설비 보전기사 오답노트 -1 (진단 및 진동)

1. 다음 중 설비 진단의 개념으로 알맞지 않은 것은 ? [06-4] ③

① 이상이나 결함의 원인 파악 ② 신뢰성 및 수명의 예측

③ 단순한 점검의 계기화 ④ 수리 및 게량범의 결정

​

2. 다음 중 설비 측면 데이터에 의한 신뢰성이 아닌 것은 ? [06-4] ④

① 설비의 다양화, 대형화에 따른 오감 점검 불가능

② 설비의 대형화, 다양화에 따른 고장 손실 증대

③ 설비의 신뢰성 설계를 위한 데이터의 필요성

④ 고장의 미연 방지 및 확대 방지

​

3. 설비 진단 기법과 응용 예를 설명한 사항 중 잘못 연결된 것은 ? [06-4] ②

① 진동법 - 블로우, 팬 등의 밸런싱 진단

② 오일 분석법 - 베어링의 오일 휩 (oil whip) 진단

③ 응력법 - 설비 구조물의 응력 분포도 검사

④ 열화상법 - 전기, 전자 부품의 이상 발견

​

[해설] 오일 분석법 : 베어링 등 금속과 금속이 습동하는 부분의 마모에 대한 진행 상황을 윤

활류 중에 포함된 마모 금속의 양, 형태, 성분 등으로 판단하는 방법이다.

​

<위험속도>

▣ 축 위험 속도 : 축으 처짐 또는 비틀림의 변형 주기가 축의 처짐 또는 비틀림 고유 진동

수와 일치하거나 그 차이가 극히 작을 경우 공진이 발생하는데 공진에 의한 진동현상

은 점진적으로 증대되다가 축의 탄성한도를 넘어서면 파괴됨

<오일 휩 (oil whip)>

▣ 정의

⊙ 위험 속도 이상의 조건에서 이상 진동에 의한 손상이 발생하는 것

⊙ 미끄럼 베어링을 이용한 고속 회전기계에서 많이 발생함

⊙ 고속 회전축이 유막 작용에 의해 극심한 횡진동 (휨진동) 발생하는 것

▣ 원인 : Misalignment, 운전조건 이상

▣ 특징

⊙ 오일 휩이 발생하는 시작 속도는 위험 속도의 2배 (축의 위험 속도의 2배 이상)

⊙ 오일 휩이 한번 발생하면 회전속도를 증가하여도 발생이 멈추지 않는 경우가 많음

⊙ 축의 휨 진동 방향은 축 회전 방향과 같음

⊙ 돌발적으로 발생

▣ 방지법

⊙ 회전 속도는 안전한계 속도 보다 작게 한다.

㉠ 베어링 면적을 줄여 베어링 면압 증가

㉡ 급유 온도를 올리거나 윤활유를 교체하여 기름의 점성 계수를 줄인다.

㉢ 베어링 틈새를 줄인다.

⊙ 회전 속도는 위험속도의 2배 보다 작게 한다.

⊙ 부동 (floating) Bush bearing 사용

◈ 부동 부시 내 외면에 오일 막이 존재하여 외측 유막의 감쇠효과를 기대할 수 있다.

​

4. 정밀 진단 기술에 해당되지 않는 것은 ? [16-4] ③

① 고장 검출 해석 기술 ② 스트레스 정량화 기술

③ 결함 원인 및 개선 기술 ④ 강도 및 성능의 정량화 기술

​

[해설] 결함 원인 및 개선 기술은 보전 기술이다.

​

5. 실용적으로 폭 넓게 사용되는 설비 진단기법이 아닌 것은 ? [07-4, 11-4, 14-4] ④

① 진동법 ② 오일 분석법 ③ 응력법 ④ 유도 분석법

​

[해설] 설비 진단 기법에는 진동법, 오일 분석법, 응력법이 있다. 전기 분석법, 파괴시험법

등은 설비 진단기법에 해당되지 않는다.

​

6. 다음 설비 진단 기법 중 오일 분석법이 아닌 것은 ? [14-2, 17-4, 19-1] ③

① 회전 전극법 ② 원자 흡광법 ③ 변형 게이지법 ④ 페로그래피법

​

[해설] 저주파 흡광법과 변형 게이지법은 오일 분석법이 아니다.

​

7. 오일 분석법 중 채취한 오일 샘플링을 용제로 희석하고, 자석에 의하여 검출된 마모입자

의 크기 형상 및 재질을 분석하여 이상 원인을 규명하는 설비 진단 기법은 ? [16-2] ④

① 진동법 ② 오일 분석법 ③ 응력 해석법 ④ 페로그래피법

​

8. 회전기계에서 발생하는 이상 현상 중 언벨런스나 베어링 결함 등의 검출에 널리 사용되

는 설비 진단 기법은 ? [10-4] ①

① 진동법 ② 오일 분석법 ③ 응력 해석법 ④ 페로그래피법

​

[해설] 회전 기계에서 발생하는 이상 현상 중 언밸런스나 베어링 결함 등의 검출에 널리 사

용되는 설비 진단 기법은 진동을 이용한 진동법이다.

​

9. 800 rpm 으로 회전하는 모터에 의하여 구동되는 축, 베어링 및 기어에 대한 이상 유무

를 진단하는데 널리 사용되는 설비 진단 기법은 ? [13-4] ①

① 진동 분석법 ② 간이 진단법 ③ 응력해석법 ④ 열화상 분석법

​

[해설] 축, 베어링 및 기어에 대한 설비 진단 기법으로 진동 주파수 분석법이 널리 사용된다.

​

10. 다음 중 진동법을 응용한 진단 기술이 아닌 것은 ? [17-2] ③

① 회전 기계에서 생기는 각종 이상의 검출 및 평가 기술

② 유체에 의한 열화 판단 및 배관의 과도 현상

③ 윤활유의 열화 판단 및 분석 기술

④ 블로워, 팬 등의 밸런싱 진단 조정 기술

​

[해설] 이외 회전기계에 생기는 각종 이상 (언밸런스, 베어링 결함 등)의 검출 및 평가 기술

​

11. 외란이 가해진 후에 계가 스스로 진동하고 있을 때 다음 중 이 진동을 무엇이라 하는가

? [13-4, 17-4, 19-1] ④

① 공진 ② 강제 진동 ③ 고유 진동 ④ 자유 진동

​

[해설] 자유 진동 : 외란이 가해진 후에 계가 스스로 진동을 하고 있는 경우

​

12. 다음 중 진동의 분류에서 잘못 설명한 것은 ? [19-2] ③

① 자유 진동 : 외부로 부터 힘이 가해진 후에 스스로 진동하는 상태

② 강제 진동 : 외부로 부터 반복적인 힘에 의하여 발생하는 진동

③ 불규칙 진동 : 회전부에 생기는 불평형, 커플링부의 어긋남 등이 원인으로 발생하는

진동

④ 선형 진동 : 진동하는 계의 모든 기본 요소(스프링, 질량, 감쇠기)가 선형 특성일 때

생기는 진동

​

[해설] 불규칙 진동 (random vibration) : 가진이 불규칙할 때 발생하는 운동의 진동으로

풍속, 도로의 거침, 지진 시의 지면의 운동 등이 불규칙 자진의 예들이다. 불규칙 진동

의 경우에는 계의 진동 응답도 불규칙하며, 응답을 오진 통계량으로 나타낸다.

​

※ 고유 진동은 진동체에 물리량이 주어졌을 때 그 진동체가 갖는 특정한 값을 가진 진동

수와 파장만이 허용될 때의 진동을 말하며, 이 때의 진동수를 고유진동수라한다.

자유 진동을 하고 있을 때 진동수를 말한다.

​

13. 소음과 진동에 대한 설명 중 잘못된 것은 ? [09-4] ①

① 소음과 진동은 본질적으로 동일한 물리현상이며 측정 방법이 동일하다.

② 소음과 진동은 진행과정에서 상호 교환발생이 가능하다.

③ 소음은 주로 대기, 진동은 고체를 통하여 주로 전달된다.

④ 소음과 진동은 매질 탄성에 의해서 초기 에너지가 매질의 다른 부분으로 전달되는 현상

이다.

 

14. 시간의 변화에 대한 진동 변위의 변화율을 나타내며, 기계 시스템의 피로 및 노후화와

관련이 있는 것은 ? [20-4]

① 변위 ② 속도 ③ 가속도 ④ 주파수

​

15. 다음 중 진폭을 표시하는 파라미터와 가장 거리가 먼 것은 ? [06, 07, 12, 13, 17-4

18-1, 17-2] ③

① 변위 ② 속도 ③ 질량 ④ 가속도

​

[해설] 진폭은 변위, 속도, 가속도의 3가지 파라미터로 표현된다.

​

16. 주파수(FFT) 분석기의 트리거 (trigger) 기능으로 옳은 것은 ? [20-4] ③

① 주파수 분석 결과 중 진동 최대치만 표시하는 기능이다.

② 수집한 전, 후의 신호를 중복 처리하여 정확도를 높이는 기능이다.

③ 신호가 어떤 특정 값 이상으로 되었을 때 신호가 수집되는 현상이다.

④ 관심 주파수의 분행능을 높여, 보다 정밀한 주파수를 보여 주는 기능이다.

​

17. 트리거 신호를 이용하며, 대상 신호와 관계없는 불규칙 성분이나 다른 노이즈 성분을

제거하는 평균화 기법은 ? [20-4] ③

① 선형 평균화 ② 적분 평균화 ③ 동기 시간 평균화 ④ 피크 홀드 평균화

​

※ 진동을 측정할 때 사용하는 단위는 ㎜, ㎜/s, ㎜/s2이다.

​

18. 변위 전달률 = 강체의 변위 진폭 / 설치대의 변위 진폭

​

19. 다음 중 진동 현상을 설명하기 위해 사용하는 진동계의 기본 요소가 아닌 것은 어느 것

인가 ? [16-2, 20-4] ③

① 감쇠 ② 질량 ③ 고유 진동수 ④ 스프링 (강성)

​

20. 고유 진동 주파수와 질량 및 강성에 관한 설명 중 옳은 것은 ? [11, 14-4, 18-1] ④

① 고유 진동 주파수는 질량과 강성에 모두 비례한다.

② 고유 진동 주파수는 질량과 강성에 모두 반비례한다.

③ 고유 진동 주파수는 질량에 비례하고, 강성에 반비례한다.

④고유 진동 주파수는 질량에 반비례하고 강성에 비례한다.

​

[해설]

$\ \ \ f_n=\frac{1}{2\pi }\ \sqrt{\frac{k}{m}}=\frac{1}{2\pi }\ \sqrt{\frac{g}{\delta }}\ $   fn​=12π​ √km​=12π​ √gδ​ ​

 

강성 k를 크게 하고, 질량 m을 작게 한다. 회전수를 증가시키면 강제 진동 주파수는 증가

한다.

 

21. 질량과 스프링으로 이루어진 1자유도계 진동 시스템에서 스프링의 정적 처짐이 3㎜인

경우, 이 시스템의 고유 진동 주파수 (Hz)는 ? (단, g=9.81 m/s2이다) [20-4) ③

① 2.78 ② 3.27 ③ 9.10 ④ 57.18

​

[해설]​

22. 진동의 발생과 소명에 필요한 3대 요소는 무엇인가 ? [10-4, 20-3] ③

① 질량, 위상, 감쇠 ② 질량, 감쇠, 속도

③ 질량, 강성, 감쇠 ④ 질량, 강성, 위상

​

[해설] 일반적으,로 진동계는 위치 에너지를 저장하기 위한 요소인 탄성과 운동에너지를 저

장하기 위한 요소인 질량과 에너지를 소멸시키는 요인인 감쇠로 구성된다.

​

23. 댐핑 처리를 하는 경우 효과가 적은 진동 시스템은 ? [15-4] ①

① 시스템이 고유 진동수를 변경하고자 하는 경우

② 시스템이 충격과 같은 힘에 의해서 진동되는 경우

③ 시스템이 많은 주파수 성분을 갖는 힘에 의해 강제 진동되는 경우

④ 시스템이 자체 고유 진동수에서 강제 진동을 하는 경우

​

[해설] 진동시 고유 진동수에서 자유진동이나 강제 진동이 생길 경우 진동값이 최대가

된다.

​

※ 댐핑 (Damping) : 운동을 멈추게 하는 댐프의 명사형, 즉, 제동이란 뜻으로 물체에

신호가 가해졌을 때 신호 이상으로 과도하게 움직이지 않도록

제동하는 것

​

24. 진동 시스템에 대한 댐핑 처리가 필요한 경우로 가장 거리가 먼 것은 ? [14-4] ④

① 시스템이 고유 진동수에서 강제 진동을 하는 경우

② 시스템이 많은 주파수 성분을 갖는 힘에 의해 강제 진동되는 경우

③ 시스템이 충격과 같은 힘에 의해서 진동하는 경우

④ 시스템이 고유 진동수에서 자유 진동되는 경우

​

[해설] 진동시스템에 댐핑 처리는 다음과 같은 경우에 효과적이다.

㉠ 시스템이 그의 고유 진동수에서 강제 진동하는 경우

㉡ 시스템이 많은 주파수 성분을 갖는 힘에 의해서 강제 진동되는 경우

㉢ 시스템이 충격과 같은 힘에 의해서 진동되는 경우

​

25. 신호를 FFT 분석기로 분석할 때 한정된 길이의 기간 데이터만을 인출(capturing)하여

이를 한 주기로 하는 신호가 반복된다고 가정한다. 이 때 데이터의 불연속성이 연결 이

음매에서 발생할 수 있어 에러가 발생되는데 이를 방지하는 방법으로 가장 적합한 것

은 ? [08-4, 10-4] ①

① 인출 (capturing)된 시간 데이터에 윈도우 함수(window function)를 적용시킨다.

② A/D 변환된 시간 신호에 안티 앨리어싱 필터 (anti-aliasing filter)를 적용시킨다.

③ 데이터 샘플링 (sampling) 길이를 늘린다.

④ 측정 주파수 범위를 줄인다.

​

26. 앨리어싱 (aliasing) 현상과 관련된 사항이 아닌 것은 ? [15-2] ④

① 앨리어싱 현상이란 주파수 반환 현상을 말한다.

② 샘플링 시간이 큰 경우, 높은 주파수 성분의 신호를 낮은 주파수 성분으로 인지할 수 있

다.

③ 앨리어싱 현상을 제거하기 위해서는 샘플링 시간을 나이퀴스트 (nyquist) 샘플링 이론

에 의하여 △t ≤ 1/2fmax 로 한다. (이 때 fmax는 데이터에 내포된 가장 높은 주파수)

④ 앨리어싱 현상을 방지하는데 저역 통과 필터인 안티 앨리어싱 필터를 샘플러와 A/D 변

환기 뒤에 설치하여 측정 신호의 주파수 범위를 한정시키고 있다.

​

[해설] 샘플링 주파수 (100kHz)의 절반 주파수 (50kHz)에서 직각으로 감쇠하는 이상적

인 저역 통과 필터는 불가능하다. 샘플링 비 (sampling rate)는 샘플링 되는 신호에

서 가장 높은 성분의 2배 이상이어야 한다.

​

27. 측정 대상 신호의 최대 주파수가 fmax 이다. 나이퀴스트 샘플링 이론 (nyquist

sampling theorem)에 의하면 앨리어싱 (aliasing)의 영향을 제거하기 위한 샘플링

(sampling) 시간 △t는 ? (06-4, 11-4, 45-4) ③

① △t ≤ 2fmax ② △t ≥ 2fmax ③ △t ≤ 1/2fmax ④ △t ≥ 1/ 2fmax

​

[해설] 나이퀴스트 샘플링 이론에 의하면 샘플링 주파수는 측정 대상 주파수 보다 2배 이상

이어야 한다. 따라서, 샘플링 주기는 샘플링 주파수의 역수이므로 △t ≤ 1/2fmax

이다.

​

28. 진동방지 기술로서 진동 발생원에 대한 방진 대책이 아닌 것은 ? [08-4] ①

① 진동원 위치를 멀리하여 거리 감쇠를 크게 한다.

② 가진력을 감쇠시킨다.

③ 불평형력에 대한 밸런싱을 수행한다.

④ 기초 중량을 부가 또는 경감시킨다.

​

29. 진동차단기의 올바른 선택과 유의사항에 대한 설명 중 잘못된 것은 ? [12-4] ④

① 강철 스프링을 이용하는 경우에는 측면 안정성을 고려하여 큰 것이 안전하다.

② 강철 스프링의 선택은 하중이 크거나 정적 변위가 5 ㎜이상인 경우 사용이 바람직하다.

③ 고무 제품은 측면으로 미끄러지는 하중에 적합하나 온도에 따라 강성이 변하므로 주의

를 요한다.

④ 파이버 글라스 패드의 강성은 주로 파이버의 질량과 직경에 의해 결정된다.

​

[해설] 파이버 글라스 패드의 강성은 주로 파이버의 밀도와 직경에 의해 결정된다. 또한 못

관 현상에 의해 습기를 흡수하려는 성질이 있으므로 플라스틱 등으로 밀폐하여 사용

한다.

​

30. 진동 방지용 차단기의 강성에 대한 설명으로 맞는 것은 ? [15-4]

① 진동 보호 대상체의 구조적 강성 보다 작아야 한다.

② 하중을 충분히 바칠 수 있어야 하고 강성은 커야 한다.

③ 차단하려는 진동의 최저 주파수 보다 큰 고유 진동수를 가져야 한다.

④ 시스템의 고유 진동수가 진동 모드의 주파수 보다 크도록 해야 한다.

 

[해설] 진동 차단 대책

㉠ 강성은 작아야 한다.

㉡ 작은 고유 진동수를 가져야 한다.

㉢ 진동 모드의 주파수 보다 작도록 해야 한다.

​

31. 진동 차단기의 종류가 아닌 것은 ? [19-2]

① 강철 스프링 ② 공기 스프링 ③ 심 플레이트 ④ 합성고무 절연제

​

[해설] 심플레이트는 두 축의 중심 높이가 다른 경우 낮은 축 베이스에 사용한다.

​

32. 저주파 차진이 좋으나, 공진시 전달률이 매우 큰 단점이 있는 방진재는 ? [20-3] ①

① 방진 스프링 ② 파이버 글라스 ③ 천연 고무 패드 ④ 네이프랜 마운트

​

33. 진동을 방지하기 위한 방진 고무에 관한 설명으로 잘못된 것은 ? [20-4]

① 천연 고무는 오일과 일광에 약하다.

② 부틸 고무는 큰 진동 감쇠에 사용한다.

③ 니트릴 고무는 내수성을 필요로 할 때 사용한다.

④ 네오프렌 고무는 내열성을 필요로 할 때 사용한다.

​

[해설] 니트릴 고무 (nitrile rubber)는 아크릴 니트릴 (acrylonitrle : ACN)과 부타디엔

(butadiene)을 혼성 중합하여 만든 합성 고무로 내유성이다.

​

34. 다음 각 고유 진동수에 대한 진동 차단기의 효과로 잘못된 것은 ?

단, R = 외부 진동 주파수 / 시스템 고유 주파수) [14-2, 16-4] ②

① R = 1.4 이하 : 진동 차단 효과 증폭 ② R = 1.4 ~ 3 : 진동 차단 효과 높음

③ R = 3~6 : 진동 차단 효과 낮음 ④ R= 6~10 : 진동 차단 효과 보통

​

[해설] R값에 따른 진동 차단 효과

R = 외부 진동 주파수 / 시스템 고유 주파수	진동 차단 효과
1.4 이하 1.4 ~ 3 3 ~ 6 6 ~ 10 10 이상	증폭 무시할 정도 낮음 보통 높음

​

35. 다음 중 방진 지지에 대한 설명으로 잘못된 것은 ? [10-4] ③

① 방진 재료로는 사용이 간편한 방진 고무가 가장 많이 사용된다.

② 각종 방진 재료에 의해 지지된 기초를 플로팅 기초 (floating foundation)라 한다.

③ 플로팅 기초의 고유 진동수를 1~3Hz 이하로 설정하려면 금속 스프링을 사용한다.

④ 방진고무의 내열성, 기계적 강도를 보완하기 위해 금속 스프링을 사용한다.

​

[해설] 고유 진동수를 1 ~ 3 Hz 이하로 설정하려면 공기 스프링을 사용한다.

​

36. 진동수 f, 변위 진폭의 최대치 A의 정현 진동에 있어서 속도 진폭은 얼마인가 ? [11-4] ④

① 2πfA2 ② (2π)2fA ③ (2πf)2A ④ 2πfA

​

[해설] ω = 2πfX=Asinωt =A sin (2πf)t

dx/dt =d/dt Asin(2πf)t =2πf A cos ((2πf)t

∴ 진폭은 2πfA

​

37. 순수한 정현파의 실효값 계산식으로 옳은 것은 ? [15-2, 19-1]​

38. 진동 진폭의 파라미터로서 진동 변위 D [μm], 진동 속도 V [㎜/s], 진동 주파수 f [Hz]

라 할 때 진동 변위와 진동 속도 관계를 올바르게 표현한 것은 ? [10-4, 18-4]

① V = 2πft D × 10-3

[해설] D의 단위는 μm 이고 V의 단위는 ㎜/s 이므로 V = 2πft D × 10-3 이다.

​

39. 다음 진동 측정용 센서 중 비접촉형 센서로 맞는 것은 ? [09-4, 14-2, 19-2]

① 압전형 ② 서보형 ③ 동전형 ④ 정전 용량형

​

[해설] 진동 센서 중 비접촉형 센서는 변위 센서로 와전류형, 전자광학형, 정전용량형, 홀소

자형 등이 있다.

​

40. 비전촉형 변위 검출용 센서 종류에 해당되지 않은 것은 ? [12-4, 16-2, 20-3] ③

① 와전류형 ② 정전용량형 ③ 서보형 ④ 전자광학형

​

[해설] 접촉형 : 가속도 검출용 (압전형, 스트레인 게이지형, 서보형), 속도계 (동전형)

​

41. 다음 중 변위센서로 가장 많이 활용되는 센서는 ? [17-2] ④

① 압전형 ② 서보형 ③ 동전형 ④ 와전류형

​

[해설] 와전류형 변위 센서의 특징

▣ 장점

㉠ 구조가 간단하며, 비접촉식으로 측정할 수 있다.

㉡ DC 10 kHz로 진동수 범위가 넓다.

㉢ 절대값의 교정이 마이크로미터로서 정적으로 된다.

▣ 단점

㉠ 진동 물체는 금속만 사용해야 한다.

㉡ 진동 물체의 형상, 재질의 변화에 따라 교정이 필요하다.

㉢ 전치 증폭기가 검출기에서 3 ~ 5 m 범위에 있어야 하고, 그 뒤에도 다심 케이블이 필

요하다.

▣ 용도 : 고속 회전기의 진동 측정, 회전수 측정, 신장차 측정, 위치 측정

​

42. 와전류형 비접촉식 변위 센서가 주로 사용되는 곳은 ? [10-4, 18-1] ③

① 구름 베어링의 이상 유무를 확인할 때 사용한다.

② 고속기어의 맞물림 상태를 확인할 때 사용한다.

③ 터빈 축의 회전상태를 확인할 때 사용한다.

④ 구조물의 고유 진동수를 측정하고자 할 때 사용한다.

​

[해설] 비접촉식 변위센서는 축의 회전 상태를 확인할 때 사용한다.

​

43. 전류 검출용 센서 중 변류기 방식에 대한 특성으로 올바른 설명이 아닌 것은 ? [11-4]

④

① 피측정 전로에 대한 절연이 가능하다.

② 직류 검출은 불가능하다.

③ 주파수 특성상 오차가 크가.

④ 측정 저항 손실이 크다.

​

44. 진동을 측정하는 센서들 중에 직류 (DC) 성분을 측정할 수 없는 센서는 ? [15-4] ①

① 압전식 진동센서 ② 와전류식 진동 센서

③ 레이저 도플러식 진동센서 ④ 스트레인 게이지식 진동센서

​

45. 센서에 대한 설명 중 잘못된 것은 ? [16-2] ①

① 속도 센서는 동전형 속도 센서가 널리 사용되며 측정 주파수 범위는 1 ~ 100 Hz이다.

② 진동 측정용 픽업은 가속도 검출형, 속도 검출형 및 변위 검출용 3가지로 구분되며,

변위 검출용은 비접촉으로 사용된다.

③ 가속도 센서로서 널리 사용되고 있는 것은 압전형 (piezo electric type) 가속도 센서

이며, 이것은 주파수 범위의 광대역, 소형 경량화, 사용 온도 범위가 넓다.

④ 변위 센서는 와전류식, 전자광학식, 정전용량식 등이 있으며, 축의 운동과 같이 직선 관

계 측정 시 고감도 오실레이터는 와전류형 변위 센서가 사용된다.

​

[해설] 속도 센서 측정 주파수 범위는 10 ~ 1,000 Hz이다

​

46. 다음 중 압전형 가속도계의 특징으로 옳은 것은 ? [17-2, 07-4] ④

① 외부 전원이 필요하뎌 주파수 범위가 좁다.

② 감도가 높고 저주파수 진동 측정에 적합하다.

③ 동전형 가속도계에 비하여 대형이며 중량이 크다.

④ 고주파수의 진동이나 큰 가속도의 측정에 적합하다.

​

[해설] 베어링이나 기어 등의 고주파 영역의 결함을 발견하기 위하여 가속도 센서를 사용한

다.

​

47. 압전식 진동 가속도 센서를 이용하여 수집할 수 없는 진동 자료는 ? [14-4] ③

① 속도 단위의 진동값 ② 주파수 ③ 축 중심선 변화 ④ 진동파형

​

48. 압전형 가속도 센서에서 전하량을 증폭하는 장치는 ? [10-4, 21-1] ④

① 전류 증폭기 ② 전력 증폭기 ③ 전압 증폭기 ④ 전하 증폭기

​

[해설] 압전형 가속도 센서에서 전하량을 증폭하는 장치는 전하 증폭기이다.

​

49. 가속도 센서의 고정 방법 중 사용할 수 있는 주파수 영역이 넓고 정확도 및 장기적 안정

성이 좋으며 먼지, 습기, 온도의 영향이 적은 것은 ? [15-2, 18-4, 19-1, 19-4] ①

① 나사 고정 ② 밀랍 고정 ③ 마그네틱 고정 ④ 에폭시 시멘트 고정

​

[해설] 가속도 센서는 베어링으로 부터 진동에 대해 직접적인 통로에 설치되어야 한다. 가

속도 센서의 나사 고정은 높은 주파수 특성을 파악할 수 있다. 주파수 영역은 나사고

정 31 kHz, 접착제 29 kHz, 비왁스 28kHz, 마그네틱 7kHz, 손 고정 2kHz의 영역

이므로 나사고정, 접착제 고정, 비왁스 고정 순이다.

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50. 가속도 센서의 부착 방법 중 영구적으로 가속도계를 기계에 설치하고자 할 때 드릴이

나 탭 작업을 할 수 없을 경우 사용하는 방법은 ? [19-2] ④

① 나사 고정 ② 밀랍 고정 ③ 마크네틱 고정 ④ 애폭시 시멘트 고정

​

[해설] 드릴 및 탭 작업은 나사 고정을 의미하며, 나사 고정 다음으로 효과적이고, 반영구적

인 고정 방법은 에폭시 시멘트에 의한 고정법이다.

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51. 진동 측정용 센서로 사용되는 영구 자석형 속도 센서의 특징으로 잘못된 것은 ?

[20-3] ③

① 감도가 안정적이다. ② 출력 임피던스가 낮다.

③ 변압기 등 자장이 강한 장소에서 주로 사용된다.

④ 다른 센서에 비해 크기가 크므로 자체 질량의 영향을 받는다.

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52. 진동센서의 설치 위치로 적합하지 않은 것은 ? [12-4, 15-4, 18-2]

① 회전축의 중심부에 설치한다.

② 스러스트 베어릴 장착부의 축방향에 설치한다.

③ 레이디얼 베어일 장착부의 수평방향에 설치한다.

④ 레이디얼 베어링 장착부의 수직방향에 설치한다.

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[해설] 회전축의 중심부에는 진동센서를 설치할 수 없다.

​

53. 다음 열거하는 설비 결함을 가장 쉽게 발견할 수 있는 기기는 ? [09-4] ①

베어링 결함, 파이프 누설, 저장 탱크 틈새, 공기 누설, 왕복동 압축기 밸브 결함

① 초음파 측정기 ② 진동 측정기 ③ 윤활유 분석기 ④ 소음 측정기

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54. 회전기계 이상 진단 방법 중 간이 진단법에서 판정 기준이 아닌 것은 ? [20-3] ④

① 상대 판정 ② 상태 판정 ③ 상호 판정 ④ 절대 판정

​

[해설] 판정 기준에는 절대 판정 기준, 상호 판정 기준, 상대 판정 기준 3가지가 있다.

​

55. 회전기계에 발생하는 언밸런스 (unbalance), 미스 얼라이먼트 (misalignment) 등

의 이상 현상을 검출할 수 있는 설비 진단 기법은 무엇인가 ? [09-4] ①

① 진동법 ② 페로 그래피법 ③ X선 투과법 ④ 원자 흡광법

​

[해설] 설비 진단 기법에는 진동법, 오일 분석법, 응력법이 있다.

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56. 회전체의 회전 중심과 무게 중심이 일치하지 않을 때 나타나는 현상은 ? [13-4] ①

① 언밸런스 (unbalance) ② 미스 얼라인먼트 (misalignment)

③ 오일 훨 (oil whirl) ④ 공진 (resonance)

​

[해설] 회전체의 회전 중심과 무게 중심이 일치 하지 않을 때 나타나는 현상은 언밸런스

이다.

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57. 회전기계의 질량 불평형 상태의 스펙트럼에서 가장 크게 나타나는 주파수 성분은 무엇

인가 ? [20-3] ①

① 1X ② 2X ③ 3X ④ 1.5X ~ 1.7 X

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[해설] 질량 불평형은 수평 방향에서 1X 성분이 크게 나타난다.

​

58. 다음 중 언밸런스 진동 특성에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은 ? [16-2, 17-4] ④

① 수평, 수직 방향에서 최대의 진폭이 발생한다.

② 회전 주파수의 1f 성분에서 탁월 주파수가 나타난다.

③ 언밸런스 양과 회전수가 증가할 수록 진동값이 높게 나타난다.

④ 길게 돌출된 로터의 경우에는 축방향 진폭은 발생하지 않는다.

​

[해설] 언밸런스인 경우 수집된 진동신호를 포락 처리하지 않으며, 축, 수평, 수직, 모든 방

향에 진동이 발생되나 수평방향에서 최대의 진폭이 발생한다.

​

59. 미스 얼라인먼트 (misalignment)에 관한 설명으로 잘못된 것은 ? [08-4, 11-4] ④

① 보통 회전 주파수의 2f (3f)의 특성으로 나타난다.

② 커플링 등으로 연결된 축의 회전 중심선 (축심)이 어긋난 상태로 일반적으로는 정비 후

에 발생하는 경우가 많다.

③ 축 방향에 센서를 설치하여 측정되므로 축 진동의 위상각은 180 ° 이다.

④ 진동 파형이 항상 비주기성을 갖는다.

​

[해설] 미스얼라인먼트 : 커플링으로 연결되어 있는 2개의 회전축의 중심선이 엇갈려 있을

경우로서 회전 주파수의 2f 성분 또는 고주파가 발생한다.

​

60. 다음 중 미스얼라인먼트 (misalignment)의 원인이 아닌 것은 ? [18-4] ④

① 회전하는 축이 휘어진 경우 ② 베어링의 설치가 잘못된 경우

③ 축 중심이 기계의 중심선에서 어긋났을 경우

④ 회전축의 질량 중심선이 축의 기하학적 중심선과 일치하지 않는 경우

​

[해설] 미스얼라이먼트 : 커플링으로 연결되어 있는 2개의 회전축의 중심선이 엇갈려 있을

경우로서 회전 주파수의 2f 성분 또는 고주파가 발생하는 것이며, 질량 불일

치는 언밸런스이다.

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61. 다음 중 잘못된 것은 ? [14-2] ①

① 회전 기계에서 운전 중 공진이 발생하면 회전수를 바꿔도 진동은 감쇠되지 않는다.

② 공진이란 가진력의 주파수와 설비의 고유 진동수가 일치하여 발생하는 현상이다.

③ 회전 기계에서 회전자가 공진 주파수와 일치하는 속도를 위험 속도라 한다.

④ 회전체의 1차 고유 주파수와 일치하는 회전 주파수를 임계 주파수라 한다.

​

62. 회전기계의 이상을 판단하기 위해 실시하는 주파수 분석 중 포락선 (envelope) 처리

에 관한 설명으로 옳은 것은 ? [06-4, 14-4] ①

① 베어링의 결함 등을 검출할 때 사용한다.

② 시간에 묻혀 잘 나타나지 않는 주기 신호의 존재 확인에 사용한다.

③ 자기 상관함수와 상호 상관 함수가 있다.

④ 회전기기의 불균일을 검출하기 위한 신호처리이다.

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63. 회전기기에서 발생하는 이상 현상 중 발생 주파수가 중간 주파인 것은 ? [18-2, 21-2]

③

① 공동 ② 언밸런스 ③ 압력 맥동 ④ 미스얼라인먼트

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[해설] ㉠ 저주파 : 언밸런스, 미스얼라인먼트, 풀림 등

㉡ 고주파 : 공동현상 (cavitation), 유체 음 주파 등

㉢ 중주파 : 압력 맥동 등

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64. 높은 주파수 특성을 지닌 트러블을 진단할 경우 사용하는 척도는 ? [20-3]

① 변위 ② 속도 ③ 온도 ④ 가속도

​

[해설] 진동 센서 중 가장 높은 주파수 영역에 사용되는 것은 가속도 센서이다.

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65. 펌프 가동 중 진동과 소음이 심하여 진동 분석을 하였다. 분석 결과 축방향에서 높은 진

동을 발견하였으며, 펌프의 회전 주파수와 2f(3f)의 주파수가 탁월하였다. 펌프의 진동

과 소음을 줄이는 방법으로 가장 적절한 것은 ? [20-4] ②

① 오일 훨 (oil whirl) 현상을 해소한다.

② 모터와 펌프 속의 축정렬 (alignment)을 실시한다.

③ 모터의 동력이 약하므로 큰 동력의 모터로 교체한다.

④ 펌프를 분해하고 임펠러의 불균형 (unbalance)을 잡아준다.

​

[해설] 축방향에서 높은 진동이 발생되며 회전 주파수가 2f(3f)로 나타나면 미스얼라인먼

트 현상이므로 정밀 축정렬을 실시한다.

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66. 구름 베어링은 기하학적 구조로 인하여 베어링 특성 주파수를 계산할 수 있다. 다음 중

특성 주파수에 해당되지 않는 것은 어느 것인가 ? [19-4] ④

① 내륜 결함 주파수 ② 외륜 결함 주파수

③ 케이지 결함 주파수 ④ 케이스 결함 주파수

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[해설] 진동 분석에서 케이스는 대상이 되지 않는다.

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67. 다음은 기어에서 발생하는 진동에 대한 설명이다. 이 중 옳지 않은 것은 ? [11-4] ④

① 기어 진동은 두 기어가 맞물릴 때 발생하며 잇수가 많을 수록 진동 주파수가 높다.

② 두 기어의 축에서 축정렬 불량이 발생하면 2배 혹은 3배의 기어 맞물림 주파수가 발생

한다.

③ 기어 맞물림 주파수가 기어의 고유 진동수와 일치하면 높은 양의 진동이 발생한다.

④ 기어의 이빨이 파손되었을 경우에는 전형파의 진동이 발생한다.

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[해설] 기어의 이빨이 파손되었을 경우에는 충격파의 높은 진동이 발생한다.

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68. 축의 회전수가 일정할 때 기어의 손상이 있을 경우 가장 높은 주파수를 발생시킬 수 있

는 기어는 ? [16-2] ②

① 피치원의 지름이 50 ㎜ 이고, 기어의 잇수가 30개인 기어

② 피치원의 지름이 60 ㎜ 이고, 기어의 잇수가 60개인 기어

③ 피치원의 지름이 70 ㎜ 이고, 기어의 잇수가 50개인 기어

④ 피치원의 지름이 80 ㎜ 이고, 기어의 잇수가 40개인 기어

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69. 단순 진동자의 운동이 정현적으로 발생하고 있다. 진동 속도가 v [m/s] (피크값)이고,

이 때의 진동 주파수가 f [Hz]일 때 진동 가속도 (m/s2)를 구하는 계산식은 ? [09-4]

①

① 2π ×f ×v ② 1/2π × f × v ③ 2π × f/v ④ 1/2π × f/v

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70. 다음 중 동적 배율에 관한 설명으로 잘못된 것은 ? [14-4]

① 고무의 동적 배율은 1 이상이다.

② 고무의 영률이 커질 수록 동적 배율은 작아진다.

③ 정적 스프링 ㅈ어수가 커질수록 동적 배율은 작아진다.

④ 동적 스프링 정수가 커질 수록 동적 배율은 커진다.

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71. 다음 중 과도 응답 특성을 파악하기 위하여 기본적으로 사용하는 입력 신호가 아닌 것

은 ? [18-4] ④

① 계단 신호 ② 임펄스 신호 ③ 정현파 신호 ④ 삼각파 신호

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72. 아래와 같이 스프링을 설치하였을 경우 합성 스프링 상수 k의 계산식으로 옳은 것은 ?​