[천장크레인운전기능사 필기] 05년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

거더의 처짐량은 부하 시 스팬의 $\dfrac{1}{800}$을 초과하지 않아야 한다.
이는 거더의 강성을 확보해 하중 작용 시 과도한 처짐으로 인한 주행 불량이나 구조 손상을 막기 위한 크레인 안전기준상의 수치이다.

천장크레인은 거더가 이동하는 주행, 트롤리가 거더를 따라 이동하는 횡행, 후크로 짐을 올리고 내리는 권상의 3가지 운동으로 짐을 운반하는 장치이다.

두 축이 어느 각도로 교차하며 동력을 전달하고, 경사각이 커지면 전달효율이 떨어져 보통 15˚ 이내로 사용하는 축이음은 유니버셜 조인트(자재이음)이다.
분할형·플랜지 축이음은 두 축이 일직선(동심)일 때 사용하는 고정 커플링이다.
플랙시블 축이음은 축의 근소한 편심·편각 오차를 흡수하기 위한 것으로 큰 경사각의 동력전달에는 쓰이지 않는다.

전동장치 중 마찰차·기어·원뿔차는 두 축의 접촉면을 통해 동력을 직접 전달하는 방식이지만, 체인 전동은 벨트와 마찬가지로 중간 매개체(체인)를 거쳐 동력을 전달하는 간접전동 방식이다.

이가 나선형으로 깎여 있어 물림이 원활하고 소음·진동이 적으며, 큰 하중과 고속 전동에 주로 쓰이는 기어는 헬리컬 기어이다.
스퍼 기어는 이가 축과 평행한 직선형으로 헬리컬 기어보다 물림이 거칠고 고속에서 소음이 크다.
내접 기어는 기어 안쪽에 이가 있는 특수한 형태로 일반적인 대하중 고속 전동용은 아니다.
웜 기어는 감속비는 크지만 전동 효율이 낮아 고속 전동에는 적합하지 않다.

크레인 운전실은 개방형, 밀폐형, 밀폐 단열형의 세 종류로 구분되며, 개방 단열형이라는 형식은 존재하지 않는다.
단열 구조는 외부와 차단된 밀폐형 운전실에서 온도 유지를 위해 적용되는 것으로, 개방형에는 해당하지 않는다.

거더의 캠버(위로 솟게 만든 양)는 정격하중을 가하였을 때 스팬의 $\dfrac{1}{800}$ 이하가 되도록 두는 것이 적당하다.
캠버는 하중이 걸렸을 때 거더가 아래로 처지는 양을 상쇄해 거더가 수평을 유지하도록 미리 위로 솟게 제작하는 것이므로, 처짐 허용치와 같은 수준으로 관리한다.

동기속도는 $N_s=\dfrac{120f}{P}$로 구한다.
주파수 $f=60\ \mathrm{Hz}$, 극수 $P=4$를 대입하면 $N_s=\dfrac{120\times60}{4}=1800\ \mathrm{rpm}$이며, 전압 440V는 동기속도 계산과 무관하다.

권선형 전동기를 사용하는 천정기중기에는 기동·제어를 위한 저항기, 콘트롤러, 정지를 위한 브레이크가 갖추어지지만, 슬로우스타터는 농형 유도전동기의 기동 충격을 줄이기 위한 장치로 권선형 전동기 시스템에서는 볼 수 없다.

동기속도는 $N_s=\dfrac{120f}{P}=\dfrac{120\times60}{6}=1200\ \mathrm{rpm}$이다.
슬립 3%를 반영한 정격 회전속도는 $N=N_s(1-s)=1200\times(1-0.03)=1164\ \mathrm{rpm}$이다.

주행차륜의 좌우 최외측 중심 간 수평거리를 휠베이스라 하며, 크레인 주행의 안정성과 레일에 걸리는 하중 분포를 좌우하는 치수이다.
차륜하중은 차륜 하나가 레일에 전달하는 하중의 크기를 말한다.
트롤리스팬은 트롤리(횡행) 차륜이 놓이는 레일 중심 간의 거리이다.
양정은 후크가 오르내릴 수 있는 상하 이동 거리이다.

천장크레인의 레일은 크레인이 주행할 때 각 차륜에 걸리는 하중 중 가장 큰 값인 최대 차륜압을 기준으로 그 규격이 선정된다.
레일이 감당해야 하는 것은 차륜을 통해 전달되는 국부적인 압력이므로, 기중기 전체의 정격하중이나 스팬 자체보다 최대 차륜압이 직접적인 선정 기준이 된다.

체인의 사용 한도는 신장률(늘어난 길이의 비율)로 판단하며, 신품 상태와 비교해 임의의 5개 링 길이를 측정했을 때 신장이 5% 이상이면 폐기하고 사용을 중지해야 한다.

권상장치의 제동용 전자브레이크는 권상 전동기 정격토크의 150% 이상의 제동력을 가져야 한다.
이는 정지 상태에서 하중이 미끄러지지 않고 안전하게 유지되도록 여유를 둔 크레인 안전기준상의 수치이다.

구름 베어링은 미끄럼 베어링에 비해 마찰계수가 작아 과열의 위험이 적다는 장점이 있다.
값은 오히려 미끄럼 베어링이 더 저렴한 편이다.
충격에 강한 것은 접촉면이 넓은 미끄럼 베어링 쪽의 특성이다.
구름 베어링은 전동체의 구름 접촉으로 인해 오히려 소음이 발생하기 쉽다.

베어링의 온도상승은 주로 마찰열 증가로 인해 발생하는데, 속도계수 초과·과하중·고점도 오일 사용은 모두 마찰(저항)을 키워 발열을 늘리는 원인이다.
반면 베어링 유격이 과대한 경우는 오히려 접촉 압력과 마찰이 줄어드는 방향이므로 온도상승의 직접적 원인과는 거리가 멀다.

크레인의 저항기는 전동기의 속도를 조절하기 위해 전류를 열로 소비하는 장치여서 운전 중 온도가 크게 올라가며, 운전 중 저항기의 허용 온도는 350℃로 본다.
이 온도를 넘으면 저항선의 소손, 단자·배선 절연물의 열화, 주변 기기 손상으로 이어질 수 있다.
특히 중간속도(저항을 물린 상태)로 장시간 운전하면 저항기에 계속 전류가 흘러 과열되기 쉬우므로, 필요한 속도 단에서 오래 머무르지 않도록 운전해야 한다.

디스크 브레이크의 공기빼기(에어빼기) 작업은 마스터실린더에서 브레이크액을 보급하면서 각 휠 실린더의 블리더를 통해 공기를 배출하는 방식으로 진행해야 하며, 브레이크 파이프를 분리한 채로 작업하는 것은 오일 누출과 계통 손상을 일으키므로 옳지 않다.
유압계통 전체 상태 확인, 마스터실린더에서 가장 먼 휠 실린더부터 작업하는 순서는 올바른 방법이다.

재도장은 도장면적의 약 10%에 녹이나 부식이 발생하였을 때 실시하는 것이 적절한 시기로 본다.

동력을 전달하는 전동용 체인은 주로 핀과 부시(롤러)로 이루어진 롤러 체인이 사용되며, 링크 체인은 주로 화물을 매다는 권상용(호이스트 체인)으로 쓰인다. 따라서 떨어진 두 축의 전동장치에 주로 링크 체인을 사용한다는 설명은 틀린 내용이다.
고열물·수중 작업 시 와이어로프 대신 체인을 쓰는 점, 체인이 링크 체인과 롤러 체인으로 크게 나뉘는 점, 롤러 체인의 내구성이 핀과 부시의 마모로 결정되는 점은 모두 옳은 설명이다.

슬립링과 브러시의 접촉불량을 막기 위한 접촉압력은 0.15~0.3 kg/cm²로 유지해야 한다.

기어의 소음은 치면의 흠·거칠기, 피치 오차, 기어 물림 불량 등 기어 자체의 정밀도나 맞물림 상태에서 비롯된다.
조인트(축이음)의 마모는 커플링 부위의 문제로, 기어 이 물림에서 발생하는 소음의 원인과는 거리가 멀다.

베어링 호칭번호 6217에서 앞의 6은 단열 홈형 볼베어링(형식 기호)을 나타내고, 뒤의 17은 안지름 번호로 $17\times5=85\ \mathrm{mm}$의 내경을 의미한다.

고속 회전 부위에는 저점도의 윤활유가 적합하다.
점도가 높은 오일은 고속에서 유체 마찰(교반 저항)이 커져 발열과 동력 손실이 증가하므로 고속 회전에는 점도가 낮은 오일을 사용하는 것이 일반적이다.

플랜지 커플링은 두 축 끝에 플랜지를 붙이고 그 사이를 볼트로 조여 연결하는 축이음으로, 큰 토크를 전달할 수 있어 축 지름이 75㎜ 이상인 비교적 큰 축에 적합하다.
플렉시블 커플링은 축심이 정확히 일치하지 않는 경우(약간의 편심·편각)를 흡수하기 위해 사용하는 것이지, 축심이 완전히 일치할 때만 쓰는 것은 아니다.
두 축이 경사진 경우에 사용하는 것은 머프 커플링이 아니라 유니버셜 조인트이다. 머프 커플링은 두 축이 일직선일 때 쓰는 원통형 고정 커플링이다.
스플라인은 여러 개의 이를 깎아야 해 가공비가 많이 드는 축이음이며, 가공비가 적게 들어 모터축 등에 널리 쓰이는 것은 키(key) 결합이다.

운전 중이던 전동기가 정지하며 전원이 인가되지 않을 때는, 과전류로부터 회로를 보호하기 위해 동작하는 과부하 계전기(OCR)의 동작 여부를 가장 먼저 확인해야 한다.
과부하 계전기가 동작해 회로를 차단한 것이라면, 배선이나 집전기·브레이크 상태를 점검하기 전에 우선 그 원인부터 확인해야 하기 때문이다.

솔벤트(solvent)는 기름때를 효과적으로 녹여내면서도 베어링 표면과 윤활막에 주는 손상이 적어 세척유로 가장 적합하다.
신나와 알콜은 휘발성이 강해 금속면이나 실(seal), 도장 부위를 손상시킬 수 있고, 휘발유는 인화점이 낮아 화재 위험이 크므로 세척유로 권장되지 않는다.

2차 저항기를 회전자(2차) 회로에 삽입해 저항값을 조정하면 기동전류를 제한하고 속도를 조정할 수 있다.
이는 권선형 유도전동기에서 널리 쓰이는 2차 저항 제어법이다.
브러시는 슬립링과 접촉해 2차 회로를 외부로 인출할 뿐 저항 조정 기능은 없다.
회전자와 슬립링은 2차 저항기를 연결하기 위한 구조 부품일 뿐 전류·속도를 직접 조정하지 않는다.

명칭, 구성, 기호, 꼬임방법, 종류, 로프지름 순으로 표시하는 것이 와이어로프 표기의 일반적인 순서이다.
먼저 로프의 명칭을 적고 스트랜드수×소선수의 구성을 나타낸 뒤, 꼬임 관련 기호와 꼬임방법, 용도에 따른 종류를 적고 마지막으로 로프지름을 표시한다.

부식을 적게 하여야 하는 경우에는 강심(鋼芯)보다 섬유심(纖維芯) 로프가 더 적합하므로, 이는 강심로프를 선정하는 이유로 적합하지 않다.
강심로프는 심이 강선으로 되어 있어 윤활유를 머금는 섬유심보다 방청 성능이 떨어진다.
큰 절단하중이 필요한 경우는 강심이 섬유심보다 강도가 높아 적합한 선정 이유가 된다.
신율을 적게 해야 하는 경우도 강심이 섬유심보다 늘어남이 작아 적합한 이유가 된다.
고온 환경에서 사용되는 경우도 강심이 열에 강해 유리하므로 적합한 이유가 된다.

두 줄걸이에서 로프 사이 각도가 $\theta=60^\circ$일 때 한쪽 로프에 걸리는 장력은 $T=\dfrac{W}{2\cos(\theta/2)}$로 구한다.
$T=\dfrac{2000}{2\cos30^\circ}=\dfrac{2000}{2\times0.866}=\dfrac{2000}{1.732}$
계산하면 한쪽 줄에 걸리는 하중은 약 1155kg이다.

반걸이는 로프를 훅에 한 번만 걸치는 방식이어서 걸림이 얕고 하중 방향이 조금만 틀어져도 로프가 미끄러져 빠질 위험이 가장 크다.
눈걸이는 로프의 고리(아이)를 훅에 완전히 걸어 고정하는 방식으로 이탈 위험이 낮다.
어깨걸이는 로프가 훅 어깨 부분까지 깊이 걸려 안정적으로 지지된다.
이중걸이는 로프를 두 겹으로 걸어 하중을 분산시켜 안전성이 높다.

와이어로프 구성기호 $6\times19$에서 앞의 6은 스트랜드(strand) 수를, 뒤의 19는 소선(素線) 수를 나타낸다.
즉 19개의 소선을 꼬아 만든 스트랜드 6가닥을 다시 꼬아 하나의 로프를 구성한다는 의미이다.

와이어로프의 제조 직경 허용오차는 공칭지름의 0% ~ +7%로 규정되어 있다.
즉 제조된 로프의 실제 지름이 공칭지름보다 작아서는 안 되며, 최대 7%까지만 굵게 만들어지는 것이 허용된다.

와이어로프를 선정할 때는 사용빈도, 작업환경조건, 하중의 종류를 미리 고려해야 한다.
반면 사용상의 마모는 로프를 실제로 사용한 이후에 나타나는 결과이므로 선정 단계의 고려 요소와는 거리가 멀다.

합금(용융메탈)고정은 로프 끝을 합금으로 채워 고정하는 방법으로, 로프 강도를 거의 100%에 가깝게 유지할 수 있어 효율이 가장 높다.
클립고정은 클립으로 조여 고정하는 방식으로 효율이 상대적으로 낮다.
쐐기고정은 쐐기로 눌러 고정하는 방식으로 효율이 합금고정보다 낮다.
엮어넣기(스플라이스)는 로프 가닥을 손으로 엮어 고정하는 방식으로 합금고정보다 효율이 낮다.

와이어로프의 킹크는 꼬임이 조여지는지 풀리는지 방향에 따라 +킹크와 -킹크로 구분한다.
로프를 다룰 때 원래의 꼬임과 같은 방향으로 더 조여지면 +킹크, 반대 방향으로 풀리면 -킹크가 발생한다.

달기체인은 신품 대비 링크 길이 증가가 5%를 초과하면 사용을 금지하므로, "10% 이상 늘어났으면 사용 못한다"는 기준은 틀렸다.
반면 링크 단면 지름이 제조 당시의 지름보다 10%를 초과하여 감소한 경우 사용을 금지한다는 취지의 기준은 옳다.
신품 구입 시 단면 직경과 길이를 재어 기준값을 남겨두는 것은 이후 폐기 판정을 위해 필요한 조치이다.
균열이 발생한 링크를 용접해 재사용하는 것은 강도를 보장할 수 없어 금지된다.

권상 장치를 점검할 때는 실제로 권상·권하를 최고·최저 위치까지 감아올리거나 내려보아야 리미트 스위치 등 안전장치의 작동 상태를 확인할 수 있으므로, "그럴 필요가 없다"는 설명은 틀렸다.
점검 담당자가 운전자에게 연락하고 점검하는 것은 사고 예방을 위해 옳은 절차이다.
이상음 발생 시 운전을 중지하고 점검하는 것은 당연한 안전조치이다.
권상·횡행·주행 브레이크의 작동 상태를 점검하는 것도 필수 점검 항목이다.

운전석을 이석할 때는 크레인을 정지위치로 이동시킨 뒤 훅을 최대한 위로 올려놓아야 하므로, "훅을 최대한 내려놓는다"는 설명은 틀렸다.
훅을 낮게 두면 통행하는 작업자나 다른 설비와 부딪힐 위험이 있어 오히려 감아올려 놓는 것이 안전하다.
운반물이 흔들리거나 회전하는 상태로 운반하지 않는 것은 옳은 안전수칙이다.
운반물을 작업자 상부로 이동시키지 않고 직각운전을 원칙으로 하는 것도 옳은 수칙이다.
옥외 크레인이 강풍 시 운전과 점검·정비를 제한하는 것도 옳은 수칙이다.

모가 난 짐을 운반할 때는 모서리에 보호대(패드)를 대어 로프를 보호해야 하며, 단순히 굵은 와이어를 사용한다고 로프 절단을 막을 수는 없으므로 이 설명은 틀렸다.
작업 종료 후 훅을 거더 하단부까지 올려놓는 것은 통행에 방해되지 않게 하는 옳은 조치이다.
물건을 매달지 않을 때 와이어를 건 채로 이동하지 않는 것도 옳은 수칙이다.
하중의 중량과 중심을 가능한 정확히 목측하는 것도 안전을 위해 필요한 조치이다.

천장크레인의 작업능력은 한 번에 들어올릴 수 있는 권상 톤수(정격하중)로 표시한다.
권상 체적, 작업 시간, 작업 속도는 크레인의 성능을 나타내는 직접적인 지표가 아니다.

리미트 스위치는 권상·권하·횡행·주행 동작이 정해진 한계 위치를 넘어서지 않도록 자동으로 전원을 차단하는 안전장치이다.
컨트롤러는 동작 속도와 방향을 조작하는 운전 장치일 뿐 과도한 진행을 막는 안전장치가 아니다.
경보장치는 위험을 소리로 알릴 뿐 동작 자체를 정지시키지는 못한다.
타임 릴레이는 시간 지연 제어에 쓰이는 부품으로 위치 제한과는 관계가 없다.

비상정지 장치의 누름버튼은 적색으로 머리 부분이 돌출된 형태이며, 한 번 누르면 수동으로 복귀시켜야 하는 형식이다.
이는 눌렀을 때 자동으로 원위치되어 위험 상태가 해제되지 않은 채 재기동되는 것을 막기 위함이다.
비상정지장치는 위험 상황에서 즉시 동작을 멈추기 위한 장치이지, 단순히 작업 종료 시 전원을 차단하는 용도가 아니다.
버튼은 황색이 아니라 적색이며 자동 복귀가 아니라 수동 복귀 형식이다.
탑승용 크레인이라도 비상정지장치는 권상레버와 별도로 즉시 누를 수 있는 위치에 독립 설치된다.

모든 제어기의 노치를 '0' 위치에 두고 메인 스위치를 'on'으로 하는 것이 운전을 시작할 때 최초로 해야 할 조치이다.
제어기가 0 노치가 아닌 상태에서 메인 스위치를 넣으면 크레인이 갑자기 움직여 사고로 이어질 수 있다.

운반물을 실제로 들고 권상·권하를 시험해보는 것은 사전점검이 아니라 하중이 실린 상태의 실제 운전 행위이므로, 운전 전 점검사항과는 거리가 멀다.
운전 전 점검은 무부하 상태에서 각부 주유 상태, 컨트롤러 조작·접촉 상태, 크래브 이동 여부 등을 확인하는 것이 원칙이다.

기계적 무리, 짐의 흔들림, 과전류는 급출발·급정지가 크레인 자체와 화물, 전기설비에 직접 미치는 영향으로 급조작을 금지하는 핵심 이유이다.
반면 작업자의 대피 여유는 크레인 운행 전반의 일반적인 안전 문제로, 급출발·급정지 자체의 기술적 이유와는 상대적으로 거리가 멀다.

운전자는 운행 중 전방(진행 경로)을 주시해야 하며, 지나온 경로를 되돌아보며 반성하듯 운전하는 것은 전방 주시를 소홀히 하게 되어 오히려 위험을 초래하므로 이 설명은 틀렸다.
이상 음향·진동에 항상 주의하는 것은 옳은 운전 자세이다.
출발 시 갑자기 전속력으로 운전하지 않는 것도 옳은 수칙이다.
작업 종료 후 소정 위치에 정지하고 전원을 차단하는 것도 옳은 마무리 절차이다.

중심을 잘못 잡고 로프를 걸면 짐이 예상치 못한 방향으로 움직이거나 회전하며 로프가 비틀리고, 한쪽으로 쏠려 넘어지는 사고로 이어진다.
그러나 과하중으로 인한 기중기 손상은 정격하중을 초과해 매달았을 때 생기는 문제로, 짐의 중심을 잘못 잡은 것과는 별개의 원인이므로 이 경우에 해당하지 않는다.

짐을 전도(넘겨 세우기)시키는 작업에서는 매단 짐 위에 타지 않고, 중심이 이동한 뒤 로프를 서서히 늦추며, 주변 공간을 넓게 확보하는 것을 고려해야 한다.
섀클로 철판을 세워서 매다는 것은 하나의 결속 방법 자체를 설명한 것일 뿐, 전도 작업 시 지켜야 할 일반적인 고려사항으로 보기는 어렵다.

복스렌치는 볼트·너트 머리 전체를 감싸는 구조여서 접촉면이 넓고 사용 중 미끄러져 빠지지 않으므로 오픈엔드렌치보다 더 권장된다.
값이 저렴하거나 가볍다는 점은 복스렌치가 오픈엔드렌치보다 우수한 특성이 아니다.

감전 위험이 많은 작업현장에서는 절연 성능을 갖춘 보호장갑을 착용하는 것이 가장 적절한 보호구이다.
구명구, 구급용품, 보안경은 각각 익수·응급처치·비산물 방지를 위한 것으로 감전 예방과는 직접 관련이 없다.

토크렌치는 규정된 정확한 조임력(토크)을 관리하기 위해 사용하는 렌치이지, 단순히 큰 토크가 필요할 때 쓰는 렌치가 아니므로 이 설명은 틀렸다.
렌치 크기를 구경 치수로 표시하는 것은 옳은 설명이다.
적당한 힘으로 볼트·너트를 죄고 푸는 것도 렌치 사용의 기본 원칙이다.
오픈렌치를 파이프 피팅 작업에 사용하는 것도 일반적인 용도이다.

방청용 오일은 부품의 녹을 방지하기 위한 정비 자재일 뿐, 응급용 의약품·소화기·철제 쓰레기통처럼 사고 예방이나 사고 발생 시 대응을 위한 안전 준비물과는 거리가 있다.

안전장치는 작업이 불편하다는 이유로 임의로 제거해서는 안 되며 어떤 경우에도 반드시 활용해야 하므로, "일시 제거해도 좋다"는 설명은 틀렸다.
안전장치를 반드시 활용하는 것은 옳은 원칙이다.
안전장치가 불량하면 즉시 수정한 뒤 작업하는 것도 옳은 절차이다.
작업 전에 안전장치를 반드시 점검하는 것도 옳은 절차이다.

감전이나 전기화상의 위험이 있는 작업에서는 절연 성능을 갖춘 보호구를 착용해야 한다.
구명구와 구명조끼는 익수 사고에 대비한 것이고, 비상벨은 경보용 설비로 감전·화상 방지와는 직접 관련이 없다.

기중기로 물건을 운반할 때는 정격하중(규정 무게)을 초과해서는 안 되며, "약간 초과할 수도 있다"는 설명은 명백히 틀렸다.
적재물 낙하 방지, 로프 안전 점검, 운반 중 인명 피해 방지는 모두 옳은 주의사항이다.

구멍을 거의 다 뚫었을 때 드릴 끝이 재료를 관통하는 순간 저항이 급격히 줄어들면서 일감이 드릴에 딸려 회전하기 가장 쉽다.
구멍을 뚫기 시작하거나 중간 정도 뚫은 상태에서는 아직 재료의 저항이 남아 있어 상대적으로 안전하다.

장비는 지정된 취급자(자격을 갖춘 사람)만 사용해야 하므로, "취급자가 아니어도 사용한다"는 설명은 안전수칙과 가장 거리가 멀다.
사용 전 점검, 사용법 사전 숙지, 회전체에 손을 대지 않는 것은 모두 옳은 안전수칙이다.

아세틸렌가스 용접(가스용접)은 아크용접에 비해 불꽃의 온도와 열효율이 낮다는 것이 대표적인 단점이다.
가스용접은 장비를 이동하며 사용할 수 있어 오히려 이동성이 장점이지, 이동이 불가능한 것은 아니다.
가스용접 설비는 아크용접 설비보다 상대적으로 저렴한 편이다.
유해광선은 가스용접보다 아크용접에서 더 많이 발생한다.