기계 요소의 보전 - 오답 노트

▣ 공차 : 설계자가 가공품의 기준 치수, 형상에 대하여 어느 정도 벗어남이 허용되는지에 대해 표현하는 것. 공차는 설계자

               가 도면에 표기하는 값으로 공식적으로 인정되는 오차를 말한다. 기계 공차, 가공공차, 치수 공차, 조립 공차 등으

               로 불린다.

▣ 보스 : 축에 고정시키기 위해 두껍게 된 부분을 말한다. 축에 작은 삼각형의 키 홈을 만들어 축과 보스를 고정시킨 것으

               로 지름의 스플라인에 비해 많은 이가 있으며 전동력이 크다. 주로 자동차의 핸들 고정용, 전동기나 발전기의

                전기자 축 등에 이용된다.

 

▣ 피팅 (Pitting, surface fatigue) : 표면 피로 (surface fatigue) 또는 일반적으로 피팅(fitting)이라는 것은 기어 재질이 견딜

            수 있는 치면 용량을 초과했을 때 나타나는 피로 현상이다. 하중 작용중의 거어는 표면과 표면 아래에 주기적인

            응력이 발생한다. 하중이 충분히 높고 응력 주기가 크면 표면에서 작은 입자가 피로한도를 넘어 떨어져 나감으로

            접촉면에 작은 홈과 공동이 생성된다.

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▣ 스플라인 (spline) : 축으로부터 직접 여러 줄의 키(key)를 절삭하여, 축과 보스(boss)가 슬립 운동을 할 수 있도록 한 것.       [용도] 큰 동력을 전달용.

     [종류] 각형 스플라인과 인벌류트 스플라인(involute spline)이 있다. 스플라인의 줄수는 6, 8, 10이 보통이다.

   ※ spline (금속·나무 등의) 가늘고 긴 박판(薄板)

   ※ involute : 나선형의, 복잡하게 뒤엉킨

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▣ 보스 (boss) : 보스란 표면 위에 돌출된 중공 또는 솔리드 형태의 둥근 기둥 모양으로 돌출된 원형체를 말한다. 이것은

              다른 성형부품을 조립할 목적으로 사용이 되며, 셀프탭핑 스크류, 확장 인서트 등이 있다. 잘못 설계시 가장 대표

              적으로 싱크마크(sink mark)가 발생하게 되므로 보스 설계시 주의를 해야 한다.

  ⊙ 두꺼운 보스 형상은 피해야 합니다. 보스가 두꺼우면 싱크마크가 발생하거나 공동 (Void), 웰드라인(Weld Line) 등이

       발생한다.

  ⊙ 보스를 측벽에 설계시 리브(rib)를 사용하여 살두께를 줄여야 한다.

  ⊙ 리브와 마찬가지로 빼기구배를 해줘야 한다. 만약 빼기구배를 해주지 않으면 사출성형 후 돌출과정에서 성형품에

       이젝터 핀(Ejector Pin) 자국이 남거나 긁힌 자국이 남는다.

  ⊙ 보스의 높이는 보스 내경의 2배를 넘지 않아야 한다. 보스의 높이가 높을 경우 변형이 발생하게 된다.

  ⊙ 보스의 내경은 보통 나사의 피치 직경이며, 보스의 외경은 살두께의 2배 또는 보스 내경의 2.4 ~ 2.5배로 설계를 해야

        한다.

 

▣ 리브 (Rib) : 리브(Rib)란 일반적인 해석은 늑골, 갈비대 등을 말하는데 기계공학에서는 구조물의 하중을 지탱해주는

           보강대 부분을 말한다. 예를 들면 가로수가 넘어지지 않도록 옆에 세 발의 받침대를 세우는 것처럼 보강대의 개념

           으로 쓰인다. 즉, 하중을 받혀주거나 변형을 방지하기 위하여 보강을 시켜주는 부분을 말하며 이 Rib의 표시는

            Rib에 수직으로 가는 일점쇄선 단면 표시하고 Rib의 두께의 폭으로 나타낸다.

▣ 베어링 조립의 요점

   ⊙ 내륜과 축은 억지 끼워 맞춤을, 외륜과 하우징은 헐거운 끼워 맞춤이 사용된다.

▣ 베어링의 해체

   ㉠ 소형 베어링의 해체는 고무 망치 또는 플라스틱 해머로 가볍게 두드려 해체하며 이때 풀러(puller)나 드리프트 (drift)를

         사용한다.

   ㉡ 베어링 풀러 및 프레스에 의한 방법을 사용하는 것이 능률적이다.

   ㉢ 끼워 맞춤 면에 유압을 이용해서 행하는 오일 인젝션 방법

   ㉣ 내륜만을 국부적으로 급격히 가열 및 팽창시켜 해체하는 유도 가열기를 이용하는 방법

▣ 체인 사용상 주의점

   ㉠ 용량에 맞는 체인을 사용한다. ㉡ 무게 중심을 맞추고 모서리는 피한다.

   ㉢ 과부하는 피하고 작업전에 이상유무를 확인한다.

   ㉣ 정격하중의 70~75%, 충격 하중은 1/4 이하로 사용한다.

    ㉤ 체인 블록을 2개 사용시 무게 중심이 한 곳으로 쏠리지 않도록 한다.

   ㉥ 물건을 장시간 걸어두지 않는다. ㉦ 비꼬임이나 비틀림이 없어야 한다.

▣ 체인 검사시기

   ㉠ 체인의 길이가 처음 보다 5% 이상 늘어 났을 때

   ㉡ 롤러 링크 단면의 직경이 10% 이상 감소했을 때

   ㉢ 균열이 발생했을 때

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【출제 예상 문제】

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1. 부러진 볼트를 빼려고 한다. 사용되는 공구와 구멍 지름과 볼트 지름의 관계에 대한 것 은 맞는 것은 ? [07-4] ②

① 스크류 익스트렉터 : 30 % 정도        ② 스크류 익스트렉터 : 60 % 정도

③ 오스터 : 30 % 정도                           ④ 오스터 : 60 % 정도

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2. 볼트, 너트의 죔 토크 (torque)에 대한 식으로 맞는 것은 ? (단, T : 토크, F : 힘, ℓ : 길이, A단면적, W : 중량) [08-4] ②​

3. 스패너에 의한 적정한 죔 방법 중 M12~14 까지의 볼트를 죌 때 스패너 손잡이 부분의 끝을 꽉 잡고 힘을 충분히 주어야

    하는데 이 때 가해지는 적당한 힘은 얼마인가 ?  [10-4, 14-2, 17-2, 19-4] ③

   ① 약 5 ㎏f          ② 약 20 ㎏f                ③ 약 50 ㎏f                ④ 100 ㎏f 이상

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[해설] M12 ~ 20 까지의 볼트 : 스패너 손잡이 부분의 끝을 꼭 잡고 팔의 힘을 충분히 써서 돌린다. ℓ = 15 ㎝, F = 약 500 N

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4. 나사로 체결된 부품이 나사가 풀려서 손상되는 경우가 발생한다. 나사의 자립 상태를 유지할 수 있는 나사의 효율은 ?

       [17-4] ①

① 50 % 미만      ② 60 % 이상            ③ 70 % 이하           ④ 80 % 이상

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5. 너트의 풀림 방지용으로 사용되는 와셔로 적당하지 않은 것은 ? [19-1] ①

  ① 사각 와셔            ② 이붙이 와셔        ③ 스프링 와셔         ④ 혀붙이 와셔

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[해설] 사각 와셔는 목재용이다.

▣ 와셔 : 작은나사, 볼트, 너트 등의 자리와 체결부와의 사이에 넣는 부품. 볼트 구멍이 지나치게 크거나, 체결부와의 표면

               이 평탄하지 않을 때 체결 효과를 좋게 하기 위하여 사용된다. 또 너트의 헐거움 방지로 이용된다.

 

6. 나사 체결 방법으로 옳지 않은 것은 ? [13-4] ④

① 나사 체결 전 볼트의 강도 등급을 확인한다.

② 볼트 체결 방법은 토크법, 너트 회전각법, 가열법, 장력법이 있다.

③ 큰 장력으로 조일 수 있는 적절한 체결방법은 텐셔너(장력법)를 이용하는 방법이다.

④ 토크법은 나사면의 마찰계수 불균형을 무시할 수 있다.

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7. 녹에 의한 볼트 너트의 고착을 방지하는 방법으로 잘못된 것은 ?  [08-4, 11-4, 16-2, 20-4] ②

① 유성 페인트를 나사 부분에 칠한 후 죈다.

② 볼트 너트를 죈 후 아주 높은 온도로 가열한 후 식힌다.

③ 나사 틈새에 부식성 물질이 침입하지 않도록 한다.

④ 산화 연분을 기계유로 반죽한 적색 페인트를 나사부분에 칠한 후 죈다.

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8. 다음 중 너트의 일부를 절삭하여 미리 내측으로 변형을 준 후 볼트에 체결할 때 나사부가 압착하게 되는 이완 방지법은

     어느 것인가 ? [09-4, 14-4, 17-4] ①

① 절삭 너트에 의한 방법           ② 로크 너트에 의한 방법

③ 특수너트에 의한 방법            ④ 분할 핀 고정에 의한 방법

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9. 다음 중 볼트 너트의 사용방법으로 옳은 것은 ? [15-2] ④

① 리머 볼트 구멍에 보통 볼트를 체결하여도 무방하다.

② 볼트, 너트, 스프링 와셔는 재사용해도 상관없다.

③ 로크 너트는 두꺼운 너트는 아래쪽, 얇은 너트는 위쪽에 체결한다.

④ 볼트 너트를 수직으로 설치할 경우 너트는 점검하기 쉬운 쪽에 체결한다.

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10. 다음 중 볼트 너트의 이완 방지 방법이 아닌 것은 ? [12-4, 18-1] ③

① 로크 너트에 의한 방법                       ② 자동 죔 너트에 의한 방법

③ 볼트를 해머 렌치로 조이는 방법        ④ 홈달림 너트 분할핀 고정에 의한 방법

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11. 체결용 기계 요소 중 고착된 볼트의 제거 방법으로 잘못된 것은 ? [16-4] ③

① 볼트에 충격을 주는 방법              ② 너트에 충격을 주는 방법

③ 로크 너트를 사용하는 방법           ④ 정으로 너트를 절단하는 방법

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[해설] 고착된 볼트의 분해법 : 볼트나 너트를 두드려 푸는 방법, 너트를 정으로 잘라 넓히는 방법, 아버 프레스를 이용하는

                                                방법, 비틀어 넣기 볼트를 빼내는 방법 등이 있다.

   ③ 로크 너트는 풀림 방지에 사용된다.

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12. 축 이음 핀의 빠짐 방지나 볼트, 너트의 풀림 방지로 쓰이는 것은 ?  [06-4, 15-4, 20-3]  ③

① 코너      ② 평행 핀        ③ 분할 핀         ④ 테이퍼 핀

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[해설] 홈 붙이 너트는 분할 핀 고정에 의한 나사 풀림 방법 (KS B 1015)

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13. 키 맞춤의 기본적인 주의 사항 중 잘못된 것은 ? [08-4, 13-4, 19-2] ②

① 키는 측면에 힘을 받으므로 포그 치수의 마무리가 중요하다,

② 키 홈은 축과 보스를 기계 가공으로 축심과 완전히 직각으로 깍아 낸다.

③ 키의 치수, 재질, 형상, 규격 등을 참조하여 충분한 강도의 규격품을 사용한다.

④ 키를 맞추기전에 축과 보스의 끼워맞춤이 불량한 상태인경우 키 맞춤을 할 필요가 없다.

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[해설] 키 홈은 축심과 평행으로 절삭한다.

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14. 다음 중 응력집중에 의한 축의 파단 원인으로 가장 거리가 먼것은 ? [07, 11, 16-4] ①

① 키 홈의 마모    ② 축의 가공 불량      ③ 설계 형상의 오류     ④ 커플링 중심내기 불량

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[해설] 축의 파단 원인 : 풀리, 기어, 베어링 등 끼워 맞춤 불량, 관련 부품의 맞춤 불량이며 키 홈의 마모는 자연 열화이다.

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▣ 풀리 (Pulley) 바퀴에 홈을 파고 줄을 걸어서 돌려 물건을 움직이는 장치. 두레박, 기중기 따위에 이용된다.

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15. 축 정렬 시 커풀링 면간을 측정하는 게이지로 맞는 것은 ? [17-2] ①

  ① 틈새 게이지    ② 피치 게이지     ③ 링 게이지       ④ 하이트 게이지

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16. 축 고장의 원인 중 조립, 정비 불량의 직접 원인인 것은 ? [09-4] ②

  ① 재질 불량         ② 축의 휘어짐        ③ 치수, 강도 부족          ④ 형상 구조 불량

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[해설] 조립, 정비 불량 원인

직접 원인	주요 원인	조치 요령
풀리, 기어, 베어링 등 끼워 맞춤 불량	끼워 맞춤 부위에 미동 마모 가 생겨, 지동, 풀림 때문에 사용 불능, 축의 파단의 원인	보스 내경을 절삭하고 축을 덧상 붙이기 또는 교체
관련 부품의 맞춤불량
위와 같은 현상이  지속되는 경우	진동과 소음이 심하고 기어, 베어링의 수명이 급격히 저하, 실 부위 누유
급유 불량	기어 마모 및 소음, 베어링 부위 발열	적당한 유종 선택, 유량 및 급유 방법 개선

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17. 다음 축 고장의 원인 중 설계 불량에 포함되지 않는 것은 ? [06-4, 17-4] ②

  ① 재질 불량      ② 자연 열화       ③ 형상 구조 불량        ④ 치수 강도 부족

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[해설] 직접 원인이 자연 열화인 경우

주요 원인	조치 요령
끼워 맞춤 부위 마모, 녹, 흠, 변형, 휨 등	외관 검사로 판명, 수리 또는 교체

18. 축 고장시 설계 불량의 직접 원인이 아닌 것은 ? [15-4, 18-4] ③

   ① 재질 불량       ② 치수 강도 부족       ③ 끼워 맞춤 불량        ④ 형상 구조 불량

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[해설] 설계 불량 요인

직접 원인	주요 원인	조치 요령
형상 구조 불량	노치 또는 응력 집중에 의한 파단	노치부 형상 개선
	한 쪽으로 치우침, 발열 파단	개선

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19. 축 고장의 원인과 대책으로 잘못된 것은 ? [19-4] ②

① 형상 구조 불량시 노치 형상을 개선한다.

② 풀리, 기어, 베어링 등 끼워 맞춤 불량 시 재질을 변경한다.

③ 급유 불량시 적당한 유종을 선택하고, 유량 및 급유 방법을 개선한다.

④ 자연 열화 시 축을 분해하여 외관 검사를 하고 테스트 해머로 가볍게 두드려 타격음으로 균열의 유무를 판정한다.

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20. 축에서 가장 많이 발생하는 고장의 진행 형태를 순서대로 열거한 것은 ? [15-2] ①

① 끼워 맞춤 불량 → 풀림 발생 → 미동 마모 → 기어 마모 → 치명적인 고장

② 끼워 맞춤 불량 → 풀림 발생 → 기어 마모 → 미동 마모 → 치명적인 고장

③ 풀림발생 → 끼워 맞춤 불량 → 미동 마모 → 기어 마모 → 치명적인 고장

④ 끼워 맞춤 불량 → 미동 마모 → 풀림 발생 → 기어 마모 → 치명적인 고장

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21. 축의 굽음 (bending) 측정용으로 적합한 측정 공기구는 ? [15-2] ②

① 블록 게이지 ② 다이얼 게이지 ③ 외경 마이크로미터 ④ 내경 마이크로미터

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22. 축 정렬 작업을 위하여 다음 그림과 같이 다이얼 게이지를 설치하고 두 축을 동시에 회전시켜 상, 하 (0°, 180°)를 측정

       하였더니 10 μm 눈금의 차이가 발생했다면 두 축의 상, 하 편심량은 ? [18-1] ②

 

   ① 0 μm          ② 5 μm           ③ 10 μm            ④ 20 μm

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[해설] 편심량 = 다이얼 게이지 움직인 량 / 2 = 10 μm /2 = 5 μm

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23. 축의 중심 내기 방법 중 잘못된 것은 어느 것인가 ? [10-4, 14-2] ④

① 죔 형 커플링의 경우 스트레이트 에지를 이용하여 중심을 잰다.

② 체인 커플링의 경우 원주를 4등분한 다음 다이얼 게이지로 측정해서 중심을 맞춘다.

③ 플랜지의 면간의 차를 측정하여 중심 맞추기를 한다.

④ 플렉시블 커플링은 중심내기를 하지 않는다.

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[해설] 플렉시블 커플링도 중심내기를 해야 한다.

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24. 다음 원통 커플링 중 주철제 원통 속에 두 축을 맞대어 끼워 키로 고정한 축 이음으로, 주로 축 지름과 하중이 작은 경우

       에 쓰이며 인장력이 작용하는 축 이음에 부적합한 것은 ? [20-3] ①

① 머프 커플링     ② 클램프 커플링        ③ 반 겹치기 커플링       ④ 마찰 원통 커플링

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※ 클램프 (clamp) (물건을 조아서 움직이지 못하도록 고정시키는 모든 도구를 통틀어서 클램프라고 한다. 클램프는 조임쇠

                   나 바이스, 펜치, 롱노우즈 같은 공구부터 시작해서 빨래집게 같은 가정용 도구, 핀셋 같은 의료용 도구까지

                   모두 포함되는 광범위한 용어다. 따라서 어느 분야에서 쓰이느냐, 용도가 무엇이냐에 따라 번역명이 다르다.

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[해설] 머프 커플링 (muff coupling) : 원통형커플링으로 주철제의 원통 속에서 두 축을 맞대어 맞추고 키로 고정 한 커플링 .

                     muff : 방한용 토시

 

특징

  ㉠ 축지름과 하중이 아주 작을 경우 사용하는 간단 커플링

  ㉡ 인장력이 작용하는 축에는 부적당                    ㉢ 작업상 안전을 위해 안전커버를 씌운다

  ㉣ 두축을 수평 일직선으로 맞추고 키로 고정       ㉤ 축지름과 하중이 비교적 작을때 사용

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25. 두 축이 만나는 각이 수시로 변화하는 경우 사용되는 커플링으로 공작 기계, 자동차 등의 축 이음에 많이 사용되는 것은

       ? [16-2] ①①

① 유니버설 조인트                  ② 마찰 원통 커플링

③ 플랜지 플렉시블 커플링       ④ 그리드 플렉시블 커플링

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[해설] 유니버설 조인트 (universal joint)

㉠ 관계 위치가 끊임없이 변화하는 두 개의 동력 전달 축을 연결한 커플링 으로서, 프로펠러 샤프트 전·후단 등에 사용한다.

㉡ 트랜스미션과 샤프트, 샤프트로부터 파이널 드라이브로 동력을 전달하기 위해서는 이들을 연결하지 않으면 안 된다.

㉢ 프로펠러 샤프트의 자재 이음을 말하는데, 일직선상에 있지 않은 두 개의 축을 연결하여 자유로이 회전하도록 하는 이음

     으로서, 액슬의 상하 진동으로 인한 각도 변환과 회전력 변환을 극소화시키는 역할을 한다.

 

26. 두 축의 중심선을 일치시키기 어렵거나, 전달 토크의 변동으로 충격을 받거나, 고속 회전으로 진동을 일으키는 경우에

       충격과 진동을 완화시켜 주기 위하여 사용하는 커플링은 ? [18-2] ③

   ① 머프 커플링        ② 클램프 커플링          ③ 플렉시블 커플링            ④ 마찰 원통 커플링

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[해설] 플렉시블 커플링 (flexible coupling) : 두축의 중심선을 일치 시키기 어렵거나, 또는 전달 토크의 변동으로 충격을

           받거나, 고속 회전으로 진동을 일으키는 경우에 고무, 강선, 가죽, 스프링 등을 이용하여 충격과 진동을 완화시켜

           주는 커플링

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27. 다음 중 펌프와 전동기가 커플링으로 연결되어 있을 때 축의 변형 및 열팽창 등을 고려하여 운전 중에 상호 회전 중심축

      이 일치하도록 기기를 배열하는 것을 무엇이라 하는가 ? [18-2] ④

① 새그      ② 연마             ③ 소프트 풋 (soft foot)           ④ 얼라인먼트 (alignment)

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28. 구름 베어링에 예압을 주는 목적으로 가장 거리가 먼 것은 ? [16-4, 20-3] ④

① 베어링의 강성을 증가 시킨다.                                   ② 진동체 선회 미끄럼을 억제한다.

③ 축의 흔들림에 의한 진동 및 이상음이 방치된다.       ④ 전동체의 공전 미끄럼이나 자전 미끄럼을 증가시킨다.

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[해설] 예압은 베어링 전동체의 공전 미끄럼이나 자전 미끄럼을 감소시킨다.

▣ 구름 베어링 예압 : 사용목적에 따라서는 베어링을 설치 했을 때, 부의 클리어런스가 되도록 미리 내부응력을 발생시킨

                                    상태에서 사용하는 경우를 말한다.

◈ 예압 설정 목적

   ㉠ 축이 레이디얼 방향 및 액셜방향의 위치결정을 정확하게 함과 동시에 축의 진동을 억제하기 위하여 실시한다.

   ㉡ 베어링의 강성을 높이기 위하여 실시한다.

   ㉢ 축방향의 진동 및 공진에 의한 이음을 방지하기 위하여 실시한다.

   ㉣ 전동체의 선회미끄럼, 공전미끄럼 및 자전미끄럼을 억제하기 위하여 실시한다.

   ㉤ 궤도륜에 대해서, 전동체를 바른 위치로 유지하기 위하여 실시한다.

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29. 다음 베어링 중 외륜 궤도면의 한 쪽 궤도 홈 턱을 제거하여 베어링 요소의 분리 조립을 쉽게 하도록 한 베어링으로,

      접촉각이 작아 깊은 홈 베어링 보다 부하 하중을 적게 받는 베어링은 ? [19-1] ②

  ① 앵귤러 볼 베어링      ② 마그네토 볼 베어링       ③ 스러스트 볼 베어링      ④ 자동 조심 볼 베어링

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[해설] 마크네트 볼 베어링 (magneto ball bearing) : 외륜 궤도면의 한쪽 궤도 홈 턱을 제거하여 베어링 요소의 분리 조립을

          쉽게 하도록 한 베어링

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30. 기어 전동 장치에서 두 축이 평행한 기어는 ? [09-4, 20-3] ③

① 웜 (worm) 기어    ② 스큐(skew) 기어     ③ 스퍼 기어 (spur) 기어    ④ 베벨(bevel) 기어

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[해설] ㉠ 두 축이 평행한 기어 : 스퍼, 헬리컬, 2중 헬리컬, 레크, 내접 기어

          ㉡ 두 축의 중심선이 만나는 경우 : 베벨, 크라운 기어

          ㉢ 두축이 평행하지도 않고 만나지도 않은 기어 : 스크류, 하이포이드, 웜기어

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31. 직선 운동을 회전운동으로 변환하거나 회전운동을 직선 운동으로 변화시키는데 사용되는 기어는 ? ④

  ① 스퍼 기어        ② 헬리컬 기어         ③ 베벨 기어            ④ 래크와 피니언

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[해설] 기어의 종류

 

32. 다음 기어 중 서로 교차하지도 않고 평행하지도 않은 두 축 사이에 운동을 전달하는 기어는 ? [19-2] ②

   ① 스퍼 기어          ② 나사 기어          ③ 베벨 기어            ④ 내접 기어

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[해설] 자동차의 뒤 차축과 같이 축간 거리가 크지 않고 축을 엇갈리게 할 필요가 있는 곳에 이용되는 하이포이드 기어

          (hypoid gear), 축간 거리가 큰 경우에는 헬리컬 기어의 축을 엇갈리게 하여 물리는 나사 기어 등이 있다.

 

33. 다음 기어의 손상 중 표면 피로에 의한 손상만으로 연결된 것은 ? [07-4, 20-3] ④

① 압연 항복, 균열, 버닝                            ② 스폴링, 스코어링, 리플링

③ 습동 마모, 피닝 항복, 스코어링            ④ 초기 피팅, 파괴적 피팅, 스폴링

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34. 기어 손상의 분류에서 표면 피로의 주요 원인이 아닌 것은 ? [08-4, 14-4, 18-1] ②

① 박리      ② 스코어링          ③ 초기 피팅            ④ 파괴적 피팅

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[해설] 표면 피로 : 초기 피팅, 파괴적 피팅, 피팅 (스폴링)

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35. 기어 손상의 분류에서 이면의 열화에 대하여 소성 항복에 속하는 것은? [16-4] ②

① 피팅 (pitting)      ② 피닝 (peening)        ③ 스폴링(spalling)           ④ 스코어링 (scoring)

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[해설] 이면의 열화에 의한 소성 항복

㉠ 압연 항복 (ridging)      ㉡ 피닝 항복 (case crushing)            ㉢ 파상 항복 (rippling)

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▣ 피닝(peening)은 금속 표면의 재료 특성을 개선하기 위해 해머 타격과 같은 기계적 방법으로 샷으로 발파(shot peening)

     하거나 레이저 피닝(laser peening)을 통해 빛을 집속(pocusing)하는 과정이다. 피닝은 일반적으로 냉간 작업 프로세스

     이며, 레이저 피닝은 주목할 만한 예외이다. 차가운 금속의 표면을 팽창시켜 압축 응력을 유도하거나 이미 존재하는

     인장 응력을 완화시키는 경향이 있다. 피닝은 또한 표면 금속의 변형 경화를 촉진할 수 있다.

​

36. 기어를 이용한 동력 전달 시 언더컷에 의해 기어가 파손되는 경우가 많이 발생하는데 언더컷의 설명 중 잘못된 것은 ?

       [11-4] ③

① 전위 기어를 사용하면 언더컷을 방지할 수 있다.

② 기어의 이 강도는 표준 기어가 전위 기어 보다 크다.

③ 표준 기어에서는 잇수가 많을 때 언더컷이 일어난다.

④ 전위 계수가 크면 이 두께가 크게 된다.

​

[해설] 언더컷 (undercut) : 회전하는 기어에 이의 간섭이 일어나 이 끝이 이뿌리를 파먹는 현상으로 언더컷이 발생하면

           이 뿌리가 가늘어지고 이의 강도가 약해지며 물림의 길이아 짧아진다. 이의 간섭은 기어가 맞물려 회전할 때 기어의

           이 끝이 다른 기어의 이 뿌리에 부딪혀서 회전할 수 없게 되는 현상을 말한다.

[언더컷 방지대책]

   ㉠ 피니언과 기어의 잇수 차이를 줄이기

   ㉡ 하중 부담에 무리가 가지 않는 선에서 기어의 이끝높이를 줄이기

   ㉢ 치형을 수정해 간섭을 방지하며 물림률을 유지할 수 있는 전위 기어 사용

   ㉣ 기어의 압력각을 크게 설정하여 물림 길이를 길게 한다.

​

37. 기어에서 백래시 (backlash)가 필요한 이유가 아닌 것은 ? [17-4] ③

① 기어 제작 오차에 대한 여유            ② 부하에 의한 기어 변형 여유

③ 기어 마모에 대한 오차 여유            ④ 윤활을 원활히 하기 위한 여유

​

[해설] 기어 마모에 대한 것은 윤활과 관련 있다.

백래쉬(backlash) : 2개의 기어가 맞물리는 기어 사이의 간극 또는 유격을 말한다. 2개의 기어가 맞물리다 보면 위 아래

사이에는 간극이 생기지만 양 옆으로도 간극이 생기게 되는데 이 측간 간극을 백래쉬라고 한다. 백래쉬 설정 이유는 금속의 열팽창을 고려하거나 기계적 마찰을 감속시키기 위한 윤활유가 들어갈 공간을 확보하는데 있다.

 

38. 기어에서 이의 간섭에 대한 방지책으로 잘못된 것은 ? [18-2] ③③

① 압력각을 크게 한다.            ② 이 끝을 둥글게 한다.

③ 이의 높이를 크게 한다.       ④ 피니언의 이뿌리면을 파낸다.

​

[해설] 이의 높이를 낮게 해야 한다.

▣ 피니언 (pinion) : 맞물리는 크고 작은 2개의 기어 중에서 작은 쪽 기어를 말하거나 래크 (rack)와 맞물리는 기어를

                                 말한다.

 

39. 스퍼 기어의 정확한 치형 맞물림에 대한 것으로 맞는 것은 ? [09-4, 12,16-2] ①

① 치형 축 방향 길이 80% 이상, 유효 이 높이 20% 이상 닿아야 한다.

② 치형 방향 길이 70 % 이상, 유효 이 높이 30% 이상 닿아야 한다.

③ 치형 방향 길이 60 % 이상, 유효 이 높이 40% 이상 닿아야 한다.

④ 치형 방향 길이 50 % 이상, 유효 이 높이 50% 이상 닿아야 한다.

​

40. 기어가 회전할 때 발생하는 이의 접촉 압력에 의해 최대 전단응력이 발생하여 표면에 가는 균열이 생기고, 그 균열 속에

       윤활유가 들어가 고압을 받아 이의 면에 일부가 떨어져 나가는 현상은 ? [18-4] ①

① 피팅        ② 스코어링       ③ 이의 절손           ④ 어브레이전

​

41. 기어 전동 장치에서 기어 마모의 원인으로 적합하지 않은 것은 ? [10-4] ③

① 오일 공급의 부족으로 금속과 금속간의 마찰            ② 공급 오일 중에 연마 입자의 침투

③ 공급 오일의 유막 강도 증대                                      ④ 오일 첨가제 성분에 의한 화학적 마모

​

[해설] 공급 오일의 유막 강도 증대는 치형 마모의 원인이 아니다.

​

42. 다음 [보기] 는 V벨트 제품의 호칭을 나타낸 것이다. "2032"가 의미하는 것은 무엇인가 ? [19-2] ④

[보기] 일반용 V 벨트 A 80 또는 2032

① 명칭        ② 종류           ③ 호칭 번호            ④ V벨트의 길이

​

[해설] A는 V벨트의 종류인 단면 크기, 80은 호칭 번호, 2032는 벨트 유효 길이를 뜻한다.

​

43. 벨트식 무단 변속기에 관한 설명으로 잘못된 것은 ? [13-4, 20-3] ②

① 구동 계통의 오염으로 인한 윤활 불량에 유의한다.

② 가변 피치 풀리가 유욕식이므로 정기적인 점검이 필요하다.

③ 벨트와 풀리 (pulley)의 접촉 위치 변경에 의한 직경비를 이용한다.

④ 무단 변속에 사용되는 벨트의 수명은 일반적인 벨트보다 수명이 짧다.

​

[해설] 벨트식 무단 변속기의 정비 : 벨트의 수명은 표준 사용 방법으로 운전할 때의 1/3 에서 2배 정도, 가변 피치 풀리의

           습동부는 윤활 불량이 되기 쉽다. 광폭 벨트는 특수하므로 예비품 관리를 잘 해 두어야 한다.

​

44. 벨트 전동 장치에서 전달 동력에 대한 설명 중 잘못된 것은 ? [14-4] ③

① 마찰 계수의 값이 크면 클수록 큰 동력을 전달시킬 수 있다.

② 접촉각이 클수록 큰 동력을 전달시킬 수 있다.

③ 원심 장력이 크면 클수록 전달 동력이 증가된다.

④ 장력비가 클수록 전달 동력이 커진다.

​

45. 체인을 거는 방법으로 잘못된 것은 ? [14-4] ③

① 두 축의 스프로킷 휠은 동일 평면에 있어야 한다.

② 수직으로 체인을 걸 때 큰 스포로킷 휠이 아래에 오도록 한다.

③ 수평으로 체인을 걸 때 이완 축이 위로 오면 접촉각이 커지므로 벗겨지지 않는다.

④ 이완 축에는 긴장 풀리를 쓰는 경우도 있다.

​

[해설] 벨트는 이완 측을 위로 두지만, 체인은 아래로 두어야 한다.

​

46. 오프셋 링크에서 링크판과 부시를 일체화 시킨 것으로, 오프 셋 링크와 이음 핀으로 연결되어 있으며, 저속 중용량의

       컨베이어, 엘리베이트용으로 사용되는 체인은? [18-4] ③

① 롤러 체인        ② 부시 체인          ③ 핀틀 체인        ④ 블록 체인

​

[해설] 오프셋 (offset) : 빗나감, 편심(偏心), 엇갈림을 뜻한다. 하이포이드 기어 또는 엇갈림 축, 페이스 기어의 축간

                                    최단거리

▣ 오프셋 체인 (offset chain)

   ⊙ 링크판이 오프셋 모양으로 구브러진 형태, 전동 중 충격을 흡수할 수 있다.

   ⊙ 중하중, 저속 전동용

◈ 핀틀 체인 (pintle chain) : 오프셋 링크판과 부시를 일체화 시킨 것

 

▣ 롤러 체인 : 일반적으로 사용되는 동력 전달용 체인, 저속에서 고속까지 넓은 범위 사용

    ◈ 부시 체인 : 롤러 체인에서 롤러를 없애 구조를 단순화한 것 : 경하중용

​

47. 운동 제어용 기계요소로 래칫 휠 (ratchet wheel)의 역할 중 가장 거리가 먼 것은 ?  [14-4] ④

① 역전 방지 작용      ② 조속 작용         ③ 나눔 작용         ④ 완충 작용

​

[해설] 완충 작용은 스프링의 역할이다.

▣ 래칫휠 (ratchet wheel) : 한쪽 방향으로만 회전할 수 있는 구조로 톱니가 비대칭적으로 되어 있고 걸쇠(pawl)가 있어서

                                           한쪽 방향으로는 회전을 하고 다른 방향으로는 걸쇠에 걸리게 되어 있다.

 

48. 일반적인 고무 스프링의 특징으로 잘못된 것은 ? [20-3] ④

① 감쇠 작용이 커서 진동 및 충격 흡수가 좋다.

② 인장력이 약하므로 인장하중을 피하는 것이 좋다.

③ 한개의 고무로 두 방향 또는 세 방향으로 동시에 작용할 수 있다.

④ 기름에 접촉하거나 직사광선에 노출되어도 우수한 성능을 발휘한다.

​

[해설] 일반적인 고무는 기름과 직사광선에 취약하다.

​

49. 원판 브레이크의 제동력을 T라고 할 때, 다음 중 잘못된 설명은 ? [15-2] ④

① 원판의 수량 (Z)에 비례                                  ② 접촉면의 마찰계수 (μ)에 비례

③ 원판 브레이크의 평균 반지름(R)에 비례       ④ 축의 수직 방향으로 가해지는 힘(P)에 비례

​

[해설] 축과 평행방향으로 가해지는 힘(P)에 비례

​

50. 다음 브레이크 재료 중 허용 압력이 가장 큰 것은 ? [16-3, 19-2] ②

① 황동         ② 주철        ③ 목재           ④ 파이버

​

[해설] 주철의 허용 압력 : 9.5 ~ 17.5 ㎏f/㎠

​

51. 다음 중 브레이크의 용량 결정과 관련된 사항으로 가장 거리가 먼 것은 어느 것인가 ?  [08-4, 15-4, 19-1] ③

① 마찰 계수 ② 마찰 면적 ③ 브레이크의 중량 ④ 브레이크 패드의 압력

​

[해설] 브레이크 용량 (brake capacity) : 브레이크 드럼의 원주 속도를 v [m/s], 브레이크 블록과 브레이크 드럼 사이의 압력

           을 W [N], 브레이크 블록의 접촉 면적을 A [㎟], 접촉면압을 P, 마찰계수를 μ라고 하면 브레이크 용량은 다음과 같다.​

52. 블록 브레이크의 제동력 기능 저하 방지 대책으로 잘못된 것은 ? [16-4] ④

① 작동유 유압 시스템의 누설부를 점검한다.

② 브레이크 블록의 손상 및 탈락을 점검한다.

③ 브레이크 블록과 드럼부에 이물질 유입이 없도록 덮개를 씌운다.

④ 장기간 휴지 시 브레이크 드럼부에 녹 방지를 위해 방청유를 도포한다.

​

[해설] 어떤 경우라도 브레이크 드럼부에 방청유 등 오일을 도포하지 않는다.

​

53. 다음 브레이크 중 화물을 올릴 때 제동 작용을 하지 않고 화물을 내릴 때는 화물자중에 의한 제동 작용을 하는 것은

      어느 것인가 ? [10-4, 17-4, 20-4] ④

① 원판 브레이크 (disc brake)           ② 밴드 브레이크 (band brake)

③ 블록 브레이크 (block brake)         ④ 나사 브레이크 (screw brake)

​

[해설] 나사 브레이크를 자동 하중 브레이크라 한다.

▣ 나사 브레이크 (screw brake)

  ⊙ 하중을 감아 올릴 때 : 브레이크 작용은 하지 않고 클러치 작용을 한다.

  ⊙ 하중을 감아 내릴 때 : 브레이크로 작용을 하며 하중의 속도를 조정하거나 정지한다.

 

54. 다음 중 배관용 재료에 대한 설명으로 잘못된 것은 ? [20-3] ④

① 스테인리스강 강관의 최고 사용 온도는 650 ~ 800 ℃ 정도이다.

② 합금강 강관은 주로 고온용으로 150 ~ 650 ℃ 정도에서 사용한다.

③ 동관은 고온에서 강도가 약하다는 결점이 있어 200 ℃ 이하에서 사용한다.

④ 고압 배관용 탄소강관은 고온에서도 강도가 유지되므로 800 ℃ 이상에서 사용한다.

​

[해설] 고압 배관용 탄소강관 (SPPH) : 350 ℃ 이하에서 사용 압력이 높은 배관에서 사용하는 것으로 일반적으로 9.8 MPa

           (100㎏f/㎠) 이상의 암모니아 합성용 배관, 내연기관의 연료 분사관, 화학 공업용 고압배관 등에 주로 사용된다.

​

55. 공기압 장치 및 배관에서 응축수가 고이기 쉬운 곳이 아닌 곳은 ? [13-4] ②

① 공기 탱크의 하부    ② 오목상 배관의 상부       ③ 분기관의 취출 하부       ④ 구배를 둔 관의 말단부

​

56. 배관의 부식을 방지하는 방법으로 적절하지 않은 것은 ? [16-4, 21-4] ①

① 온수의 온도를 50 ℃ 이상으로 한다.                 ② 가급적 동일계의 배관재를 선정한다.

③ 배관 내의 유속을 1.5 m/s 이하로 제어한다.     ④ 배관 내 약제를 투입하여 용존 산소를 제어한다.

​

[해설] 관 배관의 온도가 높으면 부식이 가속된다.

​

57. 관은 그 속에 흐르는 유체의 온도 변화에 따라 수축, 팽창을 일으키는데 이러한 관의 신축 장해를 제거하기 위한 신축

      이음쇠의 종류가 아닌 것은 ? [11-4] ④

① 벨로스형 (bellows type)        ② 슬리브형 (Sleeve type)      ③ 스위블형 (swivel type)    ④ 플랜지형 (flenge type)

​

[해설] 슬리브관 이음 : 이음 본체의 한쪽 또는 양쪽에 슬리브관을 삽입해, 축방향으로 자유스럽게 이동할 수 있도록 만든

           이음이다. 글랜드 패킹으로 기밀을 유지하고 관의 신축을 조절하는 것으로 물, 온수, 저압 증기, 기름 등의 배관용

            으로 사용되고 있다.

 

58. 신축 이음에서 열팽창을 고려하여야 개스킷 선정 등 올바른 정비를 수행할 수 있다. 다음 중 온도에 따른 축의 신축량 λ

       를 구하는 공식은 ? (단, t : 온도차, ℓ : 길이, α : 열팽 창계수이다) ④

① λ = 2αtℓ           ② λ = παtℓ            ③ λ= tℓ / α            ④ λ = αtℓ

​

59. 감압밸브 주변의 배관에서 바이패스 (by-pass line)를 설치하려고 한다. 이때 바이패스 라인의 관경으로 가장 적당한 것

      은 어느 것인가 ? [13-4] ①

① 1차 (고압)측 관경 보다 한 치수 적게 한다.

② 1차 (고압)측 관경 보다 한 치수 크게 한다.

③ 1차 (고압)측 관경 보다 2배 정도 크게 한다.

④ 1차 (고압) 측 관경 보다 3배 정도 크게 한다.

​

60. 다음 중 관 이음의 종류가 아닌 것은 어느 것인가 ? [16-2, 18-4] ③

① 용접 이음      ② 신축 이음        ③ 롤러 관 이음       ④ 나사형 이음

​

[해설] 관 이음의 종류

   ① 영구 이음 : 용접 이음

   ② 분리 가능 이음 : 나사 이음, 패킹 이음, 턱걸이 이음, 플랜지 이음, 고무 이음, 신축 이음

​

61. 파이프 끝의 관용 나사를 절삭하고 적당한 이음쇠를 사용하여 결합하는 것으로 누설 방지하고자 할 때 접착 콤파운드

      나 접착 테이프를 감아 결합하는 이음은 ? [18-2] ②

① 패킹 이음     ② 나사 이음        ③ 용접 이음       ④ 고무 이음

​

[해설] 나사 이음 : 파이프의 끝에 관용 나사를 절삭하고 적당한 이음쇠를 사용하여 결합하는 것으로, 누설을 방지하고자 할

                            때에는 접착 콤파운드나 접착 테이프를 감아 결합한다. 수나사 부분은 관 끝에 암나사를 내고 비틀어 넣

                            는 것이 아니라 다른 이음쇠나 소형 밸브를 비틀어 넣어서 사용한다.

​

62. 관과 관을 연결시키고, 관과 부속 부품과의 연결에 사용되는 요소를 관 이음쇠라고 한다. 다음 중 관 이음쇠의 기능이

        아닌 것은 어느 것인가 ? [19-2] ④

① 관로의 연장      ② 관로의 분기        ③ 관의 상호 운동         ④ 관의 온도 유지

​

[해설] 관이음쇠의 기능

㉠ 관로의 연장    ㉡ 관로의 곡절     ㉢ 관로의 분기    ㉣ 관의 상호 운동     ㉤ 관 접속의 착탈

​

63. 긴 관로나 유체 기기의 가까이 설치하여 분해, 정비를 용이하게 할 수 있는 배관 이음쇠 는 ? [14-2. 20-4] ④

① 니플 (nipple)       ② 엘보 (elbow)         ③ 소켓 (Socket)         ④ 유니언 (union)

​

[해설] 유니온 (union)

 

64. 관 이음의 종류 중 신축 이음에 사용되는 이음쇠의 형태가 아닌 것은? [06-4,19-4] ④

① 루프형         ② 파형관형        ③ 미끄럼형         ④ 유니언형

​

[해설] 유니언 조인트 : 중간에 있는 유니언 너트를 돌려서 자유로이 착탈하는 이음쇠로 양 측에 있는 유니언 나사와 유니언

           플랜지 사이에 패킹을 끼워서 기밀을 유지한다. 설치 위치에서 관을 회전시키지 않아도 되고, 관의 방향에 약간 움

            직이는 여유가 있으면 자유롭게 설치하고 분해할 수 있다.

​

65. 관 (Pipe)의 플랜지 이음에 대한 설명으로 잘못된 것은 ? [15-2, 19-1] ④

① 유체의 압력이 높은 경우 사용한다.                        ② 관의 지름이 비교적 큰 경우 사용된다.

③ 가끔 분해, 조립할 필요가 있을 때 편리하다.          ④ 저압용일 경우 구리, 납, 연강 등을 사용한다.

​

[해설] 나사형 플랜지 : 관용 나사로 플랜지를 강관에 고정하는 것이며 지름 200 ㎜ 이하의 저압, 저온 증가나 약간 고압 수

                                    관에 사용된다.

​

66. 다음 중 관경이 비교적 크거나 내압이 높은 배관을 연결할 때 나사 이음, 용접 등의 방법으로 부착하고 분해가 가능한

      관 이음쇠는 ? [07-4, 13-4] ②

① 주철관 이음쇠      ② 플랜지 이음쇠          ③ 신축 이음쇠        ④ 유니언 이음쇠

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[해설] 플랜지 관 이음쇠 : 관 지름이 크고 고압관 또는 자주 착탈할 필요가 있는 경우에 사용된다.

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