[천장크레인운전기능사 필기] 10년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

차륜 플랜지가 한쪽만 계속 마모되는 것은 좌우 정렬 불량이 원인이므로, 구동차륜과 종동차륜 사이의 직경은 이 편마모 현상과 직접적인 관계가 없다.
레일과 차륜의 직각도가 불량하면 한쪽으로 밀리며 편마모가 발생한다.
좌우 주행레일의 높이가 다르면 차체가 기울어 한쪽 플랜지에 하중이 집중된다.
좌우 구동차륜의 직경차가 있으면 주행 속도차로 사행(蛇行)이 생겨 편마모를 유발한다.

권하 동작 중 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 바꾸어 저항에서 소모시켜 제동력을 얻는 방식은 다이나믹 브레이크(Dynamic brake)이다.
전동기를 발전기처럼 작동시켜 유도된 전기에너지를 저항으로 소비하므로, 기계적 마찰 없이도 안정된 저속 하강을 얻을 수 있다.

훅 상면의 압축 스프링이 본체의 가이드 스프링을 밀어 올려 리미트 스위치를 작동시키는 구조는 진동체인 블록형 권과방지장치의 특징이다.
나사형은 나사축의 회전량으로, 중추형은 추(錘)의 위치 변화로, 호이스트형은 호이스트 전용 리미트 기구로 권과를 검출한다는 점에서 구조가 다르다.

천장크레인 완성검사의 하중시험은 정격하중의 1.1배에 해당하는 하중을 걸어 초과 시험한다.
정격하중을 약간 넘는 하중으로 권상·주행·횡행 및 제동 성능을 확인해, 실제 사용 조건에서 여유를 두고 안전하게 작동하는지를 검증하기 위한 기준이다.

매다는 기구 중에서 굽힘응력·전단력·인장응력을 함께 받으며 줄걸이를 통해 중량물을 직접 현수하는 부분은 훅(Hook)이다.
체인이나 로프는 주로 인장하중만 받고, 모터는 동력을 발생시키는 부품일 뿐 하중을 직접 매달지 않는다.

와이어로프를 드럼에서 최대로 풀어 사용하더라도 로프가 완전히 풀려 이탈하지 않도록 최소 2가닥, 보통 3가닥이 드럼에 남아 있어야 한다.
이는 로프 끝단의 고정부에 하중이 직접 걸리는 것을 막고, 급격한 이탈로 인한 사고를 예방하기 위한 여유량이다.

크레인 안전기준상 차륜 플랜지의 사용 가능한 최대 마모한도는 원 치수의 50% 이내이다.
플랜지는 차륜이 레일에서 벗어나지 않도록 잡아 주는 부분이므로, 마모가 이 한도를 넘으면 탈선을 막는 기능을 기대할 수 없어 차륜을 교환해야 한다.

횡행 차륜 정지용 스토퍼는 차륜이 타고 넘어가지 않도록 차륜 지름의 1/4 이상의 높이로 설치하는 것이 적당하다.
스토퍼가 너무 낮으면 차륜이 걸리지 않고 타고 넘어 탈선·낙하 사고로 이어질 수 있다.

훅은 파괴에 대비해 큰 안전율을 두고 설계하므로, 파괴 기준을 정격하중의 125%로 잡는다는 설명은 틀렸다. 실제로는 정격하중의 몇 배에 이르는 파단하중을 견디도록 한다.
훅의 재료로 기계구조용 탄소강을 사용하는 것을 원칙으로 한다는 설명은 옳다.
보통 50t 이하에서는 한쪽 현수 훅, 그 이상에서는 양쪽 현수 훅을 사용한다는 설명은 옳다.
훅은 강도뿐 아니라 급격한 파단을 막기 위해 연성이 커야 한다는 설명도 옳다.

브레이크용 전자석의 철심이 완전히 흡착되지 않으면 코일에 큰 전류가 계속 흘러 과열된다.
흡착 불량은 오히려 제동력 저하와 진동·소음의 원인이 되므로, 충격이 커지거나 기동력·제동력이 좋아진다는 설명은 맞지 않는다.

자주 조정할 필요가 없고 구조가 간단하며 정격속도의 1/5 정도의 안정된 저속을 쉽게 얻을 수 있는 것은 와류(E.C, Eddy Current) 브레이크이다.
자석과 회전체 사이에 유도되는 와전류의 반발력을 이용해 접촉 없이 제동력을 얻는 방식이다.

천장크레인의 기본 4부는 거더(Girder), 새들(Saddle), 크래브(Crab) 등 주행·횡행 구조체를 이루는 부분을 말하며, 훅(Hook)은 하중을 매다는 부속 기구로서 이 기본 구조 명칭에 포함되지 않는다.

천장크레인의 종류는 정격하중이나 시험하중, 주행 속도 같은 세부 성능 수치보다 설치 장소나 목적 및 용도에 따라 크게 구분한다.
예를 들어 옥내형·옥외형, 일반작업용·특수용도용(주조용, 자석용 등)처럼 쓰임새를 기준으로 대별된다.

주행레일의 측면 마모는 원래 규격 치수의 10% 이내로 유지되어야 한다.
측면 마모가 기준을 넘으면 차륜과의 접촉이 불안정해져 사행·탈선 위험이 커지므로 정기적인 점검이 필요하다.

시브 홈의 지름을 아주 크게 만들면 로프가 홈 안에서 흔들리고 지지가 불안정해져 국부적으로 눌리며 마모가 촉진되므로, 이 대책은 틀렸다. 홈 지름은 로프 지름에 맞는 적정 치수여야 한다.
시브 직경을 크게 하면 로프가 완만하게 굽어져 굽힘피로가 줄어드는 옳은 대책이다.
시브 홈 가공을 정밀하게 하면 로프와의 접촉면이 고르게 되어 국부 마모가 줄어든다.
시브 재질을 적정 경도로 선택하면 로프와 시브 양쪽의 과도한 마모를 방지할 수 있다.

천장크레인의 3대 주요 구동장치는 권상 장치, 횡행 장치, 주행 장치이며, 신호 장치는 동작을 전달·지시하는 보조 설비일 뿐 하중이나 크레인 자체를 구동하는 장치가 아니다.

차륜의 회전수는 전동기 회전수에 감속비를 곱해 구하고, 그 회전수에 차륜 둘레를 곱하면 주행속도 약 80 m/min이 된다.
$N = 1152 \times \dfrac{1}{18.1} \approx 63.7\ \mathrm{rpm}$
$V = N \times \pi D = 63.7 \times \pi \times 0.4\ \mathrm{m} \approx 80\ \mathrm{m/min}$

중추형 리미트 스위치는 훅블록이 올라가 중추를 밀어 올릴 때 작동하므로 권상(상한)의 과권을 막는 장치이다. 훅이 내려가는 권하에서는 중추에 닿을 수 없어 쓸 수 없다. 권하 과권 방지에는 드럼 회전에 연동하는 스크류형·캠형 리미트 스위치를 쓴다.

상용(常用) 리미트 스위치는 주로 나사형(스크루식)이 이용되며, 중추식은 비상용 등에 주로 쓰이므로 중추식이 상용에 주로 쓰인다는 설명은 틀렸다.
리미트 스위치는 보통 권상장치에 사용하되 필요에 따라 주행·횡행에도 설치해 사용할 수 있다.
권하 시 드럼에 로프가 약 3바퀴 남는 지점에서 작동하도록 설정하는 것이 일반적이다.
비상용 리미트 스위치는 상용 리미트 스위치가 고장 났을 때 작동하는 이중 안전장치이다.

크레인 용어에서 양정은 상한 리미트 스위치 작동지점부터 하한 리미트 스위치 작동지점까지의 거리, 즉 훅이 오르내릴 수 있는 유효 상하 이동 범위를 뜻한다.
주행·횡행레일 간의 간격은 스팬(궤간)이고, 지상에서 크레인 상연까지의 거리는 또 다른 별개의 치수 개념이다.

옥외에 지상 60m 이상 높이로 설치되는 크레인에는 항공법(현 항공안전법) 규정에 따라 항공장애등을 설치해야 한다.
야간이나 시계가 나쁜 상황에서 항공기가 고층 구조물을 인지할 수 있도록 하기 위한 조치이다.

기어케이싱 내 베어링 커버는 웜기어용에서 특히 주의해서 점검해야 한다.
웜기어는 회전 시 축 방향으로 큰 스러스트 하중이 발생하는 특성이 있어, 이를 지지하는 베어링과 커버의 체결 상태·마모를 소홀히 하면 축이 밀려나거나 파손될 위험이 크기 때문이다.

1마력(PS)은 약 735 W에 해당한다.
$1\ \mathrm{PS} \approx 735\ \mathrm{W} = 0.735\ \mathrm{kW}$
단위가 W로 주어졌으므로 0.735가 아니라 735로 답해야 한다.

이미 풀린 볼트에 평와셔를 넣고 더 조이기만 하는 것은 진동에 의한 재풀림을 근본적으로 막지 못하는 임시방편일 뿐, 올바른 풀림 방지 대책이 아니다.
토크 너트는 자체적으로 마찰 저항을 높여 풀림을 방지하는 정식 대책이다.
홈붙이너트에 분할핀을 꽂으면 너트가 물리적으로 회전하지 못해 풀림을 막는다.
혀붙이 와셔로 너트를 다른 물체에 고정시키면 회전 자체가 차단되어 풀림을 방지한다.

축은 용도에 따라 회전축·전동축뿐 아니라 차축(액슬), 스핀들 등으로 더 세분해서 구분하므로, 회전축과 전동축 두 가지로만 구분한다는 설명은 정확하지 않다.
축이 회전에 의해 운동이나 동력을 전달하는 기계요소라는 설명은 옳다.
동력을 전달하는 축을 전동축이라 부르는 것도 옳은 설명이다.
축과 축의 연결부를 축 조인트(커플링)라 부른다는 설명도 통상적인 표현이다.

노란색은 주의를 환기시키기 위한 표준 안전색으로, 위험이 예상되는 장소나 주의를 요하는 표지판에 사용한다.
회색·갈색은 안전 색채 체계에 속하지 않으며, 녹색은 안전·피난 등을 나타내는 용도의 색이다.

전기회로를 닫아 통전(ON)시키는 순간은 접점이 붙으며 전류가 흐르기 시작하는 것이어서, 회로를 끊을 때 생기는 유도성 스파크에 비해 발생 가능성이 가장 작다.
접속점에 흐르는 전류가 많으면 접점을 열 때 아크가 커진다.
접속점 간 전압이 높을수록 절연이 파괴되며 스파크가 발생하기 쉽다.
주파수가 높으면 전류의 변화가 빨라져 유도성 스파크가 생기기 쉽다.

옥외에 설치된 주행 크레인은 순간풍속이 초당 30미터를 초과하는 바람이 불어올 우려가 있을 때 이탈방지장치를 작동시켜 이탈을 방지해야 한다.
이는 산업안전보건기준에 관한 규칙이 정한 기준 풍속이며, 20·45·60미터는 해당 규정의 수치가 아니다.

전동장치는 회전하는 두 축 사이에서 동력을 전달하는 장치를 말한다.
기어나 체인 전동처럼 맞물려 전달하는 방식도 있어 반드시 미끄럼 접촉을 해야 하는 것은 아니다.
벨트 전동처럼 마찰을 이용해 간접적으로 전달하는 방식도 있으므로 반드시 구동(직접) 접촉이 필요한 것은 아니다.
축과 축을 직접 잇는 커플링은 핀이 아니라 볼트 등으로 체결한다.

같은 극끼리는 서로 반발하고 다른 극끼리는 서로 끌어당기는 것이 자석의 실제 성질이므로, 이를 반대로 설명한 내용이 틀린 설명이다.
자성체를 잡아당기는 성질, N극·S극을 가리키는 성질, 자력이 N극에서 S극으로 흐르는 성질은 모두 자석의 올바른 특성이다.

좌우 레일의 높고 낮음의 차이 확인은 설치 시나 정기 점검에서 다루는 항목으로, 운전자가 매 작업 전 수행하는 일상 점검 사항으로 보지 않는다.
컨트롤러 작동상태, 브레이크·리미트 스위치 확인, 브레이크 라이닝 마모상태 확인은 모두 운전 개시 전 매일 점검해야 하는 항목이다.

와이어 드럼은 그리스를 바른 와이어로프가 감기는 부분이므로, 급유 중 그리스나 기어오일이 묻더라도 기능상 지장이 없다.
브레이크 풀리·라이닝에 그리스가 묻으면 마찰력이 떨어져 제동 성능이 저하된다.
차륜 플랜지 및 레일 상면에 유분이 묻으면 미끄러져 탈선 위험이 커진다.
전동용 벨트에 그리스가 묻으면 벨트가 미끄러져 동력 전달이 불안정해진다.

4극 60Hz 유도전동기의 동기속도와 슬립을 이용해 회전수를 구하면 1728rpm이다.
$N_s = \dfrac{120f}{p} = \dfrac{120 \times 60}{4} = 1800\ \mathrm{rpm}$
$N = N_s(1-s) = 1800 \times (1-0.04) = 1728\ \mathrm{rpm}$

교류 권선형 유도전동기는 회전자 권선을 슬립링으로 인출해 외부 저항을 접속할 수 있어, 2차 저항을 조절해 기동전류를 낮추고 속도를 제어하는 2차 저항제어 방식이 가능하다.
농형 유도전동기는 슬립링 구조가 없어 2차 저항제어를 적용할 수 없고, 직류 직권·분권 전동기는 계자·전기자 저항으로 제어하므로 2차 저항제어 방식과는 다르다.

화물을 지상에 내릴 때는 적당한 높이까지 내린 후 천천히 내려야 화물의 흔들림과 착지 충격을 최소화할 수 있다.
속도를 올리듯 빠르게 내리거나 기계 조립 시에도 일반속도로 내리는 것, 훅의 진동이 없다고 빨리 내리는 것은 착지 순간의 충격과 사고 위험을 키우므로 옳지 않다.

변압기의 전압은 권수비에 비례하므로 2차 전압은 100V이다.
$V_2 = V_1 \times \dfrac{N_2}{N_1} = 25 \times \dfrac{320}{80} = 100\ \mathrm{V}$

전동기의 속도가 너무 빠른 것은 전자 접촉기 자체의 개폐 동작과는 직접 관련이 없는 요인이다.
전압 강하, 접점 마모, 조작회로 고장은 모두 접촉기의 개폐 불량을 직접적으로 유발하는 원인이다.

최종 노치에서 운전이 길어지는 경우는 저항이 단락(단자 직결)되어 저항기에 전류가 거의 흐르지 않으므로 온도가 상승하지 않는다.
인칭운전이나 사용 빈도가 많으면 저항을 자주 통과시켜 발열이 누적되고, 통풍이 불량하면 방열이 되지 않아 온도가 오른다.

키의 크기는 관례적으로 폭×높이×길이 순으로 표기하므로, 양변(폭) 18㎜, 높이 12㎜, 길이 50㎜인 이 성크키는 18×12×50으로 나타낸다.

윤활제를 주유한 경우는 마찰을 줄여 오히려 온도 상승을 억제하는 요인이므로, 온도상승의 원인이 아니다.
속도계수 초과, 과하중, 베어링 수명 초과는 모두 마찰과 부하를 늘려 온도를 상승시키는 원인이다.

와이어로프의 절단하중 계산에는 우리나라 규정상 KS D 3514(와이어로프 규격)를 적용한다. KS D 는 금속 부문 규격이다.

샤클에 각인된 SWL은 Safe Working Load, 즉 안전작업 하중을 의미한다.

로프를 지면에 직접 닿도록 보관하는 것은 습기와 이물질에 의한 부식·손상을 유발하므로 틀린 보관 방법이다.
건조하고 지붕이 있는 곳에 보관하고, 사용 후 오물을 제거해 그리스를 발라 감아 두며, 직사광선·열기로 인한 그리스 변질을 막는 것은 모두 올바른 보관 방법이다.

화물 밑에 깔린 체인을 강제로 뽑아내는 행위는 체인에 무리한 힘이 가해져 손상이나 사고를 유발하므로 틀린 사용법이다.
비틀린 상태로 사용하지 않고, 높은 곳에서 떨어뜨리지 않으며, 영하의 온도에서 충격을 피하는 것은 모두 체인 사용 시 지켜야 할 올바른 주의사항이다.

4줄걸이에서 두 와이어 사이 각도가 60°이면 연직선과 이루는 각은 30°이므로, 한 가닥에 걸리는 하중은 약 1.39ton이다.
$T = \dfrac{W/n}{\cos(\theta/2)} = \dfrac{4.8/4}{\cos 30^\circ} = \dfrac{1.2}{0.866} \approx 1.39\ \mathrm{ton}$

와이어로프 구성 기호 6×24에서 6은 스트랜드 수, 24는 각 스트랜드를 구성하는 소선수를 의미한다.

와이어로프는 소선수가 10% 이상 절단되거나 지름이 공칭 지름의 7% 이상 감소되었을 때 교환 대상으로 판단한다.
단순히 사용 기간이 1년 지났거나 외관이 지저분하거나 기름이 묻은 것만으로는 교환 기준에 해당하지 않는다.

줄걸이 각도는 원칙적으로 60° 이내로 작게 유지해야 각 가닥에 걸리는 하중이 커지지 않으므로, 이를 60° 이상으로 해야 한다는 설명은 틀렸다.
매다는 도구를 화물 중심 위에 두는 것, 급격한 충격을 피하는 것, 권상·권하 시 육안으로 안전을 확인하는 것은 모두 올바른 기본 주의사항이다.

오른손으로 왼손을 감싸 2~3회 적게 흔드는 동작은 표준 수신호 체계에서 기다려라는 신호로 정해져 있다.
신호불명, 천천히 이동, 크레인 이상 발생은 각각 다른 형태의 동작으로 구분되는 신호이다.

가는 와이어로프를 훅에 걸 때 쓰는 짝감기걸이는 두 줄을 짝지어 훅 안에서 서로 엇갈리게 감아 거는 방법으로, 보기 중 훅 안쪽 바닥에서 두 줄이 좌우 대칭으로 한 번 엇갈려 물린 그림이 여기에 해당한다.
가는 로프는 훅에 그대로 걸면 접촉 면적이 작아 로프가 훅 끝으로 밀려 빠지기 쉽다. 그래서 두 줄을 짝지어 감아 서로 눌러 주도록 걸어 미끄러짐을 막는다.
나머지 걸이 방법과는 이렇게 구분된다.
눈걸이 — 로프의 아이를 훅에 그대로 거는 형태로, 감기거나 엇갈린 부분이 없다.
반걸이 — 로프를 훅에 한쪽으로 걸치기만 한 것이라 미끄러지기 쉬워 사용을 피한다.
어깨걸이 — 굵은 로프(지름 16㎜ 이상)를 훅에 한 바퀴 감아 어깨에 얹는 방법으로, 감김이 가장 많고 가는 로프에는 쓰지 않는다.

카바이드나 유류 화재에 물을 뿌리는 것은 오히려 폭발적인 반응이나 화재 확산을 일으킬 수 있어 적합하지 않다.
화재 경보, 배선 주변 통전 여부 확인 후 주수, 가스 밸브 잠금과 전기 스위치 차단은 모두 올바른 소화 조치이다.

회전 중인 벨트를 손으로 잡아 정지시키는 것은 손이 벨트와 풀리 사이에 말려 들어갈 위험이 커 매우 위험한 행위이다.
벨트 교환은 회전이 완전히 멈춘 뒤에 하고, 적당한 장력을 유지하며, 고무벨트에 기름이 묻지 않게 하는 것은 모두 올바른 취급 사항이다.

재해의 복합 발생 요인은 통상 인적(사람)·물적(시설)·환경적 결함으로 구분하며, 품질의 결함은 이 분류에 해당하지 않는다.

공장 바닥에 폐유를 뿌려 먼지를 억제하는 것은 바닥을 미끄럽게 만들어 넘어짐 사고를 유발하고 화재 위험도 키우므로 안전관리상 옳지 않다.
작업장을 항상 청결히 유지하고, 통로에 충분한 너비를 두며, 콘센트·스위치에 물을 뿌리지 않는 것은 모두 올바른 안전관리 방법이다.

권상 작업 중 지면의 보조자가 와이어로프를 손으로 붙잡는 행위는 화물이 흔들리며 로프에 딸려 들어가거나 협착될 위험이 있어 적합하지 않다.
신호자가 운전자에게 잘 보이는 안전한 위치에 서는 것, 신호자를 원칙적으로 1인으로 하는 것, 2인 이상 고리걸이 작업 시 서로 소리를 내며 확인하는 것은 모두 올바른 줄걸이 안전사항이다.

스패너를 해머 대용으로 사용하는 것은 공구 파손이나 미끄러짐 사고를 유발하므로 잘못된 사용법이다.
너트에 꼭 맞는 규격으로 사용하고, 조금씩 힘을 주어 돌리며, 몸 쪽으로 당기는 방향으로 사용하는 것은 모두 스패너·렌치 작업의 올바른 주의사항이다.

정밀한 조종 작업은 파편이나 이물질이 눈에 튈 위험이 거의 없어, 반드시 보호안경을 착용해야 하는 작업과는 거리가 멀다.
차체에서 변속기를 뗄 때의 이물질 낙하, 산소를 이용한 흠집내기(가우징) 작업의 불티, 그라인더 작업의 비산 분진은 모두 눈 보호가 반드시 필요한 작업이다.

원형 표지 안에 몸통부터 무릎 아래까지 덮는 보호복을 입은 사람이 그려져 있으므로 안전복 착용 지시표지다.
보호구 착용을 지시하는 표지는 원형 바탕에 착용할 보호구만 그려 넣는데, 이 그림에는 머리나 얼굴에 아무런 장구가 없고 어깨끈이 달린 전신 보호복 형상만 표현되어 있다.
얼굴을 덮는 마스크가 없으므로 방독마스크 착용 표지가 아니고, 금지표지는 붉은 사선이 그어진 원형, 경고표지는 삼각형 바탕이므로 보행금지나 몸균형 상실 경고와는 표지의 기본 형태부터 다르다.

규격에 맞는 공구를 사용하는 것은 오히려 사고를 예방하는 올바른 사용법이므로 재해의 원인이 될 수 없다.
잘못된 공구 선택, 사용법 미숙지, 공구 점검 소홀은 모두 수공구 사용 중 재해를 일으키는 대표적 원인이다.

착용자의 연령·성별 등에 관계없이 획일적인 스타일로 정하는 것은 작업 특성과 신체 조건을 반영하지 못하므로 적합하지 않다.
몸에 맞고 동작이 편한 것, 항상 깨끗하게 입는 것, 주머니가 과하지 않고 소매가 단정한 것은 모두 올바른 작업복 조건이다.