17년 1회차

소음계는 마이크로폰으로 받은 음압에 인간의 청감 특성에 맞춘 주파수 보정 회로(A특성 등)를 적용해, 사람이 느끼는 소리 크기 레벨에 가까운 값으로 측정하는 계측기다.

녹음기와 기록계는 단순히 신호를 저장·기록하는 장치이고, 주파수 분석기는 청감 보정 없이 주파수 성분을 분석하는 데 쓰인다.

음압은 단위 면적에 작용하는 압력이므로 힘을 면적으로 나눈 단위인 $\mathrm{N/m^2}$(파스칼, Pa)로 표시한다.

N과 kgf는 힘의 단위, $\mathrm{m/s^2}$는 가속도의 단위로 압력을 나타내지 못한다.

파장은 파가 한 주기 동안 진행하는 거리이므로, 전달 속도 $c$를 주파수 $f$로 나눈 $\lambda=\dfrac{c}{f}$로 구한다.

속도가 일정할 때 주파수가 높을수록 파장은 짧아지는 반비례 관계를 나타낸다.

상대 판정 기준은 동일 부위를 정기적으로 측정한 값을 시계열로 비교하면서, 설비가 정상이었을 때의 값을 기준(초기값)으로 삼아 현재 값이 그 몇 배가 되었는지로 이상 여부를 판정하는 방법이다.

절대 판정 기준은 미리 정해진 고정 수치와 비교하는 방식이라는 점에서 차이가 있다.

발산파는 음원에서 멀어질수록 파면이 차지하는 면적이 점점 넓어지는 파를 말한다. 같은 음향 에너지가 더 넓은 면적에 퍼지므로 거리가 멀어질수록 단위 면적당 에너지(음압)는 작아진다.

평면파는 파면이 서로 나란해 거리가 멀어져도 퍼지는 면적이 변하지 않고, 구면파는 음원에서 모든 방향으로 같은 음압이 퍼져 나가는 파, 진행파는 진행 방향으로 에너지를 전달하는 파를 가리키는 말이어서, '멀어질수록 면적이 넓어진다'는 특징 자체를 규정한 용어는 발산파다.

와전류형(eddy current) 센서는 비접촉식으로 응답 주파수 대역이 넓고 정지 상태(0Hz)의 변위까지 측정할 수 있어, 회전축의 진동·변위 측정에서 변위센서로 가장 널리 사용된다.

압전형과 동전형은 각각 가속도·속도 측정에 주로 쓰이고, 서보형은 저주파 진동 측정에 특화되어 변위 전용 센서로서의 활용도는 와전류형에 미치지 못한다.

진동의 진폭(크기)을 표시하는 파라미터는 변위, 속도, 가속도이며, 이 셋은 서로 미분·적분 관계로 환산이 가능하다.

위상은 진동 파형의 시간적인 기준점(어긋난 정도)을 나타내는 값으로, 진폭의 크기를 나타내는 파라미터가 아니다.

진동 절연은 차단기(스프링)의 고유 진동수를 가진 진동수보다 충분히 낮게 만들어야 효과가 커진다. 따라서 강성을 충분히 높여야 한다거나 스프링의 고유 진동수가 가능한 높아야 한다는 설명은 원리에 어긋난다.

또 진동체에 질량을 더하면 고유 진동수는 오히려 낮아지므로, 질량을 가해 고유 진동수를 높인다는 설명도 성립하지 않는다.

반면 절연을 2단으로 구성하는 2단계 진동제어는 고주파 차단에는 유리하지만 계의 낮은 차수 고유 진동수가 새로 생겨 저주파 진동제어에는 역효과를 줄 수 있다는 설명이 옳다.

측정량이 시간에 따라 변할 때 계측기의 지시값이 그 변화를 얼마나 빠르고 정확하게 따라가는지를 나타내는 특성을 동특성이라 한다.

이와 달리 정특성은 측정량이 시간적으로 변하지 않는 정상 상태에서의 입출력 관계를 나타낸다.

용적식 유량계는 회전자와 케이스 사이의 일정한 공극(용적)에 유체를 채웠다가 내보내는 동작을 반복하면서, 회전자의 회전(운동) 횟수를 세어 유량을 산출하는 방식이다.

노즐·전자·초음파식 유량계는 각각 압력차, 전자기 유도, 초음파 전달 시간 등을 이용하는 방식으로 회전자의 운동 횟수를 이용하지 않는다.

윤활유의 열화를 판단·분석하는 기술은 오일 시료를 채취해 점도, 오염도, 마모입자 등을 분석하는 오일 분석(윤활 관리) 기법으로, 진동을 측정·분석하는 방법과는 별개다.

회전기계의 이상 검출, 밸브·배관의 과도현상, 블로어·팬의 밸런싱 진단은 모두 진동 신호를 분석해 이상 유무를 판단하는 진동법 기반 기술이다.

기류음은 선풍기·송풍기의 난류음처럼 공기의 흐름(난류·와류) 자체에서 생기는 소리이지, 물체의 진동에 의한 기계적 원인으로 발생하는 소리가 아니다.

물체(기계)의 진동이 원인이 되는 소리는 고체음이며, 그 중에서 기계 본체의 진동에 의한 소리를 이차고체음이라 한다.

압전형 가속도계는 압전소자가 스스로 전하를 발생시키므로 별도의 구동 전원 없이 작동하며, 소형·경량이고 주파수 범위가 넓다. 그래서 고주파수 진동이나 큰 가속도 측정에 적합하다. 반면 저주파 측정에는 불리하고, 대형·고중량은 동전형 속도계 쪽의 특징이다.

공동현상(cavitation)은 유체의 압력 강하로 인한 기포 붕괴 현상으로, 주로 고주파(수 kHz 이상) 임펄스를 발생시키며 펌프나 수력기계에서 진동·소음을 동반한다. 따라서 공동현상은 저주파 영역보다 고주파 영역의 특성적 결함이다.

회전기계의 저주파 결함은 1~수십 Hz 범위에서 기계의 구조적 문제로 발생한다.

• 풀림(looseness)은 부품 이완으로 저주파 진동을 유발한다.
• 언밸런스(unbalance)는 회전 부품의 질량 불균형으로 회전 주파수 및 그 배수에서 저주파를 유발한다.
• 미스얼라이먼트(misalignment)는 축 정렬 오차로 저주파 진동을 유발한다.

오리피스 차압기구에서 차압을 뽑아내는 방식으로는 코너 탭, 플랜지 탭, 축류 탭(베나콘트랙타 탭) 등이 쓰인다.

벤튜리 탭은 벤튜리관(venturi meter)에서 차압을 취하는 방식으로, 오리피스에서 사용하는 차압 취출 방식이 아니다.

미스얼라이먼트(축 정렬 불량)의 진동 파형은 주기성을 갖는 규칙적인 패턴을 보이며, 축진동의 크기는 작지 않고 상대적으로 큰 축 방향 진동이 발생하므로 '진동 파형이 항상 비 주기성을 갖으며 낮은 축진동이 발생한다'는 설명이 틀렸다.

• 회전주파수 2f(3f) 특성: 옳다. 미스얼라이먼트는 회전주파수의 2배, 3배 성분(2f, 3f)이 두드러진 특성을 보인다.
• 축진동 위상각 180°: 맞다. 축 방향에 설치된 센서는 대칭적인 미스얼라이먼트 신호를 측정하므로 축진동의 위상각이 180°가 된다.
• 정비 후 발생: 정확하다. 커플링으로 연결된 두 축의 회전 중심선이 일치하지 않는 상태이며, 일반적으로 정비 직후에 발생하는 경우가 흔하다.

진동 측정값을 시계열로 비교해 이상을 판정하려면, 매번 같은 회전수·같은 부하·같은 센서 위치 등 측정 조건을 동일하게 유지해야 값의 변화가 설비 상태 변화를 의미하게 된다.

윤활조건을 매번 다르게 하여 측정하면 조건 차이로 인한 진동 변화인지 설비 이상으로 인한 변화인지 구분할 수 없으므로 옳지 않은 주의사항이다.

같은 흡음재료라도 흡음율은 입사하는 음의 주파수에 따라 달라진다. 따라서 재료가 동일하다고 해서 흡음율이 항상 일정하다고 할 수 없다.

차음벽의 성능은 투과율로 결정되며, 벽 안쪽에 흡음재를 덧대면 반사음을 줄여 차음 효과를 더 높일 수 있다.

고장률, 평균 고장 간격(MTBF), 평균 고장 시간(MTTF)은 모두 수치로 나타내어 신뢰성을 정량적으로 평가할 수 있는 척도다.

고장 형태는 고장이 어떤 양상으로 나타나는지를 분류하는 질적인 개념으로, 신뢰성을 수치로 측정하는 척도라고 보기 어렵다.

소음을 줄이는 방법으로는 소리를 흡수하는 흡음, 소리를 차단하는 차음, 진동 에너지를 열로 소산시키는 진동 댐핑 등이 쓰인다.

진동 전이는 진동이 구조물을 타고 다른 곳으로 옮겨가는 현상 자체를 가리키는 말로, 오히려 소음·진동의 원인이 되는 경로이지 이를 막는 방지 방법이 아니다.

설비관리는 생산보전활동, 보전도 향상, 설비자산관리처럼 설비 자체의 성능과 수명을 관리하는 영역을 다룬다.

제품품질개선은 생산되는 제품의 품질을 높이는 활동으로 품질관리 영역에 속하며, 설비관리의 직접적인 범위로 보기 어렵다.

설비 프로젝트 투자의 전략적 분류에서 합리적 투자는 전략적 투자가 아닌 필수적·유지적 투자에 해당한다. 합리적 투자는 기존 설비 유지·교체 등 기업 운영의 필수 조건으로 간주되는 투자로서, 전략적 선택이 아닌 의무적·관성적 성격을 가진다.

전략적 투자는 기업의 장기 경쟁력 강화를 목표로 하는 투자로서 다음을 포함하며, 이들은 모두 전략적 목표 달성을 위한 의도적 선택 투자다.

• 후생 투자(근로자 복지 향상)
• 연구적 투자(신제품·신기술 개발)
• 방위적 투자(기존 시장·기술 수호)

기계공업의 신제품은 무엇을 만들지 정하는 개발계획(제품 구상·연구개발)에서 출발해, 양산 타당성과 설비·판매 계획을 세우는 기업화계획을 거쳐 생산에 들어가고, 마지막으로 공정과 제품의 품질을 안정시키는 품질화 단계로 마무리된다.

제품 구상이 서야 기업화 여부를 판단할 수 있으므로 기업화계획이 개발계획보다 앞설 수 없고, 품질화는 실제 생산에서 나온 결과를 다듬는 단계이므로 생산 뒤에 온다.

부하율은 어느 기간 동안의 평균 부하를 최대 부하로 나눈 값을 백분율로 나타낸 지표로, 부하가 얼마나 고르게 분포되어 있는지를 보여준다.

수요율은 설비용량 대비 최대수요전력의 비율이고, 부등율은 각 부하의 최대수요전력 합을 합성 최대수요전력으로 나눈 값이라는 점에서 정의가 다르다.

자본회수기간법은 원가비교법이 아니라 투자금 회수기간을 기준으로 판단하는 별도의 경제성 평가법이다.

설비투자의 경제성을 평가하는 원가비교법은 여러 대안의 조업비용·자본비용을 화폐가치로 환산해 비교하는 방법으로, 연간비용법·현가비교법·제조원가비교법이 여기에 속한다.

반면 자본회수기간법은 투자금액을 회수하는 데 걸리는 기간을 기준으로 대안을 판단하므로, 조업비용이나 자본비용을 비교하는 원가비교법과는 성격이 다르다.

제조과정의 실수는 우발고장기가 아니라 초기고장기의 대표적인 원인이다.

욕조곡선에서 우발고장기는 설계 시 반영한 안전계수를 넘어서는 사용, 설비의 과도한 혹사, 예측보다 낮은 설비강도 등 우연적 요인으로 고장이 발생하는 구간이다.

이에 비해 제조과정의 실수(가공·조립 결함)는 설비 사용 초기에 결함이 드러나는 초기고장기의 전형적인 원인으로 분류된다.

기능별 배치는 다품종 소량생산과 주문생산에 가장 적합한 설비배치 형태다.

기능별 배치(공정별 배치)는 같은 기능을 수행하는 설비를 한 곳에 모아 배치하는 방식이라, 제품마다 가공 경로가 달라지는 다품종 소량생산에 유연하게 대응할 수 있다.

반대로 제품별 배치는 특정 제품의 가공 순서에 맞춰 설비를 일렬로 배치하는 방식이라 소품종 대량생산에 적합하며 다품종 소량생산에는 비효율적이다.

성능가동률은 실질가동률과 속도가동률을 나눈 값이 아니라 곱한 값으로 구한다.

설비종합효율 계산에서 성능가동률은 $\text{속도가동률} \times \text{실질가동률}$이며, 속도가동률은 기준(이론) 사이클타임을 실제 사이클타임으로 나눈 값, 실질가동률은 가동시간 중 실제로 생산에 쓰인 정미 가동시간이 차지하는 비율을 뜻한다.

시간가동률을 $\dfrac{\text{가동시간}}{\text{부하시간}}$으로 쓰거나 부하시간에서 정지시간을 뺀 값을 부하시간으로 나눈 형태로 쓴 식은 모두 맞으므로, 성능가동률을 나눗셈으로 표현한 식만 틀렸다.

배관교체, 기타 변경공사 등 조업 상의 요구에 의해 실시하는 공사는 개수공사다. 개수공사는 기존 설비·배관을 개조하거나 교체하여 운영 효율을 높이거나 생산 공정 변경 등 조업 목적의 변경·개선을 위해 수행되는 공사를 의미한다. 예방수리공사는 사전에 고장을 방지하기 위한 공사, 보전개량공사는 설비 성능 향상을 목표로 하는 공사, 일반보수공사는 현 상태 유지를 위한 정기적 수리이므로 모두 조업 변경 요구에 대응하는 개수공사와 구분된다.

설비 성능 열화는 원인에 따라 분류되는데, 노후 열화는 시간 경과에 따른 자연스러운 재질 노후화를 의미하며 '방치'와는 무관하다. 노후 열화는 정상적인 사용 중에도 필연적으로 진행되는 절연 저하, 강도 저하 등의 시간 의존적 열화이므로, 이를 '방치'라는 부작위 상태에 결부시킨 것은 정의상 부정확하다.

• 자연 열화는 방치에 의한 녹 발생을 특징으로 한다.
• 재해 열화는 외부 충격 사건이 원인이다.
• 사용 열화는 운전 조건 및 오조작이 원인이다.

자주보전 7단계는 초기청소에서 시작해 발생원·곤란개소 대책, 점검·급유기준 작성, 총점검, 자주점검을 거쳐 시스템화와 자주관리 철저로 마무리되는 순서로 전개된다.

오염원을 직접 제거하는 초기청소부터 시작해, 오염이 발생하는 근본 원인과 청소하기 어려운 부위에 대한 대책을 세운 뒤 청소·급유 기준을 문서화한다.

이후 설비 전체를 점검하는 총점검과 작업자가 스스로 수행하는 자주점검을 거쳐 이 활동을 시스템화하고, 마지막으로 자주관리의 철저로 정착시키는 흐름이다.

도면 기호에서 원과 사각형이 점선(파선)으로 연결된 형태는 시공(작업)이 진행되는 과정에서 계측이 이루어짐을 나타낸다. 즉 계측 시점이 작업 전이나 후로 완전히 분리되지 않고 공정 진행과 동시에 수행되므로 작업 중의 계측을 의미한다.

결론: (가)는 최적수리주기, (나)는 최소비용점, (다)는 단위시간당 열화손실비, (라)는 단위시간당 보전비다.

수리 주기를 길게 잡을수록 같은 시간에 들어가는 보전 횟수가 줄어 단위시간당 보전비는 내려간다. 그래서 오른쪽으로 내려가는 직선이 (라)이고, 반대로 설비를 오래 방치할수록 성능 저하 손실이 커지므로 오른쪽으로 올라가는 직선이 열화손실비 (다)다.

이 두 비용을 더한 총비용 곡선이 U자를 그리는데, 화살표가 가리키는 그 바닥이 최소비용점 (나)이고, 원점에서 그 지점까지의 가로축 구간, 즉 비용 합계가 가장 작아지는 주기가 최적수리주기 (가)다.

제품별 배치는 공정의 계열에 따라 각 공정에 필요한 기계를 배치하는 방식으로, 라인별 배치라고도 부른다.

특정 제품을 생산하는 공정 순서에 맞춰 설비를 일렬로 늘어놓는 구조라 소품종 대량생산에 적합하다.

같은 기능의 설비를 모아 놓는 공정별(기능별) 배치, 제품이 고정되고 설비가 이동하는 제품고정형 배치와는 구분되는 개념이다.

품질보전은 현상분석으로 문제를 파악한 뒤 목표를 설정하고, 요인해석으로 원인을 규명해 대책을 검토·실시한 다음 표준화로 정착시키는 순서로 전개된다.

먼저 현상분석으로 불량이나 품질문제의 실태를 파악하고, 이를 바탕으로 개선해야 할 목표를 설정한다.

목표가 정해지면 요인해석으로 근본 원인을 규명하고 대책을 검토·실시한 뒤, 그 결과를 표준화하여 재발을 방지하는 순서로 마무리된다.

계측작업 및 방법의 관리·합리화는 계측 정밀도의 유지향상, 계측작업의 표준화, 계측기 취급법의 적정화를 목적으로 한다.

이 세 가지는 모두 계측 결과 자체의 신뢰성과 일관성을 높이기 위한 활동으로 계측관리의 직접적인 목표에 해당한다.

안전관리의 향상은 계측관리가 잘 이루어졌을 때 부수적으로 얻어지는 효과일 뿐, 계측작업 자체의 관리·합리화 방법으로 제시되는 항목은 아니다.

예방보전 검사는 PM검사 표준 설정을 먼저 한 뒤 계획을 세우고 실시하며, 이상 발견 시 수리를 요구·검수하고 그 결과를 기록하는 순서로 진행된다.

표준 설정이 가장 먼저 이루어져야 무엇을 어떻게 검사할지가 정해지고, 이를 근거로 검사 계획을 수립한 다음 실제로 검사를 실시한다.

검사 결과 이상이 확인되면 수리를 요구하고 수리가 끝나면 검수를 거친 뒤, 마지막으로 전체 과정을 설비보전기록으로 남기는 흐름이 논리적으로 맞다.

만성로스를 제로화하는 데 가장 바람직한 기법은 관리도 분석이 아니라 PM분석(원인계열 해석) 기법이다.

만성로스는 원인과 결과의 관계가 복잡하고 여러 요인이 얽혀 있어 잠재화되기 쉬우며, 그 특징을 충분히 파악하는 것이 개선의 출발점이다.

만성로스를 근본적으로 줄이려면 설비·재료·작업방법 등 원인계를 폭넓게 분석하는 PM분석이 적합하고, 관리도는 산발적으로 발생하는 산발로스의 이상 감지에 주로 쓰인다.

보전 단계는 치공구 관리의 생명주기 중 이미 제작되어 현장에서 사용 중인 공구를 유지·보수하는 단계다. 이 단계에서 행해지는 작업은 공구의 제작 및 수리로, 손상되거나 마모된 공구를 복구하고 재사용 가능하게 만드는 것이다. 반면 1번 연구시험은 개발 단계, 3번 설계 및 표준화는 계획 단계, 4번 소요량 계획은 관리 단계에 해당하므로 보전 단계의 기능이 아니다.

소방설비는 부대시설이 아니라 화재 예방과 인명·재산 보호를 목적으로 하는 안전설비로 분류된다.

공장 설비관리에서 부대시설은 생산활동을 직접 지원하는 급수·배수·조명 등의 설비를 가리킨다.

이에 비해 소방설비는 생산 지원이 목적이 아니라 재해를 예방·대응하기 위한 설비이므로 부대시설과는 구분해서 분류한다.

급유 불량은 설계 단계의 문제가 아니라 사용·보전 단계에서 발생하는 원인이다.

축(shaft) 고장의 설계 불량 원인에는 재질 선정 오류, 형상·구조의 불량, 치수·강도 부족처럼 설계 단계에서 이미 결정되는 요소들이 포함된다.

반면 급유 불량은 설계 이후 운전·정비 과정에서 윤활 관리가 미흡해 발생하는 문제이므로 설계 불량으로 분류되지 않는다.

강도와 경도를 증가시키는 것이 목표일 때 가장 적합한 열처리는 담금질(quenching)이다. 담금질은 강재를 오스테나이트 영역에서 가열한 후 물이나 기름 같은 냉각매에 빠르게 담가 마르텐사이트 조직을 형성시키므로 강도와 경도가 크게 증가한다.

• 풀림은 내부응력 제거로 경도를 감소시킨다.
• 불림은 강재를 저온 재가열하여 경도를 낮추고 인성을 증가시킨다.
• 뜨임은 담금질 후 시행하여 경도를 낮추고 인성을 높이는 처리이다.

이들은 강도·경도 증가라는 목표와 맞지 않는다.

베어링의 안지름(내경) 기호는 기호값에 5를 곱하여 mm 단위로 환산한다. 안지름 기호가 08일 때, 08 × 5 = 40 mm이므로 정답은 40 mm이다.

문항의 핵심은 "공기 중에서 액체 상태 유지되다가 공기가 차단되면 중합이 촉진되어 경화"하는 특성을 가진 접착제를 찾는 것이다. 혐기성 접착제(anaerobic adhesive)는 산소가 없는 혐기 환경에서만 중합이 일어나므로 공기 중에서는 액체 상태를 유지하다가, 두 금속면 사이처럼 공기가 차단된 미세한 틈에서 중합되어 경화된다.

이 특성으로 인해 진동이 있는 차량, 항공기, 동력기 등의 나사·볼트 풀림 방지와 누설 방지에 널리 사용된다.

• 액상 개스킷(액체 형태의 실런트)은 습기나 열에 의해 경화된다.
• 열 용융형 접착제는 가열 시 액체화되는 방식이다.

두 방식 모두 해당 조건과 맞지 않는다.

날과 자루가 분리되어 조립해서 쓰는 큰 구멍용 리머는 셀 리머(shell reamer)다.

셀 리머는 절삭날 부분(셀)과 자루(홀더)가 별도로 제작되어 필요할 때 조립해 사용하는 구조로, 지름이 큰 구멍의 다듬질 가공에 주로 쓰인다.

• 팽창 리머는 날 지름을 약간 넓힐 수 있어 마모분을 보정하는 데 쓴다.
• 브리지 리머는 구조물의 리벳 구멍처럼 서로 어긋난 구멍을 넓혀 맞추는 데 쓰는 테이퍼형 리머다.
• 조정 리머는 날을 이동시켜 지름을 일정 범위에서 조절할 수 있는 리머다.

M12~14 볼트를 스패너로 죌 때 손잡이 끝을 잡고 가하는 적정한 힘은 약 50 kgf이다.

볼트 지름이 커질수록 필요한 죔력도 커지는데, M12~14급은 스패너 손잡이 끝을 꽉 잡고 팔 힘을 충분히 실어야 하는 정도이며 그 크기가 대략 50 kgf 수준이다.

이보다 약하게 죄면 진동으로 풀릴 수 있고, 반대로 손잡이에 파이프를 끼워 연장하거나 해머로 때려 과도한 힘을 가하면 볼트가 늘어나거나 나사산이 손상되므로 피해야 한다.

아크의 안정성은 직류용접기가 교류용접기보다 우수하다. 직류는 극성이 일정하고 아크 길이 변화에 따른 전압 변동이 적어 아크가 안정적이며, 교류는 주기마다 영점을 지나므로 아크 재점호 시 불안정하고 스패터가 증가한다.

• 감전위험성: 참—교류는 순간적으로 영점을 지나가므로 감전 위험이 직류보다 높다.
• 자기쏠림 방지: 참—교류는 반주기마다 극성이 바뀌어 자기쏠림(아크의 한쪽 방향 편향)을 자동으로 방지한다.
• 무부하 전압: 참—교류용접기의 무부하 전압은 통상 60~90V로 직류의 40~50V보다 높다.

송풍기의 사용 압력은 0.1~1 kgf/cm² 범위이다.

공기를 압축·이송하는 기계는 발생 압력에 따라 팬(0.1kgf/cm² 미만), 송풍기(0.1~1kgf/cm²), 압축기(1kgf/cm² 이상)로 구분한다.

따라서 송풍기의 사용 압력 범위는 팬보다 높고 압축기보다 낮은 0.1~1 kgf/cm²가 맞다.

원심식과 비교했을 때 왕복식(피스톤) 압축기의 장점은 고압 발생이 가능하다는 점이다.

왕복식 압축기는 실린더 내에서 피스톤이 왕복하며 기체를 압축하는 구조라 상대적으로 높은 압력을 얻기에 유리하다.

• 대용량 처리와 압력맥동이 적은 연속 토출은 오히려 원심식 압축기의 특징이다.
• 왕복동 구조 특성상 윤활은 원심식보다 까다로운 편이다.

인체나 물적 손상, 받아들일 수 없는 결과를 초래하는 것으로 평가되는 결함은 치명결함(critical defect)이다.

치명결함은 품질관리에서 안전과 직결되는 가장 심각한 등급의 결함으로, 인명 피해나 재산상 손실처럼 받아들일 수 없는 결과를 낳을 수 있는 경우에 해당한다.

중결함은 기능에 상당한 지장을 주지만 안전에 직결되지는 않는 결함이라는 점에서 치명결함과 구분된다.

관내 압력이 포화증기압 이하로 떨어지면 액체가 증발하여 기포가 발생하는데, 이 기포가 고압 영역으로 이동하면서 붕괴되며 국부적 고압과 충격파를 생성하여 소음·진동·재료 손상을 일으키고 양수 불능을 초래하는 현상이 캐비테이션이다. 서징은 펌프 토출량 변동에 따른 맥동 현상, 크래킹은 재료 파괴, 수격작용은 유체 흐름 급격한 변화에 따른 압력 상승이므로 정의가 다르다.

스프링 재료는 피로강도가 낮아야 하는 것이 아니라 높아야 한다.

스프링은 반복 하중을 지속적으로 받는 부품이므로 재료의 피로강도가 높아야 파손 없이 오래 사용할 수 있다.

이 외에 열처리가 쉽고 영구변형(소성변형)이 없어야 하며 가공이 용이한 것도 스프링 재료가 갖추어야 할 조건이다.

축 정렬 시 커플링 면간 간격은 틈새게이지(필러게이지)로 측정한다.

틈새게이지는 얇은 강판을 여러 두께로 겹쳐 만든 게이지로, 커플링의 두 플랜지 면 사이 간극에 직접 끼워 넣어 측정한다.

피치게이지는 나사산 피치, 링게이지는 축 지름, 하이트게이지는 높이 치수를 측정하는 용도라 커플링 면간 측정에는 쓰이지 않는다.

공작기계는 사용이 간편하고 내구력이 커야 하며, 내구력이 적어야 한다는 것은 잘못된 조건이다.

공작기계는 고장이 적고 기계효율이 좋으며 높은 정밀도를 가져야 함은 물론, 오래 안정적으로 쓰려면 내구력도 커야 한다.

내구력이 적을 것을 조건으로 제시한 것은 공작기계에 요구되는 성능과 정반대이므로 틀린 설명이다.

역류방지 밸브는 유체가 한 방향으로만 흐르도록 제한하는 장치다. 체크밸브는 구 또는 원판이 압력차로 열고 닫혀 역류를 방지하고, 플랩밸브는 힌지형 플랩으로 역류를 차단하며, 반전밸브도 유사한 원리의 역류방지 장치다. 반면 코크밸브는 손잡이를 회전시켜 유량을 조절하는 수동 조절밸브로, 역류를 능동적으로 방지하지 않으므로 역류방지 밸브가 아니다.

소음이 발생했다고 곧바로 분해해 기어를 교환하는 것은 올바른 유지관리 요점이 아니다.

기어 감속기의 유지관리는 이상 징후의 조기 발견, 정확한 윤활 유지, 치면 마모 상태의 지속적인 파악을 중심으로 이루어진다.

소음이 발생했을 때는 먼저 원인을 진단해 조치해야 하며, 무조건 분해해 기어를 교환하는 것은 불필요한 정지와 비용을 초래하는 부적절한 대응이다.

펌프 흡입관은 펌프를 향해 올림 구배를 주는 것이 맞지만, 1/150처럼 완만한 구배로는 부족하며 통상 1/50 정도의 올림 구배를 준다.

흡입관 도중이 완만하거나 처지면 공기가 그 지점에 고여 빠져나가지 못하고, 이 공기고임이 흡입 불량과 캐비테이션의 원인이 된다. 관 전체가 펌프 쪽으로 뚜렷하게 올라가도록 배관해야 공기가 펌프 방향으로 밀려 나간다.

흡입관 끝에 스트레이너를 달아 이물질 유입을 막고, 관 길이는 짧게·곡관 수는 적게 해 손실을 줄이며, 편류나 와류가 생기지 않도록 하는 것은 모두 올바른 흡입 배관 원칙이다.

방청 윤활유는 KS M 2142 규격에 따라 분류되며, 1종은 점도에 따라 4가지 호수로 나뉜다. 1종(1호)는 KP-7, 1종(2호)는 KP-8, 1종(3호)는 KP-9로 올바르게 연결되어 있다. 반면 1종(4호)는 KP-11이 정답이므로 KP-10과 연결된 4번이 오답이다.

스퍼 기어의 요목표에는 치형·모듈·압력각 등 가공에 필요한 사양이 기재되며, 재질은 요목표 항목이 아니다.

기어 요목표는 도면만으로 표현하기 어려운 치형, 모듈, 잇수, 압력각 같은 가공 관련 정보를 정리해 놓은 표이다.

재질은 부품의 재료 사양으로 별도의 재질란이나 부품표에 기재하는 항목이지, 기어 가공을 위한 요목표에 포함되는 정보는 아니다.

마모는 기어 이가 점진적으로 닳아 없어지는 손상이지, 이가 파손되는 직접적인 원인으로 분류되지 않는다.

기어 이의 파손은 균열, 피로 파손, 과부하로 인한 절손처럼 이가 부러지거나 깨지는 현상을 가리킨다.

반면 마모는 오랜 시간 접촉면이 서서히 닳는 손상 형태로, 파손과는 성격이 다른 손상 유형으로 구분된다.

1회 공급으로 수일에서 수주간의 급유 주기를 갖는 휴대용 그리스 펌프는 그리스건이다.

그리스건은 작업자가 직접 니플에 꽂아 압력을 가해 그리스를 주입하는 휴대용 공구로, 한 번 주입하면 상당 기간 재급유가 필요 없는 간헐 급유에 적합하다.

그리스 컵은 컵에 채운 그리스를 나사 압력으로 서서히 밀어 넣는 방식, 오일 미스트는 그리스가 아닌 윤활유를 안개 상태로 연속 공급하는 방식, 집중구리스 윤활장치는 여러 급유점에 자동으로 동시 공급하는 설비라는 점에서 그리스건과 구분된다.

그리스를 장기간 보존할 때 기유와 증주제가 분리되는 정도는 이유도 측정으로 확인한다.

이유도(oil separation) 시험은 그리스를 일정 조건에서 방치했을 때 기유가 스며 나오는 양을 측정해, 저장 중 기유와 증주제가 얼마나 분리되는지를 평가하는 방법이다.

적점은 그리스가 반고체에서 액체로 변하는 온도, 산화안정도는 산화에 대한 저항성을 평가하는 항목이라 기유 분리 정도와는 별개의 시험이다.

오일이 산화되면서 생긴 슬러지가 밸브나 오리피스를 막고 마찰면을 마모시키는 문제는 작동유의 산화안정성과 관련된다.

산화안정성이 낮은 작동유는 사용 중 산화 반응이 촉진되어 슬러지, 바니시 등 열화 생성물을 만들어내고, 이것이 정밀한 밸브나 오리피스를 막거나 습동면을 마모시키는 원인이 된다.

전단안정성은 점도의 기계적 안정성, 마모방지성은 극압·마모 방지 첨가제의 성능, 청정분산성은 오염물을 분산시키는 능력을 나타내는 별도의 성상이다.

우발고장기의 고장을 줄이려면 예방적 관리가 필요하므로, 윤활설비를 사후보전(고장 난 뒤 정비)하는 방식은 적절한 대응이 아니다.

우발고장기에는 오염 관리, 윤활제 관리, 운전보전 관리처럼 고장이 나기 전에 미리 상태를 점검하고 관리하는 예방적 활동이 고장 감소에 효과적이다.

반면 사후보전은 고장이 발생한 뒤에야 조치하는 방식이라, 우발적으로 발생하는 고장을 사전에 줄이려는 목적과는 맞지 않는다.

운동부가 유면에 살짝 닿으면서 튀는 기름 방울로 마찰면에 급유하는 방식은 비말급유법이다.

비말급유법(splash lubrication)은 회전·왕복하는 부품이 오일 탱크의 유면에 약간 잠기거나 스쳐 지나가면서 기름을 튀겨 올려, 미립자나 분무 형태로 마찰면에 공급하는 방식이다.

패드급유법은 펠트 같은 패드를 마찰면에 대어 모세관 현상으로 기름을 스며 올리는 방식, 사이펀급유법은 심지를 통한 사이펀 작용으로 기름을 끌어올려 떨어뜨리는 방식이라, 유면을 때려 기름을 튀기는 비말급유법과는 원리가 다르다.

점도는 윤활유가 유동할 때 나타나는 유체 자체의 내부 저항(마찰저항)을 뜻하며, 공기의 저항이 아니다.

점도는 유체 분자 사이의 마찰로 인해 흐름에 저항하는 정도를 나타내는 성질로, 윤활유의 물리화학적 성질 중 가장 기본이 되는 항목이다.

절대점도는 동점도에 밀도를 곱해 구하며($\mu = \nu \times \rho$), 단위로 poise나 $\mathrm{N \cdot s/m^2}$가 쓰인다는 설명은 맞지만 점도를 공기의 저항으로 정의한 부분이 틀렸다.

유욕급유법은 오일 탱크에 부품을 담가 계속 재사용하는 순환급유 방식이므로 비순환 급유법에 속하지 않는다.

손급유법, 적하급유법, 바늘급유법은 모두 필요할 때마다 소량의 기름을 한 번 쓰고 마는 비순환(전손식) 급유에 해당한다.

반면 유욕급유법은 부품을 오일 탱크에 담가 같은 기름을 계속 순환·재사용하는 방식이라 비순환 급유법으로 분류되지 않는다.

윤활관리를 제대로 하면 기계 정도와 기능이 향상되는 것이지, 저하되는 것이 아니다.

윤활관리를 통해 얻는 대표적인 효과는 윤활비 절약, 윤활사고 방지, 보수 유지비 절감처럼 비용과 안전 측면에서 나타난다.

여기에 더해 기계의 정도와 기능은 저하가 아니라 향상되는 것이 윤활관리의 본래 목적이므로, 기능 저하를 효과로 든 설명은 틀렸다.

윤활의 4원칙은 적유(알맞은 윤활유), 적량(알맞은 양), 적법(알맞은 방법), 적기(알맞은 시기)다. '적당'은 4원칙에 포함되지 않는다.

교환 시 열화유를 50% 정도만 제거하고 기존유 50%를 남겨두는 방식은 다량의 열화 산화생성물이 포함된 기존유를 혼합하므로 새로운 윤활유의 산화안정성을 크게 저해하고 전체 유질 열화를 가속화한다. 따라서 교환 시는 기존 열화유를 최대한 많이 제거(보통 90% 이상)해야 한다.

윤활유 열화 방지의 핵심은 산화·열화 진행을 최소화하고 불순물·산화생성물을 제거하는 것이다.

• 적정 점도 유지를 위한 첨가제 사용은 산화방지제, 점도지수개선제 등으로 열화 방지에 직결된다.
• 원심분리기·백토 처리는 사용유를 재생하는 표준적인 방법이다.
• 신규 기계 세척은 초기 불순물 제거로 열화 진행을 지연시킨다.

윤활유 시료는 탱크 바닥이 아니라 유면과 바닥의 중간 지점처럼 대표성 있는 위치에서 채취해야 한다.

탱크 바닥에는 침전물이나 슬러지 같은 이물질이 가라앉아 있어, 그 지점에서 채취한 시료는 오일 전체의 상태를 대표하지 못하고 오염도가 과장되게 나타난다.

반면 가동 중인 설비에서 채취하고 정해진 지점에서 일정하게 채취하며, 채취 전 샘플링 라인과 기구를 충분히 플러싱하는 것은 대표성 있는 시료를 얻기 위한 올바른 절차다.

진동 하중을 받을 때에는 오히려 굳은(경도가 높은) 그리스를 사용하여 그리스의 유출을 방지해야 하므로, "굳은 그리스를 사용하지 않는다"는 표현이 거꾸로 되어 있어 잘못된 것이다.

• 운전 온도에 맞는 기유 점도와 안정된 증점제 선택이 기본 원칙으로 올바르다.
• 중하중 조건에서 극압 첨가제가 필요한 것이 올바르다.
• 급유 용이성을 위해 적절한 경도(주도)의 그리스를 선택하는 것이 올바르다.

오일의 열화와 오염은 윤활유 자체의 상태에서 비롯되는 요인이지, 설비를 둘러싼 환경적 요인은 아니다.

윤활 환경적 요인은 전도열이 높거나 기온에 따라 온도 변화가 심한 경우, 마찰면의 방열이 불충분한 경우처럼 설비가 놓인 주변 환경에서 비롯되는 조건을 말한다.

반면 오일의 열화와 오염은 윤활유 자체의 품질 저하와 관련된 요인이라, 윤활 환경보다는 윤활 조건(오일 상태)에 가까운 원인으로 구분된다.

절삭작용은 윤활유의 기능이 아니다. 절삭유(절삭유제)가 담당하는 역할이며 일반 윤활유의 목적과는 다르다.

윤활유는 마찰면 사이에 유막을 형성해 마모방지작용, 이물질 침입을 막는 밀봉작용, 금속 표면 부식을 막는 방청작용 등을 수행한다.

하이포이드 기어(차동기어)는 고하중을 받으면서 미끄럼 속도가 크므로 단순한 불활성 극압유보다는 활성 극압유(유황 첨가 극압유)가 적용되어야 한다. "중하중"이라는 표현이 잘못되었고, 극압제의 종류도 부정확하다.

기어 윤활유 선택의 핵심은 기어 종류, 하중 크기, 미끄럼 속도에 따른 적절한 점도와 극압 성능이다.

• 고속기어는 발열이 적고 마찰손실을 줄이기 위해 저점도 윤활유를 사용하므로 올바르다.
• 웜기어의 높은 미끄럼 속도와 운전 온도에서 산화 안정성이 우수한 순광유가 표준 선택이므로 올바르다.
• 기어의 높은 접촉 응력 환경에서 내하중성(극압성)을 가진 극압유가 필요하다는 원칙이 맞다.

그리스의 굳은 정도는 주도(consistency)로 나타낸다. 주도는 그리스가 얼마나 단단한지 또는 부드러운지를 나타내는 척도로, 윤활유의 점도에 해당하는 개념이다. 비중은 밀도 관련 성질이고, 유동점은 저온에서의 흐름 특성, 점도지수는 온도 변화에 따른 점도 변화 정도를 나타낸다.

공기 압축기의 윤활유는 압축 과정에서 발생하는 열과 수분(응축수)의 영향을 크게 받는다.

고온은 오일의 산화를 촉진하고, 압축공기 중 수분은 유막을 파괴하고 유화(emulsification)를 일으켜 윤활성능을 저하시킨다.

중화가는 석유제품 1g 속의 산성 또는 알칼리성 성분을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨(KOH)의 mg수로 나타내며, 오일의 산·알칼리성 정도를 판정하는 지표다.

• 비중은 밀도 특성을 나타낼 뿐 산·알칼리성과 무관하다.
• 유동점은 오일이 유동할 수 있는 최저온도를 나타낸다.
• 산화안정성은 산화에 대한 저항성을 뜻할 뿐 산성도 자체를 표시하지 않는다.

중앙집중식 급유장치가 그리스를 확실히 공급하려면 배관계가 단순하고 짧아야 하므로, 배관계의 복잡 다단화는 오히려 급유 신뢰성을 떨어뜨리는 요인이다.

작동의 보증, 정량분배의 확실성, 급유개소를 충분히 확보한 배관 구성은 모두 안정적인 그리스 공급을 위한 조건에 해당한다.

윤활유의 성분 분석 및 조성은 윤활유 제조사·연구기관의 영역이며, 현장 설비보전 조직의 윤활기술자 업무 범위를 벗어난다.

윤활기술자는 설비의 윤활 실태조사와 소비량 관리, 윤활제의 선정·취급법 표준화, 윤활 관련 설비의 개선·개조 등 현장 운영·관리 업무를 담당한다.

스프링으로 복귀하는 단동실린더는 배출구 저항을 이용한 제어가 마땅치 않아 미터 인 제어가 적합하다.

미터 인 제어는 실린더로 들어가는 공급 유량을 조절해 속도를 정하는 방식으로, 편도 급기 구조인 단동실린더에 알맞다.

결론: 미터 아웃 회로다. 배출측을 조이면 증압(압력 강화)이 일어나 릴리프 밸브 설정압을 넘는 압력이 생길 수 있다.

그림처럼 실린더 양쪽 관로에 일방향 유량조절(교축+체크) 밸브를 둔 회로에서 배출쪽을 조이면, 전진 행정 때 피스톤 큰 면적에 걸린 힘이 로드측의 작은 면적으로 그대로 옮겨진다.

즉 로드측 압력은 대략 p_로드 = p_공급 × (피스톤 면적 ÷ 로드측 면적)이 된다. 면적비가 2:1이면 로드측은 공급압의 약 2배가 되는데, 릴리프 밸브는 펌프 토출측 압력만 제한하므로 이 증압분은 걸러내지 못한다.

• 미터 인은 실린더 입구를 조이므로 실린더 압력이 공급압을 넘지 않는다.
• 블리드 오프는 남는 유량을 탱크로 빼내는 방식이라 오히려 압력이 낮게 유지된다.
• 카운터 밸런스는 낙하를 막기 위해 배압을 걸어 주는 회로로, 설정압 초과와는 성격이 다르다.

공기는 압축성 유체이므로 위치제어성이 좋다는 설명은 틀렸다. 압축성 때문에 부하 변동 시 속도나 위치가 불안정해지기 쉽다.

반대로 공기압은 제어가 간단하고 에너지 축적(축압)이 용이하며 액추에이터 동작속도가 빠른 장점이 있다.

릴리프 밸브는 회로의 최대 압력을 설정·유지하는 밸브로, 압력을 낮춰 쓰는 감압 기능은 별도의 감압밸브(리듀싱 밸브)의 역할이다.

파일럿 조작 방식의 릴리프 밸브는 구성에 따라 시퀀스 기능이나 카운터 밸런스 기능으로도 응용될 수 있다.

베인펌프는 출력에 비해 형상 치수가 작은 것이 특징이므로 "형상 치수가 크다"는 설명은 틀렸다.

또한 소음이 작고 토출 맥동이 적으며 압력 저하 우려가 적어 산업현장에서 널리 쓰인다.

스테핑모터는 입력 펄스 수에 비례해 정해진 각도만큼 회전하므로 회전각도의 오차가 적다는 것이 대표적인 특징이다.

• 관성이 큰 부하에서는 탈조(step-out)가 일어나기 쉬워 부적합하다.
• 저속 구간에서 진동·공진 문제가 발생할 수 있다.
• 구조상 대용량화에는 한계가 있다.

예방보전은 돌발고장으로 인한 사고와 손실을 줄이므로 보상비나 보험료는 오히려 감소한다. "증가"라는 설명은 틀렸다.

예방보전은 예비품 재고량 감소, 계획수리로의 이행, 계몽교육을 통한 관리수준 향상 등의 효과를 가져온다.

흡입필터가 막히면 흡입 저항이 커져 압축기 부하가 비정상적으로 변하므로 토출라인의 드레인(응축수)과 진동은 오히려 증가한다. "감소된다"는 설명은 틀렸다.

흡입 저항 증가는 용적효율 저하, 윤활유 소비 증가, 실린더·피스톤 마모 등의 문제를 함께 일으킨다.

입력조건이 충족되면 즉시 그에 상응하는 출력신호가 나타나는 제어는 논리제어다. 논리제어는 입력과 출력 사이에 시간 지연이 없고 입력 조건의 논리적 조합에 따라 출력이 결정되는 방식으로, AND, OR, NOT 등의 논리 연산으로 구현된다. 반면 시퀀스제어는 정해진 순서대로 단계적으로 진행되고, 동기제어는 신호 간 동기를 맞추며, 시간종속 시퀀스제어는 시간 요소가 포함되므로 모두 논리제어와는 구분된다.

차동 회로는 실린더의 피스톤측과 로드측을 연결해 로드측에서 배출되는 유량을 피스톤측 공급유량에 합류시켜, 별도의 유량조절밸브 없이도 실린더 속도를 높이는 회로다.

미터 인·미터 아웃·블리드 오프 회로는 모두 유량조절밸브를 이용해 속도를 조절하는 방식이라 해당하지 않는다.

유압 발생장치에서 기름탱크의 용량은 일반적으로 펌프 토출량의 3배 이상을 기준으로 정한다.

이는 작동유의 방열, 기포 및 이물질 분리 시간을 확보하기 위한 것으로, 펌프 토출량과 같은 크기이거나 스트레이너 유량을 기준으로 하지 않는다.

서보제어는 목표값과 출력값을 지속적으로 비교해 오차를 수정하는 빠르고 정확한 폐회로(피드백) 제어를 의미한다.

단순 증폭이나 느린 정밀제어, 피드백이 없는 오픈회로 제어와는 구별된다.

전선의 굵기는 허용전류, 전압강하, 기계적 강도 세 가지 요소를 종합적으로 고려해 결정한다.

허용전류를 넘으면 전선이 과열되고, 전압강하가 크면 부하단 전압이 부족해지며, 기계적 강도가 부족하면 시공·운용 중 단선 위험이 있기 때문이다.

급속배기밸브는 실린더의 배기를 컨트롤밸브를 거치지 않고 직접 대기로 빠르게 방출시켜 배기저항을 줄임으로써 실린더 속도를 증가시킨다.

2압 밸브는 두 입력이 모두 있을 때만 출력하는 AND 논리용이고, 교축릴리프 밸브는 교축으로 유량을 줄여 오히려 속도를 낮추는 데 쓰이며, 압력 시퀀스 밸브는 설정압력에 도달했을 때 다음 동작을 시키는 순차제어용이라 속도 증대와는 목적이 다르다.

샤를의 법칙은 압력이 일정할 때 기체의 체적이 절대온도에 비례한다는 법칙이다.

보일의 법칙은 온도가 일정할 때 압력과 체적의 관계를, 보일-샤를의 법칙은 두 법칙을 결합해 압력·체적·온도의 관계를 함께 나타낸다.

유압은 비압축성 작동유를 고압으로 사용하므로 소형 장치로도 큰 출력을 얻을 수 있다.

• 균일한 속도를 얻기 쉬운 쪽은 비압축성인 유압장치이며, 공압장치는 공기의 압축성 때문에 속도가 균일하기 어렵다.
• 폭발·인화 위험이 큰 쪽은 가연성 작동유를 쓰는 유압장치다.
• 유압장치는 응답성이 좋은 편이라 진동·응답 문제가 상대적으로 적다.

푸시버튼 스위치는 조작자가 신호를 최초로 발생시키는 요소이므로 신호 전달 체계에서 신호 입력 요소에 해당한다.

에너지 요소는 전원 공급부, 신호 처리 요소는 릴레이·타이머 등 논리 처리부, 신호 출력 요소는 액추에이터·표시등 등 최종 동작부를 가리킨다.

충격 실린더는 압력 에너지를 실린더 내부에 축적했다가 한꺼번에 방출시켜 순간적으로 큰 힘(충격력)을 얻기 위해 사용한다.

펀칭·리벳팅처럼 짧은 시간에 큰 타격력이 필요한 작업에 적용되며, 균일한 속도 확보나 충격 흡수가 목적이 아니다.

한 사람의 관리자 아래 모든 보전요원을 집중 배치해 제조부문과의 교류는 줄어들지만 독자적으로 인원 배치와 보전기술 향상을 꾀할 수 있는 조직은 집중보전이다.

지역보전은 공장 내 지역별로 인원을 분산 배치하는 방식이고, 부분보전은 각 제조부문에 보전요원을 소속시키는 방식이며, 절충보전은 집중보전과 부분(지역)보전을 절충한 형태다.

서보를 오프(off) 상태로 두고 작업자가 직접 수동으로 위치를 이동시켜 그 위치를 확인한 뒤 데이터로 입력하는 방식은 티칭 플레이 백이다.

직선보간·원호보간은 이미 입력된 좌표 사이를 연산으로 이어가는 제어방식이고, 포인트 투 포인트는 경로와 무관하게 목표점 도달만 제어하는 방식이라 수동으로 위치를 가르쳐 입력하는 절차와는 다르다.