13년 2회차

주행차륜 중 전동기에 의해 직접 구동력을 전달받는 차륜을 구동륜이라 하며, 전동기의 동력 없이 구동륜을 따라 회전만 하는 차륜은 종동륜이라 한다.

크레인 전동기 외함과 제어반 프레임의 접지저항은 400V 미만이면 100Ω 이하, 400V 이상이면 10Ω 이하로 하여야 한다(안전검사 고시 별표 2 크레인 검사기준). 따라서 200Ω 이하라는 수치는 잘못된 값이다.

제어반과 프레임을 접지해야 한다는 것, 방폭지역의 저전압 전기기계는 접지저항을 10Ω 이하로 더 엄격히 관리해야 한다는 것은 모두 옳은 설명이다.

전선의 굵기는 허용전류, 전압강하, 기계적 강도를 3대 요소로 하여 결정하며, 절연 성능(절연저항) 등 시설 조건도 함께 고려한다.

반면 사용 주파수는 저압 배선에서 전선 굵기를 정하는 요인으로 보지 않으므로 가장 거리가 멀다.

비상정지누름버튼은 한 번 눌리면 자동으로 복귀되지 않고 수동으로 복귀시켜야 하는(유지형) 구조여야 하므로, 자동복귀 구조라는 설명이 잘못되었다.

비상정지버튼은 적색으로 하고, 머리 부분은 눌러 정지시키기 쉽도록 돌출형으로 하며, 버튼 주변을 황색으로 표기할 수 있다는 설명은 모두 옳다.

천장크레인에는 횡행을 제동하기 위한 브레이크를 설치하는 것이 원칙이지만, 옥내에 설치되는 천장크레인으로서 횡행속도가 20m/min 이하인 경우에는 설치하지 않을 수 있다.

옥내는 바람의 영향을 받지 않고 횡행속도도 느려 동력을 끊었을 때 관성에 의해 밀려가는 거리가 짧기 때문이다.

유니버셜식(만능형) 제어기는 하나의 조작 레버를 상하·좌우로 움직여 권상·주행·횡행 등 여러 동작을 조작할 수 있는 방식이다.

따라서 동작별로 제어기를 여러 대 늘어놓을 필요가 없어 설치면적이 절감되고, 한 손으로 여러 동작을 다룰 수 있어 조작이 편리하다는 것이 특징이다.

천장크레인의 스팬은 좌우 주행레일 중심선 사이의 거리를 말한다.

거더의 끝단까지 거리나 거더 중심 간 거리, 횡행차륜 중심 간 거리는 스팬과는 다른 치수를 가리킨다.

시브(도르래) 홈의 지름이 너무 크면 와이어로프가 홈 안에서 제대로 지지되지 못해 로프와 시브 모두의 마모가 촉진되고 로프 형태도 납작하게 변형되므로, 시브의 수명을 연장시킨다는 설명은 틀린 내용이다.

실제로는 지지가 불안정해져 마모가 촉진되므로 시브의 수명이 오히려 단축된다.

전자식 과부하방지장치는 로드셀로 하중을 전기신호로 바꾸어 감지하며, 하중이 걸리는 방향에 따라 인장형 로드셀 방식과 압축형 로드셀 방식으로 구분된다는 설명이 옳다.

• 내부의 마이크로 스위치를 동작시켜 운전을 정지시키는 것은 기계식(리밋스위치식) 과부하방지장치에 대한 설명이다.
• 전자식은 변화하는 중량을 디지털로 표시하는 것이 일반적이며, 가격이 저렴한 방식이라고 보기도 어렵다.

캠형(cam-type) 권과방지장치는 훅이 최고 권상위치(권상한도)에 이르렀을 때 캠이 1회전 미만으로 움직이도록 설계된다.

캠의 회전량이 작아야 리밋 스위치가 정확한 위치에서 민감하게 동작해 권상한도를 넘기기 전에 급정지시킬 수 있다.

와이어로프의 여유감김은 훅이 최하단에 도달했을 때도 드럼에 최소 2회전 이상 로프가 남아 있어야 한다는 안전기준이다.

이 여유감김이 없으면 로프 끝단 고정부에 하중이 직접 걸려 로프가 이탈하거나 고정부가 파손될 위험이 커진다.

독립륜 구동식은 브리지 양쪽의 구동륜을 각각의 전동기가 자기 기어케이스를 통해 직접 구동하는 방식이다. 따라서 전동기의 동력이 주행레일 위의 구동륜에 "간접적으로" 전달된다는 설명은 옳지 않다.

2개의 독립 구동륜이 브리지를 주행레일을 따라 이동시킨다는 점, 두 전동기를 잇는 연결축이 있는 형식에서는 한쪽 전동기가 정지해도 속도가 줄어든 상태로 브리지가 계속 움직일 수 있다는 점은 맞는 설명이다.

브레이크 드럼은 반복 제동에 따른 마찰과 발열로 림(rim) 두께가 줄어드는데, 원 치수의 40%가 마모되면 교환하는 것을 정비 기준으로 삼는다.

림이 얇아지면 제동 시의 열용량과 강도가 함께 떨어져 드럼의 균열·파손으로 이어질 수 있기 때문이다.

차륜(Wheel)은 크레인이 레일 위를 이동하는 주행장치의 구성요소이며, 화물을 감아올리는 권상장치와는 별개의 계통이다.

• 권상전동기는 로프를 감는 동력을 발생시키는 권상장치의 핵심 요소이다.
• 전자석 브레이크는 권상 정지 및 하중 유지를 담당하는 권상장치 부속품이다.
• 드럼 및 시브는 와이어로프를 감고 방향을 바꾸는 권상장치의 핵심 부품이다.

화물 권상 중 위험한 상황에서 운전자가 즉시 크레인의 모든 동작을 멈추게 하는 방호장치는 비상정지장치(Emergency stop switch)이다.

• 충돌방지장치는 크레인 상호간 또는 구조물과의 충돌을 막기 위한 것으로 급정지 목적의 장치와는 다르다.
• 레일클램프장치는 강풍 등으로부터 크레인의 이동을 억제하는 정지 유지 장치이다.
• 훅 해지장치는 줄걸이 로프가 훅에서 이탈하지 않도록 막는 장치로 급정지와는 무관하다.

훅에서 와이어로프가 걸리는 부분의 마모는 원래 치수에 대한 마모율로 판정하며, "마모자국 깊이 2mm"라는 식으로 교환 여부를 정하지 않으므로 이 설명이 틀렸다.

훅의 재료로 기계구조용 탄소강을 쓰는 점, 매다는 하중이 50톤 이상인 대하중용에는 양쪽 현수(더블) 훅이 많이 쓰이는 점, 훅의 안전계수가 5 이상이어야 하는 점은 모두 맞는 설명이다.

보도(Walk way)의 폭은 작업자가 안전하게 통행하고 점검·보수 작업을 할 수 있도록 충분히 넓게 확보해야 하므로, 폭이 좁을수록 좋다는 설명은 옳지 않다.

보도는 거더 등 강구조부 점검과 크레인 보수·유지관리를 위해 설치되며, 추락 방지를 위한 안전 목적과 견고한 강도 확보라는 나머지 설명은 모두 타당하다.

크레인 완성검사의 하중시험은 정격하중의 1.1배를 초과하는 하중을 걸어 실시한다.

정격하중보다 여유 있는 하중으로 시험함으로써 구조부·권상장치·브레이크가 실제 사용 조건을 넘는 하중에서도 견디는지 확인하려는 것이다.

주행레일 측면의 마모량은 원래 규격 치수의 10% 이내여야 하며, 이를 초과하면 레일을 교체해야 한다.

마모가 기준을 넘으면 차륜과 레일 사이의 접촉이 불안정해져 탈선이나 편마모 등의 위험이 커진다.

주행차륜은 크레인 전체(다리)의 주행을 담당하는 부품으로서 크랩의 횡행 급정지와는 직접적인 관계가 없어 상대적으로 충격을 가장 적게 받는다. 천장크레인에서 크랩을 급정지시키면 횡행 방향의 운동 에너지가 급격히 소산되므로, 횡행 동작에 직접 관여하는 부위들이 충격을 받는다.

• 횡행차륜: 크랩의 횡행 운동을 직접 제어하는 부품으로 급정지 시 가장 큰 충격을 받는다.
• 크랩 본체: 급격한 감속으로 인한 충격이 전달된다.
• 권상 와이어로프: 크랩 급정지에 따른 간접적 영향을 받는다.

화물을 매단 채로 운전석을 이탈하는 것 자체가 위험한 행위이므로, 콘트롤러 핸들을 정지 위치에 두었다고 해서 안전이 확보되는 것은 아니다. 권상 중인 화물이 있다면 반드시 지면에 내려놓은 뒤 운전석을 떠나야 한다.

안전장치 사전 확인, 정격하중 초과 금지, 2대의 크레인으로 한 화물을 무리하게 양중하지 않는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

전동기의 절연은 내열 등급에 따라 Y, A, E, B, F, H, C종 등으로 구분되는데, 이 중 C종은 마이카·세라믹 등 특수 무기 절연물에 해당하는 매우 높은 내열 등급으로 일반적인 전동기(크레인용 포함)에는 적용하지 않는다.

반면 E종, B종, F종은 일반 산업용 전동기에서 널리 사용되는 표준 절연 등급이다.

기어 커플링은 치형의 맞물림으로 동력을 전달하는 구조로 전달 토크가 크고 부하 변동에도 강한 특성을 가지므로, 전달 토크가 적어 부하 변동에 위험하다는 설명은 옳지 않다.

고무 플렉시블 커플링이 탄력성이 커서 널리 쓰이는 점, 전달 토크가 커지면 모양이 커지는 단점, 플랜지형 플렉시블 커플링이 고무 부시의 탄성을 이용하는 구조라는 설명은 모두 맞다.

1마력(PS)은 $1\ \mathrm{PS} = 75\ \mathrm{kgf} \cdot \mathrm{m/s}$로 정의되는 동력의 단위이다.

이는 매초 75kgf의 힘으로 1m를 이동시키는 일률에 해당한다.

부하물이 위험물이고 대하중이며 신호수의 유도를 받는 상황에서는 화물을 가능한 지면에 낮게 유지하며 서행하는 것이 가장 안전하다. 낮게 운반할수록 흔들림과 낙하 시의 위험이 줄어든다.

작업장이 넓고 위험 개소가 없더라도 대하중·위험물이라면 높이를 높이거나 속도를 올려서는 안 되며, 2m 높이를 고정적으로 유지하거나 수시로 브레이크를 걸어 정지를 반복하는 것도 흔들림을 키워 적절하지 않다.

운반물을 작업자 머리 위로 통과시키는 것은 낙하 시 인명 피해로 이어질 수 있어 금지되는 대표적인 위험 행위이다.

매단 짐 밑으로 사람의 통행을 막는 것, 지정된 신호수 외 신호를 하지 않는 것, 임의로 스위치 박스에 손대지 않는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

캡타이어 케이블 등 전선의 규격은 전기 부문인 KS C 계열에서 정한다. 제시된 "KS B"는 기계 부문 규격 기호이므로 이 설명이 틀렸다.

피복에 손상·파손·탄화가 없을 것, 단자 체결부에 전용 단자를 쓰고 볼트·너트의 풀림이나 탈락이 없을 것, 대지전압 150V 초과 300V 이하에서 절연저항 0.2MΩ 이상을 확보할 것은 모두 올바른 점검 기준이다.

감속기 오일은 점도 검사를 병행하되, 일반적으로 약 2000시간 사용 후 교환하는 것을 기준으로 삼는다.

사용 시간이 길어질수록 오일의 점도 저하와 불순물 혼입으로 윤활 성능이 떨어지므로 정기적인 교환이 필요하다.

장기간 운휴할 경우에는 오일이 새어나오지 않도록 오일콕크를 잠가두어야 하므로, 녹 방지를 위해 열어둔다는 설명은 옳지 않다.

차륜도유기가 차륜베어링·기어·주행모터의 수명을 늘리는 점, 오일탱크가 도유기 몸체보다 상단에 위치해야 자연 낙하로 급유되는 점, 레일 측면에도 도유기를 적용할 수 있다는 설명은 모두 맞다.

옴의 법칙에 따라 전류는 전압을 저항으로 나눈 값이다.

$I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{100\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 5\ \mathrm{A}$

캡너트는 볼트 끝단을 덮어 외관을 정리하고 녹 발생을 막기 위한 너트로, 풀림 방지 기능을 목적으로 설계된 것이 아니다.

플랜지 너트는 넓은 좌면으로 풀림을 억제하고, 홈붙이 너트는 분할핀으로 완전히 풀림을 막으며, 로크 너트는 두 개의 너트를 겹쳐 조여 풀림을 방지하는 대표적인 풀림 방지용 너트이다.

천장크레인 운전을 시작할 때 가장 먼저 해야 할 조치는 모든 제어기의 노치를 “0” 위치에 두고 메인 스위치를 투입하는 것이다.

제어기가 “0”이 아닌 상태에서 메인 스위치를 넣으면 의도치 않게 크레인이 즉시 동작할 위험이 있으므로, 권상용이나 주행용 제어기만 0으로 두는 것으로는 부족하다.

감속기에서 비정상적인 소음·진동이 발생했을 때는 베어링 파손, 윤활유 상태, 기어 체결 키의 이완 등 감속기 자체의 기계적 원인을 점검해야 한다.

비상정지장치를 확인하는 것은 감속기 소음·진동 원인 점검과는 직접 관련이 없는 사항이다.

천장크레인용 전동기로는 직류에서는 직권전동기, 교류에서는 권선형 전동기가 주로 사용된다.

직권전동기와 권선형 전동기는 모두 기동토크가 크고 저항을 이용한 속도 제어가 용이해 빈번한 기동·정지와 속도 조절이 필요한 크레인 구동에 적합하다.

베어링의 수명은 여러 요인의 영향을 받지만, 그중에서도 그리스(윤활유) 주유 상태가 가장 직접적으로 수명을 좌우하는 요인으로 꼽힌다.

윤활이 불량하면 마찰과 발열이 급격히 늘어 다른 요인(진동, 발열, 과부하)까지 함께 악화시키는 근본 원인이 되기 때문이다.

전동기의 절연저항을 측정하는 대표적인 계기는 메거테스터(절연저항계, Megger)이다. 권선과 대지(철심) 사이에 직류 고전압을 인가해 절연 상태를 확인한다.

전류테스터는 회로에 흐르는 전류를 측정하는 계기이고, 그로울러 테스터는 전기자 코일의 단락 여부를 검사하는 계기로 절연저항 측정에는 사용하지 않는다.

로프가 장력을 갖기 시작한 순간 바로 주행을 시작하는 것은 위험하다. 화물이 아직 완전히 들려 안정되지 않은 상태에서 이동하면 흔들림이나 지면과의 접촉으로 사고가 발생할 수 있다.

훅을 운반물 중심에 위치시키는 것, 로프를 서서히 감아 충분한 장력을 확보하는 것, 주행 경로를 고려해 적당한 높이로 들어 올리는 것은 모두 올바른 요령이다.

천장크레인 운전 시 신호 수단은 손, 깃발, 호루라기 등 명확하고 즉시 인지 가능한 신호 방식으로 규정되어 있다. 슬링 로프는 하중을 현수·운반하는 하역용 기구일 뿐 신호를 전달하는 수단이 아니므로 신호 수단에 해당하지 않는다.

베어링 호칭번호의 뒤 두 자리는 안지름 번호로, 안지름 번호가 04 이상일 때는 그 번호에 5를 곱해 안지름(mm)을 구한다.

$24 \times 5 = 120\ \mathrm{mm}$

따라서 호칭번호 23124의 안지름은 120mm이다.

전원 차단 시에는 부하측을 먼저 차단하고 메인(전원)측을 나중에 차단해야 아크(스파크) 발생을 줄일 수 있으므로, 메인측을 먼저 차단하는 순서는 불꽃 방지 대책으로 옳지 않다.

접촉면의 이물질 제거, 매끄러운 접촉면 유지, 스위치류를 급속히 개폐하는 것은 모두 불꽃 발생을 줄이기 위한 올바른 조치이다.

와이어로프의 꼬임 방법에는 보통 Z꼬임, 보통 S꼬임, 랭(Lang) 꼬임 등이 있으며, 보통 Y꼬임이라는 방식은 존재하지 않는다.

와이어로프용 윤활유는 로프 표면에 유막을 형성하는 힘이 커야 마찰과 부식을 효과적으로 줄일 수 있으므로, 유막 형성력이 작아야 한다는 설명은 옳지 않다.

로프에 잘 스며드는 침투력, 산화에 강한 내산화성, 사용 조건에서 녹지 않는 성질은 모두 와이어로프용 윤활유가 갖춰야 할 조건이다.

후리트(fleet) 각도는 드럼에 홈이 있는 경우와 없는 경우에 허용 범위가 다르다.

홈이 있는 드럼은 로프가 홈을 따라 안내되므로 상대적으로 큰 4° 이내까지 허용되고, 홈이 없는 평활한 드럼은 로프가 옆으로 밀릴 위험이 커 더 작은 2° 이내로 제한된다.

와이어로프의 심강에는 섬유심, 공심, 와이어심 등이 있으며, 편심이라는 심강 종류는 존재하지 않는다.

줄걸이 로프에 걸리는 장력은 두 로프가 벌어진 각도(조각도)가 커질수록 급격히 커지고, 각도가 작아 로프가 수직에 가까울수록 작아진다.

$T = \dfrac{W}{2\cos\left(\dfrac{\theta}{2}\right)}$

각도가 커질수록 분모의 코사인 값이 작아져 장력이 커지므로, 제시된 각도 중 가장 작은 30°일 때 장력이 가장 적게 걸린다.

가는 와이어로프를 훅에 감아 걸어 두 가닥이 훅 안에서 서로 엇갈리게 한 그림이 짝감기 걸이이다.

짝감기 걸이는 로프가 가늘어 훅에 그대로 걸치면 미끄러지거나 벗겨질 우려가 있을 때, 로프를 훅에 한 번 감아 걸어 로프가 훅 안에서 밀리지 않게 잡아 주는 줄걸이 방법이다.

• 로프를 훅 바닥에 그대로 얹기만 한 그림은 감은 데가 없는 반걸이여서, 하중이 한쪽으로 쏠리면 미끄러진다.
• 로프가 훅 아래에서 큰 고리를 이루도록 건 그림은 눈걸이 쪽으로, 감아 거는 방식이 아니다.
• 로프를 훅 몸통과 어깨로 넘겨 여러 겹으로 감은 그림은 굵은 와이어로프에 쓰는 어깨걸이 형태다.

허용하중은 로프의 전단(절단)하중을 안전율로 나눈 값이며, 여기에 줄걸이 가닥 수를 곱해 전체 최대 권상 가능 하중을 구한다.

$\dfrac{23\ \mathrm{ton}}{5} = 4.6\ \mathrm{ton}$ (로프 1가닥당 허용하중)

$4.6\ \mathrm{ton} \times 8 = 36.8\ \mathrm{ton} \approx 37\ \mathrm{ton}$

따라서 8줄걸이일 때 최대 권상 가능한 하중은 약 37톤이다.

달기체인(줄걸이 체인)은 늘어난 길이가 제조 시(원래 길이)보다 5%를 초과하면 폐기해야 하므로, 늘어남이 10% 이내이면 재활용한다는 설명은 틀리다.

안전계수가 5 이상인 것을 사용하고, 링 지름 감소가 공칭 지름의 10%를 넘으면 교환하며, 균열이 있으면 폐기하는 것은 모두 올바른 사용·폐기 기준이다.

와이어로프를 엮어 넣기(스플라이스)할 때 엮어 넣는 길이는 로프 지름의 30~40배 이상이 되어야 필요한 강도를 확보할 수 있다.

엮음 길이가 짧으면 하중이 걸릴 때 로프가 풀리거나 미끄러져 사고로 이어질 수 있으므로 충분히 긴 구간을 겹쳐 짜야 한다.

줄걸이 각도는 오히려 작게(60° 이하) 유지해야 와이어로프에 걸리는 장력이 줄어들므로, 각도를 최대한 크게 해준다는 설명은 틀리다.

줄걸이 각도가 커질수록 로프 한 가닥에 걸리는 장력이 급격히 증가해 파단 위험이 커진다.

• 중량물의 중심위치를 고려하는 것은 무게중심 이탈로 인한 낙하·전도를 막기 위한 올바른 주의사항이다.
• 와이어로프가 미끄러지지 않도록 하는 것과 날카로운 모서리에 보호대를 대는 것도 올바른 줄걸이 작업 요령이다.

불안전한 조명, 불안전한 환경, 방호장치의 결함은 설비·환경 자체에 내재한 결함이므로 물적 요인으로 분류된다.

지적 요인은 지식·기능 부족, 신체적 요인은 체력·건강 문제, 정신적 요인은 태도·심리 상태에서 비롯되는 것으로 구분된다.

이동식 크레인 작업 시 붐의 이동범위 내에 전선 등 장애물이 있으면 감전·충돌 위험이 크므로, 장애물이 있어도 된다는 설명은 틀리다.

정격 하중 초과 방지, 연약 지반에 대한 침하방지 대책, 작업바닥 불량 지역에 인양물을 내려놓지 않는 것은 모두 올바른 안전대책이다.

일반화재(A급)와 유류·화학약품 화재(B급)에는 적당하지만 전기화재에는 부적당한 소화기는 수분을 포함한 포말소화기이다.

포말소화기는 소화액에 도전성이 있어 감전 위험이 있으므로 전기설비 화재에는 사용할 수 없다.

• ABC소화기와 분말소화기는 전기화재(C급)에도 사용할 수 있는 소화기이다.
• 모래는 질식소화용으로 전기화재에도 비교적 안전하게 쓸 수 있다.

공구 손잡이가 짧다고 파이프를 연결해 지렛대처럼 사용하면 과도한 힘이 걸려 공구가 파손되거나 미끄러져 부상을 입기 쉬우므로, 이는 옳지 않은 작업방법이다.

배터리 전해액을 다룰 때 고무장갑을 착용하고 배터리를 그늘진 곳에 보관하며, 무거운 물건을 혼자 들지 않는 것은 모두 올바른 작업방법이다.

수공구를 기름걸레로 감싸 보관하는 것은 화재 위험을 높이는 부적절한 보관 방법이므로 주의사항으로 가장 거리가 멀다.

양호한 상태 유지, 목적 외 용도 사용 금지, 올바른 사용법 준수는 모두 수공구 사용 시 지켜야 할 기본 원칙이다.

기계 공구의 결함은 설비 자체의 문제인 불안전한 상태(물적 원인)에 해당하므로 인적 불안전 행위로 볼 수 없다.

작업복 부적당, 불안전한 작업 태도, 위험 장소 출입은 모두 근로자의 행동에서 비롯되는 인적 불안전 행위이다.

항타기·항발기의 권상용 와이어로프는 안전계수가 5 이상이어야 한다는 것이 관련 안전기준상의 최소 기준이다.

안전계수는 로프의 절단하중을 실제 걸리는 최대 하중으로 나눈 값으로, 4는 이 최소 기준에 미치지 못한다. 문제는 "최소 얼마 이상"을 묻고 있으므로 기준값인 5를 골라야 한다.

기름걸레나 인화물질은 화재 위험이 있으므로 뚜껑이 있는 불연성(금속제) 용기에 보관해야 하며, 나무상자에 보관한다는 것은 안전수칙에 어긋난다.

부상 시 즉시 응급조치 후 보고, 밀폐공간에서 시동 자제, 통로에 공구·부품을 방치하지 않는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

오픈렌치로 볼트를 조이거나 풀 때는 작업자 쪽으로 당기는 방향으로 힘을 주는 것이 안전하다. 밀어서 작업하면 렌치가 빠졌을 때 손이 다칠 위험이 크다.

• 몸의 중심을 옆으로 하고 작업하는 것은 균형을 잃기 쉬워 권장되지 않는다.
• 렌치 크기는 너트 치수보다 약간 큰 것이 아니라 정확히 맞는 크기를 사용해야 한다.
• 큰 토크가 필요하다고 오픈렌치 2개를 이어 사용하는 것은 렌치 파손·미끄러짐 위험이 있어 금지된다.

작업 전 점검은 각 장치의 상태를 안전하게 확인하는 것이 목적이며, 모터를 최고 회전으로 돌려 동력상태를 확인하는 것은 작업 전 점검 항목으로 적합하지 않다.

타이어·차륜 상태, 브레이크·클러치 작동상태, 낙석·낙하물 위험 시 헤드가이드 설치상태 점검은 모두 작업 전에 확인해야 할 기본 항목이다.