[천장크레인운전기능사 필기] 15년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

와이어로프가 훅으로부터 이탈되는 것을 방지하는 장치는 훅 해지장치(hook release device)다. 훅 해지장치는 하중이 완전히 제거되거나 과부하 상태에서 와이어로프가 훅의 개구부로부터 자동으로 빠져나가는 것을 방지하도록 설계된 안전장치로, 훅의 개구부에 설치되어 로프의 이탈을 원천적으로 차단한다. 훅 고정장치는 훅 자체를 고정하는 것이고, 로프 고정·해지장치는 로프 운동과 관련된 장치로서 로프 이탈 방지와는 다르다.

천장크레인의 비상정지장치는 긴급 상황에서 모든 동작을 즉시 중지하도록 설계되어야 하므로, 권하 동작만을 제외하고 나머지만 중지된다는 1번 설명이 틀렸다. 비상정지장치의 누름버튼은 돌출형 적색으로 규정되어 있고(2번 정답), 비상시 신속한 접근을 위해 접근이 용이한 장소에 배치되어야 하며(3번 정답), 작동 후 의도하지 않은 재시동을 방지하기 위해 수동으로 전원을 복귀시키는 구조여야 한다(4번 정답).

대용량 훅은 하중을 안전하게 분산시키기 위해 오히려 고리가 두 갈래로 갈라진 형태(더블훅)를 주로 사용하므로, 50톤 이상의 훅은 반드시 고리가 1쪽으로만 되어 있어야 한다는 설명은 틀렸다.
해지장치 부착, 안전계수 5 이상 확보, 마모 한도(원치수의 5% 이하, 2㎜ 이하)일 때 다듬어 사용하는 내용은 훅에 대한 올바른 설명이다.

차륜은 주행 중 큰 하중과 충격, 마모를 견뎌야 하므로 주철, 주강, 특수 주강처럼 강도와 내마모성이 높은 재료로 만든다.
구리는 강도와 내마모성이 낮아 차륜 재료로는 일반적으로 사용되지 않는다.

크래브(crab)프레임은 천장주행크레인에서 하중을 들어올리기 위한 집중된 구조로, 드럼·권상(lifting)용 전동기·횡행(좌우 이동)용 전동기 등 수직 및 횡방향 동작에 필요한 기계 구성품들이 설치된다. 반면 주행용 전동기는 크레인 전체를 레일 위에서 전진·후진시키는 기능을 수행하므로 크래브프레임이 아닌 크레인 본체의 차륜(주행바퀴) 구동부에 설치된다. 따라서 주행용 전동기는 크래브프레임 위의 구성품이 아니다.

와이어로프를 드럼에서 최대한 풀어냈을 때도 로프 고정부에 하중이 직접 걸리거나 로프가 빠지지 않도록 드럼에 최소 2바퀴 이상의 로프를 남겨 두어야 한다.

양정이 50m를 넘는 경우에는 와이어로프 자체의 중량도 무시할 수 없으므로, 안전율은 정격하중에 훅, 블럭 및 로프 중량까지 고려하여 정해야 한다.
절단하중을 그대로 정격하중으로 삼거나 훅·블럭 무게만 고려하는 방식, 안전율을 단순히 2~3으로 못박는 방식은 장경간 크레인의 사용하중 결정법으로 적절하지 않다.

한국산업표준(KS)에서는 와이어로프 제조 시 지름이 공칭 지름보다 작아지지 않도록 규정하므로, 직경 20㎜ 로프의 허용차는 0 ~ +7%로 정해져 있다.
즉 지름이 공칭 치수보다 커지는 것은 일정 범위까지 허용되지만, 작아지는 것은 허용되지 않는다.

마그넷 브레이크는 라이닝이 마모되면 드럼과 라이닝 사이의 간극이 벌어져 제동력이 떨어지므로, 마모량이 한도에 이르기 전 단계(두께 30% 감소)에서는 우선 스트로크를 조정하여 정상적인 제동 간극을 맞춰준다.
라이닝 교환은 마모가 한도를 초과했을 때 필요한 조치이고, 드럼 직경을 키우는 것은 조치 방법이 될 수 없으며, 마모 한도에 이를 때까지 방치하는 것은 제동력 저하로 사고를 유발할 수 있어 옳지 않다.

중추(추의 무게를 이용하는) 방식 리밋 스위치는 주로 권상(수직 이동) 장치에 사용되며, 횡행 리밋 스위치에는 캠(cam)식·레버식 등이 일반적으로 쓰이므로 횡행 리밋 스위치에 중추식이 이용된다는 설명은 틀렸다.
리밋 스위치가 권상장치 외에 주행·횡행에도 설치될 수 있다는 점, 권하 시 드럼에 로프가 약 3바퀴 남았을 때 작동한다는 점, 비상용 리밋 스위치가 상용 리밋 스위치 고장 시 작동한다는 점은 모두 올바른 설명이다.

과부하방지장치는 안전인증품을 사용하고 정격하중의 1.1배 권상 시 경보와 함께 권상 작동이 자동으로 정지되며 임의로 조정할 수 없도록 봉인되어야 한다.
이 요건은 권상 동작을 정지시키는 것이 목적이므로 선회, 횡행 및 주행 작동이 가능한 구조인지 여부는 과부하방지장치의 부착 요건에 해당하지 않는다.

중앙전동기 구동식은 거더 중앙에 설치한 전동기 1대의 출력축이 양쪽으로 나와 좌우 주행차륜을 구동하는 방식이다.
따라서 출력축이 양쪽으로 연결된 것은 맞지만 전동기를 2대 쓰는 구조라는 설명은 옳지 않다. 전동기를 좌우에 각각 설치하는 것은 독립륜 구동식에 해당한다.

배전반은 전동기를 보호하고 제어하며 전원을 개폐하기 위해 설치하는 장치로, 발전기 구동제어와는 관계가 없다.
천장크레인은 외부 전원을 받아 전동기를 구동하는 구조이므로 배전반이 발전기 자체를 구동·제어할 필요가 없다.

사용 중인 천장크레인 저항기의 발열온도 허용한도는 350℃이다.
저항기는 기동·제동 시 발생하는 열을 견뎌야 하므로 이 온도를 넘지 않는 범위에서 사용하도록 정해져 있다.

전자 브레이크 라이닝이 20% 마모된 상태는 아직 사용 가능 범위에 있어 정상적으로 계속 사용할 수 있다.
라이닝 마모는 원 두께의 절반 정도에 이르러야 교환 대상이 되므로, 20% 마모만으로 전자석 손상이나 드럼 손상, 간격 축소와 같은 이상이 발생했다고 보기는 어렵다.

전동기 브러시의 마모한도는 원 치수의 50% 이하이다.
브러시가 이 한도 이상 마모되면 정류가 불안정해지고 스파크가 발생할 수 있어 교체해야 한다.

횡행레일의 차륜 정지기구에는 횡행속도가 48m/min 이상인 경우 리밋 스위치 등의 전기적 정지장치를 설치하여야 한다.
속도가 빠를수록 기계식 정지기구만으로는 충격을 흡수하기 어려워 전기적으로 미리 감속·정지시키는 장치가 필요하기 때문이다.

천장크레인용 시브(활차) 홈의 마모 한도는 와이어로프 원 직경의 20%이다.
홈이 이보다 깊게 마모되면 로프가 홈에 끼거나 한쪽으로 치우쳐 편마모·손상이 빨라지므로, 이 범위 안에서 관리하고 초과하면 보수하거나 교환한다.

천장크레인의 차륜구동방식은 구동하는 차륜의 수에 따라 나뉘며, 일반적으로 2륜 구동과 4륜 구동이 가장 널리 사용된다.
구조가 단순하고 유지보수가 쉬우며, 하중이 크거나 주행속도가 빠를수록 구동륜 수를 늘려 대응한다.

천장크레인 통로는 안전하게 통행할 수 있도록 폭을 40㎝ 이상으로 확보해야 하므로, 통로의 폭을 40㎝ 이하로 해야 한다는 설명은 틀렸다.
이 밖에 통로의 바닥면은 미끄러지거나 걸려 넘어질 위험이 없어야 하고, 추락을 막기 위한 안전난간을 설치하도록 하고 있다.

주권과 보권이 동시에 표시된 천장크레인은 각 훅의 하중을 합산하지 않고 주감기의 정격하중 이내로 사용하는 것을 기준으로 한다.
주감기와 보조감기의 하중을 단순히 더한 값이나 뺀 값을 기준으로 삼으면 실제 구조상 허용되는 하중을 초과할 수 있어 위험하다.

치차의 마모한계는 이론상 피치원에서 치두께 원치수의 40%이지만, 실제 유지보수에서는 여유를 두어 20~30% 마모 시점에서 교환하는 것이 좋다.
한계치까지 사용하다 교환하면 급격한 파손이나 물림 불량이 발생할 위험이 있기 때문이다.

베어링 메탈로는 화이트메탈, 청동, 켈멧과 같이 마찰계수가 낮고 미끄럼성이 좋은 합금이 사용되며, 침탄강은 표면을 경화시킨 강재로 축이나 기어에 사용되는 재료이지 베어링 메탈로는 적당하지 않다.

권선형 유도전동기는 고정자, 회전자, 슬립링으로 구성되어 회전자 권선을 슬립링과 브러시를 통해 외부 저항과 연결하는 구조이다.
단락형(농형)은 회전자 도체를 자체적으로 단락시킨 별도 형식의 전동기로, 권선형 전동기의 구조 요소에는 해당하지 않는다.

퓨즈는 과부하, 회전자 권선 단락, 과전류와 같이 정격을 초과하는 전류가 흐를 때 끊어져 회로를 보호한다.
리밋 스위치가 동작하는 것은 정상적인 위치 제한 동작으로 회로를 안전하게 정지시키는 것일 뿐 과전류를 유발하지 않으므로 퓨즈가 끊어지는 원인이 아니다.

메인스위치를 투입해도 신호램프가 켜지지 않으면 먼저 제어기의 전압이 0상태인지 확인하는 것이 가장 옳은 처리 방법이다.
운전자가 스스로 확인할 수 있는 기본적인 점검을 먼저 수행한 뒤에도 원인이 밝혀지지 않을 때 정비사에게 연락하거나 상사에게 보고하는 것이 순서에 맞다.

저항 20Ω에 1.2A의 전류를 흐르게 하는 데 필요한 전압은 옴의 법칙으로 구한다.
$V = IR$
$V = 1.2\mathrm{A} \times 20\Omega = 24\mathrm{V}$
따라서 필요한 전압은 24V이다.

경보음은 운전 시작 시, 미끄러지기 쉬운 위험물을 운반할 때, 진행 방향에 사람이 있을 때처럼 주의가 필요한 상황에서 울려야 한다.
운전 중 항상 경보를 울리면 정작 위험한 순간에 경보의 의미가 무뎌지고 주변 작업자의 경계심도 떨어지므로 바람직하지 않다.

440V용 전동기의 절연저항은 최소 0.4MΩ 이상이어야 한다.
이는 사용전압 400V를 초과하는 회로에 0.4MΩ 이상을 요구하던 종전 전기설비기술기준에 따른 값으로, 출제 당시 기준으로 판단한다. 사용전압이 높을수록 절연 성능에 대한 요구 기준도 높아진다.

리모컨 크레인은 운전을 시작하기 전에 제어기의 제어방향과 크레인의 실제 작동방향이 일치하는지 반드시 확인해야 한다.
이를 확인하지 않으면 조작 의도와 반대로 크레인이 움직여 충돌이나 협착 사고로 이어질 수 있으므로, 확인이 필요 없다는 설명은 틀렸다.

권선형 3상 유도전동기의 회전방향은 1차 측 공급전원 3선 중 2선을 서로 바꾸어 결선하면 반대로 바뀐다.
전압을 낮추거나 저항기의 저항값을 바꾸는 것은 속도나 토크 특성에 영향을 줄 뿐 회전방향과는 관계가 없고, 3선을 모두 바꾸면 상순서가 그대로 유지되어 회전방향이 바뀌지 않는다.

지정된 사다리로 탑승하고, 주행 시 경적이나 경광등을 사용하며, 지정된 신호수의 신호에 따라 동작하는 것은 모두 크레인 안전운전 수칙에 해당한다.
반면 운행일지 기록은 운전 중 실시간으로 지켜야 할 안전 동작 수칙이라기보다 사후 관리·기록 업무에 가까워 안전운전 수칙으로 보기는 어렵다.

모듈은 피치원 지름을 잇수로 나눈 값이다.
$m = \dfrac{D}{Z} = \dfrac{30}{12} = 2.5$
따라서 이 평치차의 모듈은 2.5이다.

천장크레인의 권상장치는 화물을 매달아 올리는 핵심 안전장치이므로 고장이 발생한 뒤에 고치는 사후 보전 방식으로 운용해서는 안 되고, 이상 징후를 미리 파악해 계획적으로 정비하는 예방 보전이 필요하다.
횡행장치나 주행장치는 상대적으로 고장이 나더라도 낙하와 같은 중대재해로 직결될 위험이 낮아 사후 보전으로 대응하는 경우가 있는 것과 대비된다.

크레인의 권상용 전동기는 대부분 권선형 유도전동기를 사용하며, 기동 시 회전자 회로에 저항을 넣어 기동전류와 토크를 조절하는 2차 저항 기동법이 일반적으로 쓰인다.
이 방식은 부드러운 가속과 큰 기동토크 확보에 유리해 하중을 다루는 크레인의 특성에 적합하다.

운전 중 전동기에 전원이 들어오지 않고 정지되었을 때는 먼저 과부하 계전기의 동작 유무를 확인하는 것이 가장 우선이다.
과부하 계전기는 과전류로부터 전동기를 보호하기 위해 흔히 작동하는 보호기기이므로, 집전기나 배선, 브레이크를 점검하기 전에 먼저 확인하는 것이 순서상 합리적이다.

화물을 들어 올릴 때는 매단 화물 위에 올라타지 않고, 무게중심보다 낮은 위치에 줄을 걸며, 조금씩 감아올려 로프의 긴장 상태를 확인하는 것이 올바른 주의사항이다.
철판과 같은 판재를 섀클만으로 세워서 매다는 방법은 하중이 불안정하게 쏠려 화물이 미끄러지거나 넘어질 위험이 크므로 바람직한 주의사항으로 보기 어렵다.

축과 보스에 각각 홈을 파서 때려 박는 일반적인 키 방식은 묻힘 키(성크 키)이다.
안장 키는 보스에만 홈을 파서 축에 얹는 방식이고, 평 키는 축에 평평한 면만 깎아 사용하는 방식으로 서로 구조가 다르다.

윤활제는 유성이 좋고 화학적으로 안정하며 인화점이 높아야 하지만, 점도는 무조건 클수록 좋은 것이 아니라 사용 조건에 맞는 적정한 점도를 가져야 한다.
점도가 지나치게 크면 오히려 유동성이 떨어져 윤활유가 필요한 부위까지 원활히 공급되지 못하므로, 점도가 클 것은 윤활제의 올바른 구비조건이 아니다.

사용 중인 천장크레인은 안전검사, 작업시작 전 점검, 자율안전프로그램에 의한 검사를 통해 주기적으로 관리된다.
완성검사는 크레인을 설치·조립하여 완성한 시점에 실시하는 검사로, 이미 사용 중인 크레인에 대한 주기적 점검·검사와는 성격이 달라 관계가 없다.

와이어로프를 절단한 부분에서 꼬임이 풀리지 않도록 끝을 철선으로 묶는 작업을 시징이라 한다.
클립은 로프 끝을 고리 모양으로 고정할 때 쓰는 부속이고, 엮어 넣기는 로프 가닥을 서로 짜 넣어 고리를 만드는 방법이므로 절단면의 꼬임 방지 목적과는 다르다.

운전자가 사이렌을 울리거나 손바닥을 안으로 하여 얼굴 앞에서 2~3회 흔드는 동작은 신호불명, 즉 신호수의 신호를 알아볼 수 없다는 것을 나타내는 신호이다.
이 신호를 받으면 신호수는 신호를 다시 명확하게 보내야 한다.

섬유벨트는 취급이 용이하고 하물을 손상시키지 않으며 와이어로프나 체인보다 가벼운 장점이 있다.
반면 섬유벨트는 와이어로프나 체인에 비해 오히려 가격이 비싼 편이어서, 값이 많이 싸다는 설명은 섬유벨트의 장점으로 볼 수 없다.

와이어로프의 심강은 스트랜드의 위치를 올바르게 유지하고 소선끼리의 마찰에 의한 마모를 줄이며, 굽힘이나 충격 하중을 흡수하는 역할을 한다.
심강은 로프의 유연성과 내구성을 높이기 위한 것이지 소선(강선)의 사용량을 절약하려는 목적은 아니다.

줄걸이 작업자는 정격하중을 넘는 화물을 매달지 않고, 하중 판단이 어려우면 숙련자에게 문의하며, 자주 다루는 화물에는 전용 줄걸이 용구를 만들어 사용하는 것이 안전한 작업방법이다.
화물의 하중을 어림짐작하여 작업하는 것은 정확한 하중 파악 없이 진행하는 위험한 방식이므로 안전작업방법과는 거리가 멀다.

신호수는 원칙적으로 1인을 지정하여 운전자에게 신호를 전달해야 하며, 신호 전달을 위해 2인 이상이 동시에 신호하도록 하는 방식은 오히려 신호 혼선과 오인을 일으켜 바람직하지 않다.
손·깃발·호각 등을 신호수단으로 쓰는 것, 절도 있고 간단명료한 동작으로 신호하는 것, 운전자가 보기 쉽고 안전한 위치에 신호자가 서는 것은 모두 올바른 신호방법이다.

도금(아연도금) 와이어로프는 고온에서 아연이 녹거나 강도가 저하될 수 있어 오히려 고온 환경에는 적합하지 않으므로, 무조건 도금 로프를 선정한다는 설명은 틀린 내용이다.
용도별 손상 최소화, 하중에 맞는 강도 확보, 사용 목적에 따른 심강(core) 선택은 모두 와이어로프 선정 시 지켜야 할 올바른 기준이다.

하중과 힘의 비는 W : F = 2 : 1이다.
그림에서 로프 한쪽 끝은 천장에 고정되고, 아래로 내려가 하중 W를 매단 이동활차를 감아 다시 올라간 뒤, 천장에 매달린 고정활차를 돌아 나와 힘 F로 당겨진다.
이동활차를 떠받치는 줄은 천장 고정단 쪽과 F 쪽 두 가닥이고, 마찰을 무시하면 한 줄에 걸리는 장력은 모두 F로 같다. 따라서 $W = 2F$, 즉 $F = \dfrac{W}{2}$ 이다.
고정활차는 힘의 방향만 바꿀 뿐 크기를 줄이지 못하므로 배력은 오직 이동활차 1개에서 나오고, 그 결과 하중 대 힘의 비는 2 : 1이 된다.

크레인용 와이어로프의 규격상 1줄(1권) 길이는 200m, 500m, 1000m를 표준으로 한다. 로프는 이 표준 길이 단위로 감아 공급되며, 실제 사용 시 필요한 길이만큼 잘라 쓴다.
50m·100m·150m나 100m·200m·300m처럼 짧은 길이 조합은 표준 공급 단위가 아니다.

안전율은 절단하중을 로프 1가닥이 실제로 부담하는 하중으로 나눈 값이며, 계산 결과 4가 된다.
2줄걸이이므로 화물 600kgf는 로프 두 가닥이 나누어 부담하고, 로프 한 가닥이 받는 하중은 다음과 같다.
$\dfrac{600\ \mathrm{kgf}}{2} = 300\ \mathrm{kgf}$
따라서 안전율은 $\dfrac{1200\ \mathrm{kgf}}{300\ \mathrm{kgf}} = 4$이다.

흔들리는 중량물은 직접 손으로 붙잡지 말고 유도로프 등을 이용해 흔들림을 제어해야 하므로, 사람이 손으로 붙잡아 이동시킨다는 설명은 틀렸다.
주위 사람에게 인지시키는 것, 규정 용량을 초과하여 운반하지 않는 것, 무거운 물건을 상승시킨 채 오래 방치하지 않는 것은 모두 중량물 취급 시 지켜야 할 올바른 원칙이다.

대피 장소 및 비상구 표지에는 녹색을 사용한다. 녹색은 안전·피난·구호를 뜻하는 안내표지의 기본 색채이다.
빨간색은 금지·소방시설 표지, 청색(파란색)은 지시표지에 쓰이며, 주황색은 기계의 위험 부위 등을 나타내는 위험 표시 색으로 모두 대피 장소 표지와는 관련이 없다.

공구 자체의 결함은 사람의 행동이 아니라 설비·물적 조건의 문제이므로 불안전한 상태에 해당하며, 불안전한 행동으로 분류되지 않는다.
허가 없이 기계장치를 운전하는 것, 작업 중 안전장치를 임의로 제거하는 것, 부적당한 속도로 기계를 운전하는 것은 모두 작업자 스스로의 불안전한 행동에 해당한다.

페일세이프(fail-safe)는 인간이나 기계에 과오·동작상의 실패가 있어도 안전사고로 이어지지 않도록 하는 통제책을 뜻한다.
단순한 안전도 검사 방법이나 사고 후 복귀가 쉬운 결과를 의미하는 것이 아니며, 불안전한 조건·행동 자체를 가리키는 말도 아니다.

아크 빛으로 눈에 자극(전기성 안염)이 생겼을 때는 냉 습포를 눈 위에 올려 안정을 취하는 것이 가장 적절한 응급조치이다.
안약을 넣고 계속 작업하는 것은 눈을 더 자극할 수 있어 부적절하다.
단순히 눈을 감고 안정만 취하는 것으로는 충혈·부종을 가라앉히기에 부족하다.
소금물로 세정 후 작업을 계속하는 것은 오히려 자극을 줄 수 있어 적절하지 않다.

연소의 3요소는 점화원, 산소(공기), 가연성 물질이며, 발화시기는 연소가 성립되기 위한 조건이 아니라 결과적으로 불이 붙는 시점을 가리키는 개념일 뿐이다.

사용한 수공구에 오일을 발라 보관하면 손잡이가 미끄러워져 다음 사용 시 오히려 사고 위험을 높이므로 적합한 보관방법이 아니다.
종류·크기별로 공구함에 보관하는 것, 사용 후 파손 여부를 점검한 뒤 보관하는 것, 날카로운 공구에 뚜껑을 씌워 보관하는 것은 모두 올바른 보관방법이다.

연삭기에는 숫돌 파손 시 파편이 튀는 것을 막기 위해 안전덮개(연삭숫돌 덮개)를 부착해야 한다.
급발진장치, 양수조작식 방호장치, 광전식 안전방호장치는 각각 프레스 등 다른 기계에 쓰이는 방호장치로 연삭기의 일반적 방호장치는 아니다.

공구를 전달할 때는 시간이 걸리더라도 직접 손으로 건네야 하며, 가볍게 던져 전달하는 것은 낙하·타격 사고의 위험이 있어 지켜야 할 준수사항이 아니다.
불필요한 행동을 삼가는 것, 작업장에서 뛰지 않는 것, 대기 중인 차량에 고임목을 고여두는 것은 모두 지켜야 할 준수사항이다.

트랩(끼임), 접촉, 말림은 벨트나 풀리 등 회전체 주변에서 신체가 기계 부위 사이에 물리적으로 낀다는 공통된 성격을 갖는 위험점이다.
이에 비해 충격(Impact)은 움직이는 부재와 부딪히는 위험을 가리키는 것으로, 앞의 셋과 달리 신체가 기계에 끼이거나 감기는 성격의 위험이 아니어서 의미가 다르다.