03년 1회차

가운데 구멍이 있어 센터로 직접 지지할 수 없는 기어·풀리 같은 공작물은 맨드릴에 끼운 뒤, 맨드릴의 양 끝을 센터로 받쳐 선반 가공한다.

면판은 불규칙한 형상의 공작물을 척 대신 평판에 고정할 때, 돌리개는 주축의 회전을 공작물에 전달할 때, 척은 공작물 바깥쪽을 직접 물어 고정할 때 쓰여 구멍을 이용한 지지 방식과는 다르다.

연삭숫돌 표시 WA 60 L 8 V에서 60은 연삭 입자의 크기를 나타내는 입도다.

WA는 입자의 재질, L은 입자를 붙잡는 세기인 결합도, 8은 기공 정도를 나타내는 조직, V는 결합제 종류를 뜻해 서로 다른 항목을 나타낸다.

드릴 가공의 절삭시간은 회전수와 이송을 이용해 구하며, 이 조건에서는 약 0.67분이 된다.

$N = \dfrac{1000V}{\pi D} = \dfrac{1000 \times 18}{\pi \times 12} \approx 477.5\ \mathrm{rpm}$

드릴 끝 원추부 높이 $\dfrac{12}{3}=4\ \mathrm{mm}$를 더한 실제 이송거리 $60+4=64\ \mathrm{mm}$를 이용하면 $t = \dfrac{64}{477.5 \times 0.2} \approx 0.67\ \mathrm{min}$이다.

절삭 칩이 잘 빠져나와 절삭을 방해하지 않는 것은 상향절삭의 장점이어서, 하향절삭의 장점으로 볼 수 없다.

하향절삭은 공구의 회전 방향과 이송 방향이 같아 칩이 절삭날 앞쪽 가공면 위에 쌓이고, 쌓인 칩을 다시 물면 가공면에 흠집을 낼 수 있다.

대신 절삭력이 공작물을 아래로 눌러 고정이 쉽고 동력 소비가 적으며, 날이 처음부터 두꺼운 칩을 물어 미끄러지는 마찰이 적으므로 가공면이 깨끗하고 절삭날 마모도 적다.

풀림(annealing)은 재료를 가열한 뒤 서서히 냉각시켜 내부응력과 잔류응력을 제거하고 조직을 연화시키는 열처리다.

• 불림은 결정립을 미세화해 조직을 표준화하는 처리로 잔류응력 제거가 주목적은 아니다.
• 뜨임은 담금질 후 취성을 낮추는 후속 처리로 잔류응력 제거보다 인성 확보가 목적이다.
• 담금질은 경도를 높이려고 급랭시키는 처리라 오히려 새로운 잔류응력을 만든다.

따라서 응력 제거 목적에는 풀림이 가장 적합하다.

압연 가공은 회전하는 롤러 사이에 재료를 통과시켜 두께를 줄이면서 판재·봉재·형재를 만드는 소성가공법이며, 열간과 냉간 모두에 적용할 수 있어 문제의 설명과 정확히 일치한다.

• 단조 가공은 해머나 프레스로 재료를 두드리거나 눌러 성형해 롤러를 쓰지 않는다.
• 압축 가공은 재료를 눌러 성형하는 가공을 폭넓게 가리키는 말이라, 회전 롤러 사이로 통과시킨다는 조건을 특정하지 못한다.
• 전조 가공은 롤러나 다이로 나사·기어 같은 표면 형상을 각인하는 가공이라 목적이 다르다.

회전 롤러 사이의 통과라는 조건에 맞는 것은 압연뿐이다.

공작물 표면을 아주 얇게 깎아내어 정밀한 평면을 얻는 다듬질 작업은 스크레이퍼 작업(scraping)이며, 날끝으로 미세한 돌기만 골라내 평면도를 맞추는 손다듬질 공정이다.

• 핸드 탭 작업은 암나사를 깎는 작업이라 평면 다듬질과 무관하다.
• 핸드 리머 작업은 구멍의 내경을 정밀하게 다듬는 작업이다.
• 다이스 작업은 숫나사를 깎는 작업이다.

극소량 절삭으로 평면을 얻는다는 조건에는 스크레이퍼 작업이 맞는다.

줄작업은 기름칠 없이 건식으로 진행해야 하므로, 표면을 매끈하게 하려고 윤활 기름을 바르며 작업한다는 설명이 잘못됐다.

기름을 치면 절삭칩이 줄눈 사이에 달라붙어 눈메꿈이 생기고 절삭력이 오히려 떨어진다.

손힘과 체중을 함께 싣는 것, 황목에서 중목·세목 순으로 고운 줄로 바꾸는 것, 재료를 많이 깎아낼 때 사진법(대각선 방향)이 직진법보다 유리하다는 설명은 모두 실제 줄작업 요령과 맞는 내용이다.

옵티미터(optimeter)는 표준 게이지와 비교해 치수 차이를 정밀하게 읽는 비교 측정기로, 나사의 유효지름을 직접 측정하는 용도로는 쓰이지 않는다.

• 삼침법은 나사산 사이에 정밀한 핀을 끼워 유효지름을 계산한다.
• 나사 마이크로미터는 나사산 형상에 맞춘 측정자로 유효지름을 바로 읽는다.
• 표준 나사 게이지는 기준 나사와 맞대어 나사산 상태와 지름을 대조한다.

세 방법 모두 나사의 유효지름을 실제로 측정할 수 있어, 이들과 달리 옵티미터만 유효지름 측정에 쓰이지 않는다.

판재의 가장자리를 둥글게 마는 가공은 컬링(curling)이다.

• 비딩은 판재에 좁은 홈 모양의 돌기를 눌러 강성을 보강하는 가공이다.
• 시밍은 두 판재의 가장자리를 서로 겹쳐 접어 이음매를 만드는 가공이다.
• 벌징은 원통형 소재의 일부를 부풀려 볼록하게 확장하는 가공이다.

모서리를 둥글게 말아 강도를 높이고 접촉을 부드럽게 하는 목적에 맞는 가공은 컬링뿐이다.

재료를 다이와 심봉(맨드릴) 사이로 잡아당겨 통과시켜 지름을 줄이는 소성가공은 인발(drawing)이다.

• 압출은 반대로 재료를 밀어서 다이 구멍으로 내보내는 가공이다.
• 전조는 롤러나 다이로 나사·기어 등의 표면 형상을 눌러 찍는 가공이다.
• 압연은 회전하는 롤러 사이로 재료를 통과시켜 두께를 줄이는 가공이다.

다이와 심봉 사이로 잡아당긴다는 조건에는 인발이 맞는다.

탭(tap)은 구멍 내부에 나사산을 절삭해 암나사를 만드는 조립용 공구다.

• 숫나사를 깎는 공구는 다이스다.
• 테이퍼를 내는 것은 테이퍼 리머나 선반의 테이퍼 절삭 등 다른 방법이 담당한다.
• 다듬질에 쓰는 공구는 줄이나 스크레이퍼 같은 별도 공구다.

탭의 용도는 암나사 가공으로 한정된다.

목형에 구배(기울기)를 두는 가장 중요한 이유는 주형(모래형)에서 목형을 쉽게 뽑아내기 위해서다.

• 목형의 강도 보강은 구배와 직접 관련이 없다.
• 목형의 변형 방지는 별도의 보강재나 건조 관리로 다루는 문제다.
• 목형의 미관 개선은 구배를 두는 목적이 아니다.

구배가 없으면 목형을 뽑을 때 주형이 파손되거나 깎여 정확한 형상을 얻기 어렵다.

밀링 분할대에서 일반적으로 쓰이는 분할법은 직접 분할법, 단식 분할법, 차동 분할법 세 가지이며, 복식 분할법은 여기에 들어가지 않는다.

• 직접 분할법은 주축에 붙은 분할판을 그대로 돌려 나눈다.
• 단식 분할법은 웜과 웜휠로 분할 크랭크를 돌려 나눈다.
• 차동 분할법은 단식으로 나눌 수 없는 잇수를 기어열로 연결해 나눈다.

따라서 일반적인 밀링 분할작업에서 쓰지 않는 방법은 이 세 가지에 속하지 않는 것이다.

블록 게이지처럼 매우 높은 평면도와 치수 정밀도가 필요한 부품의 최종 다듬질에는 래핑(lapping)이 가장 적합하다.

• 액체 호닝은 압축 공기로 연마재를 분사하는 표면처리다.
• 숏 피닝은 강구를 때려 표면에 압축잔류응력을 주는 처리다.
• 슈퍼피니싱은 주로 원통 외경을 다듬는 데 쓰인다.

랩제와 고운 입자로 극미량씩 깎아 평면도와 광택을 함께 얻는 방법은 래핑뿐이다.

배럴가공은 회전하는 통 속에서 미디어와 공작물을 함께 굴려 표면을 다듬는 가공으로, 이 과정에서 표면의 미세한 굴곡도 함께 깎여 나가 치수 정밀도에도 어느 정도 영향을 준다.

• 녹이나 스케일을 제거하는 것은 미디어의 실제 작용이다.
• 거스러미를 제거하는 것도 미디어의 실제 작용이다.
• 표면에 광택을 내는 것도 미디어의 실제 작용이다.

따라서 치수 정밀도와는 무관하다는 설명만 실제 작용과 어긋난다.

네 가지 보기 가운데 실제로 재료를 깎아낼 수 있는 절삭 공구는 리머(reamer)뿐이라 거스러미 제거용으로 가장 적합하다.

• 스크라이버는 금긋기용 공구다.
• 정반은 평면 기준을 잡는 측정용 평판이다.
• 서피스 게이지는 금긋기 높이를 맞추는 측정 보조 공구다.

세 공구 모두 절삭 기능이 없어 거스러미를 물리적으로 제거할 수 없다.

물체 표면에 붙여 미소 변형이 생길 때 저항값이 바뀌는 원리로 변형량을 읽는 게이지는 스트레인 게이지다.

• 전기 마이크로미터는 접촉식 변위 신호를 전기적으로 증폭해 길이를 잰다.
• 옵티컬 컴퍼레이터는 빛의 굴절을 이용한 비교 측정기다.
• 스냅 게이지는 정해진 치수 범위의 합격·불합격만 판정하는 한계 게이지다.

저항 변화 원리를 쓰는 것은 스트레인 게이지뿐이다.

다이얼 게이지는 기준 치수와의 차이를 바늘의 회전으로 나타내는 대표적인 비교 측정기다.

• 눈금자는 눈금을 직접 읽어 치수를 구하는 직접 측정기다.
• 마이크로미터도 나사의 이송을 이용해 치수를 직접 읽는 직접 측정기다.
• 버니어캘리퍼스 역시 눈금을 직접 읽는 직접 측정기다.

기준과의 차이만 상대적으로 읽는 것은 다이얼 게이지뿐이다.

연삭숫돌의 주속도가 너무 크면 칩이 원심력으로 잘 튕겨 나가 오히려 눈막힘이 줄어드는 방향이라 원인으로 볼 수 없다.

• 숫돌입자가 지나치게 고우면 칩을 담을 공간이 부족해 눈막힘이 생기기 쉽다.
• 조직이 지나치게 치밀하면 기공 사이로 칩이 빠져나가지 못한다.
• 연삭깊이가 지나치게 크면 발생하는 칩의 양 자체가 많아진다.

이 세 가지는 실제 눈막힘의 원인이지만, 주속도가 큰 것은 오히려 반대 방향으로 작용한다.

바로걸기(오픈) 벨트의 길이는 L ≒ 2C + π(D₁+D₂)/2 + (D₂−D₁)²/4C 이다.

두 풀리 사이 직선부가 2C, 두 풀리에 감기는 원호를 합치면 π(D₁+D₂)/2 이고, 지름 차 때문에 직선부가 비스듬해지는 만큼을 (D₂−D₁)²/4C 로 보정한다.

보정항이 지름 차의 제곱이라 두 지름이 같으면 0이 되고, 엇걸기(크로스)에서는 이 항이 (D₁+D₂)²/4C 로 바뀐다.

• 원호 항 앞에 빼기가 붙은 식: 벨트가 풀리를 감고 도는 길이는 반드시 더해져야 한다.
• 보정항에 제곱이 없는 식들: 지름 차에 단순 비례하는 1차식이어서 기하학적으로 유도한 결과와 맞지 않는다.

표준 스퍼 기어의 바깥지름은 Do = m(Z+2)로 구한다.

$D_o = m(Z+2) = 4 \times (28+2) = 4 \times 30 = 120\ \mathrm{mm}$

모듈에 잇수를 더한 값을 곱해 계산하면 기어의 바깥지름은 120mm가 된다.

축은 그대로 두고 보스 쪽에만 1/100 기울기의 홈을 파서 때려 박는 키는 안장 키(saddle key)다.

• 반달 키는 반달 모양의 키홈을 축에 파서 끼운다.
• 납작 키는 축 위쪽을 평평하게 깎아 얹는 형태다.
• 묻힘 키는 축과 보스 양쪽 모두에 키홈을 파서 끼우는 가장 일반적인 키다.

축에는 홈을 내지 않는다는 조건에 맞는 것은 안장 키뿐이다.

저널베어링의 마찰에 의한 손실동력은 마찰력과 원주속도의 곱으로 구한다.

$F = \mu W = 0.03 \times 400 = 12\ \mathrm{kgf}$
$L = F \times v = 12 \times 0.75 = 9\ \mathrm{kgf \cdot m/s}$

1PS는 75kgf·m/s이므로 $\dfrac{9}{75} = 0.12\ \mathrm{PS}$가 되어 손실동력은 0.12PS다.

정격시간수명은 L_h = L_n×10⁶ / (N×60) 이다.

L_n은 10⁶ 회전을 한 단위로 센 수명이므로 총 회전수는 L_n×10⁶ 회이고, 매분 N회전이면 한 시간에 60N 회전한다. 총 회전수를 시간당 회전수 60N으로 나누면 단위가 시간으로 바뀐다.

• 베어링 하중 P가 들어간 식들: 하중은 정격회전수명 L_n 을 정할 때 이미 반영된 값이라, 이를 시간으로 환산하는 데는 회전수 N만 필요하다.
• L_n×10⁶ 을 분모에 둔 식들: 총 회전수는 나누어지는 쪽에 와야 시간(h) 단위가 나온다.

마찰차는 두 바퀴가 표면 마찰력만으로 동력을 전달해 미끄럼(슬립)이 생기기 쉬우므로 속비가 정확하지 못하다는 것이 일반적인 특징이다.

• 외접 마찰차는 두 바퀴의 회전방향이 서로 반대이고 내접일 때만 같으므로, 항상 동일하다고 할 수 없다.
• 접촉점 위치나 형상을 바꾸면 주어진 범위에서 연속적으로 변속시키는 것도 가능하다.
• 미끄럼이 생기기 쉬운 구조라 확실한 동력 전달이나 큰 동력 전달에는 오히려 적합하지 않다.

따라서 네 설명 중 속비 부정확 문제만 마찰차의 실제 특성과 일치한다.

원판 브레이크의 제동마력은 마찰력×반지름으로 구한 토크에 회전수를 곱해 구한다.

$F = \mu P = 0.2 \times 500 = 100\ \mathrm{kgf}$
$T = F \times r = 100 \times 0.1 = 10\ \mathrm{kgf \cdot m}$

$\mathrm{PS} = \dfrac{T \times N}{716} = \dfrac{10 \times 1000}{716} \approx 14$가 되어 제동마력은 약 14PS다.

평벨트가 받아야 하는 유효장력은 전달동력을 벨트 속도로 나누어 구한다.

$v = \dfrac{\pi D N}{60} = \dfrac{\pi \times 0.2 \times 900}{60} \approx 9.42\ \mathrm{m/s}$

$P = 2\,\mathrm{PS} = 2 \times 75 = 150\ \mathrm{kgf \cdot m/s}$
$T_e = \dfrac{P}{v} = \dfrac{150}{9.42} \approx 16\ \mathrm{kgf}$이므로 유효장력은 16kgf 이상이어야 한다.

브레이크 제동력은 약 96 ㎏f이다.

먼저 제동해야 할 토크를 동력과 회전수로 구한다.
T = 716.2 × PS ÷ N = 716.2 × 10 ÷ 300 ≒ 23.9 ㎏f·m = 2,387 ㎏f·㎝

제동력 Q는 그림에서 드럼 바깥둘레에 접선 방향으로 그려져 있으므로, 토크를 드럼 반지름으로 나눈다.
Q = T ÷ r = 2,387 ÷ (50 ÷ 2) = 2,387 ÷ 25 ≒ 95.5 ≒ 96 ㎏f

그림의 레버 길이 L=100㎝, 힌지에서 밴드 이완측까지의 거리 a=20㎝, 조작력 F=30㎏f 는 밴드의 긴장측·이완측 장력을 따질 때 쓰는 값이라 제동력 자체를 구할 때는 필요하지 않다.

기어의 피치원 반지름을 무한대로 늘리면 피치원이 직선이 되는데, 이런 형태의 기어가 랙(rack)이다.

• 스퍼기어는 평행한 두 축 사이에서 맞물리는 원통형 기어다.
• 헬리컬기어는 이가 비틀린 원통형 기어다.
• 베벨기어는 교차하는 두 축 사이에서 동력을 전달하는 원뿔형 기어다.

피치원이 직선이 되는 극한 형태에 해당하는 것은 랙뿐이다.

나사의 리드는 피치×줄수로 구한다.

$L = p \times n = 2 \times 2 = 4\ \mathrm{mm}$

M20×2는 피치가 2mm인 나사이고 2줄나사이므로, 축이 한 바퀴 돌 때 축방향으로 이동하는 거리인 리드는 4mm가 된다.

안전율은 기초강도(극한강도)를 허용응력으로 나눈 값이므로 「기초강도 ÷ 허용응력」으로 쓴 식이 맞다.

기초강도는 재료가 파괴에 이르는 기준 강도(연강은 인장강도, 주철은 압축강도 등)이고, 허용응력은 설계에서 실제로 걸리도록 허용한 응력이다.

두 값의 비가 곧 파괴까지 남겨 둔 여유의 배수이므로 안전율은 1보다 큰 값이 된다.

• 탄성한도를 허용응력으로 나눈 식: 기준 강도를 탄성한도로 잡은 것으로, 일반적인 안전율 정의가 아니다.
• 비례한도나 탄성한도를 기초강도로 나눈 식: 분모에 허용응력이 없어 설계상의 여유를 나타내지 못하고 값도 1보다 작아진다.

단위 부피당 저장할 수 있는 탄성 에너지가 크고 가벼우면서 형상이 단순해 좁은 공간에도 설치할 수 있는 스프링은 토션 바 스프링이다.

• 스냅 스프링은 홈에 끼워 부품의 이탈을 막는 링 형태의 요소라 에너지 저장용으로 쓰는 스프링이 아니다.
• 벌류트 스프링은 판을 원추형으로 감아 만들어 부피당 에너지 저장 효율이 떨어진다.
• 접시 스프링은 접시 모양 판을 여러 장 겹쳐 쓰는 구조다.

비틀림만 받는 단순한 막대 형태라서 실제 거동이 이론 계산값과도 잘 들어맞는다.

코터이음에서 양쪽에 모두 기울기(구배)를 준 경우의 자립조건은 $\alpha \leq \rho$다.

한쪽에만 구배를 준 코터는 마찰이 한 면에서만 작용해 자립조건이 $\alpha \leq 2\rho$로 완만하지만, 양쪽 모두에 구배를 두면 양면에서 마찰이 나뉘어 작용해 자립을 위해 더 작은 기울기가 요구된다.

볼베어링의 정격수명은 하중의 세제곱에 반비례한다.

$\dfrac{L_2}{L_1} = \left(\dfrac{P_1}{P_2}\right)^3 = 2^3 = 8$

베어링 하중이 절반으로 줄면 정격수명은 8배로 늘어난다.

압축하중은 압축응력×단면적으로 구한다.

$A = 20 \times 20 = 400\ \mathrm{mm^2}$
$P = \sigma \times A = 10 \times 400 = 4000\ \mathrm{kgf}$

정사각형 단면의 넓이에 압축응력을 곱하면 압축하중은 4000kgf가 된다.

관 속을 흐르는 유체의 평균속도는 유량÷단면적으로 구한다.

$A = \dfrac{\pi D^2}{4} = \dfrac{\pi \times 0.22^2}{4} \approx 0.038\ \mathrm{m^2}$
$v = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{0.04}{0.038} \approx 1.05\ \mathrm{m/s}$

안지름으로 구한 단면적에 유량 0.04m³/s를 나누면 평균속도는 약 1.05m/s다.

단면이 급격히 변하는 부분에 힘이 몰려 국부적으로 응력이 크게 커지는 현상을 응력집중이라 한다.

• 크리이프는 일정한 하중을 오래 받을 때 시간에 따라 서서히 변형이 커지는 현상이다.
• 피로는 반복 하중을 받아 재료가 서서히 손상되는 현상이다.
• 코킹은 이음부의 틈을 메워 기밀을 유지하는 작업이다.

단면 형상 변화로 인한 국부적 응력 증가라는 설명에 맞는 것은 응력집중뿐이다.

저널베어링의 평균 베어링 압력은 하중÷(지름×길이)로 구한다.

$p = \dfrac{W}{d \times l} = \dfrac{2000}{7 \times 14} \approx 20.4\ \mathrm{kgf/cm^2}$

지름과 길이를 cm 단위로 바꿔 투영면적을 구하고 하중을 나누면 평균 베어링 압력은 약 20.4kgf/cm²다.

미스트 살포법은 분무 입자가 매우 작아 오히려 바람의 세기와 방향에 크게 영향을 받는다.

• 구조가 간단해 소형·경량인 것은 실제 특징이다.
• 입자가 작아 작물 표면에 잘 붙는 부착성이 좋은 것도 실제 특징이다.
• 농축된 약액을 써서 살포 노력이 적게 드는 것도 실제 특징이다.

따라서 풍속·풍향의 영향을 받지 않는다는 설명만 실제와 어긋난다.

입자가 작고 모양이 불규칙한 채소종자를 하나씩 정확히 점파하려면 종자 모양에 관계없이 흡착할 수 있는 공기식(진공식) 배출장치가 가장 적합하다.

• 구멍롤러식은 비교적 크고 균일한 종자에 적합하다.
• 경사원판식은 콩처럼 둥글고 일정한 형상의 종자에 적합하다.
• 피커휠식도 형상이 균일한 종자를 다루는 데 유리하다.

모양이 불규칙한 작은 종자에는 흡착 방식인 공기식이 가장 유리하다.

단동 플런저 펌프의 배출량은 플런저 단면적×행정×회전수×플런저 수에 체적효율을 곱해 구한다.

$A = \dfrac{\pi \times 3^2}{4} \approx 7.07\ \mathrm{cm^2}$
$Q = A \times S \times N \times z = 7.07 \times 3.2 \times 700 \times 3 \approx 47500\ \mathrm{cm^3/min} = 47.5\ \mathrm{L/min}$

여기에 체적효율을 곱하면 $47.5 \times 0.95 \approx 45\ \mathrm{L/min}$가 되어 배출량은 약 45ℓ/min이다.

당도선별은 곡물이 아니라 과일 등 청과물의 당도 차이를 이용한 품질 선별 방식이라 곡물 선별기에는 사용되지 않는다.

곡물 선별은 낟알 자체의 물리적 성질 차이를 이용한다.

• 색채선별은 낟알의 색 차이로 이물질·변색립을 가려낸다.
• 자력선별은 자석으로 금속 이물질을 제거한다.
• 비중선별은 무게 차이로 쭉정이와 알곡을 분리한다.

당도는 청과물의 품질을 가르는 기준이어서 곡물 선별기의 선별원리로는 쓰이지 않는다.

송출관(delivery pipe)이 케이싱에서 나온 물을 필요한 곳까지 보내며, 입구의 슬루스 밸브로 양수량을 조절한다.

나머지 구성은 역할이 다르다.

• 흡입관은 물을 펌프로 끌어올리는 입수 측 배관이다.
• 푸트밸브는 흡입관 끝에서 역류를 막는 체크밸브이다.
• 케이싱은 회전차를 감싸는 몸체이다.

이 중 송출관만이 케이싱 출구에서 목적지까지 물을 보내는 배관에 해당한다.

일정한 온도·습도의 공기 중에 장기간 두어 더 이상 변하지 않는 함수율을 평형함수율이라 한다.

이는 농산물의 수분이 주위 공기와 더 이상 주고받지 않는 평형 상태의 값으로, 건조·저장 조건을 정할 때 기준이 된다.

강한 압력으로 높은 수목 위까지 약액을 멀리 보내야 하는 방제작업에는 철포형 노즐이 가장 적합하다.

총신처럼 좁고 긴 관으로 고압의 약액을 한 줄기로 멀리 뻗치는 구조라 키 큰 나무 위쪽까지 도달시킬 수 있다.

나머지 노즐 형식들은 상대적으로 낮은 압력에서 약액을 넓게 퍼뜨리는 근거리 살포에 알맞다.

농약 입자가 작아질수록 표면적이 늘어나 부착률은 오히려 높아지므로, 부착률이 떨어진다는 설명은 틀린 내용이다.

입자가 작을수록 표적물에 닿는 분포가 촘촘해져 피복면적비가 커지고 부착도 잘 이루어진다.

다만 입자가 지나치게 작으면 무게가 가벼워 바람에 의한 증발·비산이 심해지고, 그만큼 작업자와 주변 환경을 오염시킬 위험도 커진다.

종자판식 점파기에서 녹아웃(Knock-out)은 종자판 홈에 담긴 종자를 밀어내어 종자관으로 떨어뜨리는 작용을 한다.

종자판이 회전하며 홈마다 종자가 채워지고, 배출 위치에 이르면 녹아웃이 그 종자를 밀쳐 아래 종자관으로 낙하시켜 파종이 이루어지게 한다.

종자 크기 선별이나 여분 종자 제거, 종자 흩어짐 방지는 녹아웃이 아닌 다른 구성 부품이 맡는 기능이다.

일반적인 로터리 경운기의 경운날 종류에 톱니형날은 포함되지 않는다.

로터리 경운날은 보통 작두형날·L자형날·보통형날로 구분되며, 토양을 절단·반전시키는 형태에 따라 나뉜다.

톱니처럼 촘촘한 날 형태는 로터리 경운날의 표준 분류에 해당하지 않는다.

플라우의 크기는 흙을 가르는 보습날(share)의 나비(폭)로 나타낸다.

보습날의 나비가 클수록 한 번에 갈아엎는 이랑의 폭이 넓어지므로, 이는 플라우의 작업 능력을 바로 나타내는 규격이 된다.

이체의 중량·두께나 몰드보드의 수는 플라우의 크기를 표시하는 기준으로 쓰이지 않는다.

건량기준 함수율은 건조 후(절건) 무게를 기준으로 물의 양이 차지하는 비율이며, 계산 결과는 28.2%이다.

건조 전후 무게 차이로 물의 양을 구하면 $100 - 78 = 22\ \mathrm{g}$이다.

이를 건조 후 무게로 나누어 백분율로 바꾸면 $\dfrac{22}{78}\times 100 \approx 28.2\%$가 된다.

원심펌프로 양수하는 동안 푸트밸브는 완전히 열려 있는 상태가 정상이다.

푸트밸브는 흡입관 끝에 달린 체크밸브로, 펌프가 물을 끌어올리는 동안은 물의 흐름에 밀려 활짝 열려 저항 없이 흡입되게 하고, 펌프가 멈추면 자중으로 닫혀 흡입관 속의 물이 역류해 빠지는 것을 막는다.

일반 농가에서는 특별한 장비 없이도 눈으로 바로 확인할 수 있는 광학적 특성, 즉 색·외관으로 과일 품질을 판단하는 경우가 많다.

기계적 특성(경도 등)이나 전기적·열적 특성은 별도의 측정 장비가 있어야 확인할 수 있어 일반 농가에서 일상적으로 쓰기는 어렵다.

모양(형상)에 따라 선별하는 데는 드럼식 선별기가 가장 적합하다.

회전하는 드럼에 일정한 모양·크기의 구멍을 뚫어두면 그 구멍을 통과할 수 있는 것만 빠져나가므로 형상 차이를 이용한 선별이 이루어진다.

스프링식과 전자식(로드셀)은 스프링저울·로드셀로 무게를 재는 중량 선별 방식이고, 타음식은 두드렸을 때 나는 소리로 내부 상태를 판정하는 방식이라 형상 선별과는 원리가 다르다.

콤바인은 벼를 벨 때 결속(묶는 작업)은 수행하지 않는다.

콤바인은 한 대의 기계로 예취(베기)·탈곡·선별을 연속으로 처리해 낟알만 모으는 기계이며, 볏단을 묶는 결속 기능은 바인더(binder) 같은 별도 기계의 역할이다.

흙을 바깥쪽으로 제치면서 경지를 돌아 연속적으로 갈아 들어가는 경운 방법을 외회경법이라 한다.

경지의 바깥쪽 가장자리에서 시작해 흙을 바깥으로 넘기며 안쪽으로 돌아 들어가는 방식이어서, '바깥(外)으로 제치며 돌아(回) 간다'는 이름 그대로의 경운법이다.

반대로 흙을 안쪽으로 제치며 도는 방식은 내회경법으로 구분한다.

원판 플라우에서 회전하는 원판 표면에 붙은 흙을 긁어내 항상 깨끗하게 유지시키는 장치는 스크레이퍼(Scraper)이다.

스크레이퍼는 원판 가장자리에 밀착되어 회전하는 원판면의 흙을 지속적으로 떼어내므로, 흙이 들러붙어 절삭·반전 작업을 방해하는 것을 막는다.

코울터는 흙을 미리 수직으로 잘라주는 장치이고 지측판은 견인 반력을 지지하는 부분으로, 원판을 닦아내는 기능과는 다르다.

격자형 틀에서 키운 모를 틀에서 밀어내는 방식으로 이식하는 육묘법이 바로 틀모이다.

이름 그대로 격자 모양의 틀 안에서 모를 키운 뒤, 이식할 때 틀에서 모를 밀어내어 옮겨 심는 방식을 가리킨다.

줄모는 못자리에서 줄지어 기른 모, 매트모는 얇은 매트 형태로 기른 모, 흙블록모는 흙덩이째 굳혀 기른 모로 이식 방식이 각각 다르다.

탈곡기 선별부에서 곡립을 걸러내는 동시에 탈곡 작용까지 돕는 것은 수망(受網)이다.

수망은 탈곡통 아래쪽을 감싸는 그물망으로, 이삭이 통과하며 낟알이 떨어져 나가게 돕는 동시에 그 표면과의 마찰로 탈립(낟알 분리)을 촉진하는 이중 역할을 한다.

풍구는 바람으로 검불을 날리고, 배진판과 체는 각각 짚 배출과 곡물 여과를 담당해 탈곡 작용 자체를 돕지는 않는다.

트랙터 경운 중 한쪽 바퀴만 심하게 미끄러질 때는 차동잠금 페달(차동잠금장치)을 사용해야 한다.

차동장치는 원래 좌우 바퀴가 다른 속도로 돌 수 있게 해주는데, 한쪽이 헛돌면 그쪽으로만 동력이 쏠려 오히려 전진하지 못한다. 이때 차동잠금을 걸어 좌우 바퀴를 강제로 같은 속도로 돌리면 반대쪽 바퀴에도 구동력이 전달되어 빠져나올 수 있다.

기화기에서 혼합기를 만들 때 들어가는 공기의 양을 조절하는 것은 초크밸브(choke valve)이다.

초크밸브는 벤츄리관 앞쪽에서 공기 통로를 좁혀 흡입 공기량을 줄임으로써, 특히 찬 기관을 시동할 때 농후한 혼합기가 만들어지도록 돕는다.

스로틀밸브는 이미 만들어진 혼합기가 실린더로 들어가는 양(기관 출력)을 조절하는 밸브로, 공기량 자체를 조절하는 초크밸브와는 역할이 다르다.

발전기에서 나오는 전압을 배터리 충전에 알맞은 일정한 전압으로 유지시켜 주는 장치는 레귤레이터(전압조정기)이다.

발전기의 출력 전압은 엔진 회전수에 따라 변하는데, 레귤레이터가 이를 감지해 계자 전류를 조절함으로써 충전에 필요한 전압 범위를 벗어나지 않도록 한다.

다이오드는 교류를 직류로 바꾸고, 계자 코일은 자기장을 만들며, 슬립링은 로터에 전류를 전달하는 부품으로 전압 유지 자체를 담당하지는 않는다.

축동력에 대해 실제로 얻어진 견인동력의 비율로 정의되는 용어는 견인효율이다.

견인효율은 축동력 중에서 실제로 견인력으로 전환된 비율을 뜻하며, 동력이 바퀴를 거쳐 지면에 전달되는 과정의 손실을 나타내는 지표로 쓰인다.

견인계수는 견인력과 차축 하중의 비, 슬립률은 바퀴의 미끄러짐 정도를 나타내는 별개의 지표이다.

트랙터에서 좌우 브레이크를 따로 쓰는 가장 큰 이유는 회전반경을 줄이기 위해서이다.

선회할 때 안쪽 바퀴에만 브레이크를 걸어 그 바퀴의 회전을 늦추면, 트랙터가 훨씬 좁은 반경으로 방향을 틀 수 있어 좁은 농경지에서 작업하기 편해진다.

급정지나 경사지 제동, 작업기 정지는 좌우 브레이크를 동시에 밟는 일반 제동으로 이루어지는 기능이다.

기관의 동력을 로터리 등 구동형 작업기에 전달하는 장치는 동력취출장치(PTO)이다.

PTO 축이 트랙터 뒤쪽으로 회전 동력을 뽑아내어 작업기의 구동축에 그대로 전달함으로써, 작업기 자체가 회전 운동으로 작동할 수 있게 한다.

조향장치는 방향 전환, 유압장치는 작업기의 승강, 작업기 부착장치는 기계적 연결만 담당해 동력 전달과는 목적이 다르다.

이 유도전동기의 실제 회전속도는 1176 rpm이다.

먼저 동기속도를 구하면 $N_s = \dfrac{120f}{p} = \dfrac{120\times 60}{6} = 1200\ \mathrm{rpm}$이다.

여기에 슬립 2%만큼 실제 속도가 동기속도보다 늦으므로 $N = N_s(1-s) = 1200\times(1-0.02) = 1176\ \mathrm{rpm}$이 된다.

트랙터 뒷바퀴에 물을 채우는 가장 중요한 이유는 견인력을 높이기 위해서이다.

타이어에 물을 넣으면 바퀴에 걸리는 하중(무게)이 늘어나 지면과의 마찰력이 커지고, 그 결과 미끄러짐 없이 더 큰 힘으로 끌어당길 수 있게 된다.

무게 증가로 주행 안정성도 다소 좋아지지만 그것이 주된 목적은 아니며, 회전력이 커지거나 소요동력이 줄어드는 것도 아니다.

동력경운기의 주클러치로 가장 널리 쓰이는 것은 다판식 클러치이다.

여러 장의 마찰판을 겹쳐 압착·분리하는 구조라 좁은 공간에서도 충분한 전달 토크를 확보할 수 있어 소형 동력경운기에 적합하다.

맞물림 클러치는 단속 시 충격이 크고, 단판식 마찰 클러치는 전달 용량이 상대적으로 작아 널리 쓰이지 않는다.

위에서 보아 좌우 앞바퀴의 앞쪽 끝이 뒤쪽보다 더 가깝게 모여 있는 정렬 상태를 토인(toe-in)이라 한다.

토인을 주면 바퀴가 구를 때 벌어지려는 힘을 상쇄해 주행 중 바퀴가 일정한 방향을 유지하도록 돕는다.

캐스터각·캠버각·킹핀각은 앞뒤·좌우 기울기나 조향축의 기울기를 나타내는 값으로, 위에서 본 좌우 바퀴 간격과는 다른 개념이다.

이 기관의 압축비는 7.0이다.

압축비는 실린더 전체 부피(배기량+연소실 체적)를 연소실 체적으로 나눈 값이므로 $\varepsilon = \dfrac{V_s+V_c}{V_c} = \dfrac{1500+250}{250}$으로 계산한다.

이를 정리하면 $\varepsilon = \dfrac{1750}{250} = 7.0$이 된다.

도시출력이 이론출력보다 작아지는 원인 중에서 기계적 손실에 해당하는 것은 피스톤과 실린더 틈새의 마찰이다.

피스톤이 실린더 벽을 오르내리며 발생하는 마찰은 기계 부품 사이의 물리적 접촉으로 생기는 손실이라 기계손에 속한다.

혼합기의 불완전 연소, 실린더 벽으로의 방열, 가스 누설은 모두 연소·열역학적 손실로, 마찰과 같은 기계손과는 성격이 다르다.

기화기에서 만들어진 혼합가스가 실린더로 들어가는 양(출력)을 조절하는 것은 스로틀밸브(throttle valve)이다.

운전자가 가속 페달이나 레버로 스로틀밸브의 열림 정도를 바꾸면 실린더로 흡입되는 혼합가스의 양이 늘거나 줄어 기관의 출력과 회전수가 조절된다.

초크밸브는 혼합기 형성에 쓰이는 공기량을 조절하는 밸브로, 이미 만들어진 혼합가스의 흡입량을 조절하는 스로틀밸브와는 역할이 다르다.

구조가 간단하고 연소실 면적이 가장 작아 시동이 쉬우며 열효율과 폭발압력이 높지만 노크가 발생하기 쉬운 디젤 연소실 형식은 직접분사식이다.

연료를 예비 연소실 없이 주 연소실에 곧바로 분사하는 구조라 열 손실이 적고 시동성과 열효율이 뛰어나지만, 연소가 급격히 일어나기 쉬워 노크에 취약하다.

예연소실식·와류실식·공기실식은 보조 연소실을 두어 노크는 줄이지만 구조가 복잡하고 열효율은 상대적으로 낮다.

트랙터 핸들을 돌렸을 때 동력은 핸들 → 조향기어 → 피트만암 → 견인링크 → 조향암 → 앞바퀴 축 순서로 전달된다.

핸들의 회전을 조향기어(스티어링 기어박스)가 감속·증력하여 피트만암을 흔들고, 그 움직임이 견인링크(드래그링크)를 거쳐 조향암(너클암)에 전달되면서 앞바퀴가 방향을 바꾸게 된다.

분상기동형 기동법은 단상 유도전동기의 기동방법이라 3상 농형 유도전동기에는 사용되지 않는다.

3상 농형 유도전동기는 시동 전류를 낮추기 위해 스타델타 기동법, 기동보상기 기동법, 리액터 기동법처럼 공급 전압이나 결선을 바꾸는 방식을 쓴다.

분상기동형은 단상 모터에서 보조 권선의 위상차로 회전자기장을 만들어 시동을 거는 방식으로, 처음부터 회전자기장이 만들어지는 3상 모터에는 필요하지 않다.

이 기관의 실린더 내경은 약 8.89 cm이다.

먼저 압축비 식에서 배기량을 구하면 $V_s = V_c(\varepsilon - 1) = 65\times(8.44-1) = 483.6\ \mathrm{cm^3}$이다.

배기량은 $V_s = \dfrac{\pi}{4}D^2 L$이므로 행정 $L=7.8\ \mathrm{cm}$을 대입해 정리하면 $D = \sqrt{\dfrac{4V_s}{\pi L}} = \sqrt{\dfrac{4\times483.6}{\pi\times7.8}} \approx 8.89\ \mathrm{cm}$가 된다.

파이프 다스터(pipe duster)는 가루 농약을 살포하는 방제기이지 사료작물 수확용 작업기가 아니다.

헤이 테더는 건초를 뒤집어 말리고, 헤이 레이크는 마른 건초를 줄지어 모으며, 포오리지 하아베스터는 사료작물을 직접 베어 잘게 썰어주는 수확기계로, 모두 사료작물 수확 과정에 쓰인다.

프로니 브레이크(prony brake) 동력계는 토크와 회전수로 축마력을 구하는 장치이며, 이 조건에서 축마력은 약 69.8PS이다.

먼저 제동 토크는 $T = F \times l = 200\ \mathrm{kgf} \times 0.5\ \mathrm{m} = 100\ \mathrm{kgf{\cdot}m}$이다.

이 토크와 회전수를 마력 환산식 $PS = \dfrac{T \times N}{716.2} = \dfrac{100 \times 500}{716.2}$에 대입하면 약 69.8이 된다.

납축전지는 셀 1개당 공칭전압이 2V이며, 셀을 6개 직렬로 연결하면 전체 전압은 12V가 된다.

트랙터용 축전지는 이렇게 여러 셀을 직렬로 쌓아 원하는 전압을 얻는 구조이므로, 셀 수가 늘어날수록 전압도 그만큼 커진다.