[9급 지방직 기계일반] 24년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

두드리거나 압착할 때 얇고 넓게 펴지는 성질은 전성(malleability)이다.
전성은 압축력에 의해 판(박) 형태로 넓어지는 성질로, 금·은·알루미늄처럼 전성이 큰 금속은 얇은 박으로 만들 수 있다. 인장력에 의해 가늘고 길게 늘어나는 연성과 구별한다.
소성: 외력을 제거해도 변형이 남는 성질의 총칭으로, 얇게 펴지는 성질만을 가리키지 않는다.
탄성: 외력을 제거하면 원래 형태로 돌아가는 성질이다.
취성: 변형을 거의 하지 않고 깨지는 성질로, 펴지는 성질과 반대이다.

열가소성 수지는 폴리에틸렌과 나일론이다.
열가소성 수지는 가열하면 연화되고 냉각하면 굳는 과정을 반복할 수 있어 재성형이 가능하다. 반면 열경화성 수지는 한 번 경화되면 다시 가열해도 연화되지 않는다.
폴리에틸렌: 대표적인 열가소성 수지이다.
나일론: 폴리아미드계 열가소성 수지이다.
에폭시 수지: 경화제와 반응해 굳는 열경화성 수지이다.
페놀 수지: 베이클라이트로 알려진 열경화성 수지이다.

비철금속은 알루미늄·마그네슘·아연이다.
비철금속은 철을 주성분으로 하지 않는 금속을 말한다. 세라믹은 금속 원소와 비금속 원소의 화합물(산화물·탄화물·질화물 등)로 이루어진 무기 비금속 재료이므로 금속에 속하지 않는다.
알루미늄: 가볍고 내식성이 좋은 대표적 비철금속이다.
마그네슘: 실용 금속 중 가장 가벼운 비철금속이다.
아연: 도금·다이캐스팅에 쓰이는 비철금속이다.
세라믹: 금속이 아닌 무기재료이므로 비철금속에서 제외된다.

불림(normalizing)은 내부응력을 제거하는 열처리이므로, 내부응력이 증가한다는 설명이 옳지 않다.
불림은 오스테나이트 영역으로 가열한 뒤 공기 중에서 냉각하여 결정립을 미세화·표준화하고 가공이나 주조로 생긴 내부응력을 줄인다.
뜨임(tempering): 담금질한 강을 다시 가열해 취성을 줄이고 인성을 높인다.
담금질(quenching): 급랭으로 마텐자이트를 만들어 경도를 높인다.
풀림(annealing): 서랭으로 재료를 연화시켜 연성을 높인다.

(가)는 피치, (나)는 유효지름이다.
피치는 인접한 나사산 사이의 축방향 거리이고, 유효지름은 바깥지름과 골지름의 평균에 해당하는 지름이다.
리드: 나사를 한 바퀴 돌렸을 때 축방향으로 이동하는 거리로, 줄 수 × 피치이다. 인접 나사산 사이 거리와는 다르다(한 줄 나사에서만 같다).
호칭지름: 나사의 크기를 나타내는 지름으로 보통 수나사의 바깥지름을 쓴다. 평균지름이 아니다.

사각나사를 조일 때의 효율은 $\eta=\dfrac{\tan\lambda}{\tan(\lambda+\rho)}$이다.
효율은 마찰이 없을 때의 회전력과 실제 회전력의 비이다.
마찰이 없을 때의 회전력: $P_0=Q\tan\lambda$
마찰이 있을 때의 회전력: $P=Q\tan(\lambda+\rho)$
따라서 $\eta=\dfrac{P_0}{P}=\dfrac{\tan\lambda}{\tan(\lambda+\rho)}$
리드각의 탄젠트를 마찰각의 탄젠트로 나눈 식: 회전력의 비가 아니므로 효율이 아니다.
마찰각의 탄젠트를 리드각의 탄젠트로 나눈 식: 효율의 정의와 무관하다.
분자가 마찰각의 탄젠트인 식: 분자는 마찰이 없을 때의 회전력에 해당하는 리드각의 탄젠트여야 한다.

플랜지 커플링은 두 축을 볼트로 강하게 체결하는 고정 커플링이므로 유연 커플링에 해당하지 않는다.
유연 커플링은 두 축 사이의 약간의 어긋남(편심·편각·축방향 변위)이나 진동·충격을 흡수할 수 있는 축이음이다.
고무 커플링: 고무의 탄성으로 어긋남과 충격을 흡수한다.
체인 커플링: 두 스프로킷을 체인으로 감싸 연결해 약간의 어긋남을 허용한다.
기어 커플링: 내·외치 기어의 물림 틈새로 편각과 편심을 허용한다.

캡 너트(cap nut)는 나사 끝을 덮어 유체 누설을 막거나 외관·보호를 위한 너트로, 풀림방지 수단이 아니다.
풀림방지는 너트에 추가 마찰력을 주거나 기계적으로 회전을 구속하는 방식으로 이루어진다.
로크 너트(lock nut): 두 개의 너트를 서로 조여 마찰력을 높인다.
분할 핀(split pin): 볼트와 너트를 관통시켜 너트의 회전을 기계적으로 막는다.
스프링 와셔(spring washer): 탄성 반발력으로 축방향 마찰력을 유지한다.

두 축이 평행한 기어는 스퍼 기어(spur gear)이다.
기어는 두 축의 상대 위치에 따라 평행축·교차축·어긋난축 기어로 나뉜다. 스퍼 기어는 이가 축에 평행한 원통 기어로 평행축 사이에 동력을 전달한다.
웜 기어: 두 축이 교차하지도 평행하지도 않은 어긋난축 기어이다.
베벨 기어: 두 축이 한 점에서 만나는 교차축 기어이다.
하이포이드 기어: 베벨 기어의 축을 엇갈리게 한 어긋난축 기어이다.

회전하는 두 롤러 사이로 재료를 통과시켜 두께나 단면적을 줄이는 가공은 압연(rolling)이다.
압연은 롤러와 재료 사이의 마찰력으로 재료를 끌어들이며 압축해 판재·형재 등을 만든다.
압출: 재료를 컨테이너에 넣고 램으로 밀어 다이 구멍으로 빼내는 가공이다.
인발: 재료를 다이 구멍을 통해 잡아당겨 단면을 줄이는 가공이다.
전조: 다이나 롤 사이에서 재료를 굴려 나사·기어 등의 형상을 성형하는 가공이다.

전기저항 용접은 압접에 해당한다.
전기저항 용접은 접합부에 전류를 흘려 생기는 저항열로 가열한 뒤 압력을 가해 접합하는 방법이다(점용접·심용접·프로젝션 용접 등).
납땜: 모재를 녹이지 않고 낮은 융점의 땜납을 녹여 붙이는 방법이다.
가스 용접: 가스 불꽃으로 모재와 용가재를 녹여 붙이는 융접이다.
아크(arc) 용접: 아크열로 모재를 녹여 붙이는 융접이다.

래핑(lapping)은 랩과 랩제(미세 입자)로 표면을 문질러 다듬는 정밀 입자가공이므로 선반작업이 아니다.
선반작업은 공작물을 회전시키고 바이트를 이송해 깎는 가공이다.
외경절삭(turning): 공작물의 바깥지름을 깎는 기본 선반작업이다.
나사절삭(threading): 바이트를 리드에 맞춰 이송해 나사를 깎는다.
테이퍼절삭(taper turning): 복식공구대 선회나 심압대 편위 등으로 테이퍼를 깎는다.

편석(segregation)은 응고 과정에서 성분이 고르지 않게 분포하는 현상으로, 주로 주조(강괴) 결함으로 분류되므로 용접 결함의 종류로 보기 어렵다.
나머지는 모두 대표적인 용접 결함이다.
기공(blow hole): 용착금속 안에 가스가 갇혀 생긴 구멍이다.
오버랩(overlap): 용융금속이 모재와 융합되지 않고 모재 위에 겹쳐진 결함이다.
언더컷(undercut): 용접 경계부의 모재가 파여 홈이 생긴 결함이다.

3개의 죠가 동시에 움직이는 척은 연동척(universal chuck)이다.
연동척은 하나의 핸들 조작으로 죠가 함께 움직여 중심이 자동으로 맞춰지므로 원형·육각 단면봉을 빠르게 고정하기에 적합하다.
단동척(independent chuck): 4개의 죠가 각각 따로 움직여 불규칙한 형상이나 편심 가공에 쓴다.
콜릿척(collet chuck): 슬리브(콜릿)를 조여 지름이 작은 봉재를 고정한다.
전자척(magnetic chuck): 자력으로 얇은 자성 공작물을 고정한다.

소성가공에 해당하는 것은 단조(forging)이다.
소성가공은 재료에 외력을 가해 소성변형시켜 형상을 만드는 가공으로, 단조는 해머나 프레스로 재료를 두드리거나 눌러 성형한다.
선삭: 바이트로 칩을 깎아 내는 절삭가공이다.
주조: 녹인 금속을 주형에 부어 굳히는 가공이다.
보링(boring): 이미 뚫린 구멍을 넓히거나 다듬는 절삭가공이다.

칩(chip)은 연삭 과정에서 떨어져 나온 부스러기일 뿐 숫돌의 구성요소가 아니다.
연삭숫돌의 3요소는 숫돌입자·결합제·기공이다.
기공(pore): 입자 사이의 빈 공간으로 칩을 담고 냉각·배출을 돕는다.
결합제(bond): 숫돌입자를 서로 붙잡아 고정한다.
숫돌입자(abrasive grain): 실제로 절삭 작용을 하는 날이다.

절삭속도는 $V=\dfrac{\pi DN}{1000}$이다.
커터 원주 위 한 점이 1분 동안 이동한 거리는 둘레 × 회전수이다.
$\pi D\,[\mathrm{mm}]\times N\,[\mathrm{rpm}]=\pi DN\,[\mathrm{mm/min}]$
1 m = 1000 mm이므로 1000으로 나누어 $\mathrm{m/min}$로 환산한다.
1000을 원주 이동거리로 나눈 식: 분자·분모가 뒤바뀐 식이다.
분모에 회전수가 있는 식: 회전수가 클수록 속도가 커져야 하므로 틀리다.
분모에 지름이 있는 식: 지름이 클수록 속도가 커져야 하므로 틀리다.

터빈 펌프는 임펠러의 회전으로 유체에 에너지를 주는 비용적형(터보형) 펌프이므로 용적형이 아니다.
용적형 펌프는 밀폐된 공간의 부피 변화로 일정량의 유체를 밀어내는 펌프이다.
기어 펌프: 맞물린 기어 이 사이 공간으로 유체를 이송하는 회전식 용적형 펌프이다.
베인 펌프: 로터의 베인 사이 공간 체적 변화로 이송하는 회전식 용적형 펌프이다.
피스톤 펌프: 피스톤 왕복운동으로 실린더 체적을 바꾸는 왕복식 용적형 펌프이다.

연소실 벽의 온도를 낮추면 착화가 늦어져 노크가 심해지므로, 이를 저감 방법으로 든 설명이 옳지 않다. 벽 온도는 높여야 한다.
디젤 노크는 착화지연이 길어져 그동안 쌓인 연료가 한꺼번에 연소하며 생긴다. 따라서 압축 끝의 온도·압력을 높여 착화를 빠르게 하는 조치가 노크를 줄인다.
압축비를 크게 함: 압축 온도가 올라가 착화지연이 짧아진다.
실린더 체적을 크게 함: 열손실 비율이 줄어 압축 온도가 높게 유지되므로 노크가 줄어든다.
착화지연시간을 짧게 함: 노크의 직접 원인을 줄이는 방법이다.

(가)는 태핑(tapping), (나)는 카운터싱킹(counter sinking)이다.
태핑은 탭으로 구멍 내부에 암나사를 내는 작업이고, 카운터싱킹은 접시머리 나사의 머리가 묻히도록 구멍 입구를 원추형으로 가공하는 작업이다.
리밍(reaming): 뚫린 구멍을 리머로 정밀하게 다듬는 작업으로 암나사를 내지 않는다.
카운터보링(counter boring): 볼트 머리가 묻히도록 구멍 입구를 원통형(단붙이)으로 넓히는 작업으로, 원추형이 아니다.