18년 2회차

목표값 신호와 검출부에서 얻은 신호를 비교해 조작부로 보낼 신호를 만들어내는 부분은 조절부이다.

외란은 제어계 외부에서 제어량에 영향을 주는 요인이고, 작동부(조작부)는 조절부가 만든 신호를 받아 실제 조작을 수행하며, 제어량은 제어 대상에서 조절하고자 하는 물리량 자체이다.

음속은 매질의 밀도와 탄성에 따라 결정되며, 일반적으로 밀도가 높을수록, 탄성이 낮을수록 느려진다. 각 매질의 음속은 납 약 1,200 m/s, 강철 약 5,000 m/s, 나무 약 3,000~4,000 m/s, 알루미늄 약 6,400 m/s이다. 납은 밀도는 매우 높지만 탄성이 매우 낮아 음속이 가장 느리며, 금속 중에서도 유일하게 1,500 m/s 이하의 매우 낮은 음속을 가진다.

음파의 종류를 구분하는 문항으로, 진행파 설명이 틀린 이유는 진행파의 정의가 잘못되었기 때문이다. 진행파는 음원에서 발생하여 공간을 통해 일방향으로 전파되는 파를 의미하며, 문제에서 설명한 "둘 또는 그 이상 음파의 구조적 간섭에 의해 음압의 최고와 최저가 반복되는 패턴"은 정상파(정재파)의 정의이다.

• 평면파: 음파의 파면이 평행하게 진행하는 형태로 올바르게 설명되어 있다.
• 발산파: 음원으로부터 거리에 따라 파면이 확대되며 전파되는 형태로 올바르게 설명되어 있다.
• 구면파: 음원에서 모든 방향으로 동등하게 방사하는 구형의 파면으로 진행하는 형태로 올바르게 설명되어 있다.

저음이 고음을 마스킹하는 효과가 고음이 저음을 마스킹하는 효과보다 크다. 따라서 고음이 저음을 잘 마스킹한다는 설명은 반대로 서술된 것이다.

마스킹은 두 음파가 간섭을 일으켜 발생하며, 두 음의 주파수가 비슷할수록 마스킹 효과는 커진다.

다만 두 음의 주파수가 거의 일치하면 맥동(beat)이 생겨 오히려 마스킹 효과는 감소한다.

진동 센서를 대상물에 고정하는 여러 방법 중, 나사(스터드) 고정은 센서를 직접 나사로 체결하므로 접촉이 견고해 먼지·습기·온도의 영향을 적게 받고 사용 가능한 주파수 대역이 넓으며 장기적인 안정성도 가장 우수하다.

손으로 대는 고정, 밀랍(왁스) 고정, 마그네틱 고정은 상대적으로 접촉이 느슨하거나 온도에 민감해 주파수 특성과 안정성이 나사고정보다 떨어진다.

옴의 법칙은 $V = I \times R$로, 전압은 전류와 저항의 곱과 같다는 관계이다.

여기서 V는 전압, I는 전류, R은 저항을 의미하며, 나머지 보기들은 이 관계를 잘못 변형한 식이다.

진동 측정에는 대상의 진동 상태를 변위·속도·가속도로 나타내는 센서가 사용된다.

질량센서는 진동의 크기(변위·속도·가속도)를 측정하는 센서가 아니라 무게·질량을 측정하는 용도이므로 진동 측정용 센서와는 거리가 멀다.

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.

정현파에서 실효값(RMS)은 피크값의 $1/\sqrt{2} \approx 0.707$배로, 진동 에너지를 표현하는 데 적합한 값이다.

피크-피크값(양진폭)은 피크값의 2배, 즉 실효값의 $2\sqrt{2} \approx 2.83$배이므로 실효값의 2배라는 설명은 틀렸다.

피크값은 진동량의 최대값이지 최소값이 아니며, 평균값(정류평균)은 피크값의 $2/\pi \approx 0.637$배로 $1/\sqrt{2}$배와는 다른 값이다.

소음기 내부에 섬유유리(fiber glass)나 암면 같은 흡음재를 부착해 음에너지를 흡수시켜 소음을 줄이는 장치는 흡음형 소음기이다.

팽창형·간섭형·공명형 소음기는 각각 관 단면 확대, 음파 간섭, 공명 현상을 이용하는 방식으로 흡음재를 이용한 방식과는 원리가 다르다.

등청감곡선은 사람의 귀가 동일한 크기(음량)로 느끼는 음압을 주파수별로 측정하여 이은 곡선이다.

즉 주파수가 달라도 같은 크기로 들리는 음압 레벨들을 연결한 것으로, 사람의 청감 특성을 반영한 곡선이라는 점이 핵심이다.

계측기의 정특성은 시간에 따라 변하지 않는 정적인 상태에서의 특성으로 감도, 직선성, 히스테리시스 오차 등이 해당한다.

과도 특성은 입력이 변할 때 시간에 따라 출력이 변화하는 과정을 나타내는 동특성에 속하므로 정특성으로 볼 수 없다.

소음(음압레벨)의 크기를 나타내는 단위는 dB(데시벨)이다.

Hz는 주파수, ppm은 농도(백만분율), poise는 점도를 나타내는 단위로 소음의 크기와는 무관하다.

열전온도계의 온도차에 의해 발생되는 기본 현상은 제벡 효과(Seebeck effect)이며, 톰슨효과(Thomson effect)는 단일 도체의 온도구배에서 나타나는 별개의 현상이다. 제벡 효과는 서로 다른 두 금속의 접점에서 온도차가 있을 때 기전력이 발생하는 현상으로, 열전온도계의 작동 원리를 설명하는 올바른 용어이다.

나머지 보기는 모두 열전온도계의 정확한 특성이다.

• 구리-콘스탄탄은 200~300℃ 저온용이다.
• 이종재 접합과 온도차의 기전력을 이용한다.
• 백금로듐-백금은 1000℃ 이상 고온용이다.

정현 진동에서 속도는 변위를 시간으로 미분한 값이라 V = 2πf·D 이고, 변위가 ㎛ 단위이므로 mm 환산계수 10^-3 을 곱한 $V=2\pi f D \times 10^{-3}$ 가 옳다.

단위로 따지면 분명해진다. $D\,[\mathrm{\mu m}] = D\times 10^{-3}\ \mathrm{mm}$ 이고 각진동수는 $\omega = 2\pi f\ [\mathrm{rad/s}]$ 이므로, 곱하면 $V = 2\pi f D \times 10^{-3}\ \mathrm{mm/s}$ 가 된다.

• $10^{-3}$ 이 빠진 $V=2\pi fD$ 는 변위를 mm로 넣었을 때의 식이라 ㎛ 값을 그대로 쓰면 1000배 커진다.
• D를 $2\pi f$ 로 나눈 형태들은 변위와 속도의 관계를 거꾸로 세운 것으로, 주파수가 높을수록 속도가 작아진다는 잘못된 결과를 준다.

회전체에 부착한 반사테이프에 적색 가시광 LED를 비추고 그 반사광을 검출해 회전주기의 역수로 회전수를 구하는 방식은 광전식 회전계이다.

자기식은 자기(전자기유도) 변화를, 전자식은 전기신호를, 접촉식은 회전체에 직접 접촉하는 방식을 이용한다는 점에서 광원과 반사광을 이용하는 방식과는 구별된다.

과도응답 특성을 파악할 때 기본적으로 사용하는 시험 입력신호는 계단(step) 신호, 임펄스 신호, 정현파 신호 등이다.

삼각파 신호는 과도응답 특성 파악을 위한 기본 시험신호로는 일반적으로 사용되지 않는다.

팽창식 체임버의 면적비는 체임버의 면적을 연결덕트의 단면적으로 나눈 값이다.

소음 감쇠는 관로 단면적이 갑자기 넓어졌다 좁아지는 단면적 급변부에서 음파가 반사되기 때문에 생긴다. 따라서 비교 대상은 같은 차원인 면적 대 면적이어야 하고, 이 면적비가 클수록 투과손실(감음량)이 커진다.

• 체임버의 부피를 덕트 단면적으로 나눈 식은 결과가 길이 차원이 되어 '비(比)'가 되지 못한다.
• 덕트 면적을 체임버 부피로 나눈 식은 그것을 뒤집은 꼴이라 역시 길이의 역수 차원이다.
• 덕트 길이를 체임버 단면적으로 나눈 식도 길이의 역수 차원이라 무차원이 아니다. 길이가 관여하는 것은 체임버의 길이로, 감쇠가 0이 되는 주파수를 정하는 별개의 인자다.

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.

미스얼라인먼트(Misalignment)는 두 축의 중심선이 일치하지 않아 발생하는 결함으로, 축 방향의 어긋남(Axial misalignment)과 반지름 방향의 어긋남(Radial misalignment)으로 분류된다. 보기 1, 2, 3은 모두 축의 중심선 불일치를 직접 야기하는 원인이다: 1번 축의 휨은 회전 중 중심선을 변화시키고, 2번 베어링 설치 불량은 축 자체의 위치를 어긋나게 하며, 3번 축 중심의 편차는 반지름 방향 어긋남을 초래한다. 반면 4번 회전축의 질량중심선과 기하학적 중심선의 불일치는 언밸런스(Unbalance)의 정의로, 축의 중심선 위치 자체는 변하지 않으므로 미스얼라인먼트가 아니라 별도의 진동 결함이다.

직접측정은 측정 대상의 실제 치수를 자·마이크로미터 등으로 직접 읽어내는 방식으로, 측정 범위가 넓고 실제 치수를 바로 알 수 있는 대신 눈금을 잘못 읽기 쉽고 측정에 시간이 많이 걸린다.

이러한 특성상 직접측정은 오히려 종류는 많고 수량은 적은 제품을 측정하는 데 적합하며, 수량이 많고 종류가 적은 대량생산품에는 비교측정이나 한계게이지를 이용한 측정이 더 적합하다.

설비의 경제성 평가방법은 비용비교법(연간비용법), 자본회수법(연간가치법), MAPI 방식 등이 있으며, 이들은 모두 설비 투자의 타당성을 판단하기 위한 공인된 평가기법이다. 반면 변환법은 설비 경제성 평가의 표준 방법론에 포함되지 않는 용어로, 실제 공학 경제학이나 설비투자 의사결정 분야에서 인정되는 평가방법이 아니다.

연소부하가 과대할 때는 연소실(노상)에서 처리할 수 있는 열량을 늘려야 하므로, 이용할 노상면적을 넓혀 연소율을 낮추는 방향으로 대응해야 한다.

따라서 노상면적을 작게 한다는 대책은 부하 과대 상황에 오히려 역행하는 조치로 틀린 설명이다.

연소방식 개량, 통풍이 잘되도록 연도 개조, 품질 좋은 연료 사용은 모두 부하 과대 시 유효한 대책이다.

설비열화 대책은 크게 열화를 방지하는 활동(급유·교환·조정·청소 등 일상보전), 열화를 측정하는 활동(검사), 열화를 회복시키는 활동(수리)으로 구분한다.

경향검사는 열화가 진행되는 정도를 측정·파악하기 위한 검사 활동에 해당하며, 열화 속도 자체를 지연시키는 대책으로 분류하기는 어렵다.

공사를 완급도(긴급성)에 따라 구분할 때, 정식 서류 없이 구두로 연락받아 즉시 착공하고 착공 뒤에 전표(서류)를 나중에 제출하는 유형은 긴급공사이다.

예비공사·준급공사·계획공사는 사전에 계획을 세우거나 절차를 거쳐 착수하는 공사로, 즉시 착공을 전제로 하지 않는다.

계획구입방식은 상비품으로 상시 보유하지 않는 품목(비상비품)을 필요한 시점에 맞춰 계획을 세워 구입하는 방식이다. 미리 재고를 쌓아두지 않으므로 오히려 재고금액이 적어지는 특성을 가지며, 따라서 재고금액이 많아진다는 설명은 틀렸다.

다만 필요할 때마다 구매 절차를 거쳐야 하므로 관리수속이 복잡해지고, 미리 대량으로 확보해두지 않은 만큼 시설이나 재질이 변경되더라도 이미 사둔 자재로 인한 손실은 상대적으로 적다.

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.

설비계획은 신규 사업 개발, 제품의 품종 변경, 생산 규모 변경 등 경영·생산 환경의 변화에 대응하기 위해 필요하다.

'기술력을 통한 부품 증가'는 설비계획을 촉발하는 전형적인 요인으로 보기 어려워, 설비계획의 필요성과는 거리가 멀다.

설비·시스템의 효율을 극대화하기 위한 개별개선 활동은 먼저 중점설비(테마)를 선정하는 것에서 시작한다.

중점설비를 정한 뒤에야 그 설비의 로스를 정량적으로 측정하고, 로스가 미치는 영향을 분석해, 이를 바탕으로 개선안을 수립하는 순서로 진행된다.

계량치 데이터의 중심값과 산포 형태를 조사하는 데 사용되는 통계 도구는 히스토그램이다. 히스토그램은 데이터를 일정 구간으로 나누어 도수분포를 막대그래프로 표현함으로써 분포의 중심, 퍼짐, 형태(정규분포 여부 등)를 한눈에 파악할 수 있다. 관리도는 공정의 시간적 변화 추세 모니터링, 파레토도는 원인별 중요도 순위 파악, 체크시트는 데이터 수집용 양식이므로 산포 형태 분석에는 부적합하다.

수율저하로스는 원부재료 손실이나 가동 초기(시동) 등에서 발생하는 초기 수율 저하에 따른 로스를 의미하며, 공정 중 불량품 발생에 따른 로스는 별도로 불량·수정로스로 구분한다.

따라서 수율저하로스를 '공정 중에 발생하는 불량품에 의한 불량로스'로 정의한 설명은 틀렸다.

고장로스·속도저하로스·준비교체조정로스에 대한 정의는 모두 올바르게 서술되어 있다.

'수리할 수 있는 능력'은 실제로 손을 대어 부품 교환, 오버홀 보조, 고장원인 추정과 긴급처리처럼 수리 행위를 직접 수행하는 능력을 말한다.

반면 설비의 고장을 진단할 수 있다는 것은 상태를 판단·진단하는 능력으로, 수리 행위 자체와는 구분되는 별도의 요구능력이다.

보전표준은 보전 업무를 표준화하기 위한 기준으로 작업표준, 수리표준, 점검(일상점검)표준 등이 해당한다.

자재표준은 자재의 규격·품질을 정하는 구매·자재관리 영역의 표준으로, 보전작업 자체를 규정하는 보전표준의 범주로 보기는 어렵다.

생산성 향상을 위해 현상을 파악·개선하는 6대 요소는 흔히 P(생산성)·Q(품질)·C(원가)·D(납기)·S(안전)·M(의욕/사기)로 정리된다.

여기서 납기·안전·의욕은 이 6대 요소에 포함되지만, '측정'은 이러한 요소가 아니라 요소들을 파악하기 위한 수단(활동)에 가까워 6대 요소 자체로 보기 어렵다.

기계 설비를 배치할 때 선반은 선반끼리, 밀링은 밀링끼리처럼 같은 기종을 한 곳에 모아 두는 공정별 배치 방식을 갱 시스템(gang system)이라 한다.

라인 시스템은 가공 대상물이 공정 순서대로 흐르도록 설비를 그 순서에 맞춰 늘어놓는 제품별 배치이고, 제품 고정형 시스템은 제품을 한자리에 고정한 채 설비와 작업자가 이동하며 작업하는 방식이며, 혼합형 시스템은 두 방식을 절충해 배치한 것이다.

주어진 환경과 운전조건에서 정해진 시간 동안 규정된 기능을 성공적으로 수행할 확률을 신뢰도라 한다.

고장도는 신뢰도와 반대로 고장이 발생할 확률을 뜻하며, 보전도는 고장난 설비를 정해진 시간 내에 수리해 원상태로 복구할 수 있는 확률을 나타낸다는 점에서 신뢰도와 구분된다.

제품단위당 보전비는 총보전비를 생산량으로 나눈 값인데, 생산량을 생산비로 나눈 식으로 적혀 있는 것이 틀렸다.

이 지표는 "제품 하나를 만드는 데 보전비가 얼마나 들었나"를 보는 것이므로 $\text{제품단위당 보전비}=\dfrac{\text{총보전비}}{\text{생산량}}$ 여야 한다. 제시된 식에는 분자·분모가 뒤집혔을 뿐 아니라 보전비라는 항목 자체가 들어 있지 않다.

• 고장도수율 = 고장횟수 ÷ 부하시간 × 100 — 고장이 얼마나 자주 나는지를 본다.
• 설비가동률 = 가동시간 ÷ 부하시간 × 100 — 부하시간 중 실제로 돌린 비율이다.
• 고장강도율 = 고장정지시간 ÷ 부하시간 × 100 — 고장이 설비를 얼마나 오래 세우는지를 본다.

지그와 고정구, 금형, 절삭공구, 검사구 등 제품의 가공·조립·검사에 쓰이는 각종 공구를 통틀어 치공구라 한다.

계측공구는 측정 전용 기구를, 공작기계는 가공을 수행하는 기계설비 자체를 가리키는 용어여서 통칭 용어로는 맞지 않는다.

설비가 운전 시 발휘해야 할 성능—용도, 주요 크기, 용량, 정도(정밀도), 구조, 재질, 작동 전력량 등—을 규정한 표준을 설비 성능표준이라 한다.

설비 설계규격은 제작 단계의 설계 기준을, 설비자재 구매표준과 검사표준은 각각 자재의 구매·검사 절차를 다루는 표준이므로 성격이 다르다.

TPM(Total Productive Maintenance)은 예방 중심의 사전 활동을 강조하며, 설비 고장이 발생한 후 수리하는 전통적 관리와 구별된다. 전통적 관리는 사후 활동(고장 후 수리)에 의존하지만, TPM은 예방정비·개선활동을 통해 근본 원인을 제거하는 시스템이므로, 원인추구 시스템이 TPM의 핵심 철학과 가장 부합한다. 1번은 TPM의 반대 개념이고, 2번·4번은 TPM의 직접적 차이점이 아니다.

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.

마찰 바퀴식 무단변속기는 다른 방식과 달리 회전 중(운전 중)에도 변속 조작이 가능한 것이 특징이므로, 반드시 정지 중에만 변속해야 한다는 설명이 틀렸다.

• 체인식 무단변속기는 통상 1000~1500시간 주기로 점검한다.
• 체인식은 구조상 회전 중에만 변속 조작이 가능하다.
• 벨트식은 유욕식 윤활이 아니어서 윤활 불량이 발생하기 쉽다.

숫돌 입자가 무디어지거나 눈메움이 생겨 연삭성이 떨어졌을 때, 숫돌 표면을 깎아내 예리한 입자를 새로 드러내는 작업을 드레싱(dressing)이라 한다.

트루잉은 숫돌의 형상·진원을 바로잡는 작업이고 래핑·폴리싱은 정밀 다듬질 작업이므로 연삭성 회복 목적과는 구분된다.

로터와 스테이터의 직접 접촉은 기계적 손상으로 단락이나 절연파괴를 유발하는 심각한 결함이지만, 정상 운전 범위에서의 과열 원인과는 거리가 있으며, 오히려 심각한 고장 상태를 나타낸다.

전동기 과열의 주요 원인은 전기적 손실(과부하, 빈번한 기동정지로 인한 과전류)과 기계적 마찰열(베어링 발열)이다.

• 과부하 운전은 권선의 I²R 손실을 증가시켜 직접적 과열 원인이다.
• 빈번한 기동정지는 순시적 과전류로 권선 온도를 높인다.
• 베어링부 발열은 윤활 부족이나 축정렬 오류 시 마찰열이 전동기 외함으로 전달되어 전체 온도 상승을 초래한다.

축 고장의 직접원인을 분류하면 재질 불량, 치수강도 부족, 형상구조 불량은 모두 설계 단계에서 비롯되는 설계 불량에 해당한다. 반면 끼워맞춤 불량은 축과 축받이(베어링, 허브 등) 사이의 조립·시공 과정에서 발생하는 결함으로, 설계가 아닌 시공·조립 불량에 분류된다. 따라서 끼워맞춤 불량은 설계 불량의 직접원인이 아니다.

보전용 자재는 사용 빈도가 낮고 수요 예측이 어려워 불용자재(사용되지 않고 남는 재고)가 발생할 가능성이 오히려 크다는 점이 특징이므로, 발생 가능성이 작다는 설명이 틀렸다.

• 구입 품목·수량·시기의 계획을 세우기 곤란하다.
• 연간 사용빈도가 낮고 소비 속도가 느리다.
• 보전의 기술·관리 수준이 재고량을 좌우한다.

한계게이지는 정해진 상한·하한 치수 범위 안에 드는지만 확인하는 도구로, 다량의 제품을 신속히 측정하고 양호·불량 판정을 쉽게 내릴 수 있는 것이 장점이므로 이를 부정하는 설명이 틀렸다.

• 제품의 실제 치수 값 자체는 읽을 수 없다.
• 조작이 간단해 별도 경험이 필요 없다.
• 치수마다 전용 게이지가 한 개씩 필요하다.

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.

운동체와 정지체가 기계적으로 접촉해 운동체를 감속·정지시키고 그 정지 상태를 유지하는 요소를 브레이크라 한다.

클러치는 동력 전달의 단속(연결·차단)을 담당하고 래치 휠은 역회전을 방지하는 요소여서 정지 유지 기능과는 구분된다.

와셔의 일부를 굽히거나 구멍·돌기를 만들어 볼트·너트에 걸어 둠으로써 회전을 막고 풀림을 방지하는 와셔를 폴(pawl) 와셔라 한다.

스프링와셔는 탄성 반발력으로 조임력을 유지해 풀림을 막고, 고무와셔는 주로 기밀 유지·완충 목적으로 쓰인다는 점에서 작용 원리가 다르다.

플랜지 커플링의 조립·분해 시 축과 축의 흔들림 허용치는 0.03mm가 아니라 0.05mm 이내가 기준이다.

• 조임 여유를 적절히 두지 않으면 분해 시 손상이 발생하므로 '조임 여유를 많이 두지 않는다'는 옳다(조임 여유를 과다하게 두지 않는다는 뜻).
• 분해할 때 플랜지에 과도한 힘을 가하면 변형이나 파손의 위험이 있으므로 옳다.
• 축과 플랜지 원주면에 대한 흔들림은 0.03mm 이내로 규정하는 것이 표준이므로 옳다.

설비의 열화 측정, 열화 진행 방지, 열화 회복과 관련된 점검·급유·정비 기준을 규정한 표준을 설비보전표준이라 한다.

설비성능표준은 설비가 갖추어야 할 성능 사양을, 설비검사표준은 검사 방법·기준을 다루므로 열화관리 자체와는 초점이 다르다.

기어의 이가 맞물려 회전할 때 접촉압력에 의한 최대전단응력이 표면 부근에 작용해 가는 균열이 생기고, 그 틈으로 윤활유가 들어가 고압을 받으며 이의 표면 일부가 떨어져 나가는 손상을 피팅(pitting)이라 한다.

스코어링은 유막이 파괴되어 금속끼리 눌어붙는 손상이고, 어브레이전은 이물질에 의한 마모손상이어서 발생 기구가 다르다.

터보형 압축기는 날개(임펠러)의 회전으로 유체에 속도에너지를 부여해 압축하는 방식으로, 원심식과 축류식이 대표적이다.

왕복압축기, 회전식(로터리) 압축기, 나사식(스크류) 압축기는 모두 실린더나 로터로 기체를 밀폐·압축하는 용적형 압축기여서 터보형과는 원리가 다르다.

내약품·내열성 고무 격막(다이어프램)을 밸브시트에 밀착시켜 유로를 막는 구조로, 패킹 없이도 기밀을 유지하고 부식 우려가 적어 산성 약품 등을 차단하는 데 쓰이는 밸브를 다이어프램 밸브라 한다.

게이트 밸브와 리프트 밸브는 금속 디스크로 유로를 개폐하는 구조여서 격막을 이용하지 않으므로 부식성 유체 차단 용도로는 적합도가 떨어진다.

원심펌프의 임펠러가 유체에 부여한 속도에너지를 압력에너지로 바꾸어 주고 유체가 흐르는 통로를 형성하는 압력용기를 케이싱이라 한다.

웨어링은 임펠러와 케이싱 사이 누설을 막는 부품이고, 스터핑박스는 축이 케이싱을 관통하는 부위의 누설을 방지하는 부품이어서 압력 변환 기능과는 다르다.

융접은 모재와 용접봉(또는 와이어)을 녹여 용융풀을 형성하여 접합하는 방식이며, 저항 용접은 두 금속 사이에 높은 전류를 흘려 접촉 저항으로 발생한 열로 가압 접합하는 방식으로 용융풀을 형성하지 않는다. 스터드 용접은 스터드와 모재를 아크로 녹여 접합하므로 융접이고, 피복 아크 용접은 피복된 용접봉이 녹아 용융풀을 형성하므로 융접이며, 서브머지드 아크 용접은 플럭스 아래에서 와이어와 모재가 녹아 용융풀을 형성하므로 융접이다.

관이음에는 용접으로 접합하는 용접 이음, 온도변화에 따른 신축을 흡수하는 신축 이음, 나사를 이용해 체결하는 나사형 이음 등이 실제로 존재한다.

"롤러 관이음"은 실제 사용되는 관이음 방식이 아니다.

송풍기의 풍량 조절은 날개의 피치(각도)를 바꾸는 방법, 회전수를 변화시키는 방법, 흡입구 댐퍼로 조절하는 방법 등으로 이루어진다.

축의 축 방향 신장(길이 변화)은 풍량 조절과 관계된 방식이 아니므로 옳지 않은 설명이다.

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.

윤활유를 미립자·분무 형태로 흩뿌려 여러 마찰면에 동시에 자동으로 도달시키는 급유법을 비말 급유법이라 한다. 기어나 크랭크 등 회전체가 유면을 치면서 기름을 튀겨 올리는 방식이 대표적이다.

바늘 급유법과 버킷 급유법은 기름을 정해진 한 곳에 떨어뜨려 공급하는 방식이고, 원심 급유법은 회전체의 원심력을 이용해 기름을 보내는 방식이어서 여러 마찰면에 동시 자동 급유한다는 특징과는 거리가 있다.

리징(ridging)은 치면에 미세한 홈과 퇴적상이 마찰 방향과 평행하게 거의 등간격으로 나타나는 손상으로, 보기 1의 설명이 옳다. 리플링은 치면에 잔물결(파형) 모양이 생기는 소성변형이다. 스폴링은 반복 고응력으로 표면이 비교적 크게 박리되는 현상이다. 피팅은 반복 접촉응력에 의한 피로로 작은 구멍이 생기는 현상이다. 보기 4의 '유막 파단에 따른 국부적 금속 접촉'은 스코어링에 대한 설명이다.

기름윤활의 장점을 묻는 문항이므로, 기름윤활이 갖지 않은 특징을 찾아야 한다. 기름윤활은 냉각성능이 우수하고 높은 회전속도에서의 사용이 가능하며, 윤활제 교환이 간단한 장점이 있다. 반면 1~3번은 모두 기름윤활의 실질적 장점이다. 4번 "급유가 어렵고 밀봉작업이 필요하다"는 오히려 기름윤활의 단점에 해당하며, 이는 그리스윤활과 비교했을 때 기름윤활이 지닌 관리상의 어려움을 나타낸다.

온도 변화가 심한 옥외 환경에서도 유압 작동유의 점도가 크게 변하지 않고 넓은 온도범위에서 안정적으로 쓰이도록 넣는 첨가제를 점도지수 향상제라 한다.

방청제는 금속 부식 방지, 내마모제는 마모 저감, 산화방지제는 열화 억제를 담당해 온도범위 확대와는 목적이 다르다.

윤활유 직접 판정법은 신유와 사용유의 성상을 직접 비교하여 열화 정도를 판단하는 방식이다. 보기 1, 2, 3은 직접 판정법의 정확한 절차로, 신유 기준 설정(1번) → 사용유 시료 채취(2번) → 비교 후 관리기준 수립 및 교환 판정(3번)이 모두 올바르다. 반면 4번의 "투명한 2장의 유리관에 기름을 넣고 투시해서 이물질 유무를 조사"하는 방법은 간접 판정법(비색법)에 해당하는 것으로, 신유와 사용유를 나란히 놓고 색깔 변화를 비교하는 기준 판정 방식이지 직접 판정법이 아니다.

윤활관리를 제대로 하면 마찰·마모가 줄어 기계·설비 유지관리에 필요한 보수비를 절감하는 경제적 효과를 얻는다.

윤활제 소비량 증가, 고장으로 인한 손실 증가, 설비 수명 감소는 모두 윤활관리가 잘못되었을 때 나타나는 결과이지 윤활관리의 성과가 아니다.

윤활유의 열화를 막으려면 서로 다른 종류의 오일을 혼합해서 사용하지 않아야 하므로, 오일을 혼합 사용한다는 설명이 틀린 방법이다.

• 고온을 가능한 피하는 것은 올바른 열화방지 방법이다.
• 협잡물이 섞이면 신속히 제거하는 것도 올바른 방법이다.
• 신설비 도입 시 충분히 플러싱한 뒤 사용하는 것도 올바른 방법이다.

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.

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

Friction은 마찰, Lubrication은 윤활이라는 개별 현상을 가리키는 용어일 뿐, 이를 종합적으로 다루는 학문 명칭은 아니다.

유압 작동유는 압력 변화에도 부피 변화가 작아야 응답성이 좋으므로 체적탄성계수는 커야 하며, 작아야 한다는 설명이 틀렸다.

• 난연성이 있어야 화재 위험을 줄인다.
• 전단안정성·유화안정성이 커야 성능이 오래 유지된다.
• 캐비테이션이 잘 일어나지 않아야 한다.

그리스 니플은 그리스를 주입하기 위해 설비에 부착된 급유구(부속품)일 뿐, 그 자체가 급유 작업을 수행하는 방법은 아니다.

그리스 컵, 그리스 건, 집중 그리스 윤활장치는 실제로 그리스를 공급하는 급유 방식(수단)에 해당한다.

윤활유 첨가제는 기유(base oil)에 잘 녹아야(용해도가 높아야) 균일하게 작용할 수 있으므로, 용해도가 낮아야 한다는 설명이 틀린 조건이다.

• 휘발성이 낮아야 효과가 오래 유지된다.
• 물에 대해 안정해야 성능이 변하지 않는다.
• 첨가제끼리 반응해 침전물을 만들지 않아야 한다.

공기 중의 산소 흡수는 산화(oxidation)의 주요 원인이며, 탄화와는 구분되는 별개의 열화 메커니즘이다.

윤활유의 탄화(carbonization)는 고온에서 윤활유 분자가 분해되고 산화되면서 검은색의 탄소질 침전물이 생성되는 현상이다.

• 고온 표면과의 접촉은 탄화의 직접적인 원인이다.
• 윤활유의 가열 분해는 고온에서 유분자가 끊어지는 핵심 메커니즘이다.
• 열전도 속도보다 산소와의 반응 속도가 늦음은 탄화가 일어나는 조건을 설명한다(열이 빠르게 축적되어 산화 반응보다 열분해가 우선적으로 진행되기 때문).

그리스는 운전조건, 급유방법, 주변환경(온도·습도·이물질 등)을 고려해 선정하는 것이 일반적 기준이며, 보관방법은 이러한 선정기준과는 거리가 멀다.

윤활유가 교반되면서 생기는 기포를 억제하는 성질을 소포성이라 하며, 기포는 마멸과 윤활유 열화를 촉진하므로 이를 방지하기 위해 요구된다.

점도는 유동 저항, 내하중성은 고압 접촉을 견디는 능력, 청정 분산성은 오염물을 분산시키는 능력을 가리키는 별개의 성질이다.

왕복동 공기압축기의 외부유(크랭크케이스·베어링·기어 등 압축부 밖을 윤활하는 오일)는 온도가 변해도 점도가 크게 달라지지 않아야 하므로 점도지수가 높은 오일이 요구된다. 따라서 저점도지수유일 것이라는 설명이 틀렸다.

• 적정한 점도를 가져야 한다.
• 산화 안정성이 좋아야 한다.
• 방청성과 소포성이 좋아야 한다.

윤활관리를 제대로 실시하면 마모·고장이 줄어 기계보전비용은 오히려 감소하므로, 보전비용이 증가한다는 설명은 윤활관리의 성과로 볼 수 없다.

• 윤활제 비용은 감소한다.
• 생산가동시간은 증가한다.
• 기계의 유효수명은 연장된다.

금속 표면에 흡착해 유막을 형성함으로써 마찰계수를 낮추고 유막이 끊어지지 않도록 돕는 첨가제를 유성 향상제라 한다.

극압제는 고하중·경계윤활 조건에서 금속면끼리 눌어붙는 것을 막는 첨가제이고, 산화방지제와 유동점 강화제는 각각 산화 억제, 저온 유동성 확보를 목적으로 해 마찰계수 저감과는 역할이 다르다.

유체의 오염도를 측정하는 방법 중 일정 부피의 시료 내 입자의 개수를 세는 방법을 계수법(Particle Count Method)이라 한다. 문제에서 "100ml 중의 오염 물질의 크기 개수를 측정"한다고 명시한 것이 직접적인 근거다. 중량법은 입자의 질량을 측정하고, 오염 지수법은 정성적 평가, 수분 측정법은 함수량 측정으로 서로 다른 원리이므로 정답은 계수법이다.

윤활유의 수분 증가는 수분 자체의 혼입(누수, 결로, 습기 유입 등)이 원인이며, 고체입자 혼입은 수분 증가가 아니라 외관 혼탁의 원인에 해당하므로 이 연결이 잘못되었다.

• 인화점 감소는 저점도유(저인화점유) 혼입이 원인으로 옳게 연결되어 있다.
• 동점도 증가는 고점도유 혼입이 원인으로 옳게 연결되어 있다.
• 외관 혼탁은 수분이나 고체 혼입이 원인으로 옳게 연결되어 있다.

공압은 공기의 압축성을 이용해 에너지를 저장할 수 있다는 점이 유압에 대한 대표적인 장점이다.

유압에 비해 낼 수 있는 힘은 오히려 작고, 저속에서 스틱-슬립이 발생하는 것은 단점이며, 공기 중 수분의 영향은 유압보다 더 크게 받으므로 나머지 설명은 장점으로 보기 어렵다.

1기압(1 atm)의 정의와 단위 환산을 확인하면, 1 atm = 101.325 kPa ≈ 1.01325 bar = 760 mmHg = 10332 kgf/m²이다. 1013 kPa는 101.3 kPa가 아니라 유효숫자 4자리로 표기한 근사값이지만, 정확한 환산값 101.325 kPa와는 다르며, 특히 선택지로 제시된 수치 1013은 10배 크므로 1 atm과 명백히 다르다.

760 mmHg, 1.0132 bar(반올림), 10332 kgf/m²은 모두 1 atm과 같으므로, 가장 큰 오차를 보이는 1013 kPa가 정답이다.

압력제어밸브는 회로 내 압력을 설정·조절함으로써 실린더나 액추에이터가 낼 수 있는 일(힘)의 크기를 조절하는 역할을 한다.

일의 방향은 방향제어밸브가, 일의 속도(시간)는 유량제어밸브가 담당하므로 압력제어밸브의 기능과는 구분된다.

컨베이어 설계의 기본 원칙은 속도·균일성·이송능력의 한계를 고려하는 것이다. 속도의 원칙은 물품의 성질에 맞는 적절한 이송 속도를 선정하고, 균일성의 원칙은 일정한 속력으로 연속 이송하며, 이송능력의 한계는 벨트의 장력과 마찰력에 따른 최대 이송량을 존중해야 한다는 설계 기준이다. 반면 혼재의 원칙은 서로 다른 물품을 함께 이송하는 것을 지양하고 분리하여 운송하는 원칙으로, 컨베이어 설계 시 피해야 할 금지 사항이지 설계 원칙이 아니다.

PID 제어에서 적분제어기는 누적된 에러를 시간에 따라 적분하여 제거하는 역할을 한다. 비례제어기는 현재 에러에만 반응하므로 정상상태 오차(steady-state error)가 남고, 미분제어기는 에러의 변화율에만 반응하여 에러 자체를 제거하지 못한다. 적분제어기의 누적 효과는 과거부터 현재까지의 모든 에러를 고려하므로 시간이 지남에 따라 에러를 점진적으로 0으로 수렴시킨다.

공압 모터는 공기의 압축성 때문에 부하가 바뀌면 회전수가 크게 변하고, 정확한 속도·위치 제어가 어려워 제어성이 나쁘다. 또한 에너지 변환 효율이 낮고 배기음이 크다는 단점이 있다.

공유압 회로도의 ISO 1219 기호 표기법에서 밸브의 포트 번호는 문자 대신 숫자로 표시하며, 주 유로(작업 포트)는 1(공급), 2·4(작업 라인) 등으로 표기하고 파일럿(제어) 라인은 10번대 숫자(10, 12, 14 등)로 표시한다. 그림에서 화살표로 표시된 파일럿 신호 라인은 주 유로가 아닌 제어 신호이므로 10이 부여된다.

자동화 보수관리는 고장을 신속히 수리하고 시스템을 항상 양호한 상태로 유지해 생산성을 높이는 것이 목적이며, 이를 통해 기계의 사용 연수는 오히려 늘어나야 하므로 사용 연수가 감소한다는 설명은 목적이 될 수 없다.

정회전 코일 K1 회로에는 K2의 b접점이, 역회전 코일 K2 회로에는 K1의 b접점이 서로 엇갈려 직렬로 들어가 한쪽이 동작하면 반대쪽이 절대 동작하지 못하게 막고 있으므로 인터록회로다.

주회로를 보면 K1 접점은 R·S·T를 그대로 모터에 연결하고, K2 접점은 R상과 T상을 바꿔 연결해 역회전을 만든다. 두 접촉기가 동시에 닫히면 상간 단락이 되므로 제어회로에서 상호 동작 금지를 반드시 걸어야 한다.

• 시간지연회로라면 한시 접점을 가진 타이머가 있어야 하는데 회로에 없다.
• 양수안전회로는 두 개의 누름버튼을 동시에 눌러야 출력이 나오는 구성인데, 여기서는 정·역 버튼이 각각 반대 방향을 담당한다.
• 자기유지는 코일 자신의 a접점을 시동 버튼과 병렬로 넣는 구성인데 그런 병렬 접점이 없고, 이 그림의 K1·K2 접점은 상대 회로에 직렬 b접점으로 들어가 '금지'하는 구성이다.

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.

3상 유도전동기가 저속 회전하는 것은 부하나 기계적 저항이 커져 슬립이 증가했을 때 나타나는 현상이다.

• 과부하는 회전력에 비해 부하가 커 회전속도를 떨어뜨린다.
• 베어링이나 축받이 불량은 마찰저항을 늘려 속도를 저하시킨다.

반면 퓨즈 단락은 보호용 퓨즈가 끊어져 전원 공급이 차단되는 상태이므로, 속도가 느려지는 원인이 아니라 전동기가 기동·운전되지 않고 멈추는 원인이다.

개회로 제어는 출력 결과를 피드백하지 않고 정해진 순서대로만 동작을 지시하는 방식이다.

PLC에 의한 공압 솔레노이드 밸브 제어는 밸브의 개폐 상태를 위치 신호로 되먹임하지 않고 미리 정한 신호로 on/off만 지시하므로 개회로 제어에 해당한다.

로봇의 모션제어, CNC 이송테이블 제어, 서보모터 위치제어는 모두 위치·속도를 검출해 오차를 보정하는 폐회로(피드백) 제어다.

단위 질량당 유체가 차지하는 체적을 비체적이라 하며, 밀도의 역수($v = \dfrac{1}{\rho}$)로 정의된다.

밀도는 단위 체적당 질량, 비중은 기준 물질과의 밀도 비, 비중량은 단위 체적당 중량으로 서로 구분되는 개념이다.

고장이 발생한 시점부터 다음 고장이 발생할 때까지의 평균시간을 MTBF(Mean Time Between Failure)라 한다.

MTTF는 고장까지의 평균시간(비수리 품목), MTTR은 평균 수리시간, MTBM은 보전작업 간의 평균시간을 의미해 서로 구분된다.

유압 펌프가 기름을 토출하지 못할 때는 먼저 흡입 계통에 문제가 없는지 점검한다.

• 오일 점도가 적정하지 않으면 흡입 저항이 커져 토출이 어려워진다.
• 스트레이너가 막히면 오일이 펌프로 빨려 들어가지 못한다.
• 오일 탱크 유량이 부족하면 흡입구가 공기를 빨아들여 토출이 되지 않는다.

전동기 축과 펌프 축의 중심 일치 여부는 커플링 정렬(얼라인먼트) 문제로, 진동·소음·베어링 손상의 원인이지 흡입측 점검 항목은 아니다.

두 입구 중 어느 하나에만 신호가 들어와도 출구로 신호를 내보내는 것은 논리적 OR 기능을 하는 셔틀 밸브다.

2압 밸브는 두 입구 모두에 신호가 있어야 출력되는 AND 기능이고, 체크 밸브는 한쪽 방향으로만 흐름을 허용하는 역류 방지용이라 이 조건과 다르다.

실리카겔처럼 수분을 표면에 붙잡아두는 흡습제를 이용해 압축공기 중 수분을 제거하는 방식을 흡착식 건조라 한다.

흡수식 건조는 흡습성 액체(염화리튬 등)에 수분을 녹여 제거하는 방식이고, 고온·저온 건조는 냉각·가열을 통한 응축 제거 방식이라 실리카겔을 쓰는 방식과는 원리가 다르다.

열전대는 온도 변화에 따라 연속적으로 변하는 기전력을 출력하므로 그 신호 형태는 아날로그 신호다.

2진 신호나 디지털 신호는 이산적인 값을 갖는 신호이므로, 연속량인 온도를 그대로 반영하는 열전대 출력과는 성격이 다르다.

시퀸스 밸브는 주회로의 압력이 설정값에 도달했을 때 다음 동작을 순차적으로 일으키는 밸브로, 압력제어밸브에 속한다.

방향제어는 유체의 흐름 방향을, 유량제어는 속도를 다루는 기능이라 설정압력 도달 시 동작을 개시하는 시퀸스 밸브의 원리와는 구분된다.

일반적인 공압 발생장치는 압축기에서 고온·고압의 공기를 생성한 후, 냉각기에서 온도를 낮추고 저장탱크에 축적한 다음, 에어드라이어로 습분을 제거하고 공압 조정 유닛(레귤레이터, 필터 등)을 거쳐 최종 공급되는 순서를 따른다. 이는 압축된 공기의 온도 관리 → 저장 → 건조 → 조정이라는 논리적 흐름으로, 각 단계에서 공기 품질과 안정성을 확보하기 위한 것이다.