[천장크레인운전기능사 필기] 04년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

중추식(Weight type) 리밋 스위치는 훅이 일정 높이 이상으로 과상승하는 것을 방지하기 위해 설치하는 권과방지장치이다.
상승하는 훅이나 로프가 매달린 중추를 밀어 올리면서 스위치를 작동시켜 권상 모터의 전원을 차단하는 방식이다.

권상장치의 속도 제어용 브레이크로는 와류(渦流) 브레이크가 사용되며, 회전체와 자계 사이에 유도되는 와전류의 제동력을 이용해 하강 속도를 연속적으로 조절한다.
직류·교류 전자 브레이크나 디스크 타입 전자 브레이크는 속도 조절이 아니라 정지·제동용으로 쓰이는 브레이크다.

국내에서 천장크레인의 공칭 용량은 톤(ton) 단위로 표시한다.
정격하중 표기 역시 국내 규격상 톤 단위를 기준으로 한다.

훅이 최하단에 도달했을 때도 와이어로프가 드럼에서 완전히 풀리지 않도록 드럼에 최소 2회전 이상의 여유 감김이 남아 있어야 한다.
이는 로프 끝단 고정부에 직접 하중이 걸리거나 로프가 빠지는 것을 막기 위한 안전기준이다.

버퍼 스톱퍼(Buffer Stopper)는 크레인이 주행 또는 횡행 중 레일 끝 등에 충돌할 때의 충격을 완화시켜 주는 완충장치이다.
과속을 직접 방지하는 장치가 아니라 충돌 시 충격을 흡수하는 장치다.
권상 과권 방지나 권하 과다 방지는 리밋 스위치 등 별도의 권과방지장치가 담당한다.

권과방지장치 중 캠식은 드럼(또는 드럼과 연동된 축)의 회전에 의해 작동하는 방식으로, 활차(도르래)의 회전에 의해 작동한다는 설명은 옳지 않다.
중추식은 상승하는 훅이 중추를 밀어 올려 접촉·작동시키는 방식이고, 스크류식은 드럼 회전에 연동된 나사축으로 작동시키는 방식이다.

크레인 운전 자격·면허는 조종석(운전실)이 설치된 크레인을 대상으로 요구되므로, 조종석 없이 지상에서 조작하는 방식(지상 조작식·무선 리모컨 등)의 크레인은 별도의 운전 자격·면허·경험 없이도 조작할 수 있다.
따라서 정격하중이 50톤이라도 지상 조작식 천장크레인은 운전 자격 요건의 대상이 아니다.
조종석이 부착된 천장크레인·타워크레인·컨테이너크레인은 해당 자격·면허가 필요하다.
다만 지상 조작식이라도 사업주는 해당 작업에 대한 안전보건교육을 실시해야 한다.

박스 거더는 단면 내부 공간을 활용해 전동기·감속기 등 기기류를 설치하기 편리하고, 밀폐 구조라 부식에 강하며 비틀림 강성이 커서 큰 하중을 받는 데 유리하다.
플레이트 거더나 트러스 거더는 개방 구조여서 공간 이용·부식·비틀림 강성 면에서 상대적으로 불리하다.

키(Key)가 전달할 수 있는 토크의 크기는 축과의 접촉 면적·결합 구조에 따라 달라지며, 큰 것부터 스플라인 - 성크키 - 평키 - 새들키 순이다.
스플라인은 축 둘레에 여러 개의 이(치형)를 가공해 접촉 면적이 가장 넓어 전달 토크가 크고, 새들키는 축에 홈을 파지 않고 얹어 마찰력만으로 전달하므로 토크가 가장 작다.

전동기용 브레이크 중 오일 디스크 브레이크는 전기적인 구동 없이 유압만으로 작동하는 방식이다.
마그네트 브레이크는 전자석의 흡인력으로, 스러스터 브레이크는 전동기로 유압을 발생시켜 작동하는 전기 구동 방식이다.
메카니칼 브레이크는 레버 등 기계적 힘으로 작동하는 방식이다.

거더의 캠버(솟음)는 하중에 의한 처짐을 미리 보상하기 위한 것이므로 스팬의 크기와 관계없이 두는 것이 원칙이다. 따라서 "스팬이 30m 미만이면 캠버를 달지 않아도 된다"는 설명은 옳지 않다.
나머지 설명대로 캠버는 무부하 상태에서 스팬의 1/1000~1/1200 정도로 두고 스팬의 1/800을 넘지 않게 하며, 부하 시 아래로 처지는 양도 스팬의 1/800을 초과하지 않도록 관리한다.

크레인 권상장치용 제한개폐기(리밋 스위치)는 드럼과 로프가 과권 상태가 되었을 때 전류를 차단하여 회전을 정지시키는 안전장치이다.
전기장치라고 해서 고장이 없는 것은 아니며 주기적인 점검이 필요하다.
드럼 회전 자체를 조정하는 장치가 아니라 과권 시 정지시키는 보호 장치이며, 조정·점검 시에는 주전원을 차단한 상태에서 실시해야 한다.

그리이스 컵이나 그리이스건을 이용한 급유는 각 급유점을 수작업으로 하나씩 처리해야 하므로, 여러 축의 베어링에 한 번에 급유하는 집중급유장치보다 급유 시간이 더 오래 걸린다. 따라서 급유 시간이 짧게 걸린다는 설명은 옳지 않다.
윤활유 선정 기준, 그리이스 니플에 그리이스건 사용, 집중급유장치의 작동 방식에 대한 나머지 설명은 모두 맞는 내용이다.

천장크레인 주행기계장치의 브레이크 라이닝 허용 마모량은 원형(신품 두께)의 50% 이내로 관리한다.
이를 초과하면 제동력이 저하되므로 교환 대상이 된다.

차륜 답면(바퀴 주행면)과 레일 상면에 그리이스를 도포하는 것은 마찰계수를 감소시켜 주행 중 미끄러짐과 탈선 위험을 초래하므로 절대 금지되는 방법이다. 차륜과 레일은 오히려 안정적인 마찰을 유지해야 안전한 주행이 가능하므로 윤활유를 도포해서는 안 된다.
천장크레인의 급유는 각 부위의 기능과 안전성을 고려하여 이루어져야 한다.
급유 관리: 유종·시기·급유량을 정확히 조정하는 것이 기본 원칙으로 맞다.
개방된 기어: 그리이스나 기어 오일을 도포하는 표준 방법이다.
와이어로프: 부식 방지와 수명 연장을 위해 와이어로프 전용 그리이스를 도포하는 것이 올바른 관행이다.

감속기 오일은 점도 등을 점검하면서 사용하되, 일반적으로 2000시간 사용 후 교환하는 것을 기준으로 한다.

운전 중 정지된 경우라면 전동기 보호를 위한 과부하 계전기(OCR)의 동작 유무를 가장 먼저 확인하는 것이 순서다. 과부하로 계전기가 트립되어 있으면 전원이 인가되지 않기 때문이다.
집전기 이탈, 배선 상태, 브레이크 동작 상태 확인은 그다음 단계에서 점검하는 항목이다.

전동기는 운전 중 발열하지만, 정상적인 운전을 위해 허용되는 주위 외기 온도는 50~60℃까지로 본다.

사용빈도가 많을수록 전동기의 발열은 오히려 커진다. 따라서 사용빈도가 많을수록 발열이 적어진다는 설명은 틀린 내용이다.
브러시의 정기 교체, 정격전압 ±10% 이내의 전압변동 허용, 브러시·슬립링의 월 1회 점검은 모두 맞는 설명이다.

정규 부하 시험 중 권하 속도의 허용 범위는 +25%, -5%로 규정되어 있다.

전동기가 기동하지 않는 원인은 전원이 정상적으로 공급되지 못하는 전기적 결함에서 비롯되며, 훅의 마모는 기동 불능과 관련이 없는 기계적 요소다.
터미널 이완, 단선, 커넥션 접촉불량은 모두 전동기 회로에 전류가 흐르지 못하게 하는 전기적 원인이다.

브레이크용 전자석에 전압강하가 심하면 흡인력이 부족해 가동철심이 끝까지 붙지 못하고 공극이 남게 되며, 이 상태에서는 전류가 계속 크게 흘러 코일이 과열하는 현상이 나타난다.
심하면 코일 소손으로 이어지므로 전자석에는 정격전압이 제대로 걸리도록 배선·전압강하를 관리해야 한다.

천장크레인의 권과방지장치 중 직동식(중추형) 리미트 스위치가 작동했을 때는 훅(훅블록)과 시브가 설치된 상부 프레임 사이의 거리가 최소 0.05m(5cm) 이상 남아 있어야 한다.
권과방지장치는 훅이 지나치게 올라가 드럼·상부 도르래가 있는 프레임에 부딪히는 것을 막는 안전장치이다. 무게추가 직접 눌려 곧바로 작동하는 직동식은 여유거리를 0.05m 이상으로 두면 되고, 그 밖의 형식은 반응이 늦는 만큼 0.25m 이상을 확보하도록 정해져 있다.
따라서 직동식 리미트 스위치가 작동한 시점의 훅과 프레임 사이 거리는 0.05m 이상이 확보되어야 한다.

베어링 메탈은 반복 하중을 견뎌야 하므로 피로강도가 커야 하며, 피로강도가 작아야 한다는 설명은 구비조건으로 적당하지 않다.
마찰·마멸이 적고, 면압 강도가 크며, 길들임성(초기 운전 중 축에 잘 순응하는 성질)이 좋아야 한다는 나머지 조건은 모두 맞는 내용이다.

천장크레인 권상용 드럼 기어는 피치원에서의 치 두께가 원치수보다 20%~30% 마모되면 교환하는 것을 기준으로 한다.

교류 권선형 유도전동기의 슬립(Slip)은 보통 3~5% 정도이다.
슬립은 동기속도와 실제 회전속도의 차이를 동기속도에 대한 비율로 나타낸 값이다.

키(Key)는 축·보스보다 작은 단면으로 회전력을 전달하므로 전단·압축에 충분히 견디도록 축재료보다 강한 강철재를 사용한다.
축보다 연한 재료나 취성이 큰 주철재는 전달 토크에 견디지 못하고, 마찰계수가 작아 미끄러운 재료는 결합력 확보에 불리하다.

권선형 유도전동기는 고정자, 회전자, 슬립링으로 구성되며, 단락형(농형)은 별도의 유도전동기 형식으로 권선형의 구조 요소가 아니다.

물체의 중량은 $W = \gamma \times V$, 즉 비중(비중량)×체적으로 구한다.
넓이나 단면적만으로는 부피가 정해지지 않으므로 중량을 구할 수 없다.

지지애자의 파손·마모 여부는 와이어로프 점검 항목이 아니라 트롤리선 등 전기 집전 설비의 점검 항목이다.
소선이 10% 이상 단선되었는지 확인하는 것은 와이어로프 폐기기준에 따른 점검 항목이다.
킹크·심한 변형·부식 여부, 지름이 7% 이상 감소했는지도 모두 표준 와이어로프 점검 사항이다.

와이어로프의 제조 시 직경 허용오차는 0%~+7%이다.
로프는 사용 중 마모로 지름이 가늘어지므로 제조 단계에서 지름이 작아지는 방향(음의 공차)은 허용하지 않고, 굵어지는 방향으로만 여유를 둔다.
따라서 지름이 공칭치수보다 작게 나오는 것은 규격에서 아예 배제된다.

와이어로프의 킹크(kink)는 로프가 국부적으로 뒤틀려 영구변형이 생기는 결함으로, 꼬임이 풀리는 방향에 따라 +킹크와 -킹크로 구분한다.
절단킹크·알파킹크 같은 명칭은 표준 분류에 해당하지 않는다.

아연도금 와이어로프도 사용이 가능하므로 "절대 사용하지 않는다"는 설명은 틀렸다.
부식이 표면보다 내부로 깊이 진행된다는 설명은 옳다.
꼬임에 S형·Z형이 있다는 설명도 옳다.
아연도금 로프를 사용해도 무방하다는 설명 역시 옳다.

예비 와이어로프는 직사광선이 닿지 않는 그늘진 곳에 보관해야 하므로, 건조를 이유로 양지에 두어야 한다는 설명은 옳지 않다.
직사광선과 온도 변화는 로프 표면의 그리스를 열화시키고 부식을 촉진하기 때문이다.
통풍이 잘되는 건조한 건물 내 보관은 올바른 방법이다.
보일러 등 열원을 피하는 것도 올바른 방법이다.
산·유황가스로부터 보호하는 것도 올바른 방법이다.

링크체인의 폐기기준에서 링크 5개의 길이 증가 한도는 5%이므로, 10% 이상 늘어나야 폐기한다는 설명은 틀렸다.
반면 단면 직경이 제조 당시보다 10% 이상 감소하면 폐기한다는 기준은 옳다.
신품 구입 시 단면 직경과 길이를 재어 두어야 이후 증가·감소량을 판정할 수 있고, 균열된 링크를 용접해 쓰면 안 된다는 설명도 옳다.

체인에 무조건 기름을 쳐야 한다는 설명은 옳지 않다. 용도에 따라 급유가 부적합한 경우도 있어 일률적으로 적용할 원칙이 아니다.
균열이 있는 체인은 교환해야 한다는 설명은 옳다.
표준 길이보다 5% 늘어난 것을 사용한도로 보는 설명도 옳다.
절손된 체인을 볼트로 이어 쓰면 안 된다는 설명도 옳다.

강괴의 부피는 $2\,\mathrm{m} \times 2\,\mathrm{m} \times 2\,\mathrm{m} = 8\,\mathrm{m^3}$이다.
비중이 8이므로 무게는 $8\,\mathrm{m^3} \times 8\,\mathrm{ton/m^3} = 64\,\mathrm{ton}$으로, 강괴의 무게는 64톤이다.

같은 굵기라도 소선이 가늘고 수가 많을수록 로프는 유연하고 강도도 크다.
소선 하나하나가 가늘어 굽힘에 잘 따라오므로 유연성이 좋아진다.
소선은 가늘게 뽑을수록 인장강도가 높아지므로, 같은 굵기의 로프라도 가는 소선을 많이 쓴 쪽이 더 강하다.
다만 소선이 가늘면 마모·소선절단에는 상대적으로 약하므로 점검 주기를 짧게 가져가야 한다.

과부하방지장치의 동작상태를 부하시험으로 확인하는 것은 정기적인 성능시험 항목이지, 매 운전 시작 전에 수행하는 일상점검 사항이 아니다.
주행로·이동영역의 장애물 유무 확인은 운전 시작 전 점검사항이다.
정지기구·레일 클램프 같은 고정장치 해제 여부 확인도 시작 전 점검사항이다.
운전실 내 레버·스위치 이상 유무 확인도 시작 전 점검사항이다.

운반 횟수를 줄이려고 한 번에 많은 하물을 싣는 것은 오히려 위험을 키우는 방법이므로 고려사항으로 적절하지 않다. 과적은 하중 초과와 시야 확보 저하로 이어진다.
이동 거리를 짧게 하고, 전용 줄걸이 용구를 사용하며, 위험범위를 명확히 하는 것은 모두 안전한 운반을 위한 올바른 고려사항이다.

작동 중 위험 상황에서 낯모르는 사람이 정지신호를 보내면 지정된 신호수가 아니더라도 일단 무조건 정지시키고 상황을 확인해야 한다. 정지신호는 안전과 직결되므로 신호 발신자의 신원을 따지기보다 우선 멈추는 것이 원칙이다.
신호수가 아니라고 무시하거나, 신호수를 찾아 확인한 뒤에 멈추거나, 운전자가 주위를 살핀 다음 정지하는 것은 모두 정지 시점을 늦춰 사고를 키운다.

매단 짐의 높이가 지상에서 4m 이상인지를 따지는 것은 짐 운반 시의 고려사항이 아니다. 매다는 높이는 장애물을 피할 수 있는 최소한으로 낮게 유지하는 것이 원칙이지, 특정 높이 이상을 확보해야 하는 항목이 아니다.
매단 높이에서 충돌할 장애물이 있는지 확인하는 것은 필수 고려사항이다.
경로 부근의 작업자·통행인 유무 확인도 필수 고려사항이다.
짐이 떨어졌을 때 사람을 다치게 할 위험이 있는지 확인하는 것도 필수 고려사항이다.

천장크레인으로 물건을 운반할 때는 지상에서 최소 2m 이상의 높이를 유지하는 것이 가장 바람직하다. 사람의 머리 위를 지나갈 때 안전한 여유고를 확보하기 위함이다.

권상장치를 점검할 때는 권상·권하를 최고·최저 위치까지 실제로 감아 올리고 내려보아야 리미트 스위치 등 안전장치의 작동 상태를 확인할 수 있으므로, 그럴 필요가 없다는 설명은 틀렸다.
운전 중 점검 시 점검자가 운전자에게 반드시 연락한 뒤 점검하고, 운전 중 이상음이 발생하면 즉시 운전을 중지하고 점검하며, 권상·횡행·주행의 제동브레이크 작동 상태를 모두 점검해야 한다는 설명은 옳다.

속도제어 제동기는 짐을 내리는 권하 시에 하중에 의해 속도가 과도하게 빨라지는 것을 억제하기 위해 작동한다. 권상 시에는 모터의 구동력 자체가 속도를 제어하므로 별도의 속도제어 제동이 필요하지 않다.

당기는 응력은 힘을 단면적으로 나눈 값(응력 = 힘 ÷ 단면적)이므로, "단면적을 압력으로 나눈다"는 식은 틀렸다.
안전계수(= 절단하중 ÷ 안전하중), 회전력(= 힘 × 거리), 구심력(= 질량 × 선속도의 제곱 ÷ 원운동의 반경) 공식은 모두 옳다.

마그넷 기중기는 철편을 부착한 뒤 전기스위치를 끊어도 잔류자기 때문에 철편이 곧바로 떨어지지 않을 수 있다는 설명이 옳다. 그래서 마그넷 작업에서는 전원을 끊었다고 방심하지 말고 하부 접근을 금해야 한다.
전기에너지를 기계에너지로 바꾸는 장치는 발전기가 아니라 전동기이며, 발전기는 그 반대로 기계에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치다.
저항체가 고온이 되는 것은 전류가 흘러 전력을 열로 소비할 때이며, 정지 중에도 계속 그 온도를 유지한다는 서술은 맞지 않는다.
천장크레인용 저항기는 진동이 심한 환경에 놓이므로 진동에 강한 주물형(그리드형)이 적합하며, 권선형이 진동에 강하다는 서술은 틀렸다.

한 손을 다른 손으로 감싸 쥔 채 2~3회 적게 흔들면서 호각을 길게 부는 신호는 "기다려라"를 뜻한다. 작업을 곧 재개할 것이니 그 자리에서 대기하라는 의미로, 동작을 작게 하고 호각을 길게 끄는 것이 특징이다.
정지는 손을 크게 흔들고 호각을 짧고 강하게 부는 등 긴급성을 드러내는 신호이고, 물건걸기와 마그넷 붙이기는 각각 짐을 걸라는 지시와 마그넷을 부착하라는 지시로 동작이 전혀 다르다.

병렬로 설치된 옆 기중기 운전자가 부하물을 매단 채 졸도했다면, 가장 먼저 그 크레인(해당 크레인)의 전원을 신속히 차단하여 권상 동작을 멈추고 부하물 낙하나 과권 사고를 막아야 한다.
공장 전체 전원 차단은 다른 설비까지 정지시켜 불필요한 2차 피해를 낳고, 인공호흡을 먼저 시도하거나 크레인을 충돌시키는 행동은 부하물이 매달린 위험한 상태를 방치하거나 오히려 악화시킨다.

주행장치와 횡행장치는 서로 독립된 동작으로, 주행은 크레인 전체가 주행레일을 따라 이동하는 동작이고 횡행은 크래브가 거더 위를 이동하는 동작이라 항상 동시에 움직이는 것은 아니다.
크래브가 권상장치와 횡행장치로 구성된다는 설명, 권상장치가 모터·브레이크·감속기·드럼으로 물건을 수직으로 오르내린다는 설명, 횡행장치가 모터·브레이크·감속기로 차륜을 구동해 크래브를 이동시킨다는 설명은 모두 옳다.

소화기 근처에 물건을 적재하면 화재 발생 시 소화기를 즉시 사용할 수 없게 되므로 재해 예방에 어긋나는 행위다. 소화기 주변은 항상 비워두어야 한다.
공구를 정해진 장소에 보관하고, 폐기물을 정해진 위치에 모으며, 통로·창문에 물건을 세워두지 않는 것은 모두 재해를 줄이는 올바른 방법이다.

스패너 작업 시에는 몸의 균형을 잡고 안정된 자세에서 작업하는 것이 가장 올바른 사용법이다.
스패너와 너트 사이에 쐐기를 끼우면 스패너가 미끄러지거나 파손될 위험이 있다.
자루에 파이프를 끼워 힘을 늘리면 규정 이상의 토크가 걸려 공구나 너트가 손상될 수 있다.
너트보다 큰 스패너를 사용하면 헐거워져 미끄러지며 다칠 위험이 있다.

앞치마 착용 여부 자체는 감전 위험과 직접적인 관련이 거리가 멀다. 앞치마는 주로 화상이나 이물질로부터 몸을 보호하는 용도다.
반면 옷이 비에 젖거나 발밑에 물이 있거나 몸에 땀이 배어 있으면 인체의 전기저항이 낮아져 감전 위험이 커진다.

엔진오일을 조금이라도 흘리는 것은 안전상 허용되지 않는다. 유출된 오일은 미끄럼 사고나 화재의 원인이 될 수 있다.
작업 후 공구를 정위치에 정리정돈하고, 무거운 쇳덩이를 사람 힘만으로 옮기지 않으며, 공구를 제자리에 모으는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

운반차를 도로변에 방치해서는 안 된다는 것이 운반 작업의 올바른 일반지침이다. 방치된 운반차는 통행에 방해가 되고 2차 사고의 원인이 된다.
운반차가 가벼울수록 안전하다는 것은 일반적인 원칙이 아니다.
인도 부근에서 속도를 높여 벗어나는 것은 오히려 위험을 키운다.
손으로 물건을 옮길 때도 필요하면 보조 기구를 사용해야 한다.

공구가 맞지 않을 때 비슷한 용도의 다른 공구로 임시 대체해 사용하는 것은 오히려 위험한 습관이므로 올바른 취급 주의사항이 아니다. 맞지 않는 공구를 억지로 쓰면 미끄러지거나 손상되어 사고로 이어진다.
공구를 청결하게 보관하고, 올바른 용도에 사용하며, 지정된 장소에 보관하는 것은 모두 올바른 취급 주의사항이다.

위험한 장소에 함부로 출입하는 것은 근로자가 지켜야 할 의무가 아니라 오히려 피해야 할 행동이다. 근로자는 출입이 금지된 위험구역에 들어가지 않아야 한다.
보호구 착용, 안전규칙 준수, 위험 발생 시 작업중지 및 대피는 모두 근로자의 의무사항에 해당한다.

추락 위험이 있는 장소에서는 떨어질 때 머리를 보호해 주는 안전모가 주어진 보기 중 가장 적절한 보호구다. 안전모 중에서도 추락 위험 장소에서는 턱끈이 있고 추락 시 충격을 흡수하는 종류를 착용한다.
귀마개는 소음, 보안경은 비산물, 안전장갑은 손 보호가 목적이므로 추락 위험 대응과는 거리가 있다.

엔진 등 중량물을 탈착할 때 사람이 밑에서 손으로 붙잡는 것은 매우 위험한 행동이므로 올바른 안전사항이 아니다. 중량물 아래에는 신체를 두지 않아야 한다.
엔진 가동 시 소화기를 비치하고, 유압계통은 작동유가 식은 뒤 점검하며, 냉각계통은 엔진을 정지하고 냉각수가 식은 뒤 점검하는 것은 모두 올바른 안전사항이다.

산업안전보건 개선계획은 근본적으로 사업장의 안전성과 생산성을 함께 개선하기 위해 수립한다. 재해 예방과 생산 효율은 서로 분리된 목표가 아니라 함께 달성해야 할 목표이기 때문이다.