가·염기가)는 전극을 이용해 전위 변화를 측정하는 전위차 측정법(전위차 적정법)으로 구한다.

콘라드손법과 램스보텀법은 잔류탄소분을 측정하는 방법이고, 형광분석법은 성분 분석에 쓰이는 방법이라 중화가 측정과는 목적이 다르다.

플러싱은 배관·윤활계통 내부에 이물질이나 오염물이 있을 가능성이 큰 시점, 즉 설비를 새로 설치할 때, 계통을 검사할 때, 분해보수를 마쳤을 때에 실시한다.

단순히 윤활유를 보충하는 것은 계통을 열거나 분해하는 작업이 아니므로 플러싱이 필요한 시기로 보지 않는다.

극압 윤활의 개념과 특성을 정확히 파악하는 문제다. 극압 윤활은 고하중, 저속, 충격하중 등으로 인해 금속 표면이 직접 접촉하는 경계 윤활 상태에서 필요하며, 유황, 염소, 인 등의 화학적 첨가제를 사용해 마찰면에 보호막을 형성한다. 보기 1, 3, 4는 모두 극압 윤활의 올바른 특징이다. 그러나 보기 2의 "완전 윤활 또는 후막윤활"이라는 표현은 틀렸다. 완전 윤활(유체 윤활)과 후막 윤활은 금속 표면이 유막으로 완전히 분리되는 상태이므로 극압 윤활과는 상반된 개념이며, 극압 윤활은 경계 윤활에 해당한다.

그리스를 오래 사용하면 반복적인 혼련(작동)으로 굳기가 변하는데, 이 변화 정도로 기계적 안정성을 평가하는 시험이 혼화안정도 시험이다.

적점은 그리스가 녹기 시작하는 온도, 이유도는 그리스에서 기름이 분리되는 정도를 보는 시험이라 기계적 안정성과는 다른 항목을 평가한다.

그리스는 반고체 상태여서 밀봉 효과가 크고 내수성이 강하며, 유출이 적어 장기간 보전이 가능하다는 장점이 있다.

그러나 반고체이기 때문에 오일처럼 순환·여과시킬 수 없어, 이물질이 섞이면 오히려 제거하기가 어렵다는 것이 그리스 윤활의 대표적인 단점이다.

비중, 유동점, 동점도는 윤활유의 일반 성상 시험 항목이다. 주도(penetration)는 반고체인 그리스의 굳기를 나타내는 시험 항목이므로 윤활유 시험 대상이 아니다.

윤활관리의 기본 원칙은 적유(기계가 요구하는 윤활제 선정), 적법(알맞은 급유방법 결정), 적량(알맞은 급유량 결정), 적기(알맞은 시기에 급유) 네 가지다.

보기 중 윤활제 선정·급유방법·적정량은 각각 적유·적법·적량에 그대로 대응하지만, 적정한 장소에 공급은 나머지 한 원칙인 '적기(급유 시기)'와 맞지 않아 윤활관리의 원칙과 가장 거리가 멀다.

SAE 점도분류에서 'W'가 붙은 번호(10W, 20W)는 저온 특성을 기준으로 한 겨울용 등급이다. W가 없는 번호는 100℃ 동점도를 기준으로 하며 숫자가 클수록 점도가 높다. 따라서 보기 중 SAE 50의 동점도가 가장 높다.

집중 그리스 윤활 장치는 하나의 펌프에서 나온 배관을 분배밸브(분배기)를 거쳐 여러 지관으로 나누어 각 급유점에 공급하는 방식으로, 지관마다 임의의 급유량을 설정할 수 있다.

설비가 대형화·자동화될수록 급유점이 많아지므로 이런 집중 급유장치로 일괄 관리하는 것이 효율적이다.

• 그리스 프레스 공급 장치는 개별 급유점에 직접 주입하는 방식이라 임의량 분배와는 거리가 멀다.
• 강제 순환 급유법과 중력 순환 급유법은 액체 윤활유를 순환시키는 방식으로 그리스에는 적용되지 않는다.

그리스의 산화는 열과 공기(산소)가 함께 작용해 성분이 화학적으로 변질되는 현상이다.

온도가 높을수록 산화 반응이 빨라지고 공기 중 산소가 유입되면 산화가 촉진되어 증주제와 기유가 열화된다.

주도 감소나 이물질 혼입, 증주제 증가는 물리적·기계적 요인에 가까워 화학적 산화의 직접 원인과는 거리가 있다.

액상 윤활유는 사용 중 성분이 잘 변하지 않도록 화학적으로 안정(불활성)해야 하며, 반응성이 큰(활성인) 성질은 오히려 산화·열화를 촉진해 바람직하지 않다.

따라서 화학적으로 활성이며 청정 균질해야 한다는 설명은 윤활유가 갖추어야 할 성질과 반대된다.

• 사용 상태에서 충분한 점도를 갖는 것은 유막 형성에 필수적인 요건이다.
• 한계 윤활 상태를 견디는 유성과 산화·열에 대한 안정성은 모두 윤활유의 정상적인 요구 성질이다.

유압 작동유는 압력이 걸려도 부피가 거의 변하지 않는 비압축성 유체여야 동력을 정확하고 즉각적으로 전달할 수 있다.

따라서 압축성 유체이어야 한다는 설명은 유압 작동유의 기본 요구 성질과 반대된다.

• 유압 시스템이 압력을 가진 매체로 에너지를 전달한다는 설명과, 유압 펌프가 기계적 에너지를 유압 에너지로 바꾼다는 설명은 모두 옳다.
• 작동유의 오염을 막기 위해 필터로 청결을 유지해야 한다는 설명도 타당하다.

그리스는 반고체 상태라 흡착력이 강하고 유동성이 낮아 누설이 적지만, 그만큼 마찰열의 방열이 어려워 온도 상승 제어가 쉽지 않아 초고속 회전에는 적합하지 않다.

따라서 흡착력이 약하고 온도 상승 제어가 쉬워 초고속에 적합하다는 설명은 그리스 윤활의 실제 특성과 반대된다.

• 유동성이 나빠 누설이 적다는 설명은 그리스의 실제 특성과 일치한다.
• 초기 회전저항이 크고 급유량 조절이 어렵다는 설명도 실제 특징이다.
• 유막이 오래 유지되어 방청 효과가 있다는 설명 역시 옳다.

윤활유에 연료유나 수분이 섞여 점도가 낮아지고 유막 형성 능력이 떨어지는 현상을 희석이라 한다.

연료 희석은 점도를 급격히 낮춰 유막 강도를 약화시키므로 윤활 성능 저하의 직접적 원인이 된다.

열화나 산화는 장기간의 화학적 변질을, 탄화는 고온에 의한 탄소 침적을 가리켜 연료·수분 혼입과는 성격이 다르다.

나프텐기유의 선택은 일반적인 필수 선정기준이 아니다. 나프텐기유는 기유의 한 종류일 뿐 윤활유 선택 시 반드시 고려해야 하는 기준이 아니다.

대부분의 산업용 베어링 윤활유는 광유(광물유) 기반 또는 합성유를 사용하며, 기유 종류 선택보다는 완성된 윤활유 제품의 점도 등급과 성능 등급이 더 중요하다.

윤활유 선정 시 고려하는 기본 기준은 적정 점도, 급유 방법 및 주위 환경, 운전 속도 등이며, 이들은 베어링의 종류·부하·온도·습도 등 운전 조건에 따라 결정된다.

Suction Pipe(흡입관)는 탱크 저부에 설치하면 침전된 슬러지와 오염물을 함께 흡입하여 오염을 가중시키므로, 오히려 저부로부터 일정 높이 위(보통 탱크 높이의 1/3~1/2 정도)에 설치하는 것이 표준이다.

윤활유 오염방지를 위한 Oil Tank 설치 시 다음은 필수요소들이다.

• Magnetic Filter는 저부에 설치하여 금속입자를 제거한다.
• Strainer(여과기)는 적당한 메시 크기로 설정하여 불순물을 차단한다.
• Baffle Plate는 유속을 낮추고 침전물 침강을 돕는다.

윤활유의 점도는 온도에 가장 민감하게 반응한다. 온도가 상승하면 윤활유 분자의 열운동이 증가하여 분자 간 결합력이 약해지므로 점도가 급격히 저하되고, 반대로 온도가 하강하면 점도가 증가한다.

• 습도는 윤활유의 점도에 미미한 영향을 준다.
• 압력과 비중도 온도에 비해 점도 변화에 미치는 영향이 훨씬 작다.

따라서 윤활유 선정 시 작동 온도 범위를 고려하여 점도지수(VI)가 높은 제품을 선택하는 이유도 온도 변화에 따른 점도 변화를 최소화하기 위함이다.

그리스의 내열성은 적점으로 판단한다. 칼슘 그리스와 알루미늄 그리스는 적점이 낮아 저온용이고, 나트륨 그리스는 중간 정도다. 리튬 그리스는 적점이 약 170~190℃로 가장 높고 내수성도 좋아 고온에서 사용하기에 가장 적합하다.

감압밸브는 2차 측의 압력을 일정하게 유지하는 밸브로 정확하다. 압력 스위치는 공기 압력신호를 전기신호로 변환하여 제어회로에 입력하는 것이 맞다. 시퀀스 밸브는 설정된 압력에 도달했을 때 다음 액추에이터를 순차적으로 작동시키는 것이 올바르다. 반면 셔틀밸브는 두 개의 입력 중 높은 압력의 신호를 선택하여 출력하는 선택기능으로, 안전장치나 검사기능보다는 압력 신호 선택과 연동제어에 주로 사용된다.

숫자 표시법에서 앞자리는 제어 대상(실린더) 번호다. 뒷자리는 .0이 작업요소, .1이 제어요소를 뜻한다. 짝수(.2, .4…)는 전진 운동, 홀수(.3, .5…)는 후진 운동에 관계되는 요소를 뜻한다. 따라서 2.4는 2번 실린더의 전진 운동에 관계되는 요소다.

결론: 그림처럼 케이싱 안에서 로브(돌기)를 가진 회전자들이 서로 맞물려, 아래 입구의 유체를 케이싱 벽을 따라 위 출구로 밀어내는 펌프는 로브 펌프다.

로브 펌프는 기어 펌프와 원리가 같지만 이(로브)의 수가 훨씬 적어 한 칸에 담기는 유체량이 커서 1회전당 토출량이 많다. 대신 토출이 로브 수만큼만 나뉘어 끊기듯 일어나므로 맥동(토출량 변동)이 크다는 것이 대표적 단점이다.

• 스크루 펌프는 나선형 스크루가 맞물려 유체를 축 방향으로 밀어내므로 맥동이 거의 없고 조용하다.
• 내접 기어 펌프와 트로코이드 펌프는 바깥 로터 안에 안쪽 로터가 들어앉아 맞물리는 구조여서, 그림처럼 로브형 회전자가 나란히 맞물린 모습이 아니다.

압력제어 유압밸브는 시스템 압력을 일정 범위 내로 제어하는 밸브들이다. 릴리프 밸브는 설정압력 이상 시 과잉 유량을 배출하여 압력을 제한하고, 언로딩 밸브는 압력이 낮아지면 펌프를 언로드하여 압력을 유지하며, 카운터 밸런스 밸브는 부하로 인한 압력 상승을 제어한다. 반면 체크 밸브는 유량의 일방향 흐름만을 허용하는 방향제어 밸브로, 압력 제어 기능이 없다.

시퀀스 회로는 하나의 유압원을 이용해 여러 액추에이터를 미리 정해진 순서대로 순차 동작시키는 회로다.

공정 단계별로 동작 순서를 고정해야 하는 자동화 라인의 순차 제어에 주로 쓰인다.

• 증압 회로는 압력을 높이는 회로다.
• 언로드 회로는 무부하 상태로 펌프 동력을 절감하는 회로다.
• 카운터 밸런스 회로는 자중 낙하를 방지하는 회로로 순차 동작과는 목적이 다르다.

공기 압축기는 흡입 공기의 온도와 습도가 낮을수록 압축 효율이 높고 응축수 발생이 적으므로 저온·건조한 장소에 설치해야 한다.

따라서 고온, 다습한 장소에 설치한다는 설명은 설비 설치 조건과 반대된다.

• 지반이 견고한 장소에 설치한다는 조건은 올바른 설치 조건이다.
• 옥외 설치 시 직사광선을 피한다는 조건도 타당하다.
• 고장 수리가 가능하도록 충분한 공간을 확보한다는 조건 역시 옳다.

로드가 피스톤 역할을 겸하고 굵기가 크기 때문에 부하에 의한 휨 영향이 적은 실린더는 램형(ram type)이다. 램형은 로드 자체가 피스톤으로 작동하여 일반적인 실린더처럼 별도의 피스톤이 필요 없고, 로드의 단면적이 크기 때문에 측면 부하가 가해져도 휨 변형이 최소화된다.

나머지 형식은 로드의 강성 측면에서 램형보다 뒤떨어진다.

• 사판형은 경사각을 이용한 설계다.
• 양측 로드형은 양쪽 끝에 로드가 있는 구조다.
• 텔레스코프형은 여러 단계의 로드가 순차적으로 신축하는 방식이다.

케이싱으로부터 편심된 회전자에 날개(베인)가 끼워져 있고, 날개와 날개 사이의 수압 면적 차이로 토크를 발생시키는 공압 모터의 특징을 정확히 설명한 것은 베인형이다.

베인형 모터는 회전자의 슬릿(slot)에 여러 개의 얇은 판(베인)이 삽입되어 있으며, 편심된 실린더 내에서 베인이 왕복운동하면서 흡입실과 배출실 사이의 압력 차이에 의해 회전력을 얻는 구조다.

• 기어형은 맞물리는 기어로 작동하므로 주어진 조건과 맞지 않는다.
• 터빈형은 블레이드 회전으로 작동하므로 주어진 조건과 맞지 않는다.
• 피스톤형은 피스톤의 왕복운동으로 작동하므로 주어진 조건과 맞지 않는다.

비례제어 밸브는 제어 대상 물리량에 따라 방향제어, 압력제어, 유량제어 밸브로 구분된다.

시간은 밸브가 직접 제어하는 유압적 물리량이 아니므로 비례제어 밸브의 기능별 분류에 해당하지 않는다.

공·유압 회로도는 유체 흐름의 방향과 순서, 기기의 종류·연결 관계를 나타내는 기호도이지 배관의 실제 치수를 나타내지 않는다.

따라서 관로의 실제 길이는 회로도만으로는 알 수 없고, 별도의 배관 시공도면을 봐야 확인할 수 있다.

비체적은 단위 질량(또는 단위 중량)이 차지하는 체적을 의미하며, 밀도의 역수에 해당한다.

밀도는 단위 체적당 질량, 비중량은 단위 체적당 중량, 비중은 기준 물질과의 밀도 비를 나타내어 정의가 서로 다르다.

파이프 관로 내 유체 흐름이 층류에서 난류로 전이되는 이론적 경계값은 레이놀즈 수 약 2320이다.

이 임계 레이놀즈 수보다 작으면 층류, 크면 난류로 구분한다.

시간의 흐름과 관계없이 오직 입력 신호의 변화에 따라서만 출력이 결정되는 제어 방식을 비동기 제어계라 한다.

반면 동기 제어계는 일정한 시간(클록) 신호에 맞춰 순차적으로 동작하므로 시간 요소가 개입한다.

공기 압축기에서 압축된 고온 공기를 토출 직후 강제로 냉각시켜 수분을 응축·분리하는 장치를 냉각기(애프터쿨러)라 한다.

압축으로 뜨거워진 공기를 냉각하면 공기가 머금을 수 있는 수증기량이 줄어 여분의 수분이 물방울로 맺히고, 이를 후단의 드레인 분리기 등이 배출한다.

시스템 고장을 미연에 방지하는 것을 목적으로 하며 점검, 검사, 시험, 재조정 등을 정기적으로 행하는 보전 방식은 예방 보전이다. 예방 보전은 고장이 발생하기 전에 미리 설비를 점검하고 정비하여 고장을 예방하는 방식으로, 계획된 일정에 따라 정기적으로 유지보수 활동을 수행한다.

• 사후 보전은 고장 후 수리하는 방식이다.
• 개량 보전은 설계 개선을 하는 방식이다.
• 보전 예방은 예방 보전보다 상위 개념으로 고장 원인 제거를 통해 시스템 자체를 개선하는 활동을 의미하므로 정기적 점검과는 구분된다.

압력제어 밸브의 특성으로는 설정 압력을 일정하게 유지하는 압력조절 특성, 통과 유량이 변할 때 설정 압력이 함께 변하는 유량 특성(압력-유량 특성), 압력을 올릴 때와 내릴 때 동작값이 어긋나는 히스테리시스 특성 등을 든다.

폐입 특성은 기어펌프처럼 맞물린 이 사이에 유체가 갇혀 압력이 급상승하는 현상을 가리켜, 압력제어 밸브의 고유 특성과는 관계가 없다.

축압기(어큐뮬레이터)는 압축성 기체나 스프링 등을 이용해 유압 에너지를 저장했다가 필요할 때 방출하는 장치다.

냉각기는 열 제거, 여과기는 이물질 제거, 증압기는 압력을 높이는 장치로 에너지 저장과는 기능이 다르다.

리드 스위치는 자석의 접근으로 내부 접점이 붙었다 떨어지는 단순 구조라 소형·경량이며 회로 구성이 간단하다.

따라서 회로 구성이 복잡하다는 설명은 리드 스위치의 실제 특성과 반대된다.

• 소형·경량이라는 설명은 실제 장점이다.
• 스위칭 시간이 짧다는 설명도 옳다.
• 반복 정밀도가 높다는 설명 역시 실제 특성과 일치한다.

전동기가 기동조차 하지 못하는 것은 대개 전원이 끊기거나(퓨즈 이상) 내부 결선이 잘못되어 전류가 제대로 흐르지 못하는 경우, 또는 축이 기계적으로 구속되는(베어링 고착) 경우에서 비롯된다.

전압의 부적당은 전류가 흐르기는 하는 상태이므로 통상 회전속도 저하나 토크 부족, 온도 상승 같은 운전 중 이상으로 나타난다. 기동 불능의 원인으로 보기에는 가장 거리가 멀다.

DC 솔레노이드의 스파크 방지에는 저항, 다이오드, 저항-콘덴서(RC 스너버)를 이용해 코일에 축적된 역기전력 에너지를 흡수·소산시키는 방법이 쓰인다.

모터를 이용하는 방법은 솔레노이드 스파크 방지와는 관련이 없는 구성이라 해당 방법에 포함되지 않는다.