05년 1회차

연삭 버언(grinding burn)은 연삭 중 발생한 열로 공작물 표면이 국부적으로 타는(변색·연화되는) 현상을 말한다.

숫돌이나 절삭유, 칩이 타는 현상과는 별개로 공작물 표면 자체의 열손상을 가리키는 용어이다.

용접봉 지름은 약 6 mm가 적합하다.

가스용접에서 용접봉 지름은 $D = \dfrac{t}{2} + 1$ 공식으로 구하며, 여기서 D는 지름(mm), t는 판 두께(mm)이다.

판 두께 $t=10\ \mathrm{mm}$를 대입하면 $D = \dfrac{10}{2}+1 = 6\ \mathrm{mm}$이다.

딤블 원주 1눈금은 0.01 mm이다.

스핀들 피치 $0.5\ \mathrm{mm}$를 딤블 원주 50등분으로 나누면 $\dfrac{0.5}{50} = 0.01\ \mathrm{mm}$가 된다.

담금질한 강을 $A_1$ 변태점 이하로 재가열해 인성을 부여하는 열처리는 템퍼링(뜨임)이다.

• 퀜칭은 급랭으로 경도를 높이는 담금질 자체를 말한다.
• 노멀라이징은 조직을 표준화해 균일하게 만드는 처리이다.
• 어닐링은 재료를 연화시켜 가공성을 높이는 풀림 처리이다.

담금질로 굳어진 강은 무르고 깨지기 쉬워, 템퍼링을 거쳐야 실제 부품으로 쓸 수 있을 만큼 질겨진다.

동력 경운기용 타이어는 일반 승용차 타이어보다 훨씬 낮은 압력으로 사용하며, 적정 공기압은 약 0.8~1.5 kgf/cm² 범위이다.

저압으로 유지해야 접지 면적이 넓어져 무른 논밭에서도 미끄러짐 없이 견인력을 확보할 수 있다.

주철에 함유된 인(P)은 쇳물의 유동성과 경도를 높여 주조성에 도움을 주지만, 동시에 상온취성을 유발해 재질을 취약하게 만든다.

• 탄소는 주철의 강도와 경도를 좌우하는 기본 원소이다.
• 규소는 유동성을 높이고 흑연화를 촉진해 주철을 연하게 만든다.
• 망간은 황의 해를 줄이고 강도를 높이는 역할을 한다.

같은 유동성 향상 원소라도 인은 취성을 남긴다는 점에서 규소와 구분된다.

원통형 용기의 가장자리를 둥글게 말아 강도를 보강하거나 장식 효과를 주는 가공법은 커링(curling)이다.

가장자리를 롤러나 다이로 안쪽으로 말아 넣어 날카로운 단면을 없애고 강성을 높이는 프레스 가공에 해당한다.

금긋기 작업에는 콤파스·직각자·캘리퍼스처럼 선을 긋거나 치수를 옮기는 공구가 필요하지만, 스크레이퍼(scraper)는 표면을 긁어 다듬는 공구로 금긋기와는 용도가 다르다.

• 콤파스는 원이나 원호를 그리는 데 쓰인다.
• 직각자는 직각선이나 기준선을 긋는 데 쓰인다.
• 캘리퍼스는 치수를 옮겨 금긋기 기준을 잡는 데 쓰인다.

세 공구 모두 선을 긋거나 치수를 옮기는 데 쓰이는 반면, 스크레이퍼는 다듬질용 공구라는 점이 다르다.

선반은 공작물을 회전시켜 절삭하는 동력 공작기계이므로 손으로 다루는 수작업용 공구로 분류되지 않는다.

V-블록과 정반, 트로멜은 손으로 다루는 수작업용 보조 기구·공구로 분류된다.

강을 $A_3$ 변태점보다 20~50℃ 높은 온도로 가열한 뒤 급랭시켜 경도를 높이는 열처리는 담금질(quenching)이다.

급랭으로 조직을 마르텐사이트화해 경도를 크게 높이는 대신 취성이 커지므로, 필요에 따라 이후 템퍼링으로 인성을 보완한다.

주물 내부에 중공(속이 빈) 부분을 만들기 위해 조형 시 그 자리에 넣는 목형은 코어 목형이다.

모래로 만든 코어를 주형 안에 고정해 두면, 쇳물이 굳은 뒤 코어가 있던 자리가 그대로 빈 공간(중공)으로 남는다.

선반에서 테이퍼를 깎을 때는 심압대를 편위시키거나 복식 공구대를 경사시키는 방법, 또는 별도의 테이퍼 절삭장치를 쓰지만, 주축대(head stock)를 편위시키는 방법은 사용하지 않는다.

주축대는 공작물을 회전시키는 기준이 되는 부분이라 편위시키면 가공 정밀도와 안정성이 무너지므로 테이퍼 절삭 방식으로 채택되지 않는다.

호닝 머신으로 내면을 다듬을 때 호운(혼)은 공작물에 대해 회전운동과 직선왕복운동을 동시에 한다.

두 운동이 겹치면서 가공면에 크로스해치 무늬가 생겨 오일을 머금기 좋은 정밀한 다듬질면을 얻을 수 있다.

회전하는 상자(배럴)에 공작물과 숫돌입자, 공작액, 콤파운드를 함께 넣고 굴려 공작물이 입자와 부딪히며 다듬어지는 가공법은 배럴(barrel) 다듬질이다.

• 호닝은 혼을 이용해 구멍 내면을 정밀 다듬질하는 별도의 가공법이다.
• 버니싱은 매끄러운 공구로 표면을 눌러 광택을 내는 소성가공이다.
• 슈퍼피니싱은 미세한 숫돌을 진동시켜 표면을 초정밀 다듬는 가공법이다.

세 가공법 모두 회전 상자에 여러 재료를 함께 넣어 굴리는 방식과는 다른 별도의 다듬질 기법이다.

링 게이지(ring gauge)는 축의 지름을 검사하는 한계 게이지로, 구멍을 검사하는 게이지가 아니다.

구멍용 한계 게이지에는 봉 게이지, 테이퍼 게이지, 평 플러그 게이지 등이 쓰이며, 이들은 구멍 안에 직접 넣어 치수를 확인하는 방식이다.

선재의 지름이나 판재의 두께를 측정하는 데 가장 적합한 게이지는 와이어 게이지이다.

• 드릴 게이지는 드릴의 지름을 판별하는 데 쓰인다.
• 피치 게이지는 나사산의 피치를 재는 데 쓰인다.
• 틈새 게이지는 부품 사이의 좁은 간극을 재는 데 쓰인다.

측정 대상이 서로 달라 각 게이지의 쓰임이 구분된다.

크랭크샤프트나 흡배기 밸브처럼 표면은 단단하고 심부는 질긴 성질이 필요한 부품에는 고주파 경화법(induction hardening)이 가장 적합하다.

고주파 유도전류로 표면만 급속 가열·급랭시켜 국부적으로 경화시키므로, 형상이 복잡하거나 특정 부위만 강화해야 하는 부품에 유리하다.

해로잉(harrowing)은 농기계로 땅을 고르는 써레질 작업을 가리키는 말로, 드릴링 머신에서 이루어지는 절삭 가공과는 관련이 없다.

드릴링 머신에서는 구멍을 다듬는 리밍, 나사를 내는 태핑, 구멍 입구를 모따기하는 카운터싱킹 등이 모두 가능하다.

연삭숫돌을 구성하는 3요소는 숫돌입자·결합제·기공이며, 입도는 숫돌입자의 크기를 나타내는 특성값일 뿐 구성 요소 자체는 아니다.

입도, 결합도, 조직 등은 숫돌의 성능을 나타내는 표시 항목으로, 앞의 3요소와는 구분되는 개념이다.

Taylor의 공구 수명식 $VT^{n}=C$에서 틀린 설명은 공구 수명 T의 단위에 관한 것이다.

• V는 절삭속도(m/min)를 의미한다는 설명은 맞다.
• 지수 n은 공구·공작물 조합에 따른 상수로 보통 $\dfrac{1}{10}\sim\dfrac{1}{5}$ 범위 값을 쓴다는 설명도 맞다.
• C는 공구·공작물·절삭조건에 따라 달라지는 상수라는 설명도 맞다.

그러나 공구 수명 T는 통상 분(min) 단위로 나타내는 것이 일반적이어서, 초(sec) 단위라고 한 설명이 틀린 부분이다.

축방향으로 밀어주는 힘은 약 1325N이다.

먼저 각속도 $\omega=\dfrac{2\pi N}{60}=\dfrac{2\pi\times1200}{60}\approx125.7\ \mathrm{rad/s}$를 구하고, 전달토크 $T=\dfrac{P}{\omega}=\dfrac{2000}{125.7}\approx15.9\ \mathrm{N\cdot m}$를 계산한다.

안지름 100mm·바깥지름 140mm이므로 반지름은 각각 50mm·70mm이고, 접촉면의 평균반지름은 $r_m=\dfrac{50+70}{2}=60\ \mathrm{mm}=0.06\ \mathrm{m}$이다.

마찰력에 의한 토크식 $T=\mu F r_m$에서 $F=\dfrac{T}{\mu r_m}=\dfrac{15.9}{0.2\times0.06}\approx1326\ \mathrm{N}$으로 근사값이 나온다.

구름베어링 호칭번호의 뒤 두 자리는 안지름 번호로, 이 번호가 04 이상이면 번호에 5를 곱한 값이 실제 안지름(mm)이 된다.

베어링 번호 7015에서 안지름 번호는 15이므로 $15\times5=75\ \mathrm{mm}$가 되어 안지름은 75mm이다.

다만 안지름 번호 00·01·02·03은 예외로 각각 10·12·15·17mm를 뜻한다.

헐거운 끼워맞춤에서 최소 틈새는 구멍의 최소치수에서 축의 최대치수를 뺀 값이다.

$50.000-49.975=0.025\ \mathrm{mm}$이므로 최소 틈새는 0.025mm이다.

포올 브레이크(pawl brake)는 래칫과 폴(멈춤쇠) 구조로 한쪽 방향의 회전만 허용하여 역전을 방지하면서 토크와 힘을 전달하는 데 적합한 브레이크이다.

• 나사 브레이크는 나사의 조임력으로 하중이 내려가는 속도를 조절하는 자동하중 브레이크로, 회전 방향 자체를 기계적으로 구속하지는 못한다.
• 원판 브레이크는 마찰판을 눌러 제동하는 방식으로 회전을 감속·정지시키는 데 쓰인다.
• 캠 브레이크는 캠의 형상으로 압착력을 발생시켜 제동하는 방식으로 역전방지 전용은 아니다.

따라서 역전방지와 힘의 전달이라는 목적에는 포올 브레이크가 가장 적합하다.

V벨트 전동과 비교했을 때 체인 전동의 단점은 고속 회전 시 소음과 진동이 커진다는 점이다.

체인은 링크가 스프로킷에 맞물리는 다각형 운동(폴리곤 작용) 때문에 속도가 빨라질수록 충격과 소음이 발생하기 쉽다.

• 체인은 오히려 V벨트보다 큰 동력을 전달할 수 있어 그 반대로 설명한 항목은 단점이 아니다.
• 체인은 미끄럼이 없어 속도비가 일정하다는 것이 장점이므로 단점이 아니다.
• 체인은 초기장력이 필요 없다는 점이 V벨트 대비 장점이므로 단점으로 볼 수 없다.

따라서 이 중 체인 전동의 단점에 해당하는 것은 고속 시 소음 발생이다.

묻힘키에 작용하는 전단응력은 약 0.28 kgf/mm²이다.

축에 걸리는 힘은 토크를 반지름으로 나눈 값으로 $F=\dfrac{2T}{d}=\dfrac{2\times4000}{80}=100\ \mathrm{kgf}$이다.

키의 전단 단면적은 $A=b\times \ell=12\times30=360\ \mathrm{mm^2}$이므로 $\tau=\dfrac{F}{A}=\dfrac{100}{360}\approx0.28\ \mathrm{kgf/mm^2}$이다.

세 스프링이 나란히 걸린 병렬 조합이므로 K = K₁ + K₂ + K₃ 이다.

그림에서 위쪽은 고정된 천장, 아래쪽은 하나의 강체 판이고 그 판에 하중 P가 걸린다. 세 스프링의 처짐이 모두 같고 하중만 나뉘므로 P = (K₁+K₂+K₃)δ 가 되어 조합 상수는 각 상수의 단순 합이 된다.

• 세 상수를 곱한 식: 곱하면 단위 자체가 스프링 상수가 되지 못한다.
• 역수의 합이나 차로 쓴 식: 역수를 더하는 형태는 하중이 같고 처짐이 더해지는 직렬 배치에 쓰는 관계식이다.

잇수가 서로 같고 피치원추각이 45°인 한 쌍의 베벨 기어는 마이터 기어(miter gear)라고 부른다.

• 보통 베벨 기어는 잇수와 피치원추각이 서로 다를 수 있는 일반적인 형태이다.
• 크라운 기어는 피치원추각이 90°가 되는 특수한 베벨 기어이다.
• 하이포이드 기어는 두 축이 서로 만나지 않고 어긋나 있는(엇갈림축) 경우에 사용하는 기어이다.

따라서 잇수와 원추각 조건을 모두 만족하는 것은 마이터 기어이다.

마찰차는 미끄럼이 없으므로 원동차와 종동차의 지름과 회전수는 반비례 관계를 가진다.

$N_2=N_1\times\dfrac{D_1}{D_2}=300\times\dfrac{200}{300}=200\ \mathrm{rpm}$이므로 종동차의 회전수는 200rpm이다.

1줄 겹치기 리벳이음에서 강판의 효율은 리벳 구멍이 뚫린 순단면과 원래 단면의 비로 구한다.

$\eta=\dfrac{p-d}{p}\times100=\dfrac{80-18}{80}\times100=77.5\%$이므로 강판의 효율은 약 77.5%이다.

두 축이 서로 평행할 때만 사용할 수 있는 기어는 스퍼 기어(평기어)이다.

• 베벨 기어는 두 축이 교차하는 경우에 사용한다.
• 크라운 기어는 피치원추각이 90°인 베벨 기어로 역시 교차축에 쓰인다.
• 마이터 기어는 잇수가 같은 베벨 기어로 두 축이 교차할 때 사용한다.

평행한 두 축 사이의 동력 전달에는 스퍼 기어가 쓰인다.

원형 단면봉의 인장응력은 약 101.86 kgf/cm²이다.

단면적은 $A=\dfrac{\pi d^2}{4}=\dfrac{\pi\times5^2}{4}\approx19.63\ \mathrm{cm^2}$이고, 응력은 $\sigma=\dfrac{F}{A}=\dfrac{2000}{19.63}\approx101.86\ \mathrm{kgf/cm^2}$으로 계산된다.

두 축의 축선이 30° 이하로 교차해도 자유롭게 운동을 전달할 수 있는 커플링은 유니버설 커플링(자재이음)이다.

• 고정 커플링은 두 축이 정확히 일직선일 때만 사용할 수 있다.
• 머프 커플링도 두 축이 일직선으로 정렬된 경우에 쓰는 원통형 커플링이다.
• 오울드 햄 커플링은 두 축이 평행하면서 약간 편심되어 있을 때 사용한다.

교차각을 갖는 두 축을 연결할 때는 유니버설 커플링이 적합하다.

평벨트 전동장치의 전달동력은 약 2.2kW이다.

유효장력은 $T_e=T_1\left(1-\dfrac{1}{e^{\mu\theta}}\right)=90\times\left(1-\dfrac{1}{2}\right)=45\ \mathrm{kgf}$이다.

전달동력은 $P=\dfrac{T_e\,v}{102}=\dfrac{45\times5}{102}\approx2.2\ \mathrm{kW}$로 계산된다.

코일스프링의 처짐량은 평균지름의 세제곱에 비례하고 하중에 비례하므로, 처짐량은 4배가 된다.

평균지름을 2배로 하면 $D^3$항에 의해 처짐량이 $2^3=8$배로 커지고, 하중을 $\dfrac{1}{2}$로 줄이면 처짐량도 $\dfrac{1}{2}$배가 되어 전체적으로 $8\times\dfrac{1}{2}=4$배가 된다.

크리프(creep)는 일정한 온도에서 일정한 하중이 지속적으로 작용할 때 변형률이 시간에 따라 증가하는 현상을 말한다.

• 재료의 온도가 융점에 가까울수록 크리프 현상은 오히려 더 뚜렷하게 나타난다.
• 납(Pb)처럼 융점이 낮은 금속은 상온에서도 크리프 현상이 잘 나타난다.
• 작용 응력이 클수록 크리프량은 커진다.

따라서 온도와 하중이 일정할 때 시간에 따라 변형이 누적된다는 설명이 크리프에 대한 올바른 정의이다.

트랙터와 동력경운기의 PTO축에는 큰 토크를 반복적으로 단속하며 전달해야 하므로 스플라인이 체결용 기계요소로 가장 널리 쓰인다.

• 코터는 인장·압축력을 전달하는 핀 형태의 체결구로 큰 회전력 전달에는 적합하지 않다.
• 원뿔 키는 축과 보스를 마찰로 고정하는 방식으로 반복적인 단속·큰 토크 전달에는 한계가 있다.
• 세레이션은 스플라인과 비슷하나 주로 작은 지름의 축에 쓰이는 미세한 이 형태이다.

따라서 PTO축 규격에는 스플라인이 표준으로 쓰인다.

나사의 리드는 피치에 줄수를 곱한 값이다.

3줄 나사이고 피치가 3mm이므로 $\mathrm{lead}=3\times3=9\ \mathrm{mm}$가 되어 리드는 9mm이다.

핀링크 이음의 핀은 2개의 전단면(복전단)으로 하중을 지지하므로, 이를 고려하면 핀의 최소 허용지름은 약 33mm가 된다.

전단응력식 $\tau=\dfrac{F}{2\times\left(\dfrac{\pi d^2}{4}\right)}$에 하중 $F=10000\ \mathrm{kgf}$, 허용전단응력 $\tau=6\ \mathrm{kgf/mm^2}$을 대입하여 정리하면 $d=\sqrt{\dfrac{2F}{\pi\tau}}=\sqrt{\dfrac{2\times10000}{\pi\times6}}\approx32.6\ \mathrm{mm}$이다.

중공원축은 같은 재질·길이·바깥지름의 중실원축보다 약 25% 가볍다.

무게는 단면적에 비례하므로, 안지름이 바깥지름의 $\dfrac{1}{2}$인 중공축의 단면적은 $\dfrac{\pi}{4}\left(D^2-\left(\dfrac{D}{2}\right)^2\right)=\dfrac{3}{4}\times\dfrac{\pi D^2}{4}$로, 중실축 단면적의 $\dfrac{3}{4}$이 된다.

따라서 줄어드는 비율은 $1-\dfrac{3}{4}=\dfrac{1}{4}=25\%$이다.

평면식 건조기에서 곡물의 단위 중량당 송풍량이 많을 때는 상하층 함수율 편차를 오히려 줄이는 방향으로 작용하므로, 편차가 커지는 주요 원인으로 볼 수 없다.

• 초기 함수율이 20% 이상으로 높으면 건조가 진행되며 상하층 간 건조속도 차이가 커진다.
• 40℃ 이상의 고온으로 건조하면 하층이 먼저 과건조되어 상하층 편차가 커진다.
• 퇴적고가 30cm 이상으로 두꺼우면 공기가 상층까지 고르게 통과하기 어려워 편차가 커진다.

이 세 가지와 달리, 단위 중량당 송풍량이 많은 것은 건조를 고르게 해주는 요인이다.

종자상자의 종자를 항상 일정한 양으로 배출시키는 장치는 배종장치이다.

• 구절장치는 종자가 들어갈 파종골(고랑)을 만드는 장치이다.
• 복토장치는 파종 후 종자 위에 흙을 덮는 장치이다.
• 이식장치는 육묘된 모종을 밭에 옮겨 심는 장치이다.

일정량 배출이라는 기능은 이 중 배종장치의 역할이다.

경운 정지작업의 목적에는 다음과 같은 것들이 있다.

• 잡초를 제거하고 과밀한 작물을 솎아낸다.
• 후속작업이 쉽도록 토양을 부드럽게 한다.
• 표토를 반전·매몰시켜 유기물의 부식을 촉진한다.

반면 경운은 흙에 공기를 넣어주므로 토양 내 미생물의 활동을 저지시키는 것이 아니라 오히려 촉진하는 효과를 가져오며, 이 설명이 경운의 목적으로는 틀린 내용이다.

투입식(보통형) 콤바인에 대한 다음 설명은 맞는 내용이다.

• 작업 폭이 넓다.
• 보리처럼 키가 불균일한 밭작물도 비교적 효율적으로 수확할 수 있다.
• 자탈형 콤바인과 마찬가지로 이슬에 젖은 상태에서는 사용하기 어렵다.

그러나 자탈형 콤바인에 비해 오히려 습지 적응성이 떨어지는 것이 일반적이어서, 습지 적응성이 뛰어나다고 한 설명은 사실과 반대되는 틀린 내용이다.

브로드 캐스터(broadcaster)는 종자를 논밭 표면에 흩뿌리는 산파(散播) 방식에 사용하는 파종기이다.

• 조파는 일정한 줄을 따라 종자를 뿌리는 방식이다.
• 점파는 일정한 간격을 두고 낱알을 심는 방식이다.
• 이식은 육묘한 모종을 옮겨 심는 방식이다.

따라서 브로드 캐스터의 살포 방식은 산파에 해당한다.

플라우의 견인점 위치를 정해 경심과 경폭을 조절하는 부분은 크레비스(clevis)이다.

• 보습(share)은 흙을 절삭·반전시키는 날 부분이다.
• 쟁기날(coulter)은 보습에 앞서 흙을 수직으로 미리 절단하는 부분이다.
• 비임(beam)은 각 부품을 지지하는 몸체 프레임 역할을 한다.

따라서 견인점을 조절해 경심·경폭을 정하는 것은 크레비스의 역할이다.

말린 목초를 일정한 용적으로 압착하여 묶는 기계는 헤이 베일러(hay baler)이다.

• 헤이 터더는 목초를 뒤집고 흩어 건조를 돕는 기계이다.
• 헤이 로우더는 건조된 목초를 모아 수레 등에 싣는 기계이다.
• 헤이 컨디셔너는 줄기를 눌러 건조를 촉진하는 기계이다.

압착·결속 기능은 이 중 헤이 베일러만의 기능이다.

동력 살분무기는 다음과 같은 특성을 가진다.

• 분무 입자가 작아 부착률이 좋다.
• 액제와 분제를 다같이 살포할 수 있다.
• 입자가 가늘어 비산 등의 손실이 크다.

그러나 미세한 입자는 바람에 쉽게 날리므로 균일한 살포가 오히려 어려운 편이며, 소요 인원이 적으면서 균일한 살포가 가능하다고 한 설명은 사실과 다른 틀린 내용이다.

용적형 펌프이면서 회전펌프에 해당하는 것은 기어 펌프(gear pump)이다.

• 피스톤 펌프는 용적형이지만 왕복운동으로 작동하는 왕복펌프이다.
• 볼류트 펌프는 회전은 하지만 원심력을 이용하는 비용적형(원심) 펌프이다.
• 터빈 펌프 역시 회전은 하지만 원심력을 이용하는 비용적형 펌프이다.

용적형이면서 회전방식인 것은 이 중 기어 펌프뿐이다.

컬티패커(cultipacker)는 파종 후 흙을 눌러 다져 종자와 토양을 밀착시키는 진압 작업기로, 잡초를 제거하는 제초 작업기가 아니다.

• 컬티베이터는 표층을 긁어 잡초를 제거하는 제초 작업기이다.
• 로터리 호우는 회전하는 갈퀴 모양의 날로 잡초를 긁어내는 제초 작업기이다.
• 웨이더 멀쳐는 잡초를 베거나 갈아엎어 처리하는 제초 작업기이다.

따라서 이들과 달리 컬티패커는 제초가 아닌 진압을 목적으로 하는 작업기이다.

고온 연무기는 매우 미세한 연무 입자를 만들어 살포하므로 바람에 의한 비산 위험이 가장 크며, 바람의 영향을 많이 받는 노지에서는 사용하기가 가장 곤란하다.

• 동력 분무기는 비교적 입자가 굵어 노지 방제에 널리 쓰인다.
• 인력 분무기는 소면적 방제에 안정적으로 쓰이는 방식이다.
• 동력살분무기는 액제·분제를 함께 다룰 수 있어 노지에서도 사용된다.

이들과 달리 고온 연무기는 미세 입자의 비산 특성 때문에 노지재배용으로는 적합하지 않다.

스피드 스프레이어를 원동기와의 연결방식으로 구분하면 견인형·탑재형·자주형으로 나뉜다.

• 견인형은 트랙터 등에 끌려서 이동하며 작업하는 방식이다.
• 탑재형은 트랙터에 실어 장착한 상태로 작업하는 방식이다.
• 자주형은 자체 동력원으로 스스로 이동하며 작업하는 방식이다.

가반형은 사람이 지거나 들고 다니는 소형 방제기를 가리키는 구분으로, 원동기 연결방식에 따른 스피드 스프레이어의 분류에는 해당하지 않는다.

배진실은 콤바인에서 1차로 탈곡된 것을 다시 선별하여, 탈곡이 덜 된 이삭은 탈곡통으로 되돌려 재탈곡하고 나머지는 기체 밖으로 배출하는 역할을 하는 부분이다.

• 짚 처리부는 탈곡이 끝난 볏짚을 처리하는 부분이다.
• 검불 처리통은 검불(부스러기)을 모아 처리하는 부분이다.
• 탈곡망은 탈곡통 아래에서 낟알을 걸러내는 그물 형태의 부품이다.

1차 탈곡물의 재선별과 배출을 함께 담당하는 부분은 배진실이다.

상온 통풍건조방식은 건조기에서 가열하지 않은 외부 공기를 강제 송풍만으로 곡물에 통과시켜 건조하는 방식을 말한다.

• 포장에서 태양과 자연 바람으로 말리는 것은 자연건조 방식이다.
• 높은 온도의 공기를 송풍해 건조하는 것은 열풍(가열)건조 방식이다.
• 곡물을 연속적으로 투입·배출하며 건조하는 것은 연속식 건조 방식의 특징이다.

이들과 달리 상온 통풍건조는 가열 없이 송풍만으로 이루어지는 방식이다.

목초나 채소종자처럼 크기가 작고 형상이 불규칙한 종자는 기계식 홈으로 낱알을 집기 어려우므로, 공기의 흡인력으로 종자를 하나씩 붙잡아 뿌리는 공기식점파기가 가장 적합하다.

• 휴립광산파기는 두둑 위에 비교적 균일한 종자를 흩뿌리는 방식이다.
• 세조파기는 좁은 골에 줄지어 종자를 뿌리는 방식이다.
• 동력살분파기는 넓은 면적에 종자를 동력으로 흩뿌리는 방식이다.

이들과 달리 공기식점파기는 형상이 일정하지 않은 미세 종자도 정밀하게 다룰 수 있다.

L자형날은 날 끝부분이 편평부와 80~90도 각을 이루는 구조여서 잡초가 많은 흙을 절단하며 경운하는 데 효과적이고, 이 특성 덕분에 대형 트랙터용 로터리 경운날로 주로 사용된다.

• 보통형날은 발톱과 비슷한 일반적인 형태로 가장 널리 쓰이는 기본형 경운날이다.
• 작두형날은 작두처럼 절단 위주로 설계되어 볏짚이나 잡초를 끊어내는 데 주로 쓰인다.
• 삽형날은 삽 모양으로 흙을 퍼올리듯 파는 형태여서 단단한 토양의 심경에 적합하다.

잡초가 많은 흙과 대형 트랙터라는 조건에는 L자형날이 가장 부합한다.

수평 연삭식 정미기는 회전하는 숫돌로 쌀겨층을 갈아내는 연삭작용을 이용하는 방식이어서, 마찰작용과 찰리작용을 이용하는 마찰식 정미기와는 원리가 다르다.

• 분풍 마찰식은 마찰통 안에서 쌀알끼리 비비며 겨를 벗기고 바람으로 겨를 날려보내는 마찰식이다.
• 일회 통과식은 쌀알이 마찰부를 한 번만 지나가며 도정되는 마찰식이다.
• 흡인 마찰식은 마찰작용과 함께 흡인력으로 겨를 빨아들이는 마찰식이다.

마찰작용이 아닌 연삭작용을 이용하는 방식만 마찰식 정미기의 종류에서 제외된다.

원판 플로우(disk plow)는 회전 원판이 흙을 눌러 자르고 뒤집는 방식이어서 점착성이 강한 토양에서도 흙이 잘 달라붙지 않아 경기작업이 가능하다는 점이 오히려 큰 장점이다.

• 마르고 단단한 땅에서도 원판이 회전하며 파고들어 경기작업이 가능하다.
• 나무뿌리가 남은 개간지에서도 원판이 걸리지 않고 넘어가며 작업할 수 있다.
• 심경도 가능해 깊은 갈이 작업에도 적합하다.

점착성이 강한 토양에서 작업이 불가능하다는 설명만 원판 플로우의 실제 특성과 어긋난다.

공기 컨베어는 분말이나 가벼운 입자를 공기 압력으로 이송하는 방식이어서, 낟알 상태의 곡물을 다루는 미곡종합처리장의 일반적인 이송장치와는 거리가 멀다.

• 버킷 엘리베이터는 버킷을 이용해 곡물을 수직으로 끌어올리는 데 쓰인다.
• 벨트 컨베어는 곡물을 수평·경사 방향으로 연속 이송하는 데 쓰인다.
• 스크류 컨베어는 회전하는 나선으로 곡물을 밀어 이송하는 데 쓰인다.

이들 세 장치는 미곡종합처리장에서 곡물 이송에 널리 쓰이는 반면, 공기 컨베어는 일반적인 이송장치로 보기 어렵다.

슬러리 인젝터는 액상 비료(슬러리)를 펌프로 가압하여 토양 속 깊숙이 직접 주입하는 방식이므로 심층 시비기에 해당한다.

• 라임소워는 석회를 지표면에 뿌려주는 살포기이다.
• 브로드캐스터는 입상 비료를 넓게 흩뿌리는 살포기이다.
• 퇴비 살포기는 퇴비를 지표면에 살포하는 기계이다.

세 기계 모두 표면 살포 방식이어서, 펌프로 가압해 땅속에 압입하는 심층 시비 방식과는 구분된다.

4극·60Hz 조건에서 3상 유도전동기의 동기속도는 1800rpm이 된다.

동기속도는 $N_s = \dfrac{120f}{p}$로 구하며, $f=60\,\mathrm{Hz}$, $p=4$를 대입하면 $N_s = \dfrac{120\times60}{4} = 1800\,\mathrm{rpm}$이 된다.

트랙터가 선회할 때 외측 바퀴가 내측 바퀴보다 더 많이 회전하도록 좌우 바퀴의 회전수를 다르게 배분해 주는 장치가 차동장치이다.

• 감속장치는 회전수를 낮추는 대신 토크를 키워주는 장치이다.
• 변속장치는 주행 속도의 단수를 바꿔주는 장치이다.
• 차동잠금장치는 오히려 좌우 바퀴를 강제로 같은 속도로 회전시켜 미끄럼을 막는 장치이다.

선회 시 좌우 바퀴에 회전차를 만들어 주는 목적에는 차동장치가 맞다.

직접분사식 연소실은 부실이 없는 단실식 구조여서 연료 소비율이 적고 열효율이 높으며, 평균 유효 압력도 높게 나타나는 것이 특징이다.

• 부실(예연소실·와류실 등)이 없다는 설명은 직접분사식의 구조와 일치한다.
• 연료 소비율이 적다는 설명도 직접분사식의 실제 특성과 일치한다.
• 부실을 거치지 않으므로 드로틀 손실이나 와류 손실이 없다는 설명도 맞다.

평균 유효 압력이 낮다는 설명만 직접분사식의 실제 특성과 반대된다.

캠버각은 앞바퀴를 정면에서 보았을 때 아래쪽은 좁고 위쪽은 넓어지도록, 지면에 내린 수직선에 대해 1.5~2도 정도 기울어진 각이다.

• 킹핀이 안쪽으로 5~11도 정도 기울어진 각은 캠버가 아니라 킹핀 경사각을 설명한 것이다.
• 킹핀이 옆에서 볼 때 뒤쪽으로 2~3도 기운 각은 캐스터각을 설명한 것이다.
• 바퀴 앞뒤 폭의 치수 차이 3~10mm는 토인을 설명한 것이다.

앞바퀴 위아래 폭이 달라지도록 기울어진 각이라는 설명이 캠버각의 정의에 부합한다.

3점 링크 히치는 유압 실린더로 상부·하부 링크를 움직여 작업기를 승강·제어하므로 오히려 유압제어가 핵심 기능인 장치이다.

• 작업 회전반경이 작다는 설명은 3점 링크 히치의 실제 장점과 일치한다.
• 큰 견인력을 얻을 수 있다는 설명도 실제 특징과 일치한다.
• 작업기 운반이 용이하다는 설명도 실제 특징과 일치한다.

유압제어가 필요 없다는 설명만 3점 링크 히치의 실제 특징과 맞지 않는다.

긴 내리막길에서는 변속기를 저속 단수로 변속하여 엔진의 회전저항을 이용한 엔진 브레이크를 활용하면 풋 브레이크의 발열과 마모를 줄일 수 있다.

• 고속 단수로 변속하면 엔진 브레이크 효과가 약해져 오히려 풋 브레이크에 의존하게 된다.
• 엔진을 끄면 엔진 브레이크 자체가 작동하지 않는다.
• 기어를 중립에 두면 엔진과 바퀴가 분리되어 엔진 브레이크가 걸리지 않는다.

저속 단수로 변속하는 방법만 엔진 브레이크를 활용하는 올바른 방법이다.

기화기의 혼합비가 너무 농후해지면 연료가 완전히 연소되지 못해 기관이 과열되고 연료소비가 늘며 회전이 불규칙해지는 문제가 나타난다.

• 기관 과열은 혼합비 과농 시 실제로 나타나는 현상이다.
• 연료소비 증가도 혼합비 과농 시 실제로 나타나는 현상이다.
• 회전이 불규칙해지는 현상도 혼합비 과농 시 실제로 나타난다.

불완전 연소로 인해 실제로는 출력이 오히려 저하되므로, 출력이 증가한다는 설명만 혼합비 과농 상태의 실제 현상과 반대된다.

견인력과 속도의 곱으로 구해지는 소요 동력은 약 2.5kW이다.

동력은 $P = F \times v$이며, $F=320\,\mathrm{kgf}$, $v=0.8\,\mathrm{m/s}$를 대입하면 $P = 320\times0.8 = 256\,\mathrm{kgf\cdot m/s}$가 된다.

이를 $1\,\mathrm{kgf\cdot m/s}\approx9.8\,\mathrm{W}$로 환산하면 $P \approx 256\times9.8 = 2509\,\mathrm{W} \approx 2.5\,\mathrm{kW}$가 된다.

120Ah 용량의 축전지를 10A로 방전하면 12시간 동안 방전할 수 있다.

축전지 용량은 $\mathrm{Ah} = I \times t$로 정의되므로, $t = \dfrac{120\,\mathrm{Ah}}{10\,\mathrm{A}} = 12\,\mathrm{h}$가 된다.

트랙터의 구조에서 조향장치에 해당하는 것은 운전자의 핸들 조작을 바퀴의 방향 전환으로 전달하는 스티어링 아암이다.

• 변속기는 주행 속도와 토크를 바꿔주는 장치이다.
• 메인 클러치는 엔진 동력을 단속하는 장치이다.
• 차동 장치는 좌우 바퀴의 회전차를 만들어 주는 장치이다.

이들은 모두 조향과는 다른 기능을 담당하므로, 방향 전환을 전달하는 스티어링 아암이 조향장치에 해당한다.

PTO 형식 중 트랙터 주행속도에 비례하여 회전수가 변하는 속도 비례형은 파종량이나 이식 간격을 이동거리에 맞춰 일정하게 유지해야 하는 파종기·이식기의 동력원으로 가장 적합하다.

• 독립형은 별도의 클러치로 엔진 동력을 직접 받아 돌아가므로 주행속도와 무관하게 작동한다.
• 상시 회전형은 엔진에 직결되어 엔진 회전수에 따라 돌아갈 뿐 주행속도 변화와는 무관하다.
• 변속기 구동형은 주클러치 뒤에서 동력을 받아 엔진 회전수에 따라 회전할 뿐 주행속도에 비례하지는 않는다.

따라서 이동거리당 일정량 공급이 중요한 파종·이식 작업에는 속도 비례형이 알맞다.

트랙터가 실제로 낼 수 있는 동력을 직접 측정하는 시험은 출력축에 동력계를 연결해 측정하는 PTO 성능시험이다.

• 견인성능시험은 견인력과 견인 효율을 확인하는 시험이다.
• 작업기 승강시험은 유압 승강 성능을 확인하는 시험이다.
• 변속 단수별 주행시험은 단수별 속도 특성을 확인하는 시험이다.

동력 자체를 직접 측정하는 목적에는 PTO 성능시험이 가장 적합하다.

부하가 변하더라도 기관의 회전속도를 정해진 범위 안에서 일정하게 유지시켜 주는 장치는 조속기(거버너)이다.

• 크랭크축은 피스톤의 왕복운동을 회전운동으로 바꾸는 축이다.
• 플라이휠은 회전 관성으로 회전을 고르게 하는 부품이다.
• 타이밍 기어는 밸브 개폐 시기를 맞춰주는 장치이다.

이들과 달리 부하 변동에 능동적으로 대응해 회전속도를 조절하는 장치는 조속기이다.

세탄가는 디젤 노크에 견디는 정도, 즉 착화성을 나타내는 척도로, 세탄가가 너무 낮으면 착화 지연이 커져 시동이 곤란해진다.

• 디젤 노크에 견디는 성질을 나타낸다는 설명은 세탄가의 정의와 일치한다.
• 시판 디젤 연료의 세탄가가 60을 넘지 않는다는 설명은 실제 유통 연료의 범위와 어긋나지 않는다.
• 세탄가가 너무 낮으면 시동이 곤란해진다는 설명도 실제 특성과 일치한다.

배기 중 미연소 연료입자로 인한 흰 연기는 오히려 세탄가가 너무 낮아 착화가 늦어질 때 나타나는 현상이므로, 세탄가가 너무 높을 때 흰 연기가 발생한다는 설명은 실제와 반대된다.

디젤 기관은 가솔린 기관보다 압축비가 높아 연료 소비율이 적고 열효율이 높다는 것이 대표적인 특징이다.

• 디젤 기관은 흡입 행정에서 연료 없이 공기만 흡입한다.
• 디젤 기관은 전기 점화장치가 없어 오히려 구조가 단순한 편이다.
• 디젤 기관은 압축·폭발 압력이 높아 소음과 진동이 더 큰 편이다.

연료 소비율이 적고 열효율이 높다는 설명만 가솔린 기관과 비교한 디젤 기관의 실제 특징과 일치한다.

일과 시간의 관계로 구한 동력은 300kgf·m/sec이다.

동력은 $P = \dfrac{F \times s}{t}$이며, $F=200\,\mathrm{kgf}$, $s=30\,\mathrm{m}$, $t=20\,\mathrm{s}$를 대입하면 $P = \dfrac{200\times30}{20} = 300\,\mathrm{kgf\cdot m/sec}$가 된다.

4기통 전체의 총배기량은 약 3142cc이다.

실린더 1개의 행정체적은 $V=\dfrac{\pi}{4}D^2L$이며, $D=L=100\,\mathrm{mm}=10\,\mathrm{cm}$를 대입하면 $V=\dfrac{\pi}{4}\times10^2\times10\approx785\,\mathrm{cc}$가 된다.

총배기량은 $785\,\mathrm{cc}\times4\approx3142\,\mathrm{cc}$이며, 연소실 체적 120cc는 배기량 계산에는 포함되지 않는 압축비 산정용 값이다.

엔진의 분당 회전수(rpm)를 측정하는 계기는 타코메터이다.

• 디크니스 게이지는 부품 사이의 틈새를 측정하는 기구이다.
• 다이얼 게이지는 미세한 변위를 측정하는 기구이다.
• 버니어 캘리퍼스는 길이나 지름을 측정하는 기구이다.

이들은 모두 치수를 재는 기구여서, 회전수를 측정하는 타코메터와는 용도가 다르다.

실린더 헤드 쪽 냉각수 통로에 위치해 냉각수 온도에 따라 라디에이터로 가는 통로를 열고 닫아 냉각수 온도를 일정하게 유지해 주는 장치는 정온기(thermostat)이다.

• 물 자켓트는 냉각수가 흐르는 통로 자체를 말한다.
• 냉각 팬은 라디에이터에 바람을 불어 방열을 돕는 장치이다.
• 오일 휠터는 윤활유의 불순물을 걸러주는 부품이다.

이들과 달리 냉각수 온도에 따라 통로를 개폐하는 온도 조절 기능은 정온기가 맡는다.

트랙터의 견인력을 늘리려면 접지면적을 넓혀 미끄럼을 줄여야 하므로, 실제로는 폭이 넓은 타이어를 사용하는 것이 견인력 증대에 유리하다.

• 마른 점토에서 트랙터 무게를 크게 하면 바퀴에 걸리는 수직 하중이 커져 견인력이 늘어난다.
• 직경이 큰 바퀴를 사용하면 접지 길이가 길어져 견인력을 늘리는 데 도움이 된다.
• 바퀴의 공기압을 낮추면 타이어가 눌리며 접지면적이 넓어져 견인력을 늘리는 데 도움이 된다.

타이어 폭을 좁히면 오히려 접지면적이 줄어 미끄럼이 늘고 견인력이 떨어지므로, 이는 견인력 증대 방법으로 볼 수 없다.