20년 1회차

환기 덕트 출구에서 발생하는 소음을 저감하기 위한 방법을 평가하는 문항이다. 덕트 출구 소음은 배출 기류의 유속과 난기류에 의해 발생하므로, 출구 면적을 작게 하면 같은 유량에서 유속이 증가하여 오히려 소음이 커진다. 반면 ① 출구 방향 변경은 음향 지향성을 이용한 저감, ③ 소음기 설치는 흡음재를 통한 직접 소음 감쇠, ④ 흡음 덕트 부착은 덕트 내 음향 에너지 흡수로 모두 소음 저감에 효과적이다.

케이스 내 공극에 유체를 채워 넣고 내보내는 동작을 반복하며 회전자의 회전 횟수로 유량을 재는 방식은 용적식 유량계이다.

일정 부피(용적)를 단위로 유체를 계량해 그 반복 횟수를 적산하는 원리이므로, 압력차나 전자기 유도, 통과 단면적을 이용하는 차압식·전자식·면적식과는 측정 원리가 다르다.

전자식 검출법은 자속 변화를 감지해야 하므로 최소 회전 속도 이상에서만 신호가 발생하며, 정지 상태나 극도로 저속(거의 무회전)인 구간에서는 자속 변화가 충분하지 않아 검출이 어렵거나 불가능하다. 따라서 저속 검출 성능은 기계식이나 광학식에 비해 열등하다.

전자식 검출법(전자기 검출법)은 회전 부분의 자속 밀도 변화를 감지하여 신호를 발생시키는 방식으로, 외부 전원이 필요 없고 기계적 접촉부가 없어 내구성이 우수하며 자속 변화 감지 원리를 활용한다.

진동 측정에서 속도를 주요 파라미터로 선정하는 이유를 판단하는 문제로, '진동에 의한 설비의 피로는 진동속도에 반비례한다'는 설명이 틀린 것이다. 설비의 피로는 진동 에너지와 관련되며, 진동 에너지는 속도의 제곱에 비례하므로, 피로는 속도에 비례하거나 속도 제곱에 비례하지, 반비례하지 않는다.

• 인체의 감도: 인체 감도가 속도에 거의 비례하는 주파수 대역(4~8 Hz 중심)에서 성립하는 올바른 근거이다.
• 진동 에너지와 속도 제곱의 비례: 진동 에너지의 물리적 특성을 정확히 나타낸다.
• 과거의 경험적 기준 값: ISO 등 국제 진동 기준이 대부분 속도(mm/s)를 기준으로 설정된 역사적 근거다.

회로도는 브리지 다이오드 4개를 이용한 정류 회로이며, 파형에서 교류의 (+), (−) 반주기 모두가 출력 쪽에서 같은 방향(위쪽)의 맥류로 나타난다. 이는 반주기마다 한 번씩만 출력되는 반파 정류와 달리 매 반주기마다 출력이 존재하므로 전파 정류에 해당한다.

진동 차단기(방진기)는 진동이 외부로 잘 전달되지 않도록 차단하는 것이 본래 목적이므로, 진동이 잘 전달되도록 해야 한다는 설명은 틀린 요구조건이다.

이를 위해 차단기의 강성은 충분히 작아 차단 능력을 가지면서도 걸어준 하중은 견딜 수 있어야 하고, 온도·습도·화학적 변화에도 특성을 유지해야 한다.

진동 센서를 부착하기 가장 적절한 위치는 베어링 하우징(케이스)이다.

베어링부는 회전체의 진동이 정지부(케이스)로 전달되는 경로상의 지점이라 진동 전달 특성이 안정적이고 재현성 있게 측정되며, 댐퍼·커플링·모터 축과 같이 움직이는 부품이나 진동 경로에서 벗어난 위치는 측정 신뢰성이 떨어진다.

비감쇠 1자유도계의 고유진동주파수는 f = (1/2π)√(k/m) 이므로, 스프링상수 k 가 커질수록 고유진동주파수도 커진다는 설명이 옳다(엄밀히는 √k 에 비례).

주의할 곳은 근호 안의 위치다. 보기 중 √(m/k) 로 쓴 식은 k 와 m 이 뒤바뀐 것으로, 그대로 두면 스프링이 셀수록 진동수가 낮아진다는 반대 결론이 나온다. 실제로는 질량 m 이 커질 때 고유진동주파수가 낮아진다.

나머지 설명도 개념이 어긋난다.

• 고유진동주파수와 강제진동주파수가 일치하면 공진이 일어나 진폭이 급격히 커진다 — 안정과는 정반대다
• 외부에서 주기적인 힘이 가해져 생기는 진동은 강제진동이며, 고유진동주파수는 외력과 무관하게 계 자체의 k 와 m 으로만 정해진다

사용 주파수 영역이 넓고 정확도가 우수하지만 부착·이동에 시간이 오래 걸리고, 구조물에 나사 구멍(탭)을 가공해 고정해야 하는 방법은 나사고정이다.

손고정·왁스고정·영구자석고정은 설치가 간편한 대신 접촉 강성이 낮아 측정 가능한 주파수 대역이 좁고 정확도가 상대적으로 떨어진다.

정현 진동에서 가속도 = 각진동수 × 속도 이므로 a = 2π f v 로 구한다.

변위를 x = X sin(2πft) 라 두면
속도(피크) v = 2πf·X
가속도(피크) a = (2πf)²·X = 2πf × (2πf·X) = 2πf·v

단위로도 검산된다. [1/s] × [m/s] = [m/s²] 로 가속도 차원이 맞는다. 반대로 2π 를 분모에 두면 값이 4π² 배만큼 어긋나고, v 로 나누는 형태는 [1/s] ÷ [m/s] = [1/m] 이 되어 가속도 단위 자체가 나오지 않는다.

주기적인 충격피크를 보이는 파형은 베어링 결함이나 기어 결함 같은 충격성 결함의 특징이며, 질량 불균형은 매끄러운 정현파 형태의 파형을 나타낸다. 따라서 충격피크 파형을 특징으로 하는 설명이 질량 불균형의 진동특성으로는 틀렸다.

질량 불균형(Unbalance)은 회전기계에서 회전체의 질량 중심이 회전축과 일치하지 않아 발생하는 현상이다.

• 회전수 증가에 따라 진동레벨이 증가하므로 옳다.
• 회전 주파수의 1× 성분이 지배적으로 나타나므로 옳다.
• 불균형 질량의 위치에 따라 수평·수직 방향에 거의 동일한 최대 진폭을 보이므로 옳다.

제어량을 목표값과 비교해 그 차이를 없애도록 정정 동작을 하는 방식은 피드백 제어이다.

출력(제어량)을 입력측으로 되돌려 목표값과 비교하는 폐루프 구조를 갖는다는 점에서, 미리 정해진 순서·조건대로만 진행하는 순차 제어·조건 제어·시퀀스 제어와 구분된다.

진동의 크기를 바르게 표현하는 것은 실효값(RMS, Root Mean Square)이다. 실효값은 진동에너지를 표현하는 데 가장 적합하며, 정현파 진동에서 피크값의 1/√2에 해당한다. 보기 1번 편진폭은 정측 최댓값에서 부측 최댓값까지의 거리(전진폭)이지 합이 아니고, 2번 전진폭은 절댓값 최댓값으로 피크값을 의미하며, 4번 평균값은 정현파의 경우 0 또는 평균 절댓값으로 피크값의 1/√2가 아니라 약 0.637배이다.

소음 측정을 위해 준비할 자료로 거리가 먼 것은 생산 현황도이다.

소음 측정·평가에는 소음원의 위치와 전파 경로를 파악할 수 있는 공장 배치도·기계 배치도·작업 공정도가 필요하지만, 생산 실적을 나타내는 생산 현황도는 소음 측정 계획과 직접적인 관련이 없다.

탄성 변형을 이용하지 않는 압력계는 자동 용량식 압력계이다.

벨로스식·부르동관식·다이어프램식은 압력을 받은 금속 탄성체의 변형량을 측정해 압력으로 환산하는 탄성식 압력계인 반면, 용량식 압력계는 탄성체의 변형을 직접 읽는 대신 압력에 따른 정전용량 변화를 전기적으로 검출하는 방식이라 탄성식으로 분류되지 않는다.

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

이는 소리가 벽 등에 부딪혀 되돌아오는 음의 반사, 여러 파동이 겹쳐지는 중첩의 원리, 음원과 관측자의 상대운동으로 주파수가 변하는 도플러 효과와는 다른 현상이다.

기준점에 대한 진동체의 상대적 이동, 즉 순간적인 위치와 시간 지연을 나타내는 값은 위상이다.

진폭은 흔들림의 크기를, 주파수는 단위시간당 반복 횟수를, 포락선은 신호 파형의 최대치를 이은 곡선을 의미하므로 시간적 지연·위치 관계를 나타내는 개념과는 다르다.

신호 전송 노이즈 대책의 접지 방식에서 여러 지점으로의 접지는 부적절하다. 올바른 접지 원칙은 단일점 접지(single point grounding)로, 한 지점에만 접지하여 접지 루프(ground loop)로 인한 유도 노이즈를 방지해야 한다.

• 병렬 접지: 접지 저항을 줄여 노이즈 제거 효과를 높이므로 권장된다.
• 굵은 도선: 접지 임피던스를 낮춰 노이즈 감쇠에 유리하다.
• 실드와 패널의 접지: 전자파 차폐의 필수 조건이다.

진동체가 갖는 고유한 진동수와 파장으로만 일어나는 진동을 고유 진동이라 한다.

외력이 주기적으로 가해져 그 힘의 진동수에 따라 진동체가 흔들리는 것은 강제 진동이며, 고유 진동은 외력 없이 물체 자체의 질량·강성으로 정해지는 특정 진동수·파장만 허용된다는 점에서 구분된다.

표준적인 가청범위에서 최대 가청음압은 약 60Pa(130dB)이며, 이 값이 옳은 설명이다.

최저 가청주파수는 0Hz가 아니라 20Hz 부근이고, 최대 가청주파수도 10000Hz가 아니라 20000Hz 부근이다.

최저 가청음압 역시 기준음압 $2\times10^{-5}\ \mathrm{Pa}$에서 0dB로 정의되므로, $2\times10^{-3}\ \mathrm{Pa}$라는 값은 틀린 수치다.

계측작업 및 방법의 관리·합리화를 위한 방법과 거리가 먼 것은 안전관리의 향상이다.

계측관리의 합리화는 계측작업의 표준화, 계측 정밀도의 유지·향상, 계측기 사용·취급법의 적정화처럼 계측 그 자체의 정확성과 효율을 높이는 데 초점이 있으며, 안전관리는 계측관리의 직접적인 구성요소로 보지 않는다.

설비투자·대체의 경제성 평가에서 원가비교법에 해당하지 않는 것은 자본회수기간법이다.

연간비용법·현가비교법·제조원가비교법은 대안들의 조업비용·자본비용을 비교해 판정하는 원가비교법에 속하지만, 자본회수기간법은 투자액을 회수하는 데 걸리는 기간을 기준으로 판정하는 자본회수법(투자회수기간법) 계열이라 원가비교법에 들어가지 않는다.

공장 에너지관리 중 열관리 방법에 해당하지 않는 것은 소음 관리이다.

열관리는 연소 관리·연료 관리·열계측 관리처럼 열에너지의 발생·이용·측정을 다루는 활동이며, 소음 관리는 열관리가 아니라 별도의 환경·공해 관리 영역에 속한다.

시가동 손실은 설비의 대기, 유휴 상태에서 발생하는 손실로 설비 자체의 고장이나 운영 부실에 따른 손실이 아니라 외부적 요인(자재 부족, 작업 지시 지연 등)으로 인한 생산 중단을 의미하므로 설비손실에 포함되지 않는다.

가공 및 조립형 설비손실(OEE 관점의 설비 6대 손실)은 고장 손실, 시가동 손실, 공정불량 손실, 속도저하 손실 등으로 분류된다.

• 고장 손실: 설비 기능 저하
• 공정불량 손실: 제품 품질 문제
• 속도저하 손실: 설정 속도 미달

이들은 모두 설비 자체의 성능과 관련된 손실에 해당한다.

원자재 공급의 불확실성(양, 질, 비용, 납기 등)으로부터 기업을 보호하기 위해 자체 생산 체계를 구축하는 투자는 방위적 투자이다. 방위적 투자는 기업의 약점을 보완하거나 외부 위험 요소로부터 안정성을 확보하려는 수비적 성격의 투자로, 원가 절감이나 신규 시장 진출이 아닌 기존 경영 기반의 안정화를 목표로 한다.

• 후생 투자: 근로자 복지 시설
• 공격적 투자: 신규 사업·시장 진출
• 합리적 투자: 수익성 극대화를 추구

이들은 본 사례와 구별된다.

이론사이클 시간과 실제사이클 시간의 차이에서 발생하는 로스는 속도저하 로스이다.

설비가 설계된 이론 속도(사이클 타임)보다 느리게 운전되어 실제 사이클 시간이 늘어나는 만큼 생산량 손실이 발생하는 것을 의미하며, 이는 고장에 의한 정지(고장 로스), 조정 작업 중 정지(조정 로스), 계획된 정지(계획정지 로스)와는 성격이 다르다.

일시 정체 로스 대책으로 거리가 먼 것은 간단한 결함은 무시할 것이다.

일시 정체(순간정지) 로스는 사소해 보이는 결함이 누적되어 발생하는 경우가 많으므로, 미세한 결함도 시정하는 것이 올바른 대책이며 결함을 무시하는 것은 대책이 될 수 없다.

특정 환경과 운전 조건에서 주어진 시점 동안 명시된 기능을 성공적으로 수행할 확률을 신뢰성이라 한다.

이는 설비나 부품이 고장 없이 요구 기능을 유지할 가능성을 정량적으로 나타내는 지표로, 효용성·유용성·생산성과 같은 포괄적 개념과는 정의가 다르다.

예방보전의 효과와 반대로, 긴급용 예비기기의 필요성과 자본투자가 증가한다는 설명은 틀린 내용이다.

예방보전을 실시하면 고장 발생이 줄어들어 오히려 긴급용 예비기기의 필요성이 감소하고 그에 따른 자본투자도 줄어드는 것이 정상적인 효과다.

유효손실 감소와 가동률 향상, 설비 갱신기간 연장에 따른 투자액 경감, 납기지연 감소는 모두 예방보전의 실제 효과에 해당한다.

자주보전은 운전자가 자신의 설비를 스스로 관리·점검하는 활동으로, 보기 1, 2, 4는 이러한 개념을 올바르게 설명한다. 운전자는 단순 조직원이 아니라 설비 관리의 주체가 되어 기본적인 보전 업무(청소, 점검, 윤활, 간단한 조정 등)를 수행하며, 이를 통해 현장 개선에 참여한다. 반면 보기 3번은 '고장 및 불량을 극소화'라는 결과 지향적 표현으로 자주보전의 본질을 왜곡한다. 자주보전의 핵심 목적은 설비의 '정상 상태 유지'와 '예방적 관리'에 있으며, 고장과 불량을 완전히 제거하기 위한 체계화된 활동이 아니라 운전자가 설비와의 관계를 개선하고 문제를 조기에 발견하는 자발적 활동이다.

시스템의 잠재적 결함을 조직적으로 규명·조사하고 설비의 지속적인 평가·개선을 가능하게 하는 고장 유형·영향 분석 기법은 FMECA(고장모드영향 및 치명도 분석)이다.

고장이 발생할 수 있는 모드를 나열하고 그 영향과 치명도를 체계적으로 평가한다는 점에서 PM분석·QM분석·FTA와는 접근 방식이 다르다.

치공구 관리에서 보전 단계에 해당하지 않는 것은 공구 소요량의 계획 및 보충이다.

공구 소요량을 계획하고 보충하는 일은 사용에 앞선 계획(구매) 단계의 업무이며, 보전 단계는 이미 보유·사용 중인 공구를 대상으로 한 검사, 보관과 대출, 제작 및 수리 같은 유지관리 활동을 가리킨다.

설비보전의 기본 요소는 열화를 막는 열화방지, 열화 상태를 파악하는 열화측정, 열화된 부분을 되돌리는 열화회복 세 가지이며, 열화지연은 이 3요소에 포함되지 않는다.

일상적인 점검·청소·급유 등으로 열화 자체를 예방하고, 검사로 열화 정도를 측정하며, 수리·정비로 열화된 상태를 회복시키는 활동이 설비보전의 핵심 요소를 이룬다.

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.

수리공사 견적법으로 사용되지 않는 것은 표준 개량법이다.

수리공사의 절차·재료·공수를 견적할 때는 과거 경험에 의존하는 경험법, 유사 공사의 실적을 활용하는 실적 자료법, 미리 정해둔 표준 자료를 이용하는 표준 자료법 등이 쓰이며, 표준 개량법이라는 견적법은 일반적으로 사용되지 않는다.

품질 개선활동에서 현상파악에 사용되는 수법 중 불량품, 결점, 사고 건수 등을 원인별로 분류하고 수량이 많은 순서로 나열하여 막대그래프로 나타내는 것은 파레토도이다. 파레토도는 원인별 데이터를 내림차순으로 정렬한 후 누적 기여도 곡선을 함께 표시하여 중요도 순으로 문제점을 파악하는 기법이다.

• 관리도: 시간 경과에 따른 품질 변화 추이를 관찰하는 수법이다.
• 산정도: 두 변수 간의 상관관계를 보는 산점도이다.
• 히스토그램: 연속적 계측값의 도수분포를 나타낸다.

설비배치 계획은 생산 흐름이나 작업 공간의 구조가 바뀔 때 필요하다.

신제품을 제조하거나 작업장을 확장하거나 새 공장을 건설하는 경우는 모두 설비 배치를 새로 검토해야 하는 대표적 상황이다.

반면 작업자 신규 채용은 인력 운용의 문제일 뿐 설비의 배치 구조 자체를 바꿀 필요는 없다.

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.

상비수방식은 일정 수량을 늘 갖춰 두는 방식이라 관리수속이 간단하고, 한 번에 묶어 구매하므로 구입단가도 경제적이다.

다만 항상 여유 재고를 안고 가므로 재고금액은 오히려 커지고, 설계 사양이나 재질이 바뀌면 남아 있던 재고가 그대로 손실이 되어 재질변경에 따른 손실이 많다.

따라서 재고금액이 적어진다는 설명이 상비수방식의 특성과 맞지 않는다.

복책법은 같은 용량의 용기 두 개를 번갈아 쓰다가 한쪽 용기가 완전히 비면 그 용량만큼을 발주하는 방식이다.

이렇게 하면 주문량과 주문점이 항상 용기 용량 하나로 균등하게 고정되어 관리가 단순해진다.

구성인선(built-up edge)을 막으려면 절삭공구의 경사각을 크게 하여 절삭저항을 줄여야 한다.

경사각을 작게 하면 오히려 절삭저항이 커져 칩이 공구날에 눌어붙기 쉬워지므로, 이는 방지대책이 아니라 구성인선을 조장하는 조건이다.

• 절삭 깊이를 얕게 하는 것은 유효한 방지대책이다.
• 절삭속도를 빠르게 하는 것도 구성인선 억제에 도움이 된다.
• 공구 인선을 날카롭게 다듬는 것 역시 방지대책에 해당한다.

비교측정은 기준게이지나 표준품과의 차이를 측정하는 방식으로, 절대값을 직접 읽지 않고 편차를 측정한다. 옵티미터(Optimeter)는 광학식 비교측정기로 기준면과의 미소한 차이를 확대하여 측정하는 기기이며, 측장기는 거리 측정, 마이크로미터와 버니어 캘리퍼스는 절대측정 방식의 직독식 측정기이다.

나사 등급 표시는 관례상 암나사 등급을 앞에, 수나사 등급을 뒤에 슬래시로 구분해 적는다.

대문자로 쓴 6H는 암나사 등급, 소문자로 쓴 6g는 수나사 등급을 뜻하므로, M10-6H/6g는 미터 보통나사 M10에서 암나사 6H와 수나사 6g가 짝을 이룬 표기다.

강재 표면에 알루미늄을 확산침투시켜 내스케일성과 고온산화 저항성을 높이는 표면경화법은 칼로라이징이다.

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

흡입양정이 높거나 국부 유속이 지나치게 빨라져 기포가 생기고 유체가 증발하는 현상은 공동현상(캐비테이션)이며, 수격현상과는 구분되는 별개의 현상이다.

수격현상은 밸브를 급격히 여닫거나 펌프 동력이 갑자기 끊길 때 관로 유속이 급변하면서 압력이 급상승·급하강하는 현상을 가리킨다.

오일 냉각 부족, 기름의 노화·오염, 부적합한 윤활유 사용은 모두 압축기 베어링에서 이상음을 일으키는 원인이다.

반면 윤활유의 적정 유량을 유지하는 것은 정상적인 관리 상태이지 이상음의 발생 원인이 아니다.

베어링 가열끼움은 베어링을 팽창시켜 축에 끼우기 위한 방법으로, 수증기·기름·가스토치를 이용한 가열이 흔히 쓰인다.

액화질소는 오히려 물체를 냉각·수축시키는 데 쓰이는 저온 매체이므로 가열끼움과는 반대되는 용도이며, 가열방법으로는 거리가 멀다.

송풍기는 케이싱, 임펠러, 축과 베어링 등을 주요 구성품으로 한다.

피스톤은 왕복동식 압축기와 같은 용적형 기계의 구성요소로, 원심·축류 방식으로 작동하는 송풍기의 구성품이 아니다.

고무 스프링은 내부 마찰이 크기 때문에 감쇠작용이 우수하여 진동 절연과 충격 흡수에 매우 적합하다. 2번은 고무는 노화·변질 방지를 위해 기름을 바르지 않으며(오일은 고무를 부풀게 함), 3번은 고무 스프링은 압축하중에 강하고 인장력에는 약한 특성을 가지고 있어 정반대이고, 4번은 고무는 형상·크기를 자유롭게 설계할 수 있어 다양한 용도로 널리 사용되므로 모두 틀렸다.

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.

래핑은 랩과 공작물 사이에 랩제(연마 입자)를 넣고 문질러 다듬는 정밀 가공으로, 정밀도가 높고 가공면의 윤활성·내마모성이 우수하며 가공 자체는 비교적 간단해 대량생산에도 쓰인다.

다만 미세한 랩제가 비산해 먼지를 일으키고, 가공면이나 제품 틈새에 그대로 잔류하기 쉬워 다른 기계나 제품에 나쁜 영향을 주는 것이 단점으로 지적된다.

따라서 먼지가 없고 랩제가 잔류하지 않는다는 설명은 래핑의 실제 특성과 어긋난다.

코일 스프링, 벌류트 스프링, 스파이럴 스프링, 접시 스프링은 원칙적으로 무하중 상태에서 그리고, 겹판 스프링은 스프링판이 수평인 상태에서 그린다.

다만 스프링의 종류·모양만을 간략도로 나타낼 때는 재료의 중심선을 굵은 실선으로 그리는 것이 규정이며, 일점쇄선으로 그린다는 설명은 도시법과 맞지 않는다.

방청 윤활유 1종은 1호 KP-7, 2호 KP-8, 3호 KP-9의 세 가지뿐이고, 1종 4호는 없다. KP-10 계열은 방청 윤활유 2종에 해당하므로 '1종(4호) : KP-10'은 잘못 연결된 것이다.

감속기의 조립상태를 양호하게 유지하려면 이상 징후를 조기에 발견하고, 정확한 윤활을 유지하며, 이 면의 마모 상태를 꾸준히 파악해야 한다.

반면 분해수리를 필요 이상으로 빈번하게 실시하면 오히려 조립 정밀도가 흐트러지고 부품 손상 위험이 커지므로, 조립상태 유지에 적절한 조치라 보기 어렵다.

탄산가스(CO2) 아크용접은 불꽃을 눈으로 볼 수 있어 시공이 편리하고, 전류밀도가 높아 용입이 깊으며 용접 속도도 빠르다.

하지만 보호가스로 쓰는 이산화탄소가 바람에 쉽게 날려 실드 효과가 떨어지기 때문에 옥외 작업 시에는 방풍장치가 필요하며, 바람의 영향을 받지 않는다는 설명은 사실과 다르다.

키 홈의 마모는 축의 회전 중 토크 전달을 위한 키와의 마찰로 발생하는 현상으로, 응력집중과는 직접적인 관련이 없다는 점에서 가장 거리가 멀다.

응력집중(stress concentration)은 축의 기하학적 불연속이나 결함으로 인해 국소 부위에 응력이 집중되어 파단을 초래하는 현상이다.

• 축의 가공 불량(표면 거칠기, 치수 편차): 기하학적 불규칙을 유발한다.
• 설계 형상의 오류(반경 부족, 단계 형상 등): 응력 집중 인자 증가의 직접 원인이다.
• 커플링 중심내기 불량: 편심하중으로 인한 응력 피크를 발생시킨다.

이들은 모두 응력집중의 전형적 파단원인이다.

압축기 배관은 도중 하부에 드레인 밸브를 설치해 배관 내 응축수를 배출할 수 있도록 하는 것이 올바른 시공이다.

• 배관 길이는 압력손실을 줄이기 위해 가능한 한 짧게 해야 한다.
• 압축기와 탱크 사이 배관은 무조건 클수록 좋은 것이 아니라 적정 구경으로 설계해야 한다.
• 배관 지름은 압축기의 분해·조립 여건을 고려해 정해야 하며 무관하게 키울 수 있는 것이 아니다.

전양정이 약 10m 이하로 낮고 토출관이 짧은 펌프의 역류방지용으로는 플랩 밸브가 가장 적당하다.

관 끝에 달린 판(플랩)이 힌지를 축으로 열렸다가 정지 시 자중으로 닫히는 단순한 구조여서 압력손실이 작고 응답이 빨라 저양정 조건에 잘 맞기 때문이다.

푸트 밸브는 토출관이 아니라 흡입관 끝에 다는 밸브이고, 앵글 밸브는 유량을 조절·차단하는 용도라 역류방지용으로 보기 어렵다.

불량·수정로스를 줄이려면 현상을 충분히 관찰하고, 원인이 될 수 있는 요인계통 전체를 재검토하며, 요인 속에 숨어 있는 결함을 찾아내는 점검법도 다시 살펴야 한다.

반면 원인을 하나로 단정 짓고 그 부분만 손보는 방식은 다른 잠재 요인을 놓칠 위험이 커서 근본 대책으로 적절하지 않다.

윤활제 부적합, 베어링 조립불량, 체인·벨트의 지나친 팽팽함은 모두 전동기 베어링에 과도한 부하나 마찰을 유발해 발열을 일으키는 원인이다.

반면 냉각팬 축에 억지 끼워 맞춤을 적용하는 것은 일반적인 조립 방법일 뿐, 그 자체가 베어링 발열의 원인으로 보기는 어렵다.

그리스는 액체 오일과 달리 링이나 칼라, 패드로 퍼올려 순환시킬 수 없으므로, 그런 급유장치들은 그리스에는 적용하기 어렵다.

밀봉 베어링은 내부에 그리스를 채워 넣고 실(seal)로 막아두면 회전체가 움직이면서 그리스가 베어링 내부에서 스스로 뒤섞여 순환하므로, 그리스의 자기순환급유 방식에 적합한 윤활장치다.

유동점(pour point)은 오일이 흐를 수 있는 가장 낮은 온도를 의미하므로 1번이 틀렸다. 유동점보다 낮은 온도에서는 오일이 굳어서 흐르지 않는다. 2번 점도는 액체의 내부저항으로 정의되는 것이 맞고, 3번 전산가(TAN)는 오일 중 산성 성분의 양을 나타내는 지표이며, 4번 점도지수(VI)는 온도 변화에 따른 점도 변화율을 수치화한 것으로 모두 올바른 설명이다.

윤활관리는 마모를 막고, 마찰에 의한 동력손실을 줄이며, 녹아붙음(소착)을 예방하는 것이 주요 기능이다.

또한 윤활유는 방청 작용을 통해 부식을 막아주는 역할을 하므로, '방청 작용 방지'처럼 방청 기능 자체를 막는다는 설명은 윤활관리의 목적과 정반대여서 성립하지 않는다.

미끄럼 베어링은 축과 베어링면 사이에 충분한 유막을 만들고 마찰열까지 실어 내보내야 하므로, 오일을 넉넉히 공급하는 순환식·유욕식·전손식 급유가 널리 쓰인다.

반면 분무식(오일 미스트)은 미세한 기름 입자를 공기와 함께 보내는 방식이라 공급 유량이 적어, 고속 구름베어링 등에 주로 쓰이고 미끄럼 베어링 급유법으로는 적합성이 떨어진다.

과잉·과소급유, 부적절한 오일 사용, 서로 다른 종류의 오일을 섞어 쓰는 것은 모두 윤활에서 비롯되는 대표적인 고장 원인이다.

반면 충분한 플러싱은 배관이나 시스템 내부의 오염물을 세척해 내는 올바른 정비 작업으로, 고장을 일으키는 문제가 아니라 오히려 예방에 도움이 되는 조치다.

그리스계 급유법은 윤활유제 급유법과 비교할 때 냉각작용이 약한 것이 특징이다. 그리스는 점도가 높고 유동성이 낮아 열을 빠르게 방출하지 못하므로 고속·고온 환경에서는 윤활유가 냉각 성능에서 우수하다. 반면 그리스의 장점은 누설이 적고, 급유간격이 길며, 밀봉성이 좋아 먼지 침입을 방지한다는 점이므로, 냉각작용은 그리스의 장점이 아니라 오히려 단점에 해당한다.

제철소처럼 고온 개소에서는 화재 위험 때문에 불연성 작동유가 요구되는데, 수-글리콜계 작동유는 물을 포함해 불이 잘 붙지 않는 대신 윤활성은 일반 광유보다 다소 떨어진다.

이러한 트레이드오프 때문에 수-글리콜계 작동유는 고온 화재 위험지역의 유압작동유로 선택된다.

윤활유 첨가제는 기유에 잘 녹고, 저장 중 안정적이며, 다른 첨가제와 잘 어우러져야 제 기능을 오래 발휘할 수 있다.

반대로 증발이 많으면 사용 중에 첨가제 성분이 금세 날아가 효과가 사라지므로, 첨가제는 오히려 증발이 적어야 바람직하다.

윤활유의 유화(에멀전화)는 오일이 산화되거나, 가혹한 운전조건으로 탄화수소분이 변질되거나, 열화로 생긴 이물질 때문에 점도가 높아졌을 때 잘 일어난다.

이 현상은 본질적으로 기름과 수분이 섞이면서 나타나므로, 수분과의 접촉이 적었을 때는 오히려 유화가 일어나기 어려운 조건이지 원인이 될 수 없다.

윤활관리를 제대로 하면 윤활 사고를 막고, 기계의 정밀도와 기능을 오래 유지하며, 제품 정도(정밀도)도 향상시킬 수 있다.

또한 설비를 온전하게 운전할 수 있게 되면서 고장·보수가 줄어 유지비는 오히려 감소하므로, 유지비가 증가한다는 설명은 윤활관리의 효과와 반대된다.

윤활유 분석 시료 채취 시 가장 중요한 원칙은 대표성 있는 샘플을 얻기 위해 탱크의 중간 높이 또는 순환 라인에서 채취하는 것이다. "탱크 바닥에서 채취한다"는 오염물, 슬러지, 침전물이 집적되는 영역이므로 실제 윤활유의 상태를 대표하지 못하고 분석 결과를 왜곡시킨다.

• 가동중 설비 채취: 정상 작동 중 진정한 상태를 반영하므로 올바르다.
• 일정한 지점 채취: 시계열 비교를 위해 필수이다.
• 사전 Flushing: 이전 잔류물을 제거하여 오염을 방지하는 표준 절차다.

플러싱유는 세척 대상 계통을 씻어내는 용도이므로 저점도이면서 인화점은 높아야 안전하고 효과적으로 순환·세정할 수 있다.

고점도이면서 인화점까지 낮다면 순환이 어렵고 화재 위험도 커지므로, 이는 플러싱유가 갖춰야 할 조건과 반대된다.

• 방청성이 우수해야 세척 후에도 부식을 막을 수 있다.
• 고온에서도 청정 분산성을 유지해야 오염물을 효과적으로 씻어낸다.
• 가급적 사용유와 동질의 오일을 써야 잔류 성분이 문제를 일으키지 않는다.

미끄럼 베어링(sliding bearing)에서 유막을 형성하기 위한 필수 조건은 윤활제의 적절한 점도, 쐐기형 유막, 두 면 사이의 상대 운동이다. 보기 1, 2, 3은 모두 유막 형성의 핵심 조건으로, 점도가 충분하면 면 간 상대속도에 의해 윤활유가 쐐기 모양으로 압축되어 유막을 만든다. 보기 4는 전동체(rolling element)와 리테이너라는 표현으로 롤링 베어링의 구성 요소를 언급하는데, 문항은 미끄럼 베어링에 관한 것이므로 롤링 베어링의 조건은 적용되지 않는다. 따라서 4번이 틀린 것이다.

크랭크 샤프트는 윤활유에 의해 보호되는 부품이므로, 오일 공급이 적절하면 마모가 감소한다. 따라서 윤활유 부족이 아닌 이상 크랭크 샤프트 마모는 윤활유의 직접적인 원인으로 보기 어렵다.

왕복동 공기 압축기에서 내부 윤활유로 인한 고장을 판단하는 문제다. 윤활유는 크랭크 샤프트, 피스톤, 실린더 등 내부 부품에 코팅되어 압축된 공기 중에 미세한 오일 입자가 혼입되는데, 이것이 여러 고장을 유발한다.

• 탄소의 부착, 발화, 폭발: 고온 압축 공기 속 윤활유가 산화·분해되면서 탄소 침전물을 형성하고, 고온에서 자연발화하거나 산소 농도 증가 시 폭발할 수 있다.
• 드레인 트랩의 작동 불량: 압축 과정에서 응축된 수증기와 오일 혼합물이 드레인으로 배출되어야 하는데, 트랩 고장 시 배출 불량이 발생한다.
• 실린더나 피스톤링의 마모: 윤활유 부족이나 오염 시 마모가 가속화된다.

윤활 측면에서 우발고장을 줄이려면 오염물의 침입을 막는 오염 관리, 윤활제의 상태를 관리하는 윤활제 관리, 운전 중 이상을 조기에 잡아내는 운전보전 관리처럼 고장을 사전에 억제하는 활동이 필요하다.

반면 윤활설비 사후보전은 고장이 이미 발생한 뒤에 손을 보는 방식이어서, 고장 자체를 줄이는 방법으로는 적절하지 않다.

윤활제의 중화가(산가)는 시료를 적정하며 당량점을 전기적으로 검출하는 전위차 측정법으로 구한다.

• 콘라드손법은 잔류탄소분을 측정하는 방법이다.
• 램스보텀법도 잔류탄소분 측정에 쓰이는 방법이다.
• 형광분석법은 성분 분석 등에 활용되는 방법으로 중화가 측정과는 다르다.

전도열이 높은 경우, 기온에 따른 큰 온도변화, 마찰면의 방열 부족은 모두 설비를 둘러싼 주변 환경 조건에서 비롯되는 윤활 관련 사고 요인이다.

반면 오일의 열화와 오탁은 윤활유 자체의 상태가 나빠진 것으로, 외부 환경보다는 윤활제의 조건적 요인에 해당해 환경적 요인과는 구분된다.

고속기어에는 저점도 윤활유가 적합하고, 웜기어는 미끄럼 속도가 빨라 온도가 높아지므로 산화안정성이 우수한 순광유가 흔히 쓰이며, 높은 하중으로 미끄러지는 기어는 내하중성 있는 극압유가 필요하다.

하이포이드 기어는 축이 어긋난 채 맞물려 미끄럼 접촉이 크고 하중도 무거워 특히 활성형 극압 윤활유가 요구되며, 불활성 극압유로는 마모·소착을 충분히 막기 어렵다.

그리스의 중화주도(혼화주도)는 표준 시험온도 25±0.5℃에서 그리스를 60회 혼화한 뒤 관입도를 측정하는 방식으로 시험한다.

절삭유는 절삭점을 씻어내는 세정성, 공구·공작물의 부식을 막는 방청성, 칩이 공구에 눌어붙는 것을 줄이는 반용착성을 갖춰야 한다.

절삭 과정에서 발생하는 열을 낮추는 냉각성이 필요한 것이지, 가열성은 절삭유의 요구 성능과 반대되는 개념이라 성립하지 않는다.

핸들링(Handling)은 가공작업이 아닌 물류·운반 보조작업으로, 생산 공정에서 작업물·공구·부품을 조정하고 이송하는 역할을 한다. '가공작업'은 절삭·성형·용접 등 재료를 변형·가공하는 행위를 뜻하므로, 물건을 옮기고 배치하는 핸들링과는 구분되며 잘못된 설명이다.

• 수동이나 기계에 의한 수행: 수동이나 기계로 수행된다는 점에서 정확하다.
• 광범위한 조정 역할: 생산 공정 내 광범위한 조정 역할이라는 설명이 맞다.
• 작업물, 공구, 부품의 조정과 이송: 작업물·공구·부품의 조정과 이송이라는 정의와 일치한다.

공유압 실린더(액추에이터)의 대표적 역할은 대상물을 잡기(클램프), 위치를 옮기는 이송, 방향을 바꾸는 회전 등 직접적인 기계적 동작을 수행하는 것이다.

• 홈 파기·구멍 뚫기·나사내기는 절삭가공 작업으로 공작기계의 가공기능이지 실린더 고유의 역할이 아니다.
• 설계·정보이송·데이터 가공은 정보처리 영역이라 실린더의 물리적 동작과 무관하다.
• 도장하기·조립하기·도면그리기 중 도면그리기는 설계 업무이므로 실린더의 역할로 묶일 수 없다.

수동 소자(passive element)는 에너지를 공급할 수 없고 소비하거나 저장만 하는 소자이다. 저항은 전력을 열로 소비하고, 인덕터와 커패시터는 전자기 에너지와 정전기 에너지를 각각 저장하므로 모두 수동 소자다. 반면 OP-AMP(연산증폭기)는 전원으로부터 에너지를 공급받아 신호를 증폭하는 능동 소자(active element)이므로 수동 소자가 아니다.

전기기계의 히스테리시스손을 줄이기 위해 사용하는 강판은 규소 강판이다.

규소(Si)를 첨가하면 강판의 전기저항이 커지고 히스테리시스 곡선의 면적(손실)이 줄어들어 변압기·전동기 철심 재료로 널리 쓰인다. 청동판·황동판·스테인리스 강판은 전자기적 히스테리시스 특성 개선을 목적으로 하는 재료가 아니다.

제시된 상세기호는 위쪽에 솔레노이드 조작 파일럿 밸브, 아래쪽에 주(主)밸브가 놓인 전자·파일럿 조작식 4포트 3위치 방향제어밸브이므로, 간략기호도 양단에 솔레노이드와 파일럿(속이 찬 삼각형)이 함께 붙고 스프링으로 중앙 복귀하는 3위치 기호여야 한다.

중립 위치까지 맞춰야 한다. 상세기호의 주밸브 가운데 칸은 네 포트가 모두 ㅗ·ㅜ 모양으로 막힌 클로즈드 센터이고, 좌·우 칸은 각각 평행 화살표와 교차(X) 화살표다. 간략기호에서도 이 세 칸이 그대로 유지된 것을 골라야 한다.

따라서 다음 기호들은 원래 밸브와 다르다.

• 양단에 스프링만 그려져 솔레노이드·파일럿 조작 기호가 없는 것
• 조작부에 사선 화살표가 그어진 비례(가변) 제어형
• 중립에서 포트가 탱크로 통하는 다른 센터 형식

유압 텔레스코프형 다단실린더는 긴 행정거리가 필요한 경우에 사용하며, 내부에 다단의 피스톤과 로드를 중첩시켜 유압유 유입 시 순차적으로 신축되는 구조다. 반면 정확한 위치제어가 요구되는 경우에는 다단실린더보다는 비례제어밸브나 압력제어장치가 필요하며, 텔레스코프형은 단계별 신축으로 인해 중간 위치에서의 정밀한 제어가 어렵다. 따라서 "정확한 위치제어를 행하는 경우에 사용한다"는 이 실린더의 용도로 적절하지 않다.

밀폐 용기 안 정지 유체에 가한 압력이 줄지 않고 모든 부분에 똑같이 전달된다는 것은 파스칼의 법칙이다.

유압장치가 성립하는 근거가 바로 이 법칙이다. 작은 피스톤에 준 압력이 큰 피스톤에도 같은 크기로 전해지므로 F = p·A 에 따라 면적비만큼 힘이 증폭되고, 작은 힘으로 큰 하중을 밀어 올릴 수 있다.

나머지는 모두 흐르는 유체를 다루는 법칙이다.

• 연속의 법칙 — 단면적과 유속의 곱(유량)이 일정하다
• 베르누이 법칙 — 압력·속도·위치 에너지의 합이 일정하다
• 벤투리관 — 축소부에서 유속이 빨라지고 압력이 낮아지는 현상을 이용한 유량 측정 관

그림은 두 개의 로브(꽃잎) 모양 회전자가 서로 맞물려 회전하는 구조로, 로브 펌프의 전형적인 형태이다. 로브 펌프는 회전자 사이에 간극이 있어 접촉이 연속적이지 않고 이빨 수가 적어 1회전당 토출량은 크지만 토출량 변동(맥동)이 크다는 특징을 가진다. 스크루 펌프는 나사 모양의 회전체로 축방향 이송을 하며, 내접 기어 펌프와 트로코이드 펌프는 이 수가 많아 토출량 변동이 작은 것이 특징이므로 해당하지 않는다.

자동화시스템에서 각 구동요소의 스텝별 작동 순서를 파악해 고장을 추적하는 선도는 변위-단계선도이다.

가로축에 스텝(공정 순서), 세로축에 각 액추에이터의 변위(전진/후진) 상태를 나타내어 어느 단계에서 이상이 발생했는지 한눈에 확인할 수 있다.

• 블록선도는 제어계 구성요소 간 신호흐름을 나타내는 선도이다.
• 제어선도는 밸브 등 제어요소의 개폐(ON/OFF) 상태를 보조적으로 나타낸다.
• 변위-시간선도는 시간 경과에 따른 변위를 나타내어 동작 속도 파악에는 유리하나 스텝별 순서 추적에는 상대적으로 불리하다.

직동형 압력 릴리프 밸브는 파일럿 밸브 없이 스풀이나 볼이 직접 유동을 차단하는 구조로, 구조가 단순하고 채터링(압력 변동으로 인한 떨림)이 발생하기 쉬운 특징을 가진다. 직동형은 파일럿 압력의 보조를 받지 않아 압력 변동에 민감하게 반응하므로 채터링을 일으키기 쉽다는 것이 직동형 밸브의 전형적 단점이다.

• 구조가 복잡하다: 구조가 오히려 단순하므로 오답이다.
• 압력 조정 범위가 넓다: 압력 조정 범위는 직동형이 간접형보다 좁으므로 오답이다.
• 주로 고압용으로 사용한다: 저·중압용으로 주로 사용되므로 오답이다.

실제 시간과 관계된 신호에 의해 제어가 이루어지는 것은 동기제어계이다.

동기제어는 정해진 시간(타이머, 클록 등)에 동기화되어 순차적으로 동작이 진행되는 방식이다. 반면 논리제어계는 입력신호의 논리적 조합에 따라 동작하며 시간 자체를 직접 제어신호로 사용하지 않는다.

이 문항은 확정답안에서 복수정답으로 처리된 문항입니다. 「실린더 행정 거리」와 「피스톤 로드 내경」가 모두 정답으로 인정되었습니다. 여기서는 채점을 위해 한 선택지만 정답으로 두었으니, 다른 하나를 고르셨더라도 틀린 판단이 아닙니다.

실린더의 이론출력을 구할 때 필요하지 않은 요소는 실린더 행정 거리이다.

이론출력(힘)은 $F = P \times A$로 계산되며, 여기서 필요한 값은 공기 압력과 수압 면적을 결정하는 실린더 튜브 내경이다. 후진(로드측) 출력을 구할 때는 로드가 차지하는 면적을 빼야 하므로 피스톤 로드의 지름도 필요하다.

행정 거리는 피스톤의 이동 거리로 일(에너지)이나 소요시간 계산에 쓰일 뿐, 힘의 크기인 이론출력 산정과는 무관하다.

완전 진공상태를 0의 기준점으로 하여 측정하는 압력은 절대 압력이다. 절대 압력은 진공을 기준으로 한 압력의 절댓값을 나타내며, 게이지 압력은 대기압을 기준으로 하고, 대기 압력과 표준 압력은 기준점이 아닌 특정 조건에서의 압력값이므로 구분된다.

서보모터로 입력된 경로를 그대로 추종해 용접하는 아크 용접 로봇의 동작이 자동제어에 해당한다.

이는 프로그램된 목표 경로를 따라가도록 구동부가 피드백 제어되는 방식이다. 나머지 보기들은 리밋스위치·센서·캠 신호를 받아 정해진 순서대로 동작이 진행되는 시퀀스(순차)제어의 예로, 목표값을 연속적으로 추종하는 제어와는 성격이 다르다.

숫자 표시법에서 앞의 숫자는 실린더 번호, 뒤의 숫자는 요소 기능이다(.0 액추에이터, .1 제어요소). 뒤의 숫자가 짝수(.2, .4 …)이면 전진 운동에 관계되는 요소이고, 홀수(.3, .5 …)이면 후진 운동에 관계되는 요소다. 따라서 '2.4'는 2번 실린더의 전진 운동에 관계되는 요소다.

윤활기는 공압 기기에 충분한 윤활제를 공급하는 장치이다.

윤활기(루브리케이터)는 벤투리 효과를 이용해 오일을 미세한 안개(미스트) 형태로 압축공기에 섞어 공급하며, 파스칼의 원리와는 관계가 없다.

윤활유가 과다하면 밸브·실린더 등 부품 동작에 오히려 악영향을 줄 수 있고, 윤활된 공기가 대기로 배출되면 오일미스트로 인한 환경오염 문제가 발생할 수 있다.

단위 질량당 유체(유제)의 체적을 비체적이라 한다.

밀도는 단위 체적당 질량, 비중은 기준 물질(물 등) 대비 밀도의 비, 비중량은 단위 체적당 중량이므로 각각 비체적과는 정의가 다르다.

설비효율화를 저해하는 로스 중 품질(불량) 계열에 해당하는 것은 초기유동관리 수율 로스이다.

이는 설비 가동 초기(시운전~정상궤도 도달 전) 구간에서 발생하는 수율 저하를 뜻하는 품질계 로스이다.

• 고장 정지 로스와 작업 준비·조정 로스는 시간가동률에 영향을 주는 정지 로스이다.
• 속도 저하 로스는 성능가동률에 영향을 주는 속도 로스이다.

축압기(accumulator)는 회로압을 증대시키는 장치가 아니다.

축압기의 기능은 맥동압 제거, 서지압 흡수, 압력에너지 저장과 이를 통한 보조 동력원·완충 작용이며, 스스로 압력을 높이는 기능은 없다.

두 입구 모두에 압축공기가 작용해야만 출구로 공기가 나오는 밸브는 2압 밸브(AND 밸브)이다.

이는 논리 AND 조건으로 동작하여 두 신호가 동시에 있어야 출력이 나오므로 안전확인 회로 등에 사용된다. 반대로 OR 밸브(셔틀 밸브)는 두 입구 중 하나만 작용해도 출구로 공기가 나오는 논리 OR 방식이다.