[설비보전기능사 필기] 15년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

기계 윤활유가 하는 주요 작용은 감마(減摩)작용, 냉각작용, 응력분산작용, 밀봉작용, 세정(청정)작용, 방청작용 등이다.
감마작용: 마찰면에 유막을 형성해 마찰과 마모를 줄이는 윤활의 기본 작용이다.
세정작용: 마찰면에서 생긴 마모분·이물질을 씻어내어 밖으로 운반한다.
응력분산작용: 국부적으로 집중되는 하중을 유막이 넓은 면적으로 분산시킨다.
반면 알파작용은 윤활작용을 가리키는 용어로 쓰이지 않으므로 윤활작용에 해당하지 않는다.

CM형 버니어 캘리퍼스는 최소측정단위 0.02mm(1mm÷50)의 정밀 측정기로, 독일형 또는 모오젤형이라 불리며 내측·외측 측정과 깊이 측정이 모두 가능하고 미동장치를 갖추고 있다. 정답 4번이 옳지 않은 이유는 부척의 눈금이 12mm를 25등분한 것이 아니라 50등분한 것이기 때문이다. 원척 1mm와 부척 50등분의 조합으로 0.02mm 해상도(1mm÷50=0.02mm)를 얻는 구조이므로, 4번의 "12mm를 25등분"은 잘못된 설명이다.

언로더 작동불량은 주로 조작압력 저하, 피스톤·다이어프램의 누설, 솔레노이드밸브의 이물질(유분·먼지·수분) 혼입 등 압력전달·기밀 계통의 문제로 발생한다.
반면 푸셔(pusher)의 길이가 기준치보다 긴 것은 일반적으로 언로더 작동불량의 원인으로 다루지 않는다.

기어의 이끝 높이를 크게 하면 상대편 기어의 이뿌리와의 간섭 깊이가 더 증가하여 마모를 악화시키므로 문제해결 방법이 아니다.
이뿌리 면이 상대편 기어의 이끝 통로에 따라 마모되는 현상은 이끝 통로(tip relief) 부족으로 인한 간섭 마모이다. 이를 해결하려면 간섭을 줄이거나 이끝 통로를 증가시켜야 한다.
압력각 증가: 접촉 경로의 기울기를 크게 해 이끝 통로를 상대적으로 증가시킨다.
기어의 이끝 면 가공: 이끝 통로를 직접 크게 한다.
피니언의 이뿌리 면 가공: 마모 부분을 재가공해 접촉 상태를 개선한다.

문제에서 실제로 요구하는 것은 마찰력에 의한 토크로, 그 값은 9,000kgf·mm이다.
브레이크 드럼에 작용하는 토크는 토크 = 힘 × 반지름으로 계산된다. 드럼 지름이 450mm이므로 반지름은 225mm이고, 주어진 힘 200kgf에 반지름을 곱하면
토크 = 200kgf × 225mm = 45,000kgf·mm
이다. 그런데 이 값이 보기에 없으므로, 마찰력에 의한 토크로 해석해야 한다.
마찰력 = 힘 × 마찰계수 = 200kgf × 0.2 = 40kgf
토크 = 40kgf × 225mm = 9,000kgf·mm

유압펌프에서 기름이 토출되지 않을 때는 회전방향, 흡입측 스트레이너의 막힘, 기름의 점도 등 흡입·회전 계통을 우선 점검한다.
펌프의 회전방향이 반대이면 흡입이 이루어지지 않아 토출이 되지 않는다.
석션스트레이너가 막히면 흡입저항이 커져 캐비테이션이 발생하고 토출이 되지 않는다.
규정 점도보다 기름이 너무 되거나 묽으면 흡입 불량으로 토출이 되지 않을 수 있다.
릴리프밸브의 고장은 회로 압력 설정과 관련된 것으로, 기름이 아예 토출되지 않는 현상의 직접적인 점검 항목은 아니다.

흡수식 공기건조기는 화학적 흡수제(조해성 물질)가 수분을 흡수하는 방식으로 구동부가 없어 기계적 마모가 적고 설치와 취급이 간단하다.
또한 별도의 에너지 공급이 필요 없다는 점이 흡수식 건조기의 특징이므로, 에너지 공급이 필요하다는 설명은 옳지 않다. 전기 등 에너지 공급이 필요한 것은 냉동식 건조기 쪽의 특징이다.

감속기 부착 고속 회전축이나 단 달림부(오버행부)에서의 급격한 구부러짐은 높은 원심력, 큰 모멘트, 심각한 응력 집중이 발생하므로 수리로는 안전성을 보장할 수 없어 교환이 필수적이다.
축이 구부러진 경우 수리 가능성은 회전 속도, 부하 조건, 축의 위치에 따라 결정된다.
베어링 중간부의 풀리 스프라킷 흔들림: 풀리나 스프라킷의 흔들림만 있고 축 자체는 건전한 경우로 수리 가능하다.
500rpm 이하이며 베어링 간격이 긴 축의 휨: 500rpm 이하의 저속이고 베어링 간격이 길면 축의 구부러짐 허용도가 커서 수리 가능하다.
경하중 기계의 진동·발열: 경하중 기계에서 진동이나 발열이 있어도 축에 심각한 응력이 가해지지 않아 수리 가능하다.

관용평행나사(PF)는 KS 규격상 다듬질 정도에 따라 A급과 B급의 2등급으로 구분한다.
A급이 B급보다 다듬질 정도가 정밀하며, 정밀도를 요구하는 결합부에는 A급을 사용한다.

주철관은 강관보다 무겁고 강도는 약하지만 내식성이 강하고 값이 저렴하여 상수도관, 가스관 등 매설관으로 널리 사용된다.

접착제는 액체성을 띠어 고체 표면에 침투해 모세관작용을 일으키고, 도포 후 고체화되어 일정한 강도를 유지해야 한다.
중량이 클 것은 접착제의 구비조건과 무관하며 오히려 가벼운 것이 유리하다.

패킹, 박판, 형강처럼 단면이 매우 얇은 물체는 실제 두께대로 두 선을 그리거나 해칭을 넣기 어렵다.
이 경우 KS 제도 규칙에서는 실제 치수와 관계없이 단면을 1개의 굵은 실선으로 나타내도록 정하고 있다.

로크너트는 풀림방지를 위해 사용하는 두께가 얇은 너트로, 체결 시 로크너트를 먼저 삽입한 뒤 정규너트를 나중에 체결한다.
따라서 정규너트를 먼저 삽입하여 체결한다는 설명은 체결 순서가 반대로 되어 옳지 않다.

긴 축의 구부러짐을 현장에서 직접 수리하려면 물리적 힘을 가하여 축을 곧게 펴는 공구가 필요하다. 짐 크로(Jemmy crow)는 긴 막대 형태의 지렛대 원리 공구로 축에 힘을 가해 구부러짐을 펼 수 있으며, 현장에서 즉시 수리 가능하다. 스트레이트 에지는 직선 상태를 측정하는 검사 공구이고, 다이얼 게이지는 편차를 측정하는 계측 공구, 스크루 익스트랙터는 부러진 나사를 빼는 공구이므로 구부러짐 수리에는 사용되지 않는다.

정투상법은 대상물의 좌표면이 투상면에 평행하도록 놓고 투상선이 투상면에 직각으로 투영되는 방법으로, 제3각법·제1각법의 기본이 된다.

밸브 누설 방지를 위한 플랜지 볼트 조임 순서는 십자 또는 대각선 순서(X자 패턴)로 조여야 한다. 볼트를 단순히 시계방향 순서로 조이면 개스킷에 불균등한 압력을 가져 누설의 원인이 된다.
개스킷의 균등하고 적절한 눌림을 위해서는 대각 위치의 볼트를 교대로 조이는 십자 조임법이 표준이다.
개스킷 선정: 개스킷 선정의 기본 원칙으로 올바르다.
토크렌치 사용: 토크렌치를 이용한 정확한 조임 방법으로 올바르다.
래핑: 디스크와 시트 손상 시 일시적 누설 감소 방법으로 올바르다.

오일 윤활은 유동성이 좋아 이물질 여과와 냉각작용에서 그리스 윤활보다 우수하고, 윤활제 교환도 배유·급유만으로 간단하여 그리스 윤활보다 쉽다.
따라서 윤활제 교환은 그리스 윤활방법이 간단하다는 설명은 사실과 반대이다. 다만 밀봉장치와 하우징 구조가 간단한 것은 그리스 윤활 쪽이 맞다.

지시선 화살표가 두 부재가 만나는 모서리(구석) 부분을 가리키고 있으며, 이는 필렛 용접을 나타내는 대표적인 형상이다. 화살표가 가리키는 접합부, 즉 화살표 방향으로 용접이 이루어짐을 의미하므로 필렛 용접 지시에 해당한다.

회전단면도는 핸들, 바퀴의 암, 리브, 축 구조물의 부재처럼 긴 부재의 한 부분을 90° 회전시켜 그 절단면의 모양을 나타내는 단면도이다.

나사의 제도 규칙에서 해칭 방법을 확인하는 문항이다. 수나사와 암나사의 해칭 범위는 반대인데, 정답 4번은 이를 뒤바꿔 서술했다. 올바른 규칙은 수나사는 외경까지, 암나사는 내경까지 해칭하는 것이다. 1번은 정확하며, 왼쪽 나사만 방향을 명시하는 것이 맞고, 2번도 정확하게 두 줄 이상일 때만 줄수를 표시한다. 3번 역시 결합부분을 수나사로 표현하는 것이 제도 관례다. 따라서 해칭 범위를 역으로 설명한 4번이 유일한 오류다.

기어 이뿌리에 간섭이 발생하여 발열, 윤활막 파괴, 금속접촉이 일어나는 현상을 스코어링(scoring)이라 한다. 스코어링은 과부하, 윤활 부족, 또는 이 표면의 미세한 손상이 누적되면서 나타나며, 기어 표면에 긁힘 자국(score)이 남는 특징이 있다. 피칭은 기어 표면의 피로 박리, 스포어링은 윤활 부족으로 인한 국소 용착 현상, 백래시는 맞물린 두 기어 간의 간격을 의미하므로 제시된 현상과 맞지 않는다.

설비 사용 초기에 부품의 수명이 짧거나 설계·제작상의 결함으로 고장이 집중되는 시기를 초기 고장기라 하며, 이 시기에는 고장률이 시간이 지날수록 감소하는 경향을 보인다.

적하급유법은 오일캔이나 급유기로 수동으로 한 방울씩 윤활유를 떨어뜨리는 간단한 급유 방식으로, 지속적인 순환이 아닌 간헐적 공급 방식이므로 순환급유법에 속하지 않는다.
순환급유법은 윤활제를 지속적으로 순환시켜 베어링이나 기어에 공급하는 방식이다.
유욕급유법: 부품을 윤활유 속에 담그는 방식으로 순환급유법에 해당한다.
원심급유법: 회전체의 원심력을 이용해 윤활유를 공급하는 방식으로 순환급유법에 해당한다.
중력순환급유법: 높은 위치의 유조에서 중력으로 유하시키는 방식으로 순환급유법에 해당한다.

베어링이 내륜 회전 조건으로 사용될 때는 회전하는 내륜과 축을 억지 끼워맞춤하여 미끄러짐(크리프)을 방지하고, 정지하는 외륜과 하우징은 조립·분해가 쉽도록 헐거운 끼워맞춤으로 한다.

문제의 원인을 생선뼈 모양으로 세분화하여 규명하는 분석 방법은 특성요인도(Cause and Effect Diagram)이며, 어골도(魚骨圖)라고도 불린다.

자주보전의 효과는 평균가동시간(MTBF)의 연장, OPL 작성현황, 자주보전 개선시트 작성현황 등 현장 개선활동 지표로 측정한다.
기업 수익성과의 연계추적은 경영성과 지표에 해당하여 자주보전 자체의 효과측정 방법으로 보기 어렵다.

가로축(횡축)에 시간, 세로축(종축)에 부하전력을 나타내어 시간에 따른 전력 사용 변화를 표시한 도표를 부하 곡선이라 한다.

TPM(Total Productive Maintenance, 총체적 생산유지보전)은 예방과 원인 추구에 기반한 시스템으로, 문제 해결을 넘어 근본 원인을 찾아내고 제거하는 데 중점을 둔다. 원인 추구 시스템은 TPM이 고장의 근본 원인을 규명하고 재발 방지를 목표로 하는 핵심 특징을 정확히 반영한다.
문제를 해결하려는 방법: TPM의 범위를 지나치게 좁혀 표현한다.
상벌 위주의 동기부여: TPM의 철학과 맞지 않으며, TPM은 전원 참여와 자발적 협력을 강조한다.
상대적 벤치마크 달성: TPM의 특징이 아니다.

PM분석은 고장 같은 불합리한 현상을 물리(Physical)적으로 분석하고, 그 현상을 성립시키는 성분·요소와 조건을 명확히 하여 특성요인도 분석의 단점을 보완하는 기법이다. 주로 만성적인 고장(만성로스)을 규명·개선하기 위해 개발되었다.
따라서 우발고장을 규명하기 위해 개발되었다는 설명은 PM분석의 목적과 맞지 않는다.

오버홀(overhaul)은 설비를 완전히 분해·점검하여 열화 부위를 정비함으로써 고장을 미연에 방지하는 활동으로, 예방보전활동에 속한다.

유틸리티 설비는 전기·용수·압축공기 등 생산에 필요한 에너지·매체를 공급하는 부대설비를 말하며, 발전설비가 이에 해당한다.
운반장치, 항만설비, 육상하역설비는 물류·운반 관련 설비로 유틸리티 설비와는 구분된다.

설비효율을 저해하는 6대 로스는 고장로스, 준비·조정로스, 순간정지·공회전로스, 속도로스, 불량·수정로스, 초기·수율로스로 구성된다.
관리로스는 이 6대 로스에 포함되지 않는 별도의 로스 항목이다.

피로파괴는 반복되는 하중에 의해 미세균열이 서서히 진행되다가 거시적으로는 뚜렷한 징후 없이 급속히 파단에 이르는 특성을 가져 사전 예지가 어렵고 대단히 위험하다.
풀림에 의한 변이는 거시적으로 관찰이 가능하고 서서히 진행되므로 급속 진행이라 보기 어렵다.
마모에 의한 표면변화는 거시적으로 관찰이 가능하며 진행도 서서히 이루어진다.
부식에 의한 재질변화 역시 거시적으로 어느 정도 관찰이 가능하며 진행속도도 상대적으로 느리다.

설비 열화측정에서 성능저하형 열화 설비의 검사방법으로 출제된 정답은 양부검사이다.
성능저하형 열화는 정밀도·능률·품질처럼 성능 지표가 서서히 떨어지는 형태의 열화를 말하며, 측정값이 허용 한계 안에 있는지(양·부)를 판정하는 방식으로 검사한다. 정밀검사와 정도검사는 특정 기기의 정밀도를 확인하는 개별 검사 명칭이고, 경향검사는 측정값의 추이를 추적하는 방식이다.
※ 일부 교재는 기능정지형 열화를 양부검사, 성능저하형 열화를 경향(추이)검사로 대응시켜 서술한다. 그러나 이 시험에서는 15년 1회·16년 1회 두 차례 모두 성능저하형 = 양부검사로 출제·정답 처리되었으므로, 기출 기준으로 이 대응을 기억해 두는 것이 안전하다.

프레스, 주조·단조 등에서 소재를 원하는 형상으로 성형할 때 사용하는 공구를 형(die, 금형)이라 한다.

면적, 체적, 속도와 같이 기본단위들의 조합(곱셈·나눗셈)으로 정의되는 단위를 유도단위라 한다.

설비가동률은 실제 가동시간을 부하시간(설비를 가동할 수 있었던 시간)으로 나눈 비율로 정의되며, 식으로는 $\dfrac{\text{가동시간}}{\text{부하시간}}\times100$ 이다.

설비관리의 목적은 생산계획 달성, 재해 예방, 납기 준수, 그리고 이를 통한 원가 절감에 있다.
따라서 원가 상승은 설비관리가 추구하는 목적과 반대되므로 목적에 해당하지 않는다.

설비종합효율은 시간가동률, 성능가동률, 양품률을 곱하여 산출한다.
설비 이용률은 종합효율을 구성하는 요소가 아니라 별도로 산정하는 지표이다.

공기탱크의 용량은 공기 소비량, 압축기의 공급 체적, 허용 가능한 압력강하 등을 고려하여 결정한다.
윤활기 내의 윤활유 공급량은 공기탱크 용량 산정과 직접적인 관련이 없다.

압력제어밸브는 회로 내 압력을 설정·유지하여 압축공기의 과다 소모를 막고, 적정 압력 사용으로 공압기기의 신뢰성을 확보하며, 소정 압력 이상이 되면 공기를 배출해 안전을 확보하는 기능을 한다.
공기흐름의 방향을 제어하는 것은 방향제어밸브의 기능이므로, 신호를 이용해 흐름 방향을 제어한다는 설명은 압력제어밸브의 기능이 아니다.

실린더에서 빠져나오는 쪽 관로에 교축 밸브가 놓여 있으므로 미터 아웃 회로다.
그림을 보면 압력원이 실린더 왼쪽(헤드측)으로 곧바로 들어가고, 오른쪽(로드측) 배출 라인에 사선 화살표가 걸린 가변 교축 밸브가 달려 빠져나가는 유량을 조인다. 전진 운동에서 조절되는 쪽이 공급이 아니라 배출이라는 점이 판단 기준이다.
공급 라인에 교축을 두어 들어가는 유량을 조이면 미터 인 회로다.
공급 라인에서 분기시켜 남는 유량만 탱크로 흘려보내면 블리드 오프 회로다.
미터 아웃은 배출측에 배압이 걸리므로 실린더가 부하에 끌려 튀어 나가는 것을 막아, 하강이나 인장 하중이 걸리는 작업에 적합하다.

복동 실린더(피스톤식)는 피스톤 양쪽에 공기(또는 기름)를 교대로 공급하여 전진·후진 양방향 운동 모두에서 일을 할 수 있는 실린더이다.
램형 실린더와 단동 실린더는 한쪽 방향으로만 일을 하고 복귀는 스프링이나 자중 등에 의존한다.
다이어프램 실린더는 짧은 행정에서 단동으로 작동하는 방식이다.

유압회로는 구조가 간단하고, 발생한 열을 쉽게 방출할 수 있어야 하며, 유압유닛의 진동·소음을 작게 억제하도록 설계해야 한다.
작업자가 다양한 위치에서 일할 수 있도록 하는 것은 회로 자체의 설계 고려사항이 아니라 설비 배치·작업환경 측면의 문제이다.

SI 단위계에서 압력의 단위는 $\mathrm{Pa}$(파스칼)이며, atm·bar·kgf/cm² 등은 SI에 속하지 않는 비SI 압력 단위이다.

공기압축기를 작동원리에 따라 분류하면 크게 터보형과 용적형으로 나뉘며, 터보형에는 원심식과 축류식이 속한다.
스크루식·피스톤식·다이어프램식은 실린더나 로터의 용적 변화를 이용하는 용적형 압축기이다.

포트가 4개, 절환 위치가 3개인 4/3way 방향 제어 밸브다.
기호에서 네모 칸의 개수가 곧 절환 위치 수인데 그림은 칸이 세 개다. 포트 수는 중앙(중립) 칸을 기준으로 세며, 위쪽으로 두 개(A·B), 아래쪽으로 두 개(P·T)가 나와 있어 4포트가 된다.
좌우 위치에서는 내부 화살표가 각각 평행과 교차로 이어져 실린더의 전진·후진을 바꾸고, 중앙 위치에서는 A·B가 짧은 막대로 막힌 채 P와 T가 아래에서 ㄷ자로 이어져 펌프 유량이 탱크로 되돌아가도록 그려져 있다. 이런 중립 형식을 탠덤 센터라 한다.

공압 방향제어밸브의 포트 번호는 ISO 표기법에 따라 공급구=1, 작업(동작) 라인=2와 4, 배기구=3과 5로 매긴다.
따라서 실린더 등 액추에이터로 통하는 작업 라인은 2,4 포트이다. 1은 압축공기 공급구, 3·5는 배기구이며, 12·14는 밸브를 절환시키는 파일럿(제어) 포트를 뜻하므로 작업 라인이 아니다.

유압 작동유의 점도(절대점도)를 나타내는 단위는 포아즈(poise, P)이며, 동점도는 스토크스(St)로 표시한다.
토오크는 회전력, 디그리는 각도, 리스크는 점도와 무관한 용어로 점도 단위가 아니다.

유압실린더에서 피스톤과 로드 둘레의 작동유 누설을 방지하는 부품은 실(Seal)이다.
피스톤 로드는 동력을 전달하는 축이고, 헤드커버와 실린더 튜브는 실린더의 몸체를 구성하는 부품으로 누설방지 자체가 목적은 아니다.

수랭식 오일쿨러는 냉각수를 이용해 열을 교환하므로 냉각수 배관·펌프 등 별도의 냉각수 설비가 반드시 필요하다. 따라서 "냉각수 설비가 필요 없다"는 수랭식의 장점이 될 수 없다(오히려 공랭식의 장점에 가깝다).
반면 소음이 적고, 소형으로도 냉각능력이 크며, 자동유로조정이 가능한 점은 수랭식 오일쿨러의 장점으로 제시되는 항목이다.

토크에 대한 관성의 비가 커서 응답성은 좋지만, 저속 영역에서 토크와 회전속도의 맥동(리플)이 커서 정밀한 서보기구에는 부적합한 유압모터는 기어모터이다.
액셜형 피스톤 모터(축 방향 피스톤 모터)는 구조상 저속 맥동이 작고 응답성·효율이 우수해 서보용으로도 사용된다.
레이디얼형 피스톤 모터 역시 저속에서 회전이 안정적이어서 저속 대토크 용도에 적합하다.

흐름을 한 방향으로만 허용하고 반대 방향의 흐름은 차단하는 밸브는 체크 밸브이다.
언로드 밸브는 설정압력 도달 시 펌프를 무부하 상태로 만드는 밸브다.
니들 밸브는 유량을 미세하게 조절하는 밸브다.
유량 분류 밸브는 유량을 일정 비율로 나누어 보내는 밸브다.

절삭가공 중에는 공작물이 고속으로 회전·이송되고 있어 손으로 거친 정도를 직접 확인하면 안 되며, 반드시 기계를 정지한 뒤 측정해야 한다. 따라서 이 항목이 옳지 않은 설명이다.
장갑 미착용, 정지 후 측정, 솔을 이용한 칩 제거는 모두 밀링작업의 표준 안전수칙에 해당한다.

힘이 부족하다고 스패너 자루에 파이프를 연결해 길이를 늘리면 과도한 힘이 걸려 스패너나 볼트·너트가 파손되거나 미끄러져 다칠 위험이 커지므로 금지되는 행위다.
규격에 맞는 스패너 선택, 맞물림 방향 확인, 작업 시 몸의 균형 유지는 모두 올바른 안전수칙이다.

유해물질 표시 관련 사항(표찰의 양식·규격·색상 등)을 정하는 주체는 산업안전보건 업무를 관장하는 고용노동부장관이며, 보건복지부장관이 아니다. 따라서 이 설명이 옳지 않다.
성분 함유량을 중량비로, 벤젠 등 일부는 용량비로 표시하고 용기에 인쇄하거나 표찰을 부착한다는 나머지 설명은 실제 표시방법에 부합한다.

사다리식 통로의 폭은 30cm 이상으로 하여야 하므로, "20cm 이상"이라는 기준은 실제 안전 요건에 못 미쳐 옳지 않은 설명이다.
미끄럼방지장치 부착, 부식 없는 견고한 구조, 기둥과 수평면이 이루는 각도를 75도 이하로 하는 것은 이동식 사다리의 올바른 안전 요건이다.

무재해 운동을 통한 안전작업은 재해로 인한 손실을 줄여 기업에 경제적 이익을 주는 효과를 가져온다.
재해가 줄면 생산성은 오히려 향상되고 제품 품질도 개선되며, 안전 풍토가 자율적·적극적으로 바뀌므로 나머지 보기는 무재해 운동의 결과와 반대된다.

산업안전보건기준에 따라 근로자가 안전하게 통행할 수 있도록 통로의 조명은 75럭스 이상으로 유지해야 한다.

외부 점화원 없이 물질 자체의 열만으로 연소가 시작되는 최저온도를 발화점(발화온도)이라 한다.
인화점은 점화원이 있을 때 불이 붙는 최저온도, 연소점은 인화 후 연소가 지속되는 온도, 폭발점은 폭발이 일어나는 온도로 발화점과는 개념이 다르다.