02년 2회차

줄 작업 후 이빨 사이에 낀 칩은 줄눈이 새겨진 방향을 따라 솔질해야 가장 잘 빠져나온다.

• 줄의 길이 방향으로 솔질하면 눈 사이에 칩이 오히려 더 박힐 수 있다.
• 줄의 나비(폭) 방향은 눈금과 어긋나 있어 칩 제거 효율이 떨어진다.
• 줄의 면을 따라 원을 그리며 솔질하면 줄눈이 손상되기 쉽다.

따라서 눈금 방향 솔질이 칩을 가장 효과적으로 제거하면서 줄의 수명도 지키는 방법이다.

어미자에서 읽은 104mm에 아들자에서 읽은 0.45mm를 더한 104.45mm가 측정값이다.

아들자의 0점이 어미자의 10(=100mm) 표시에서 네 눈금(4mm) 더 지난 자리에 있으므로 정수부는 104mm다. 아들자는 최소 눈금 1/20mm(=0.05mm)로 20등분돼 있고, ※가 가리키는 일치점은 아들자 0에서 아홉 번째 눈금(눈금 숫자 4와 6 사이의 첫 눈금)이다.

소수부 = 0.05mm × 9 = 0.45mm
측정값 = 104mm + 0.45mm = 104.45mm

연삭숫돌 표시기호는 연삭재-입도-결합도-조직 순서로 나타내며, 이 중 H는 결합도를 뜻한다.

WA는 연삭입자의 재질을, 46은 입자의 굵기인 입도를, m은 조직(기공 정도)을 나타내므로 남은 H가 결합도 기호가 된다.

연삭숫돌의 원주속도는 지름과 회전수로 정해지며, 이 조건에서는 약 1885m/min이다.

원주속도 공식 $V = \pi D N$에 지름 $D = 0.2\ \mathrm{m}$, 회전수 $N = 3000\ \mathrm{rpm}$을 대입하면 $V = \pi \times 0.2 \times 3000 \approx 1885\ \mathrm{m/min}$이 된다.

접시머리 나사의 머리가 표면과 나란히 묻히도록 원뿔 모양으로 자리를 파는 가공을 카운터 싱킹이라 한다.

• 카운터 보링은 볼트 머리 전체가 들어가도록 원통형으로 자리를 넓히는 가공이다.
• 리밍은 뚫린 구멍의 지름과 표면을 정밀하게 다듬는 가공이다.
• 스폿 페이싱은 볼트·너트가 닿는 자리면만 평평하게 다듬는 가공이다.

따라서 접시나사 특유의 원뿔형 자리파기는 카운터 싱킹만 해당한다.

금형(다이) 안에 용융금속을 강한 압력으로 주입해 성형하는 주조법은 다이캐스팅이며, 트랜스미션 케이스 같은 경합금 부품 생산에 널리 쓰인다.

원심 주조법은 회전하는 주형의 원심력을 이용하고, 인베스트먼트 주조법은 왁스 모형을 녹여 없애는 정밀주조 방식이며, 폭발 주조법은 화약의 폭발력으로 성형하는 방법이어서 압력 주입 방식과는 원리가 다르다.

목형을 주형에서 뺄 때 주형이 파손되지 않도록 목형 측면에 주는 경사를 목형구배라고 한다.

덧붙임은 냉각 중 수축·변형을 보정하기 위한 여유이고, 라운딩은 모서리를 둥글게 하여 응력집중을 막는 것이며, 가공여유는 후가공을 위해 남겨두는 치수 여유이므로 빼기 작업의 경사와는 목적이 다르다.

리벳 이음부를 두들겨 밀착시켜 기밀·수밀을 유지하는 작업은 코킹이다.

비딩은 판금에 둥근 단면의 줄무늬를 넣어 강성을 높이는 가공, 벌징은 관의 일부를 부풀리는 가공, 드로잉은 판재를 오목한 형상으로 성형하는 가공이어서 이음부 밀폐 목적과는 다르다.

회전체의 분당 회전수(rpm)를 측정하는 계측기는 타코미터이다.

사인바는 각도 측정, 마이크로미터는 길이 측정, 콘 페네트로미터는 토양이나 재료의 관입 저항을 측정하는 기구여서 회전수 측정과는 용도가 다르다.

커넥팅 로드처럼 반복하중을 받는 부품은 피로 파괴 위험이 크므로 피로 시험으로 내구성을 평가하는 것이 가장 중요하다.

경도 시험은 표면의 단단한 정도, 충격 시험은 순간적인 충격 저항, 비파괴 시험은 내부 결함 유무를 확인하는 시험이어서 반복하중에 의한 피로 특성을 직접 평가하지는 못한다.

수나사를 깎아내는 수공구는 다이스이며, 암나사를 가공하는 탭과 짝을 이루는 공구이다.

트로멜은 회전체를 이용한 선별 장치이고, 리머는 뚫린 구멍을 정밀하게 다듬는 공구이므로 나사 가공 공구가 아니다.

선반의 센터작업에서 면판과 함께 공작물에 회전력을 전달하기 위해 쓰는 부속품은 돌리개이다.

척은 공작물을 직접 물려 고정하는 부속품이고, 심봉은 구멍 뚫린 가공물을 끼워 지지하는 축이며, 방진구는 가늘고 긴 공작물의 처짐을 막는 지지대여서 회전력 전달 역할과는 다르다.

전해연마는 비철금속이나 스테인리스강에서 특히 효과적인 가공법으로, 철금속(연강)에서는 상대적으로 효과가 떨어진다.

복잡한 형상도 전기화학적으로 고르게 녹여내므로 가공이 가능하고, 표면이 매끄러워지면서 내마멸성과 내부식성도 함께 좋아지는 것이 전해연마의 일반적인 특징이다.

이 밀링 가공의 1회 절삭시간은 약 1.04분이다.

먼저 회전수는 $N = \dfrac{1000V}{\pi D} = \dfrac{1000 \times 25}{\pi \times 100} \approx 79.6\ \mathrm{rpm}$으로 구해진다.

이어서 테이블 이송속도는 $f = f_z \times z \times N = 0.2 \times 12 \times 79.6 \approx 191\ \mathrm{mm/min}$이며, 가공길이 200mm를 이 속도로 나누면 $t = \dfrac{200}{191} \approx 1.04\ \mathrm{min}$이 된다.

숫돌의 형상이 변형되거나 불균형해진 것을 원래 모양대로 바로잡는 가공을 트루잉이라 한다.

드레싱은 무뎌지거나 눈메움이 생긴 입자를 긁어내 절삭성을 되살리는 작업이고, 로우딩은 칩이 기공을 막는 현상, 글레이징은 입자가 무뎌져 표면이 반들반들해지는 현상을 가리켜 트루잉과는 구분된다.

구멍의 내면을 가장 정밀하게 다듬는 가공법은 호닝이다.

드릴링은 구멍을 처음 뚫는 가공, 밀링은 평면·홈 등을 절삭하는 가공, 리밍은 뚫린 구멍을 어느 정도 다듬는 가공이지만, 정밀도와 표면 거칠기 면에서는 호닝이 이들보다 한 단계 더 정밀한 다듬질 방법이다.

절삭제(절삭유)는 가공물과 공구의 온도를 낮추는 냉각작용이 핵심이며, 온도를 오히려 상승시킨다는 설명은 절삭제의 실제 기능과 반대된다.

칩을 씻어내 절삭을 원활하게 하고, 공구날을 냉각해 경도 저하를 방지하며, 윤활·방청 작용으로 가공면을 양호하게 하는 것이 절삭제의 본래 역할이다.

구멍이 아니라 축(샤프트)의 지름을 검사하는 게이지는 링 게이지이다.

봉 게이지와 평 플러그 게이지는 구멍에 직접 끼워 치수를 검사하는 구멍용 게이지이고, 테이퍼 게이지도 테이퍼진 구멍의 치수 확인에 쓰이는 구멍용 게이지여서 링 게이지와는 검사 대상이 다르다.

길이 측정의 공학상 표준온도는 20℃로 정해져 있다.

측정기와 측정 대상 모두 온도에 따라 미세하게 팽창·수축하므로, 서로 다른 온도에서 측정한 값을 비교할 수 있도록 기준 온도를 통일해 둔 것이다.

A3 변태점 이상으로 가열한 강을 노 안에서 서서히 냉각시켜 조직을 미세화하고 내부응력을 없애는 열처리는 풀림(annealing)이다.

담금질은 급랭으로 강도를 높이는 처리, 뜨임은 담금질한 강의 인성을 회복시키는 처리, 불림은 공기 중에서 냉각해 조직을 표준화하는 처리이므로, 서서히 냉각한다는 조건과는 냉각 방식이 다르다.

비틀림 모멘트만 받는 중실축의 지름은 허용 비틀림응력 조건에서 약 110mm로 구해진다.

축의 비틀림 강도식 $T = \dfrac{\pi}{16} \tau_a d^3$을 지름에 대해 정리하면 $d^3 = \dfrac{16T}{\pi \tau_a}$이다.

$T = 1000\ \mathrm{kgf{\cdot}m} = 1{,}000{,}000\ \mathrm{kgf{\cdot}mm}$, $\tau_a = 3.8\ \mathrm{kgf/mm^2}$를 대입하면 $d^3 \approx 1{,}340{,}000$이고, 세제곱근을 취하면 $d \approx 110\ \mathrm{mm}$가 된다.

수나사의 호칭지름은 나사산 정상을 잇는 바깥지름(외경)을 기준으로 표시한다.

골지름은 나사산 골 부분의 지름, 안지름은 축 방향 내부 지름, 유효지름은 나사산 폭과 골 폭이 같아지는 가상의 지름이므로 호칭 기준으로는 쓰이지 않는다.

이 조건에서 키의 폭은 약 2.9mm로 계산된다.

먼저 축에 걸리는 토크는 $T = \dfrac{716200 \times PS}{N} = \dfrac{716200 \times 1.5}{320} \approx 3357\ \mathrm{kgf{\cdot}mm}$이다.

이 토크가 축 표면(반지름 16mm)에서 만드는 힘은 $F = \dfrac{T}{d/2} \approx 210\ \mathrm{kgf}$이며, 이 힘을 키의 전단이 버텨야 하므로 $F = \tau_a \times b \times l$에서 $b = \dfrac{F}{\tau_a \times l} = \dfrac{210}{1.8 \times 40} \approx 2.9\ \mathrm{mm}$가 된다.

키에 걸리는 접선력을 폭과 유효길이가 이루는 전단면으로 나눈 τ = 2T / (L·b·d)가 옳다.

축 표면에서 키가 받는 접선력 P는 비틀림 모멘트를 축 반지름으로 나눈 값이다.
T = P × (d/2) → P = 2T / d

잘리려는 면은 키의 폭 b와 유효길이 L이 이루는 면이므로
τ = P / (b·L) = 2T / (L·b·d)

• 분자가 4T인 식: 접선력을 실제의 두 배로 잡은 것이라 응력이 2배로 커진다.
• 분모에 b 대신 키의 높이 h가 들어간 식: 전단면이 아니라 면압(압축)을 받는 면을 쓴 것이라 전단응력 식이 되지 못한다.

유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 역류를 막는 밸브는 체크 밸브이다.

감압 밸브는 압력을 낮춰 일정하게 유지하는 밸브, 슬루스 밸브와 글로브 밸브는 유량이나 흐름을 조절·차단하는 밸브여서 역류 방지 기능과는 목적이 다르다.

바로걸기(open belt)로 두 풀리를 연결했을 때 벨트의 길이는 약 10553mm이다.

바로걸기 벨트 길이 공식은 $L = 2C + \dfrac{\pi(D_1+D_2)}{2} + \dfrac{(D_1-D_2)^2}{4C}$이며, 중심거리 $C=4000\ \mathrm{mm}$, 지름 $D_1=1200\ \mathrm{mm}$, $D_2=400\ \mathrm{mm}$를 대입한다.

계산하면 $L \approx 8000 + 2513 + 40 \approx 10553\ \mathrm{mm}$가 된다.

체인 전동은 고속 회전에는 적합하지 않다는 것이 일반적인 특성이며, 오히려 저·중속에서 큰 동력을 전달하는 데 강점이 있다.

체인은 벨트와 달리 미끄럼이 없어 초기 장력이 필요 없고, 습기나 열에도 강하며 큰 동력을 전달할 수 있지만, 고속에서는 진동과 소음, 마모가 커져 벨트보다 불리하다.

너트의 풀림을 막는 전용 방법이 아닌 것은 나비너트 사용이며, 나비너트는 손으로 쉽게 죄고 풀기 위한 형태일 뿐 풀림 방지 기능은 없다.

스프링 와셔는 탄성으로 마찰력을 유지시키고, 분할핀은 너트를 물리적으로 고정하며, 로크 너트는 두 너트를 겹쳐 조여 풀림을 막는 실질적인 풀림 방지 방법이다.

축에 직각 방향(레이디얼 방향)으로 걸리는 하중을 받는 구름베어링은 레이디얼 볼 베어링이다.

드러스트 볼 베어링은 축 방향 하중을 받는 베어링이고, 피벗 저널 베어링과 단열 저널 베어링은 미끄럼베어링(저널베어링) 계열이어서 구름베어링에 해당하지 않는다.

이 사각나사의 효율은 약 28%이다.

리드각은 $\tan\lambda = \dfrac{p}{\pi d} = \dfrac{3}{\pi \times 24} \approx 0.0398$에서 $\lambda \approx 2.28^\circ$이고, 마찰각은 $\tan\rho = \mu = 0.1$에서 $\rho \approx 5.71^\circ$이다.

나사의 효율은 $\eta = \dfrac{\tan\lambda}{\tan(\lambda+\rho)} = \dfrac{0.0398}{\tan(7.99^\circ)} \approx 0.284$로, 약 28%에 해당한다.

굽힘과 비틀림이 함께 걸리는 축은 최대 주응력설로 환산해 M_e = ½(M + √(M² + T²))로 계산한다.

축 단면에는 굽힘에 의한 수직응력과 비틀림에 의한 전단응력이 동시에 생기므로, 이를 굽힘만 받는 축으로 바꿔 놓은 값이 상당 굽힘 모멘트다. 괄호 안의 √(M² + T²)는 그 자체가 상당 비틀림 모멘트 T_e이고, 여기에 M을 더해 2로 나누면 상당 굽힘 모멘트가 된다.

• √(M² + T²)만 쓴 식: 비틀림 쪽으로 환산한 값이어서 굽힘 환산에는 쓸 수 없다.
• 괄호 안이 T로 시작하는 식이나 ½√(M² + T²): 더해야 할 굽힘 성분 M이 빠져 최대 주응력 환산이 성립하지 않는다.

KS 규격의 V벨트는 M, A, B, C, D, E형의 6종류로 분류되며, F형은 존재하지 않는다.

벨트 길이를 두께 중앙부의 유효 원주길이로 표시하고, 호칭번호는 그 유효 원주길이(mm)를 25.4로 나눈 값으로 정하며, 예를 들어 D14는 유효 원주길이가 14인치라는 뜻이므로 이 설명들은 모두 옳다.

일반적으로 베어링에서 다루는 마찰 상태는 고체 마찰, 유체 마찰, 경계 마찰 세 가지이며, 기체 마찰은 이 분류에 포함되지 않는다.

윤활유가 없어 금속면이 직접 맞닿으면 고체 마찰, 유막이 완전히 형성되면 유체 마찰, 그 중간 상태로 얇은 유막만 존재하면 경계 마찰로 구분한다.

교번하중은 인장과 압축처럼 하중의 방향이 반복적으로 뒤바뀌는 하중을 말하며, 크기만 변하고 방향은 그대로라는 설명은 교번하중의 정의와 맞지 않는다.

정하중은 크기·방향·위치가 모두 일정한 하중, 동하중은 시간에 따라 크기와 방향이 급하게 변하는 하중, 반복하중은 일정한 진폭과 주기로 반복 작용하는 하중을 가리키므로 나머지 정의는 옳다.

헐거운 끼워맞춤에서 최소 틈새는 구멍의 최소 허용치수에서 축의 최대 허용치수를 뺀 값으로 정의된다.

구멍은 항상 축보다 커야 틈새가 생기므로, 틈새가 가장 작아지는 경우는 구멍이 허용범위에서 가장 작고 축이 허용범위에서 가장 클 때이다.

막대의 한쪽 끝을 고정하고 다른 끝을 비틀 때 생기는 비틀림 변형을 스프링 작용으로 이용하는 것이 토션 바 스프링이다.

인장·압축 코일 스프링은 코일을 감아 늘어나거나 눌리는 힘을 받고, 겹판 스프링은 여러 장의 판을 겹쳐 휨(굽힘) 변형을 이용하므로 비틀림을 이용하는 방식과는 다르다.

세 스프링이 직렬로 매달려 있으므로 합성 스프링 상수는 0.1 kgf/mm이다.

그림의 값은 위에서부터 k₁ = 0.25 kgf/mm, k₂ = 0.2 kgf/mm, k₃ = 1 kgf/mm이고 하중 W는 세 스프링을 그대로 통과한다. 직렬에서는 각 스프링의 처짐이 차례로 더해지므로 상수의 역수를 더해야 한다.

1/k = 1/0.25 + 1/0.2 + 1/1
1/k = 4 + 5 + 1 = 10
k = 1/10 = 0.1 kgf/mm

세 값을 그대로 더한 1.45 kgf/mm는 병렬로 연결했을 때의 값이다.

속도비는 두 마찰차 지름의 역비로 구해진다.

미끄럼이 없으므로 접촉점에서 두 마찰차의 원주 속도가 같아, 지름이 작은 구동차가 지름이 큰 종동차보다 더 많이 회전한다.

$i = \dfrac{D_1}{D_2} = \dfrac{200}{400} = \dfrac{1}{2}$

헬리컬 기어는 잇줄을 축에 대해 비스듬히 깎은 기어로, 서로 평행한 두 축 사이에서 동력을 전달한다.

베벨 기어, 마이터 기어, 크라운 기어는 모두 두 축이 어느 각도로 만날 때 쓰도록 만들어진 기어이다.

• 베벨 기어는 원뿔면을 이용해 임의의 교차각을 전달한다.
• 마이터 기어는 두 축의 교차각이 90도인 특수한 베벨 기어이다.
• 크라운 기어는 피치면이 평면인 베벨 기어의 한 종류이다.

인장응력은 하중을 단면적으로 나눈 값이다.

지름 5cm 원형 단면적은 $A = \dfrac{\pi}{4} d^2 = \dfrac{\pi}{4}(5)^2 \approx 19.6~\mathrm{cm^2}$ 이다.

인장력 5ton은 5000kgf이므로 응력은 $\sigma = \dfrac{P}{A} = \dfrac{5000}{19.6} \approx 255~\mathrm{kgf/cm^2}$ 이다.

성에(beam)는 쟁기 몸체와 트랙터의 견인점을 연결하는 뼈대로, 경운 중 흙의 저항을 받으면서도 견인력이 작용하는 각도를 일정하게 유지시켜 주는 부품이다.

보습은 흙을 절삭·반전시키는 날이고, 지측판은 쟁기가 옆으로 밀리지 않도록 지지하며, 히치는 트랙터와 쟁기를 연결하는 장치로 각각 역할이 다르다.

입상비료 살포기는 호퍼 아래 회전하는 스피너(원판)의 원심력으로 알갱이 형태의 비료를 좌우로 흩뿌리는 방식이다.

퇴비 살포기는 부피가 큰 유기물을 다루는 별도 구조를 쓰고, 분말·액상 비료는 입자 특성상 스피너 방식이 아닌 다른 살포 기구가 필요하다.

바인더·콤바인의 전처리부는 예취(절단) 작업이 이루어지기 전 단계에서 작물을 정리하는 부분이다.

작물의 줄기를 절단하는 기능은 예취부(절단 장치) 자체의 역할이지, 전처리부의 기능으로 분류되지 않는다.

• 작업 폭을 정하는 디바이더는 전처리부에 속한다.
• 예취 대상과 아닌 부분을 나누는 기능도 전처리부가 담당한다.
• 쓰러진 작물을 세워 주는 기립 장치 역시 전처리부의 기능이다.

결주는 모가 심어져야 할 자리에 묘가 빠지는 현상으로, 주로 묘 자체의 상태나 삽식 조건이 원인이다.

못자리 상자의 묘가 고르게 자라지 않아 빈 곳이 생기거나, 식부 깊이·수심이 적절하지 않으면 심긴 묘가 뜨거나 뽑혀 결주가 된다.

묘탑재대의 이송(횡송) 속도가 빠르면 식부침이 한 번에 긁어오는 묘의 폭이 오히려 넓어져 취묘량이 늘어나므로, 결주의 원인으로 보기는 어렵다.

이체(plow bottom)의 3요소는 보습, 몰드보드, 지측판이다.

콜터는 이체 앞쪽에 별도로 부착되어 흙을 수직으로 미리 절단해 주는 부속으로, 이체 자체의 구성 요소로 분류되지 않는다.

컬티베이터는 작물 사이의 흙을 갈아엎는 중경, 잡초를 제거하는 제초, 흙을 작물 밑동에 모아주는 배토 작업에 쓰이는 농기구이다.

진압작업은 흙을 눌러 다지는 작업으로 롤러 등 별도의 진압 기구가 필요하며, 컬티베이터의 날 구조로는 수행할 수 없다.

벼의 직파 방식은 물을 뺀 논에 줄뿌림하는 건답 직파, 물이 있는 논에 골을 내어 뿌리는 담수 골뿌림 파종, 물이 있는 논 표면에 그대로 흩어 뿌리는 담수 표면 직파로 구분된다.

피커 휠식은 낱알이나 묘를 하나씩 집어 옮기는 점파·정식용 취출 기구로, 콩·옥수수처럼 종자가 굵은 작물이나 이식기에 쓰이며 벼 직파기의 분류에는 들어가지 않는다.

헤이 베일러는 건조된 목초(건초)를 압축하여 일정한 크기로 묶어 주는 기계이다.

사이드 레이크는 건초를 모아 열을 짓는 기계이고, 헤이 테더는 건초를 뒤집어 건조를 돕는 기계이며, 모우어 컨디셔너는 예취와 동시에 줄기를 눌러 건조를 촉진하는 기계로 압축·결속 기능은 없다.

전양정이 15m로 비교적 높고 양수량이 0.3m³/min으로 적은 조건에서는 원심펌프가 가장 적합하다.

축류펌프와 사류펌프는 낮은 양정에서 많은 유량을 다루는 데 유리한 펌프이고, 기어펌프는 점성이 있는 소량의 액체를 정밀하게 이송할 때 쓰이는 방식이라 양수 조건과 맞지 않는다.

반송부는 예취부에서 베어낸 작물을 탈곡부까지 옮겨 주는 콤바인의 구성 부분이다.

집취부는 베어진 작물을 모으는 역할, 선별부는 탈곡 후 곡물과 검불을 가려내는 역할, 배출부는 처리가 끝난 짚이나 곡물을 기체 밖으로 내보내는 역할을 한다.

경운 비저항은 경운 저항력을 경운 단면적(경폭×경심)으로 나눈 값이다.

경폭 90cm, 경심 10cm이므로 단면적은 $90 \times 10 = 900~\mathrm{cm^2}$ 이다.

따라서 비저항은 $\dfrac{2250~\mathrm{kgf}}{900~\mathrm{cm^2}} = 2.5~\mathrm{kgf/cm^2}$ 이다.

공급깊이 장치는 탈곡부로 들어가는 작물의 길이에 맞춰 투입 깊이(공급량)를 일정하게 조절해 주는 콤바인의 구성 부분이다.

픽업 장치는 쓰러진 작물을 일으켜 세우는 역할, 크랭크 핑거와 피드 체인은 작물을 이송·고정하는 역할로 공급 깊이 자체를 조절하는 장치는 아니다.

이앙기의 식부 깊이는 논 바닥에 접하는 플로트(뜬 판)를 상하로 조절하여 맞춘다.

플로트를 낮추면 식부 기구가 상대적으로 깊이 들어가고, 높이면 얕게 심어지는 원리이다.

변속기어나 차륜 클러치는 주행 속도, 주간거리 조정은 모내기 간격을 결정하는 장치로 식부 깊이와는 직접 관련이 없다.

원판 플라우는 날카로운 원판이 회전하면서 흙과 뿌리를 절단하므로 절단력이 크다.

단단한 토양이나 뿌리가 많은 밭에서도 회전하는 원판 특성상 걸림이 적고 마모도 적지만, 흙을 뒤집는 반전 성능은 몰드보드 플라우보다 떨어진다.

따라서 절단력이 작다는 설명은 원판 플라우의 특징과 맞지 않는다.

콜터는 플라우 앞쪽에 설치되어 흙을 미리 수직으로 절단함으로써 뒤이은 보습의 절삭 작업을 돕는 장치이다.

앞쟁기는 표토를 얕게 떠서 고랑에 떨어뜨리는 작은 보조 쟁기이고, 쉐어(보습)는 흙을 수평으로 절삭하며, 비임(성에)은 쟁기 몸체를 트랙터와 연결하는 뼈대로 각각 역할이 다르다.

양수량은 관 단면적에 유속을 곱해 구한다.

토출관 지름 150mm(0.15m)의 단면적은 $A = \dfrac{\pi}{4}(0.15)^2 \approx 0.0177~\mathrm{m^2}$ 이다.

유속 2m/s를 곱하면 $Q = A \times v \approx 0.0177 \times 2 \approx 0.035~\mathrm{m^3/sec}$ 이다.

필요한 엔진 마력은 수동력을 각 효율로 나누고 여유율을 더해 구한다.

양수량 2m³/min, 전양정 9m로 구한 수동력은 $\dfrac{1000 \times \frac{2}{60} \times 9}{75} = 4~\mathrm{PS}$ 이다.

펌프 효율 80%와 V벨트 효율 95%를 차례로 적용하면 $\dfrac{4}{0.8 \times 0.95} \approx 5.26~\mathrm{PS}$ 이다.

여기에 여유마력 20%를 더하면 $5.26 \times 1.2 \approx 6.3~\mathrm{PS}$ 이다.

동력분무기의 공기실은 피스톤 펌프에서 발생하는 맥동(脈動) 압력을 일정하게 유지시켜 분무 압력을 고르게 만들어 주는 장치이다.

공기실 내부의 압축된 공기가 완충 작용을 하여, 펌프가 간헐적으로 밀어내는 약액의 압력 변동을 줄여 준다.

송풍장치는 약액을 미세하게 날려 보내는 살분무기(동력 살분무기)의 구성 요소이며, 액체를 압력으로 밀어 뿌리는 동력분무기의 구성 요소는 아니다.

동력분무기는 펌프로 약액에 압력을 가하고, 공기실로 압력을 고르게 만들며, 압력조절장치로 분무 압력을 설정하는 구조로 이루어진다.

사료 절단기를 다룰 때는 공급 재료를 균일하게 넣어 주어야 안전하고 절단 품질도 고르게 유지된다.

공급이 불균일하면 순간적인 과부하나 끼임 사고로 이어질 수 있어, 재료가 고르지 않아도 된다는 설명은 취급 주의사항과 맞지 않는다.

고정날과 회전날의 틈새 조절, 날의 예리한 상태 유지, 규정 회전수 준수는 모두 올바른 취급 원칙이다.

분권 전동기는 고정자(계자) 권선과 전기자 권선이 전원에 대해 서로 병렬로 연결된 직류 전동기이다.

직권 전동기는 두 권선이 직렬로 연결되고, 복권 전동기는 직렬과 병렬 권선을 함께 갖는 방식으로 각각 결선 구조가 다르다.

오토 사이클은 연소가 일정한 부피에서 순간적으로 일어난다고 가정하는 정적(등적) 사이클이다.

이는 실제 가솔린 기관의 이론 사이클로 사용되며, 압축과 팽창 과정은 단열 변화로, 연소와 배기는 정적 과정으로 처리한다.

가솔린·등유·경유·중유 중에서는 가솔린의 증류(끓는점) 온도 범위가 가장 낮다.

탄소 수가 적고 휘발성이 큰 성분으로 이루어질수록 증류 온도가 낮아지는데, 가솔린은 이 중 가장 가벼운 성분으로 구성되어 있다.

견인효율은 실제 견인 출력을 차축(구동축) 출력으로 나눈 값이다.

주행속도 7km/h는 $\dfrac{7 \times 1000}{3600} \approx 1.94~\mathrm{m/s}$ 이므로, 견인출력은 $10~\mathrm{kN} \times 1.94~\mathrm{m/s} \approx 19.4~\mathrm{kW}$ 이다.

차축출력은 토크와 각속도의 곱이며, 동반경 0.5m에서 각속도는 $\dfrac{1.94}{0.5} \approx 3.89~\mathrm{rad/s}$ 이므로 $15~\mathrm{kN{\cdot}m} \times 3.89 \approx 58.3~\mathrm{kW}$ 이다.

따라서 견인효율은 $\dfrac{19.4}{58.3} \approx 33.3\%$ 이다.

PTO(Power Take-Off)는 트랙터 엔진의 동력 일부를 뽑아내어 작업기(로터리, 예취기 등)를 구동하는 동력취출장치이다.

윤활장치, 유압장치, 전기장치는 각각 마찰 저감, 유압 작업기 구동, 전기 계통 공급을 담당하는 별개의 장치이다.

파종·이식작업은 씨앗이나 모를 심는 간격이 주행 거리와 맞물려야 하므로 속도 비례형 PTO가 가장 적합하다.

속도 비례형은 PTO 회전수가 주행 바퀴의 회전, 즉 주행 속도에 비례해 변하므로, 속도가 달라져도 파종·이식 간격을 일정하게 유지할 수 있다.

독립형은 주행과 무관하게 엔진 회전수에만 따르고, 변속기 구동형도 주행 속도에 정확히 비례하지는 않아 간격 유지에 불리하다.

납축전지의 셀당 기준 전압은 $2~\mathrm{V}$이다.

트랙터용 12V 축전지는 이러한 셀 6개를 직렬로 연결하여 만들어진다.

가솔린 기관과 비교했을 때 디젤 기관의 대표적인 장점은 연료 소비량이 적다는 점이다.

디젤 기관은 압축비가 높아 열효율이 우수하기 때문에 같은 출력을 내는 데 필요한 연료가 더 적다.

• 연료분사 장치는 정밀한 고압 부품으로 구성되어 정비가 오히려 까다롭다.
• 압축비가 높은 만큼 소음과 진동은 가솔린 기관보다 크다.
• 압축착화 방식이라 저온에서 시동이 상대적으로 어렵다.

트랙터 차륜에 휠 웨이트를 다는 주된 목적은 바퀴가 지면을 누르는 힘을 늘려 견인력을 증가시키고 좌우 차체 균형을 잡기 위함이다.

바퀴에 걸리는 하중이 커지면 미끄럼이 줄어 더 큰 견인력을 지면에 전달할 수 있다.

앞바퀴를 정면에서 보았을 때 연직면과 바퀴 평면이 이루는 각을 캠버각이라 한다.

토우인은 위에서 본 좌우 바퀴 앞뒤 간격의 차이, 캐스터각은 옆에서 본 조향축의 기울기, 킹핀 경사각은 조향축이 연직면에 대해 안쪽으로 기운 각도를 가리키는 것으로 각각 정의가 다르다.

필요한 공기의 무게는 연료의 무게에 공기연료비를 곱해 구한다.

가솔린 $145~\mathrm{cm^3}$의 질량은 비중 0.74를 곱해 $145 \times 0.74 \approx 107.3~\mathrm{g} \approx 0.107~\mathrm{kg}$ 이다.

공기연료비가 13:1이므로 공기 무게는 $0.107 \times 13 \approx 1.4~\mathrm{kg}$ 이다.

4행정 기관은 크랭크축이 2회전하는 동안 흡입과 배기 밸브가 각각 한 번씩 열린다.

분당 1500회전이면 크랭크축 2회전을 한 사이클로 볼 때 사이클(캠축 회전) 수는 $\dfrac{1500}{2} = 750$ 이다.

따라서 흡입 밸브와 배기 밸브는 각각 분당 750번씩 열린다.

좌우 바퀴를 따로 제동하면 안쪽 바퀴만 제동되어 선회 반경을 작게 만들 수 있다.

트랙터가 포장 끝이나 좁은 공간에서 방향을 바꿀 때 이 조작으로 회전 중심을 안쪽 바퀴 쪽으로 당겨 급선회가 가능해진다.

• 급정지는 좌우 브레이크를 함께 밟을 때의 목적이며 독립 조작의 이유는 아니다.
• 독립 브레이크는 제동력을 상황에 맞게 나눠 쓰는 장치이므로 제동이 잘 안 되는 것과는 무관하다.
• 안쪽 바퀴를 제동하면 회전 반경은 커지는 것이 아니라 작아지는 방향으로 작용한다.

범용 트랙터는 바퀴 사이의 폭(윤거)을 작물 이랑 간격에 맞게 조절할 수 있어 경운뿐 아니라 중경제초·수확작업에도 두루 쓰인다.

표준형은 윤거 조절 기능이 제한적이라 주로 경운·정지작업에 쓰이고, 과수원용과 정원용은 각각 과수원과 잔디밭처럼 폭이 좁거나 특수한 환경에 맞춘 전용 기종이다.

직접 장착식은 작업기를 트랙터의 3점 링크에 바로 매달아 무게중심이 트랙터에 가깝게 모이므로 선회 반경이 가장 작다.

• 견인식은 작업기를 뒤에서 끌고 다니는 구조라 선회 시 회전 반경이 가장 크다.
• 반장착식은 작업기 일부만 링크에 걸리고 나머지는 바퀴로 지지되어 직접 장착식보다 선회 반경이 커진다.
• 일정히치 장착식도 링크와 별도의 지지점을 두는 방식이라 직접 장착식만큼 회전 중심이 트랙터에 가깝지 않다.

견인출력은 견인력과 견인속도의 곱으로 구하며, 1PS는 75kgf·m/s에 해당하므로 이를 PS 단위로 환산하면 약 18.1PS가 된다.

$P = F \cdot v = 680\ \mathrm{kgf} \times 2\ \mathrm{m/s} = 1360\ \mathrm{kgf \cdot m/s}$

$PS = \dfrac{1360}{75} \approx 18.1$

압축비는 연소실체적과 배기량의 합을 연소실체적으로 나눈 값이며, 주어진 수치를 대입하면 압축비는 6.0이 된다.

$\varepsilon = \dfrac{V_c + V_s}{V_c} = \dfrac{400 + 2000}{400} = 6.0$

전동기는 전기에너지를 기계에너지로 바꾸는 과정에서 연소나 배기로 인한 손실이 없어 에너지 변환 효율이 내연기관들보다 훨씬 높다.

• 가솔린 기관은 연소 과정에서 열손실과 배기손실이 커 변환 효율이 상대적으로 낮다.
• 석유 기관 역시 내연기관 구조상 열효율의 한계로 전동기보다 효율이 낮다.
• 디젤 기관은 가솔린 기관보다는 효율이 높은 편이지만 전동기의 변환 효율에는 미치지 못한다.

궤도형 주행장치는 접지면적이 타이어보다 넓어 접지압이 낮아지고, 그 결과 슬립이 감소하는 것이 타이어형과 구분되는 가장 큰 특징이다.

• 접지면적의 감소라는 설명은 실제로 접지면적이 넓어져 접지압이 낮아지는 궤도형의 구조와 반대다.
• 구름저항의 증가는 접지압이 낮아지고 침하가 줄어드는 궤도형의 특성과 맞지 않는다.
• 견인효율의 증가는 슬립이 줄어든 결과로 나타나는 부수적 현상으로, 이 문항이 구분하는 직접적 특징과는 다르다.

따라서 보기 중에서는 접지압 저하에 따른 슬립 감소가 궤도형의 특징으로 가장 적합하다.

가솔린기관의 노킹은 자연발화가 일어나기 전에 정상연소를 끝내야 막을 수 있으며, 회전속도를 높이면 연소가 빨리 끝나 노킹이 억제된다.

• 압축비를 높이면 오히려 실린더 내 온도와 압력이 올라가 노킹이 촉진된다.
• 흡기온도를 높이면 혼합기 온도가 올라가 자연발화가 앞당겨져 노킹이 심해진다.
• 흡기압력을 높이는 것은 과급과 같은 효과로 실린더 내 압력을 키워 노킹을 유발하기 쉽다.

따라서 나머지 세 방법은 모두 노킹을 촉진하는 방향이고, 회전속도를 높이는 것만이 방지책이 된다.