산업안전기사 실기 신출대비 — 기계안전(계산·신각도) 해설 페이지

[모범답안]
① $T_m = \dfrac{D_m}{1.6} = \dfrac{320}{1.6} = 200$ [ms]
② $T_m = \left(\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{2}\right)\times\dfrac{60000}{N} = 0.75\times\dfrac{60000}{N} = 200$
③ $\dfrac{60000}{N} = \dfrac{200}{0.75} = 266.67$ → $N = \dfrac{60000}{266.67} = 225$
∴ 매분 행정수 = 225 SPM
■ 핵심 채점어: Tm=200ms / 1/4+1/2=0.75 / Dm/1.6 / 225 / SPM
※ 근거: KOSHA GUIDE M-122-2012(6.2)(프레스 방호장치 성능기준) — 양수기동식 안전거리 Dm=1.6×Tm, Tm=(1/클러치맞물림개수+1/2)×(60000/SPM)[ms]. 확립된 표준식으로 역산.

[해설]

안전거리 공식을 거꾸로 풀어 급정지시간을 먼저 구한 뒤, 그 급정지시간이 나오도록 매분행정수를 역산하는 문제다.

먼저 $D_m = 1.6 \times T_m$에서
$T_m = \dfrac{320}{1.6} = 200$, 즉 급정지시간 200ms를 구한다.

이 $T_m$을 클러치 맞물림 개수 4를 대입한 식
$T_m = \left(\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{2}\right)\times\dfrac{60000}{N} = 0.75\times\dfrac{60000}{N}$에 200을 넣어 풀면
$N = \dfrac{0.75\times 60000}{200} = 225$

따라서 매분행정수 225 SPM이며, 클러치 맞물림 개수 값을 식에 정확히 대입하는 것이 채점 포인트다.

[모범답안]
(1) $D = 1.6 \times T = 1.6 \times 150 = 240$ [mm]
(2) 실제 설치거리 200mm $\lt$ 요구 안전거리 240mm 이므로 부적정.
근거: 설치거리가 안전거리보다 짧으면 신체 일부가 위험한계에 도달하기 전에 슬라이드가 정지하지 못해 협착 위험이 있다.
최소 240mm 이상 이격하여 설치해야 한다.
■ 핵심 채점어: D=1.6×150 / 240mm / 200<240 / 부적정 / 위험한계 도달 전 정지 불가
※ 근거: KOSHA GUIDE M-122-2012(6.2)(프레스 감응식 방호장치 성능기준) — 안전거리 D=1.6×T (접근속도 1.6m/s = 1.6mm/ms). 확립된 표준식.

[해설]

KOSHA GUIDE의 프레스 감응식 방호장치 안전거리는 손의 접근속도 1.6m/s(=1.6mm/ms)에 급정지시간을 곱한 값이다.

$D = 1.6 \times T$
$= 1.6 \times 150$
$= 240$ mm

실제 설치거리 200mm는 요구 안전거리 240mm보다 짧으므로(200 < 240) 부적정이다.

손이 광선을 차단해도 슬라이드가 멈추기 전에 위험한계에 닿아 협착될 수 있다. 따라서 위험한계에서 최소 240mm 이상 떨어뜨려 설치해야 한다.

[모범답안]
① 탁상용 연삭기(일반 연삭작업용): 125° 이내
② 원통연삭기·센터리스연삭기·공구연삭기: 180° 이내
③ 휴대용 연삭기: 180° 이내
④ 평면연삭기·절단연삭기: 150° 이내
■ 핵심 채점어: 탁상용 125° / 원통 180° / 휴대용 180° / 평면·절단 150°
※ 근거: 방호장치 자율안전기준 고시 별표4(연삭기 덮개의 성능기준) — 연삭기 종류별 숫돌 최대 노출각도. 웹 확인: 일반연삭작업 탁상용 125° 이내, 원통·센터리스·공구·만능 180° 이내, 휴대용·스윙·스라브 180° 이내, 평면·절단 150° 이하.

[해설]

방호장치 자율안전기준은 연삭기 종류마다 숫돌의 최대 노출각도를 다르게 정한다.

• 탁상용 연삭기(일반 연삭작업용) — 125° 이내로 가장 좁다.
• 원통·센터리스·공구연삭기 — 공작물을 넓게 대야 하므로 180° 이내이다.
• 휴대용 연삭기 — 손으로 들고 여러 방향에서 쓰므로 180° 이내이다.
• 평면·절단연삭기 — 그 중간인 150° 이내이다.

혼동 주의: 탁상용이라도 숫돌 윗부분을 쓰는 작업용은 60° 이내로 따로 정해져 있다.

[모범답안]
(1) 표면속도 $V = \pi \times D \times N = \pi \times 0.4 \times 20 = 25.13$ m/min
(2) 25.13 m/min $\lt$ 30 m/min 이므로 급정지거리 기준 = 앞면 롤러 원주의 $\dfrac{1}{3}$ 이내
앞면 롤러 원주 = $\pi \times D = \pi \times 40 = 125.66$ cm
급정지거리 = $125.66 \times \dfrac{1}{3} = 41.89$ cm 이내
∴ 표면속도 $\approx$ 25.13 m/min, 급정지거리 $\approx$ 41.9 cm 이내
■ 핵심 채점어: V=π×0.4×20 / 25.13 m/min / 30 미만 / 원주 1/3 / 125.66cm / 41.9cm 이내
※ 근거: 방호장치 자율안전기준 고시(롤러기 급정지장치 성능기준) — 표면속도 30m/min 미만: 앞면 롤러 원주의 1/3, 30m/min 이상: 원주의 1/2.5. 확립된 규칙.

[해설]

방호장치 자율안전기준에 따라 롤러기 급정지거리는 표면속도가 30m/min 미만이면 앞면 롤러 원주의 1/3 이내, 30m/min 이상이면 1/2.5 이내여야 한다.

$V = \pi \times D \times N$
$= \pi \times 0.4 \times 20$
$\approx 25.13$ m/min

25.13 m/min은 30m/min 미만이므로 원주의 1/3 기준을 적용한다.
원주 $= \pi \times 40 \approx 125.66$ cm
급정지거리 $= 125.66 \times \dfrac{1}{3} \approx 41.9$ cm 이내

혼동 주의: 표면속도를 구할 때는 지름을 m 단위(0.4)로 넣고, 원주를 구할 때는 cm 단위(40)로 넣는다.

[모범답안]
① 이탈 및 역주행 방지장치: 정전·전압강하 등으로 화물·컨베이어가 갑자기 미끄러지거나 역주행하여 낙하하는 것을 방지
② 비상정지장치: 급박한 위험 발생 시 근로자가 즉시 운전을 정지시킬 수 있도록 하는 장치
③ 덮개 또는 울(방호울): 벨트·풀리 등 가동부 접촉 및 낙하물에 의한 위험 방지
④ 건널다리: 컨베이어를 횡단하는 근로자의 협착·전락 위험 방지
■ 핵심 채점어: 이탈·역주행 방지장치 / 비상정지장치 / 덮개 또는 울 / 건널다리 / 낙하 방지
※ 근거: 산업안전보건기준규칙 제191조(이탈 등의 방지)·제192조(비상정지장치)·제193조(낙하물에 의한 위험 방지, 덮개·울)·제195조(건널다리). 확립된 조문.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙은 컨베이어의 위험 상황별로 방호장치를 따로 정한다.

• 이탈 및 역주행 방지장치 — 정전·전압강하 때 화물이나 컨베이어가 미끄러지거나 거꾸로 돌아 떨어지는 것을 막는다.
• 비상정지장치 — 위급할 때 근로자가 즉시 운전을 멈출 수 있게 한다.
• 덮개 또는 울 — 벨트·풀리 같은 가동부에 닿거나 화물이 떨어져 다치는 것을 막는다.
• 건널다리 — 운전 중인 컨베이어를 넘어가는 근로자가 끼이거나 떨어지지 않게 한다.

외우는 요령: 역주행·비상정지·낙하·횡단 네 가지 위험에 장치를 하나씩 짝지어 기억한다.

[모범답안]
① 반발예방장치(분할날·반발방지 발톱 등): 가공재가 톱날 뒤쪽에서 조여져 작업자 쪽으로 튕겨 나오는 반발(kickback)을 방지하고 톱날 뒷부분과의 접촉을 막음
② 톱날접촉예방장치(톱날 덮개): 회전하는 톱날에 손·신체가 직접 접촉하는 것을 방지
■ 핵심 채점어: 반발예방장치 / 분할날 / 톱날접촉예방장치 / 덮개 / 반발 방지 / 접촉 방지
※ 근거: 산업안전보건기준규칙(목재가공용 둥근톱) — 반발예방장치와 톱날접촉예방장치 설치 의무. 확립된 조문 취지.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙은 목재가공용 둥근톱기계에 반발예방장치와 톱날접촉예방장치를 설치하도록 한다.

• 반발예방장치(분할날·반발방지 발톱 등) — 가공재가 톱날 뒤쪽에 끼여 작업자 쪽으로 튕겨 나오는 반발(킥백)을 막고, 톱날 뒷부분과의 접촉도 막는다.
• 톱날접촉예방장치(톱날 덮개) — 회전하는 톱날에 손 등 신체가 직접 닿지 않게 한다.

분할날은 톱날 바로 뒤에 붙은 얇은 판으로, 켜낸 홈을 벌려 재료가 톱날을 조이지 못하게 한다. 반발은 분할날, 접촉은 덮개로 짝지어 외운다.

[모범답안]
안전율 = 인장강도 / 허용응력 이므로
허용응력 = 인장강도 / 안전율 = $\dfrac{320}{4} = 80$ N/mm²
∴ 허용응력 = 80 N/mm²
■ 핵심 채점어: 허용응력=인장강도/안전율 / 320/4 / 80 N/mm²
※ 근거: 재료역학 확립 표준식: 안전율 = 기초강도(인장강도)/허용응력. 역산으로 허용응력 도출.

[해설]

안전율의 정의식(안전율 = 인장강도 / 허용응력)을 허용응력에 대해 정리해 푼다.

허용응력 = 인장강도 / 안전율
$= \dfrac{320}{4}$
= 80 N/mm²

안전율이 4라는 것은 인장강도의 1/4까지만 응력을 허용한다는 뜻이다.

[모범답안]
(1) 작동하중 = 정격하중 × 1.1 = $5 \times 1.1 = 5.5$ 톤
(2) 기능: 양중기에 정격하중을 초과하는 하중(정격하중의 1.1배)이 부과되면 경보를 울리고 자동으로 권상(감아올림) 동작을 정지시켜 과부하로 인한 전도·파단 사고를 방지하는 장치
∴ 작동하중 = 5.5톤
■ 핵심 채점어: 5×1.1 / 5.5톤 / 정격하중 1.1배 / 경보·자동 정지 / 권상 동작 정지
※ 근거: 방호장치 안전인증 고시(양중기 과부하방지장치 성능기준) — 정격하중의 1.1배 권상 시 경보와 함께 권상동작 자동 정지. 웹 확인 완료.

[해설]

방호장치 안전인증 고시의 양중기 과부하방지장치 성능기준에 따르면, 이 장치는 정격하중의 1.1배가 걸릴 때 작동해야 한다.

작동하중 = 정격하중 × 1.1
= 5 × 1.1
= 5.5톤

하중이 이 값에 이르면 장치가 경보를 울리고 권상(감아올림) 동작을 자동으로 정지시킨다. 이렇게 해서 과부하로 크레인이 넘어지거나 와이어로프가 끊어지는 사고를 막는다.