[9급 지방직 고졸경채 기계일반] 21년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

두 축이 평행하지 않은 기어는 베벨 기어이다.
베벨 기어는 원뿔면에 이를 낸 기어로, 두 축이 서로 교차할 때 동력을 전달한다.
스퍼 기어는 이가 축과 평행한 원통 기어로, 평행한 두 축 사이에 쓴다.
헬리컬 기어는 이가 비스듬한 원통 기어이며, 역시 평행한 두 축 사이에 쓴다.
더블 헬리컬 기어는 헬리컬 기어 두 개를 좌우 대칭으로 붙여 축 방향 추력을 상쇄한 기어로, 평행축용이다.

알루미늄 합금이 아닌 것은 엘린바(elinvar)이다.
엘린바는 철-니켈(Fe-Ni)계 불변강에 크롬을 첨가한 합금으로, 온도가 변해도 탄성계수가 거의 변하지 않아 시계 태엽·정밀 계측기 스프링에 쓴다.
알민은 Al-Mn계 내식성 알루미늄 합금이다.
알드리는 Al-Mg-Si계 합금으로, 강도와 전기 전도성이 좋아 송전선 재료로 쓴다.
두랄루민은 Al-Cu-Mg-Mn계 고강도 알루미늄 합금으로, 항공기 구조재에 쓴다.

전동용 기계요소가 아닌 것은 스프링이다.
스프링은 탄성 변형을 이용해 충격 흡수·진동 완화·에너지 저장을 하는 완충용(제어용) 기계요소이며, 두 축 사이에 동력을 전달하지 않는다.
기어는 이의 맞물림으로 두 축 사이에 정확한 속도비로 동력을 전달한다.
체인은 스프로킷과 맞물려 비교적 먼 두 축 사이에 미끄럼 없이 동력을 전달한다.
마찰차는 두 바퀴의 접촉 마찰력으로 동력을 전달한다.

바르게 연결되지 않은 것은 제동 장치 － 베어링이다.
베어링은 회전축을 지지하고 마찰을 줄이는 축용 기계요소로, 운동을 멈추게 하는 제동 장치가 아니다.
밴드 브레이크는 드럼 바깥을 강철 밴드로 조여 마찰로 제동하는 제동 장치이다.
토션 바는 막대의 비틀림 탄성을 이용해 충격을 흡수하는 완충 장치(스프링)이다.
쇼크 업소버는 유체 저항으로 진동 에너지를 흡수하는 완충 장치이다.

설명하는 전동 장치는 타이밍 벨트 전동 장치이다.
타이밍 벨트는 벨트 안쪽의 이가 풀리의 홈과 맞물려 미끄럼 없이 정확한 속도비로 동력을 전달하며, 소형·고속 전동에 적합하다.
링크 기구는 여러 개의 링크를 핀으로 연결해 운동을 변환하는 기구로, 벨트와 풀리를 쓰지 않는다.
로프 전동 장치는 로프와 홈 풀리의 마찰로 먼 거리에 큰 동력을 전달하며, 이의 맞물림이 없다.
평 벨트 전동 장치는 벨트와 풀리의 마찰로 전달하므로 미끄럼이 생겨 정확한 속도비를 얻기 어렵다.

옳지 않은 것은 열경화성 수지에 대한 설명이다.
다시 가열하면 유동성을 가지는 수지는 열가소성 수지이며, 폴리에틸렌·폴리프로필렌도 열가소성 수지이다. 열경화성 수지는 한번 경화하면 다시 가열해도 녹지 않으며, 페놀 수지·에폭시 수지 등이 있다.
연마재는 분말·입자 형태로 쓰이며 알루미나·다이아몬드 연마재 등이 있다는 설명은 옳다.
세라믹은 내열성·내마모성·내식성이 크고 산화물계·질화물계·탄화물계로 나눈다는 설명은 옳다.
단열재를 사용 온도에 따라 보온재·단열재·내화 단열재로 구분한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 크리프 시험에 대한 설명이다.
접촉한 두 물체의 상대 미끄럼으로 생기는 소모 현상을 분석하는 것은 마모 시험이다. 크리프 시험은 일정한 온도에서 일정한 하중을 오랫동안 가할 때 시간에 따라 변형이 증가하는 현상을 측정한다.
충격 시험은 충격 하중에 대한 재료의 인성과 취성 정도를 분석한다는 설명은 옳다.
경도 시험은 강구·다이아몬드 압입자로 눌러 변형 저항을 측정한다는 설명은 옳다.
인장 시험은 축 방향으로 당겨 파단까지의 하중과 변형을 측정한다는 설명은 옳다.

(가)는 초전도 합금, (나)는 전기 저항이다.
초전도 합금은 임계 온도 이하의 극저온에서 전기 저항이 0에 가까워지는 합금으로, Nb-Ti계·Nb-Zr계가 대표적이며 자기 부상 열차 등에 쓰인다.
비정질 합금은 원자가 규칙적인 결정 구조 없이 불규칙하게 배열된 합금으로, 극저온에서 저항이 사라지는 성질과는 관계가 없다.
전기 전도율은 저항의 역수이므로, 초전도 상태에서는 0에 가까워지는 것이 아니라 매우 커진다.

설명하는 밸브는 슬루스 밸브(sluice valve)이다.
슬루스 밸브(게이트 밸브)는 판 모양의 밸브체가 유체 흐름과 직각으로 미끄러져 유로를 개폐하며, 완전히 열면 유로 저항이 작아 자주 개폐하지 않는 배관에 쓴다.
체크 밸브는 유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 역류를 막는 밸브이다.
릴리프 밸브는 회로 압력이 설정값을 넘으면 열려 유체를 되돌려 보내 최고 압력을 제한하는 밸브이다.
감압 밸브는 입구 압력보다 낮은 일정한 출구 압력으로 줄여 유지하는 밸브이다.

바르게 연결된 것은 미끄럼짝 － 면 접촉이다.
미끄럼짝·회전짝·나사짝·구면짝은 모두 두 요소가 면으로 접촉하는 면 접촉 짝(저차 짝)이다. 점이나 선으로 접촉하는 것은 기어·캠·볼 베어링 같은 고차 짝이다.
구면짝은 볼 조인트처럼 구면끼리 맞닿는 면 접촉이므로 점 접촉이 아니다.
나사짝은 수나사와 암나사의 나사면이 맞닿는 면 접촉이므로 선 접촉이 아니다.
회전짝은 축과 구멍(저널과 베어링)이 원통면으로 맞닿는 면 접촉이므로 선 접촉이 아니다.

설명하는 칩은 전단형(shear type) 칩이다.
전단형 칩은 공구 경사면 위쪽으로 재료가 압축되다가 전단면을 따라 주기적으로 분리되며, 경사각이 작고 절삭 깊이가 크며 절삭 속도가 느릴 때 생긴다.
유동형 칩은 경사각이 크고 절삭 속도가 빠를 때 연성 재료에서 끊어지지 않고 연속적으로 흘러나오는 칩이다.
열단형 칩은 점성이 큰 재료에서 칩이 공구 경사면에 붙어 공작물 아래쪽으로 뜯겨 나가듯 생기는 칩이다.
균열형 칩은 주철처럼 취성이 큰 재료에서 소성 변형 없이 순간적으로 균열이 생겨 부서지는 칩이다.

공작물 구멍에 끼워 쓰는 부속장치는 맨드릴(mandrel)이다.
맨드릴은 구멍이 있는 공작물을 끼운 뒤 양 센터로 지지해 구멍과 동심으로 바깥지름·측면을 가공하게 하는 심봉이다.
베드는 주축대·심압대·왕복대를 받치는 선반의 몸체로, 부속장치가 아니다.
면판은 척으로 고정하기 어려운 불규칙한 공작물을 볼트로 고정하는 원판이다.
방진구는 가늘고 긴 공작물이 절삭력에 휘거나 떨리지 않도록 받쳐 주는 장치이다.

선반 가공이 아닌 것은 더브테일 가공이다.
더브테일(dovetail, 열장 홈)은 공작기계 미끄럼면 등의 경사진 홈으로, 주로 밀링 머신(더브테일 커터)이나 셰이퍼로 가공한다.
널링 가공은 회전하는 공작물 표면에 널(knurl) 공구를 눌러 미끄럼 방지 무늬를 내는 선반 가공이다.
총형 가공은 원하는 윤곽 모양의 총형 바이트로 공작물 외형을 한번에 깎는 선반 가공이다.
테이퍼 가공은 복식 공구대 회전·심압대 편위 등으로 원뿔면을 깎는 선반 가공이다.

터보형 펌프가 아닌 것은 회전식 펌프이다.
회전식 펌프(기어·베인·나사 펌프)는 밀폐 공간의 체적 변화로 액체를 밀어내는 용적형 펌프이다. 터보형 펌프는 회전차(임펠러)가 액체에 속도 에너지를 주어 압력으로 바꾸는 방식이다.
사류식 펌프는 액체가 회전차를 축에 비스듬한 방향으로 지나가는 터보형 펌프이다.
축류식 펌프는 액체가 회전차를 축 방향으로 지나가는 터보형 펌프로, 저양정·대유량에 쓴다.
원심식 펌프는 회전차의 원심력으로 액체를 반지름 방향으로 내보내는 터보형 펌프이다.

설명하는 구성 요소는 입도이다.
입도는 숫돌 입자의 크기를 체눈 번호로 나타낸 것으로, 숫자가 클수록 입자가 고와 표면 거칠기가 매끄러워진다.
조직은 숫돌 전체 부피에서 입자가 차지하는 밀도(입자 사이 간격)를 나타낸다.
결합제는 숫돌 입자를 서로 붙여 숫돌 모양을 유지하게 하는 재료이다.
결합도는 결합제가 입자를 붙잡는 힘의 세기, 즉 숫돌의 단단한 정도를 나타낸다.

설명하는 측정기는 하이트 게이지이다.
하이트 게이지는 스케일이 달린 기둥과 스크라이버를 조합한 측정기로, 정반 위에서 높이 측정과 금긋기에 쓴다.
마이크로미터는 정밀 나사의 회전량으로 바깥지름·두께 등을 정밀하게 재는 측정기이다.
다이얼 게이지는 측정자의 작은 변위를 기어로 확대해 바늘로 읽는 비교 측정기이다.
버니어 캘리퍼스는 어미자와 아들자로 바깥지름·안지름·깊이를 재는 측정기이다.

상향 절삭의 특징으로 옳은 것은 다듬질면이 하향 절삭보다 거칠다는 것이다.
상향 절삭은 커터 회전 방향과 공작물 이송 방향이 반대여서 날이 공작물을 밀어 올리듯 미끄러지다가 파고들므로 가공면이 거칠어진다.
작업 충격이 커서 높은 기계 강성이 필요한 것은 하향 절삭의 특징이다.
날이 공작물을 아래로 눌러 고정이 안정적인 것은 하향 절삭이며, 상향 절삭은 공작물을 들어 올리는 힘이 작용한다.
상향 절삭은 날이 미끄러지는 동안 마찰이 커서 마모가 크고 공구 수명이 짧다.

옳지 않은 것은 4행정 사이클 기관의 연료 소비율이 크다는 설명이다.
4행정 기관은 흡기·배기가 독립된 행정으로 확실히 이루어져 혼합기 손실이 적으므로, 같은 배기량의 2행정 기관보다 연료 소비율이 작다.
4행정 기관은 크랭크축이 2회전하는 동안 1회 폭발한다는 설명은 옳다.
흡기·배기 밸브와 캠 등 밸브 기구가 필요해 구조가 복잡하다는 설명은 옳다.
네 행정이 각각 독립적으로 이루어져 작용이 정확하고 효율이 좋다는 설명은 옳다.

설명하는 구성요소는 공기 탱크이다.
공기 탱크는 압축 공기를 저장해 압축기의 맥동을 줄이고 공급을 안정시키며, 탱크 안에서 공기가 냉각되어 수증기가 물로 응축되면 드레인으로 배출한다.
공기 필터는 압축 공기 속의 먼지·수분 방울 등 이물질을 걸러 내는 장치이다.
공압 모터는 압축 공기의 에너지로 회전 운동을 만드는 액추에이터이다.
공기 건조기는 냉동식·흡착식 등으로 공기 중 수분을 적극적으로 제거하는 장치로, 맥동 감소 기능은 없다.

옳은 것은 복수기는 일종의 열교환기라는 설명이다.
복수기는 터빈에서 나온 증기를 냉각수와 열교환시켜 물로 응축하는 장치로, 배압을 낮춰 열효율을 높인다.
증기 원동기는 고온·고압의 증기를 이용하므로 저압 증기라는 설명은 틀리다.
증기 원동기는 열 에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 장치이므로 변환 방향이 반대이다.
증기 터빈은 회전 운동만 하므로 왕복식 증기 기관보다 진동이 작고 출력이 크다.