[천장크레인운전기능사 필기] 12년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

피드나사의 회전에 따라 맞물린 너트가 이동하면서 개폐기 레버를 움직여 접점을 개폐하는 방식의 제한스위치는 나사형 리미트 스위치이다.
캠형은 회전 캠의 모양으로, 레버형은 직접적인 레버 접촉으로, 중추형은 추의 낙하로 접점을 개폐하는 방식이어서 구조가 다르다.

주행레일의 높이편차는 기준면을 기준으로 최대 ±10㎜ 이내로 관리하는 것이 천장크레인 설치·검사기준이다.
이보다 큰 높이차가 생기면 주행 중 차륜에 편심하중이 걸려 탈선이나 진동, 편마모의 원인이 된다.

천장크레인의 권과방지장치로는 스크루형, 캠형, 중추형(웨이트형) 리미트 스위치가 실제로 사용된다.
스크루형은 나사축의 회전을 이용해 권상 위치를 검출한다.
캠형은 캠의 회전각으로 접점을 개폐한다.
중추형은 추의 낙하·상승 위치로 작동한다.
'굴곡형'이라는 명칭의 리미트 스위치는 실제 존재하지 않는 형식이다.

산업안전보건기준에 관한 규칙에 따라 순간풍속이 초당 30미터를 초과하는 바람이 불어온 후에는 옥외에 설치된 크레인을 사용하기 전에 각 부위의 이상 유무를 미리 점검해야 한다.
참고로 초당 30m를 초과할 우려가 있을 때는 이탈 방지 조치도 함께 요구된다.

와이어 드럼은 본체에 균열·변형이 없을 것, 와이어로프 부착부에 풀림이 없을 것, 볼트·너트의 풀림이나 탈락이 없을 것이 드럼이 갖추어야 할 구비조건이다.
반면 드럼 홈의 마모를 로프 지름의 35%까지 허용한다는 것은 실제 관리기준보다 훨씬 큰 값이어서 드럼의 구비조건이 될 수 없다. 홈이 그 정도로 닳으면 로프가 홈에 제대로 안착하지 못해 겹감김·편마모와 로프 손상을 일으킨다.

브레이크 라이닝이 과열되어 연기가 날 때는 공기 중에서 자연냉각시킨 뒤 라이닝과 브레이크 드럼 사이의 간격을 점검해 적정하게 조정하는 것이 올바른 조치다.
뜨거운 드럼과 라이닝에 갑자기 물을 뿌리면 급냉으로 인한 열충격으로 드럼 균열이나 라이닝 손상을 일으킬 수 있어 피해야 한다.

거더는 새들과 조립되어 크레인의 대들보 역할을 하는 고정 구조물이며, 트롤리(크래브)가 이 거더 위를 횡행하는 것이지 거더 자체가 운전실을 횡행시키는 장치는 아니다.
박스형 구조로 제작되고 양 끝이 새들과 조립된다는 설명은 맞다.
대들보 역할을 하는 중요 부재라는 설명도 맞다.
트러스 구조로 제작되는 경우도 실제로 있다.

주행차륜의 마모 한도에서 차륜 직경(답면)의 마모는 원 치수의 극히 일부만 허용되도록 작게 제한되며, 5%는 이보다 훨씬 크게 잡은 값이어서 실제 기준과 맞지 않는다.
좌우 구동차륜의 직경차 0.2%, 플랜지 두께 마모 원 치수의 50%, 플랜지 변형 수직에서 20도는 모두 맞는 기준이다.

주행 경보장치는 운전자가 운전실이나 원격(무인 컨트롤 룸·리모컨)에서 조작하여 크레인 주변 상황을 바로 살피기 어려운 경우에 특히 필요하다.
펜던트 스위치로 운전하는 크레인은 운전자가 크레인 바로 아래에서 함께 이동하며 조작하므로 주변 작업자가 크레인의 접근을 쉽게 인지할 수 있고 운전자도 육안으로 진행 방향을 확인할 수 있어, 주행 경보장치 설치의 예외로 본다.

이퀄라이저 시브의 점검사항은 시브 홈의 마모 상태, 시브의 회전 상태, 시브와 와이어로프의 접촉각도가 핵심이다.
'시브의 장력유지 상태'는 시브 자체의 점검항목이 아니라 와이어로프 쪽의 장력 균등화와 관련된 사항이라 이퀄라이저 시브 점검사항에는 포함되지 않는다.

차륜을 교환하거나 육성가공(덧살용접 후 재가공)할 때는 좌우 한 쌍(또는 관련 차륜 전체)을 함께 수리하는 것이 원칙이며, 한쪽 차륜만 단독으로 수리하면 좌우 직경차가 커져 편마모와 탈선의 원인이 된다.
각 차륜의 중심선 일치 여부를 점검하는 것은 맞는 관리 항목이다.
차륜과 주행레일·기체 간의 직각 유지를 점검하는 것도 맞다.
차륜 베어링의 마모와 급유 상태를 확인하는 것도 맞다.

와이어로프는 훅이나 시브가 가장 낮은 위치까지 내려갔을 때도 드럼에 최소 2~3회는 감겨 남아 있어야 한다.
이 여유 감김이 없으면 로프 끝단 고정부에 하중이 직접 걸려 로프가 풀리거나 파단될 위험이 커진다.

천장크레인의 완성검사 시험하중은 정격하중의 1.1배를 적용하므로, 정격하중 20000kgf인 경우 시험하중은 $20000 \times 1.1 = 22000\ \mathrm{kgf}$이다.

이퀄라이저 도르래의 점검사항은 로프 홈의 마모, 도르래의 회전 상태, 로프와의 접촉각이다.
'도르래의 축 방향'은 통상적인 점검 항목으로 다루지 않으므로 틀린 설명에 해당한다.

제동토크 부족으로 미끄러짐이 심할 때는 브레이크 스프링 조정 너트를 조여 스프링의 압축력(장력)을 높여 제동력을 보강해야 한다.
브레이크는 스프링의 힘으로 슈를 드럼에 눌러 제동력을 내는 구조이므로, 슬립이 발생했다는 것은 스프링 힘이 부족하다는 뜻이다.

크래브(트롤리) 프레임 위에는 권상용 전동기와 드럼, 횡행용 전동기 등 권상·횡행 관련 기기가 함께 설치된다.
주행용 전동기는 크래브가 아니라 거더·새들 쪽의 주행 장치에 설치되므로 크래브 프레임 위의 구성품이 아니다.

다이나믹 브레이크(발전제동)는 권하(하강) 시 전동기를 발전기처럼 동작시켜 제동토크를 발생시키는 방식으로 속도를 제어한다.
권상 시에는 하중이 전동기 회전을 돕지 않는 방향으로 작용하므로 다이나믹 브레이크에 의한 속도제어가 필요하지 않다.

천장크레인의 안전장치로는 리미트 스위치(권과방지), 전자 브레이크(제동), 과부하 계전기(과부하 차단)가 해당한다.
전동기는 크레인을 구동하는 동력 장치일 뿐 안전장치가 아니다.

훅은 하중을 직접 받는 부재여서 마모 허용치가 엄격하다. 권상용 훅의 국부마모 사용한도는 원래 치수의 5%로 보며, 이를 넘으면 사용을 중지하고 교체해야 한다.
국부적으로 파인 마모는 그 부위에 응력이 집중되어 파단으로 이어지므로, 개구부의 벌어짐 상태와 함께 정기적으로 확인한다.

주행레일의 진직도(직선도)는 전 주행 길이에 걸쳐 최대 10㎜ 이내로 관리하는 것이 기준이다.
이를 벗어나면 차륜이 레일을 벗어나려는 힘을 받아 편마모와 소음, 탈선 위험이 커진다.

접선키를 축 방향 둘레에서 120° 각도로 두 곳에 끼우는 이유는 한쪽 방향 키만으로는 반대 방향 회전 시 토크를 전달할 수 없기 때문에, 정회전과 역회전 모두 동력을 전달할 수 있게 하기 위해서다.

산업안전보건기준에 관한 규칙상 옥외에 설치된 크레인이 임의로 이동하지 않도록 이탈 방지 조치를 해야 하는 기준은 순간풍속 초당 30m 초과이며, 초당 20m가 아니다.
따라서 '매초 20m 이상의 강풍'을 기준으로 제시한 설명이 틀린 내용이다.

수전반이나 보호반 안에서 이상 발생 시 전원을 즉시 차단해 인명과 설비를 보호하는 주 나이프 스위치가 직접적인 안전장치에 해당한다.
주 전자접촉기는 자동 제어에 의해 개폐되는 장치이고, 누름단추 스위치와 표시등은 조작·표시용 기기여서 직접적인 안전장치로 보기 어렵다.

옥외에 지상 60m 이상 높이로 설치된 크레인에는 항공장애등을 설치해야 한다.
지상에서 60m를 넘는 구조물은 저공으로 비행하는 항공기에 장애가 되므로, 크레인의 가장 높은 부분에 야간에도 위치를 알릴 수 있는 항공장애등을 달도록 정하고 있다.
따라서 빈칸에 들어갈 값은 60이며, 30·40·50은 이 기준과 무관한 숫자다.

운전 중 이상음이나 이상진동이 발생하면 즉시 운전을 멈추고 보수 담당자에게 보고해야 하며, 그날 작업이 끝난 뒤로 보고를 미루는 것은 잘못된 조치다.
필요 시 경보를 울려 주위 작업자에게 알리는 것은 맞는 조치다.
불필요한 빈번한 시동·정지를 자제하는 것도 맞는 설명이다.
정전 시 컨트롤 핸들을 정지 위치에 두고 전원 스위치를 끄고 대기하는 것도 맞는 조치다.

실내에서 이루어지는 중량물 운반 작업을 계획할 때는 중량물의 종류·형상, 취급방법 및 순서, 작업장소의 넓이·지형을 고려해야 한다.
날씨는 옥외 작업에서 중요한 고려사항이며, 실내 작업 계획에서는 해당하지 않는다.

축의 각도 차이가 작고 전달 동력의 변화도 작은 부분에 사용되며 설치각도를 5° 이내로 제한하는 축이음은 플렉시블 커플링이다.
고무나 스프링 등의 탄성 요소로 축간 미세한 각도·축심 오차를 흡수하는 구조이며, 두 축이 거의 일직선이어야 하는 플랜지 커플링이나 훨씬 큰 각도까지 허용하는 유니버설 조인트류와는 다르다.

전동기의 소요 출력은 권상하중과 권상속도로 구할 수 있다. 권상하중 40톤은 40000kgf이다.
$P = \dfrac{W \times V}{6120} = \dfrac{40000 \times 1.5}{6120} = 9.8\ \mathrm{kW}$

우리나라에서 가장 널리 사용되는 배전 방식은 3상 4선식이다.
3선으로 동력을 공급하고 나머지 1선을 중성선으로 접지해 단상 전등 부하까지 함께 공급할 수 있어 효율적이다.

감전으로 의식을 잃은 사람에게는 호흡이 돌아올 때까지 인공호흡을 계속 실시해야 하며, 임의로 중단해서는 안 된다.
전원 스위치가 멀 때 절연성 물체로 피해자를 떼어내는 것은 올바른 조치다.
통전 상태에서 부득이 점검할 때 고무장갑·구두, 절연판을 사용하는 것도 맞는 조치다.
정전이나 점검 시 전원을 내리는 것도 기본적인 예방 조치다.

하이포이드기어는 나선형(스파이럴) 곡선 이를 가진 베벨기어 계열의 기어로, 피니언의 중심축이 큰 기어(링기어) 중심선보다 아래쪽으로 오프셋되어 맞물리는 구조가 특징이다.
이 오프셋 덕분에 축 위치를 낮출 수 있고 물림률이 커서 자동차 종감속기어 등에 널리 쓰인다.

권상장치는 하중을 직접 지지하는 크레인의 핵심 안전 부위이므로 고장이 나기 전에 미리 점검·정비하는 예방보전 대상으로 관리해야 하며, 고장난 뒤에 손보는 사후보전으로 다루면 안 된다.
퓨즈를 적정 용량으로 사용하는 것은 맞는 설명이다.
고장 전에 계획적으로 교환·수리하는 것을 예방보전이라 부르는 것도 맞다.
전기장치를 예방보전 대상으로 관리하는 것도 맞는 설명이다.

저항의 온도 계수를 묻는 문항이다. 온도 1℃ 상승 시 저항의 변화량의 비는 온도 계수(temperature coefficient)라 하며, 이는 재료의 고유저항(비저항)과는 다른 개념이다.
고유저항은 물질의 본질적인 전기 전도성을 나타내는 상수값이지, 온도에 따른 저항 변화율을 설명하는 것이 아니다.
저항의 정의와 단위(Ω): 올바르게 설명하고 있다.
길이·단면적과의 관계: R = ρL/A(길이에 비례, 단면적에 반비례)라는 저항의 기본 공식으로 정확하다.
접촉 저항: 크면 줄 열이 발생하고 전류 흐름이 방해되는 원리가 맞다.

궤도륜(내륜·외륜) 사이에서 전동체가 구름 운동을 하며 힘을 전달하는 베어링은 구름 베어링이며, 전동체 형상에 따라 볼 베어링·원통롤러 베어링·테이퍼롤러 베어링 등으로 나뉜다.

감속기 기어에 급유하는 목적은 소음 방지, 냉각 작용, 기어 표면에 유막 형성을 통한 마찰·마모 저감이다.
급유는 접촉면의 마찰계수를 낮추는 작용이므로 '미끄럼 방지'는 급유의 목적으로 보기 어렵다.

볼나사는 나사산과 너트 사이에 강구(볼)를 넣어 구름 접촉으로 동력을 전달하는 구조이며 예압을 통해 유격을 없앨 수 있어, 백래시를 사실상 고려하지 않아도 되는 나사다.
휘트워드 나사·톱니 나사·미터 나사와 같은 일반 미끄럼 나사는 나사산 사이의 틈새로 인한 백래시가 발생하므로 이를 고려해야 한다.

집전장치는 전류용량이 사용용량보다 부족하면 마모가 커지고, 접촉압력이 부족하면 스파크가 심해진다.
집전자와 트롤리선이 주고받는 것은 전류이므로 용량도 전류용량으로 따진다. 흘려야 할 전류에 비해 집전자의 전류용량이 모자라면 접촉면이 과열되어 마모가 빨라진다.
접촉압력이 모자라면 집전자가 트롤리선에서 들떠 접촉이 끊겼다 이어졌다를 반복하므로 스파크가 심해진다. 반대로 접촉압력이 지나치게 큰 경우에는 스파크가 아니라 기계적 마모가 문제가 된다.

한국 내에서 사용되는 교류 전원의 주파수는 60Hz이다.
국내 전력계통은 60Hz를 표준 주파수로 하여 구축·운영되고 있으며, 가정·산업용 전원 모두 이 주파수로 공급된다.
120Hz, 90Hz, 30Hz는 실제 국내 전력계통에서 사용하지 않는 값이다.

천장크레인용 전동기 중 속도 제어가 가능한 교류 전동기는 권선형 유도전동기이다.
회전자(로터) 권선에 외부 저항을 접속해 저항값을 조절함으로써 속도-토크 특성을 바꿀 수 있어, 크레인의 기동·속도 제어에 사용된다.
농형 유도전동기는 구조상 회전자 저항을 조정할 수 없어 속도 제어가 어렵다.

고장수리는 이상 유무를 눈으로 살펴보는 순회점검의 범위를 벗어난 별도의 정비 작업이므로 순회검사 항목으로는 적절하지 않다.
순회검사는 운전 중 또는 정지 중 크레인을 돌아보며 이상 징후를 확인하는 활동으로, 급유 상태 확인, 발열·이상음향 확인, 제어기·브레이크·로프의 이상 유무 확인이 여기에 해당한다.
이상이 발견되면 그 결과에 따라 고장수리 등 후속 정비를 별도로 진행하는 것이 순서이다.

탄소강은 인장강도와 내마모성이 크면서도 소선으로 뽑아 꼬을 수 있는 유연성을 가져 와이어로프 소선의 재질로 가장 적합하다.
주철은 취성이 커서 인장 하중에 약하고, 동은 강도가 낮으며, 합금공구강은 절삭공구용으로 쓰이므로 로프 소선에는 사용하지 않는다.

철재 원기둥의 무게는 부피에 단위체적당 중량을 곱하여 구한다. 물 $1\ \mathrm{m^3}$이 $1\ \mathrm{ton}$이므로 비중 7.8은 $7.8\ \mathrm{ton/m^3}$으로 쓸 수 있다.
지름이 2m이므로 반지름은 1m이다.
$V = \pi r^2 h = \pi \times 1^2 \times 4 \approx 12.57\ \mathrm{m^3}$
$W = 12.57 \times 7.8 \approx 98.0\ \mathrm{ton}$
계산 값은 보기 중 97.9톤에 해당한다.

안전계수는 절단하중을 안전하중(허용하중)으로 나눈 값이다. 안전하중 1000kg은 1ton이다.
$\text{안전계수} = \dfrac{7\ \mathrm{ton}}{1\ \mathrm{ton}} = 7$
즉 이 와이어로프의 안전계수는 7이다.

와이어로프의 교환(폐기) 시기는 소선수의 10% 이상 절단 또는 공칭지름의 7% 이상 감소로, 둘 중 하나만 해당해도 교환 대상이 된다.
절단률을 15%나 20%로, 지름 감소를 10%나 15%로 늘려 잡은 조합은 실제 폐기 기준보다 느슨하여 맞지 않는다.

권상용 체인은 제조 시 지름보다 10%를 초과하여 감소하면 폐기 대상이 되므로, 체인의 지름 감소 허용값은 제조 시의 10%이다.
마모로 지름이 줄면 단면적이 줄어 인장강도가 급격히 떨어지므로, 허용값을 넘긴 체인은 수리하지 않고 교환한다.

주먹을 머리에 대었다 떼었다 하며 호각을 짧게, 길게 부는 동작은 주권 사용을 지시하는 수신호이다.
물건 걸기, 작업 완료, 정지는 각각 다른 손동작과 호각 신호로 구분되어 있어 이 동작과는 일치하지 않는다.

두 대의 크레인으로 협력 작업을 할 때는 지휘자를 한 사람으로 통일해야 하며, 신호 혼선을 막기 위해 신호수 역시 한 명으로 통일하는 것이 원칙이므로 크레인 한 대마다 신호수를 따로 두어야 한다는 설명은 틀렸다.
가벼운 짐이라도 외줄걸이는 짐이 회전·낙하할 위험이 있어 금지된다는 설명은 맞다.
구멍이 없는 둥근 물체는 로프가 미끄러지지 않도록 ＋자 무늬로 거는 것이 맞다.
운전자가 줄걸이 상태에 불안을 느끼면 작업을 하지 않아야 한다는 설명도 맞다.

물체의 중량은 단위 체적당 무게인 비중량에 체적을 곱하여 구한다.
$W = \gamma \times V$
넓이나 단면적을 곱하는 식은 차원이 맞지 않아 중량이 되지 않는다.

줄걸이 작업에서는 짐의 무게중심을 가급적 낮게 유지해야 흔들림 없이 안정적으로 인양할 수 있으므로, 무게중심을 높이도록 한다는 설명은 틀렸다.
무게중심을 정확히 판단하고 그 바로 위에 훅을 유도하며, 무게중심이 위쪽에 있거나 전후·좌우로 치우친 짐은 특히 주의해야 한다는 나머지 설명은 모두 맞다.

훅과 같이 하중을 직접 지지하는 달기구의 안전계수는 5 이상이어야 한다.
안전계수는 절단(파단)하중을 허용하중으로 나눈 값으로, 값이 클수록 여유가 크다. 훅은 하중이 집중되고 충격이 반복되는 부위이므로 여유를 크게 잡는다.

산업안전보건법령상 안전보건표지는 금지표지, 경고표지, 지시표지, 안내표지 네 종류로 구성된다.
인도표지, 지도표지, 경적표지 등은 안전보건표지의 종류에 없는 명칭이다.

연삭작업 중 튀는 칩과 숫돌 파편으로부터 작업자를 보호하기 위해 연삭기에는 안전 덮개(방호 덮개)를 부착해야 한다.
광전식 방호장치, 급정지 장치, 양수 조작식 방호장치는 프레스 등 다른 기계의 방호장치이다.

액체 약품이 튈 위험이 있는 작업에서는 눈 주위를 밀착하여 감싸는 고글형 보안경을 사용해 비산물과 액체의 침투를 막는다.
스펙타클형·프론트형 등은 옆이나 아래가 트여 있어 액체 비산물 차단에는 부족하다.

와이어로프는 지름 감소가 공칭지름의 7% 미만이어야 계속 사용할 수 있으므로, 감소율이 5% 이내인 로프는 양중기에 사용할 수 있다.
꼬인 것은 강도가 저하되어 사용이 금지된다.
이음매가 있는 것은 이음부에서 파단 위험이 있어 사용이 금지된다.
한 꼬임(스트랜드)에서 끊어진 소선의 수가 10% 이상인 것은 폐기 기준을 넘어 사용할 수 없다.

정비공장 바닥에 물을 뿌리면 오히려 바닥이 미끄러워 넘어짐 사고의 위험이 커지고 감전·부식 우려도 있어 안전수칙으로 적절하지 않다.
소화기구 부근에 장비를 세워두지 않는 것, 잭 사용 시 이중 안전장치를 하는 것, 사용한 공구를 즉시 정리하는 것은 모두 올바른 정리정돈 수칙이다.

기계 및 기계장치가 넓은 장소에 설치되어 있는 것은 오히려 작업 공간과 시야를 확보해 사고를 줄이는 요인이므로 사고 발생 원인으로 볼 수 없다.
불량 공구 사용, 안전·보호장치 미비, 정리정돈과 조명 불량은 모두 실제 사고를 유발하는 원인이다.

토크렌치는 규정된 힘(토크)으로 볼트·너트를 조일 때 사용하는 공구이므로, 풀 때만 사용한다는 설명은 틀렸다.
규정 토크로 조이는 것, 한 번에 조이지 않고 2~3회 나누어 조이는 것, 규정된 공구로 풀고 조이는 것은 모두 올바른 작업 방법이다.

화재 분류에서 유류화재는 B급으로 표시한다.
A급은 일반화재, C급은 전기화재, D급은 금속화재이다.

산업재해 통계상 사고 발생 원인은 불안전한 행위가 가장 많고, 다음으로 불안전한 조건, 그리고 불가항력 순으로 나타난다.
즉 대부분의 재해는 사람의 행동에서 비롯되므로 안전교육과 작업수칙 준수가 중요하다.

작업복을 착용하는 주된 목적은 재해로부터 작업자의 몸을 보호하기 위함이다.
복장 통일이나 질서 확립은 부수적인 효과일 뿐 주된 이유가 아니다.