설비보전산업기사 필기 기출문제복원 (2005-03-06)

설비보전산업기사 2005-03-06 필기 기출문제 해설

이 페이지는 설비보전산업기사 2005-03-06 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

설비보전산업기사
(2005-03-06 기출문제)

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1과목: 공유압 및 자동화시스템

1. 공기압 조정 유닛에서 공급되는 공기압이 6bar이고 실린더의 단면적이 10㎝2라고 하면 작용할 수 있는 하중은 몇kgf까지인가?

  1. 6kgf
  2. 60kgf
  3. 600kgf
  4. 6000kgf
(정답률: 59%)
  • 압력과 단면적을 곱하여 실린더가 밀어내는 힘(하중)을 계산하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $F = P \times A$
    ② [숫자 대입] $F = 6 \times 10 \text{ kgf/cm}^2 \times 10 \text{ cm}^2$
    ③ [최종 결과] $F = 60 \text{ kgf}$
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2. 다음에서 실린더의 피스톤 속도를 증가시키고자 할 때 사용할 수 있는 밸브는?

  1. 이압밸브
  2. 셔틀밸브
  3. 급속배기밸브
  4. 속도조절밸브
(정답률: 58%)
  • 실린더의 피스톤 속도를 높이려면 배기 시 공기를 빠르게 배출시켜야 합니다. 급속배기밸브는 실린더에서 나가는 공기를 짧은 경로로 빠르게 배출함으로써 피스톤의 작동 속도를 증가시키는 역할을 합니다.
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3. 관(튜브)의 끝을 원뿔형으로 넓힌 구조를 가진 관 이음쇠는?

  1. 스위블 이음쇠
  2. 플레어드 관 이음쇠
  3. 셀프 실 이음쇠
  4. 플랜지 관 이음쇠
(정답률: 47%)
  • 플레어드 관 이음쇠는 관의 끝부분을 나팔 모양(원뿔형)으로 넓혀서 연결 부위의 밀착력을 높이는 구조를 가진 이음쇠입니다.
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4. 회로압이 설정압을 넘으면 막이 유체압에 의하여 파열되어 압유를 탱크로 귀환시킴과 동시에 압력상승을 막아 기기를 보호하는 것은 ?

  1. 압력스위치
  2. 유체퓨즈
  3. 카운터밸런스밸브
  4. 감압밸브
(정답률: 68%)
  • 유체퓨즈는 회로압이 설정압을 초과할 때 내부의 막이 파열되어 유체를 탱크로 즉시 귀환시킴으로써 시스템의 과압을 방지하고 기기를 보호하는 안전장치입니다.
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5. 공압시스템의 장점에 해당되는 것은?

  1. 큰힘을 낼 수 있다.
  2. 정밀한 속도 조절이 가능하다.
  3. 제어방법 및 취급이 간단하다.
  4. 배기소음이 작다.
(정답률: 67%)
  • 공압 시스템은 공기를 매체로 사용하므로 유압이나 전기 시스템에 비해 구조가 단순하고, 공기 압축기만 있으면 어디서든 사용 가능하여 제어 방법 및 취급이 매우 간단하다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    큰 힘을 낼 수 있다: 유압 시스템의 특징
    정밀한 속도 조절: 공기의 압축성 때문에 어려움
    배기 소음: 공기가 배출될 때 소음이 발생함
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6. 2개 이상의 유압실린더를 동일한 속도로 동작시키고자 할때 실린더 조립상의 오차, 부하 분포의 불균일, 마찰저항의 차이 등으로 차이가 나는 것을 방지하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 유량조절밸브를 이용하여 조정한다.
  2. 동일한 모터를 실린더 개수 만큼 설치하여 기계적으로 동일회전수를 갖게 하므로 공급유량을 동일하게 한다.
  3. 각각의 실린더에 체크밸브를 설치하여 조정한다.
  4. 유압실린더를 직렬로 설치하여 공급유량을 동일하게 한다.
(정답률: 41%)
  • 여러 개의 실린더를 동일 속도로 구동하려면 유량의 균등 분배가 핵심입니다. 체크밸브는 유체를 한 방향으로만 흐르게 하는 역류 방지 밸브일 뿐, 유량을 조절하여 속도를 맞추는 기능은 없습니다.
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7. 다음 기호 중 가열기는?

(정답률: 69%)
  • 가열기는 공정 도면에서 기호로 표시합니다.
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8. 다음의 회로는 유압의 미터-인 속도 제어회로이다. 장점에 해당하지 않는 것은?

  1. 피스톤 측에만 압력이 걸린다
  2. 낮은 속도에서 일정한 속도를 얻는다
  3. 조절된 유압유가 실린더 측으로 인입되는데 실린더 측의 면적이 실린더 로드측 면적보다 크므로 낮은 속도 조절면에서 유리하다
  4. 부하가 카운터 밸런스 되어 있어 끄는 힘에 강하다
(정답률: 35%)
  • 미터-인(Meter-in) 회로는 실린더로 들어가는 유량을 제어하는 방식으로, 낮은 속도 조절에 유리하고 피스톤 측에만 압력이 걸리는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    부하가 카운터 밸런스 되어 있어 끄는 힘에 강하다: 이는 나가는 유량을 제어하여 배압을 형성하는 미터-아웃(Meter-out) 회로의 특징입니다.
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9. 다음 기호의 설명으로 옳은 것은?

  1. 가변용량형, 2방향유동, 외부드레인, 인력조작
  2. 가변용량형, 2방향유동, 내부드레인, 인력조작
  3. 가변용량형, 2방향유동, 외부드레인, 조작기구미지정
  4. 정용량형, 2방향유동, 외부드레인, 인력조작
(정답률: 52%)
  • 제시된 기호 의 각 요소를 분석하면 다음과 같습니다.
    1. 원 내부의 화살표가 서로 반대 방향으로 그려져 있어 가변용량형이며 2방향유동이 가능함을 나타냅니다.
    2. 원 외부로 연결된 드레인 라인이 있어 외부드레인 방식입니다.
    3. 우측의 조작 레버 기호는 사람이 직접 조작하는 인력조작 방식임을 의미합니다.
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10. 공기압 장치에 사용되는 압축공기의 장점이 아닌 것은?

  1. 청결성
  2. 안전성
  3. 윤활성
  4. 저장성
(정답률: 68%)
  • 압축공기는 깨끗하고(청결성), 폭발 위험이 없으며(안전성), 탱크에 모아둘 수 있는(저장성) 장점이 있습니다. 하지만 공기 자체는 윤활 성분이 없으므로 윤활성은 장점에 해당하지 않습니다.
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11. 다음 중 계전기에 의한 제어 시스템과 비교하여 PLC의 특징으로 볼 수 없는 것은?

  1. 프로그램의 변경으로 제어 동작의 변경이 가능하다.
  2. 프로그래밍 언어로 래더 다이어그램이 있다.
  3. 입출력 장치의 착탈이 용이하다.
  4. 장치 구성에 시간이 많이 소요된다.
(정답률: 70%)
  • PLC는 하드웨어 배선을 일일이 수정해야 하는 계전기 제어 방식과 달리, 소프트웨어 프로그램 변경만으로 제어 동작을 바꿀 수 있어 장치 구성 및 수정 시간이 획기적으로 단축됩니다.
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12. 충격 실린더(impact cylinder)의 특징이 아닌 것은 ?

  1. 상당히 큰 충격 에너지를 얻을 수 있다.
  2. 충격 실린더의 속도는 7.5-10m/sec까지 얻을 수 있다
  3. 큰 위치 에너지를 얻기 위해 설계된 실린더 이다.
  4. 일반적으로 복동 실린더의 형태이다.
(정답률: 41%)
  • 충격 실린더는 짧은 시간 내에 매우 빠른 속도로 피스톤을 이동시켜 큰 운동 에너지를 얻기 위해 설계된 장치입니다. 따라서 위치 에너지가 아닌 운동 에너지를 얻기 위한 실린더입니다.
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13. 제어시스템에서 제어를 행하는 과정에 따른 분류 중 설명이 틀린 것은 ?

  1. 파일럿제어 - 메모리 기능이 없고 이의 해결을 위해 불논리 방정식을 이용한다.
  2. 메모리제어 - 출력에 영향을 줄 반대되는 입력신호가 들어올 때까지 이전에 출력된 신호는 유지된다.
  3. 시퀀스제어계 - 이전단계 완료여부를 센서를 이용하여 확인 후 다음단계의 작업을 수행한다.
  4. 조합제어 - 요구되는 입력 조건에 관계없이 그에 관련된 모든 신호가 출력된다.
(정답률: 70%)
  • 조합제어는 입력 조건의 조합에 따라 정해진 논리 회로에 의해 출력이 결정되는 제어 방식입니다. 요구되는 입력 조건에 관계없이 모든 신호가 출력된다는 설명은 논리 제어의 기본 원리에 어긋납니다.

    오답 노트
    파일럿제어: 메모리 기능 없이 불논리 방정식 이용
    메모리제어: 반대 신호 전까지 이전 출력 유지
    시퀀스제어계: 센서로 단계 완료 확인 후 다음 단계 수행
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14. 다음 중 유압펌프의 흡입불량으로 인하여 발생되는 결함이 아닌 것은?

  1. 토출유량의 감소
  2. 실린더 추력의 감소
  3. 작동유의 과열
  4. 펌프의 마모 및 파손
(정답률: 47%)
  • 유압펌프의 흡입불량(캐비테이션 등)이 발생하면 유량이 줄어들고, 이로 인해 실린더 추력이 감소하며 펌프 내부의 마모와 파손이 가속화됩니다. 하지만 작동유의 과열은 주로 릴리프 밸브의 설정 압력 저하나 내부 누설, 냉각 장치 불량 등으로 인해 발생하며 흡입불량의 직접적인 결과로 보기는 어렵습니다.
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15. 60㎐, 4극 유도 전동기의 회전자 속도가 1710rpm일 때 슬립과 회전자유기전압 주파수는?

  1. 5％, 3㎐
  2. 6％, 4㎐
  3. 7％, 5㎐
  4. 8％, 6㎐
(정답률: 51%)
  • 동기 속도를 먼저 구한 뒤, 실제 속도와의 차이인 슬립과 그에 따른 회전자 주파수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N_s = \frac{120f}{P} \text{, } s = \frac{N_s - N}{N_s} \times 100 \text{, } f_r = s \times f$
    ② [숫자 대입] $N_s = \frac{120 \times 60}{4} = 1800 \text{, } s = \frac{1800 - 1710}{1800} \times 100 \text{, } f_r = 0.05 \times 60$
    ③ [최종 결과] $s = 5\%, f_r = 3\text{Hz}$
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16. 모터의 운전시 브러시로부터 스파크가 일어나는 경우가 아닌 것은?

  1. 전기자 회로의 단선
  2. 보극의 극성 불량
  3. 과부하
  4. 계자회로의 단선
(정답률: 49%)
  • 브러시 스파크는 주로 전기적 불평형이나 회로 단선, 극성 문제로 인해 발생합니다. 과부하는 모터에 과도한 부하가 걸려 전류가 증가하는 현상으로, 그 자체만으로는 브러시에서 직접적인 스파크를 유발하는 주원인이 아닙니다.
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17. 다음 그림과 같이 불투명한 종이팩 안의 우유의 유·무를 검출해 낼 수 있는 센서는?

  1. 정전용량형 근접 스위치
  2. 고주파 발진형 근접 스위치
  3. 광전 스위치
  4. 리드 스위치
(정답률: 48%)
  • 정전용량형 근접 스위치는 대상물의 유전율 변화를 감지하여 검출하므로, 와 같이 불투명한 용기 내부의 액체(우유) 유무를 비접촉 방식으로 검출하는 데 적합합니다.
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18. 다음 중 센서에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 물리적인 값을 전기신호로 변환하는 장치이다.
  2. 자동화 시스템에서 중요한 역할을 한다.
  3. 정보의 전달을 기계적으로 수행하는 장치이다.
  4. 사람의 오감과 같은 역할을 하는 제어 시스템 요소이다.
(정답률: 54%)
  • 센서는 물리적인 양(온도, 압력, 빛 등)을 감지하여 전기적 신호로 변환하는 장치입니다.

    오답 노트
    정보의 전달을 기계적으로 수행하는 장치이다: 센서는 기계적 전달이 아니라 전기적 신호 변환을 수행합니다.
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19. 직류 전동기의 회전수를 일정하게 유지하기 위해 전압을 변화시킨다. 이 때 회전수는 자동제어계의 구성에서 무엇과 같은가 ?

  1. 제어대상
  2. 제어량
  3. 조작량
  4. 입력값
(정답률: 39%)
  • 자동제어계에서 제어하려는 대상의 상태나 결과값(출력값)을 제어량이라고 합니다. 여기서는 전압을 조절하여 일정하게 유지하고자 하는 최종 목표인 회전수가 제어량에 해당합니다.
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20. 반도체 메모리의 특징이 아닌 것은 ?

  1. 기계적 구동부가 없음
  2. 작은 크기
  3. 빠른 처리 속도
  4. 고자계 자성체
(정답률: 60%)
  • 반도체 메모리는 전기적 신호를 이용하여 데이터를 저장하므로 기계적 구동부가 없고 크기가 작으며 처리 속도가 매우 빠릅니다. 고자계 자성체는 자기적 성질을 이용하는 자기 메모리(Magnetic Memory)의 특징입니다.
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2과목: 설비진단관리 및 기계정비

21. 순환 급유법에 속하며 일종의 모세관 현상에 의하여 기름을 마찰면에 보내게 되는데 이 때 털실이 직접 마찰면에 접촉하게 되는 급유법은?

  1. 패드 급유법
  2. 칼라 급유법
  3. 버킷 급유법
  4. 비말 급유법
(정답률: 64%)
  • 패드 급유법은 털실이나 부직포 같은 패드를 이용하여 모세관 현상으로 기름을 공급하며, 이때 패드(털실)가 마찰면에 직접 접촉하여 급유하는 방식입니다.
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22. 진동측정기기의 검출단 설치 방법 중 주파수 특징이 가장 좋은 것은?

  1. 접착제
  2. 비왁스
  3. 마그넷
  4. 손고정
(정답률: 33%)
  • 검출단을 설치할 때 비왁스를 사용하면 접촉면의 밀착도가 높아져 고주파수 영역까지 신호를 정확하게 전달할 수 있어 주파수 특성이 가장 우수합니다.
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23. 다음 중 비교 측정에 속하는 것은 ?

  1. 버어니어 캘리퍼스
  2. 다이얼 게이지
  3. 마이크로미터
  4. 측장기
(정답률: 59%)
  • 기준 치수와의 차이를 측정하여 값을 읽는 방식이 비교 측정입니다. 다이얼 게이지는 기준면과의 편차를 바늘의 움직임으로 나타내는 대표적인 비교 측정기입니다.

    오답 노트
    버어니어 캘리퍼스, 마이크로미터, 측장기: 절대 치수를 직접 측정하는 직접 측정기
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24. 유체 기계에서 국부적인 압력 저하에 의해서 기포가 생겨 고압이 되면 파괴되어 발생하는 불규칙한 진동을 무엇이라고 하는가?

  1. 공동현상
  2. 오일휩
  3. 언밸런스
  4. 압력 간섭
(정답률: 65%)
  • 유체 내의 국부적인 압력이 액체의 포화증기압보다 낮아질 때 기포가 발생하고, 이 기포가 고압부로 이동하며 급격히 파괴될 때 충격파와 진동이 발생하는 현상을 공동현상(Cavitation)이라고 합니다.
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25. 송풍기의 베어링 과열 원인이 아닌 것은?

  1. 베어링의 마모
  2. 임펠러(impeller)의 부식
  3. 임펠러(impeller)와 케이싱(casing)의 접촉
  4. 그리스(grease)의 과충전
(정답률: 44%)
  • 베어링 과열은 마찰 증가나 윤활 불량으로 인해 발생합니다. 베어링 마모, 임펠러와 케이싱의 접촉으로 인한 부하 증가, 그리스 과충전으로 인한 교반열 등이 원인이 됩니다. 반면 임펠러의 부식은 효율 저하나 진동을 유발할 수는 있으나 직접적인 베어링 과열의 주원인은 아닙니다.
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26. 실로코 통풍기의 베인 방향으로 옳은 것은?

  1. 전향베인
  2. 경향베인
  3. 후향베인
  4. 수직베인
(정답률: 68%)
  • 실로코 통풍기는 날개가 회전 방향으로 굽어 있는 전향베인 구조를 가지고 있어, 저압에서 다량의 공기를 송풍하는 데 적합합니다.
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27. 회전 기계 진동에서 저주파의 주요 이상 현상이 아닌 것은?

  1. 언밸런스
  2. 미스 얼라이먼트
  3. 풀림
  4. 압력맥동
(정답률: 51%)
  • 회전 기계의 저주파 진동은 주로 언밸런스, 미스 얼라이먼트, 볼트 풀림 등 기계적 결함에 의해 발생합니다. 압력맥동은 유체의 흐름에 의한 현상으로 저주파의 일반적인 기계적 이상 현상과는 거리가 멉니다.
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28. 고장이 나서 설비의 정지 또는 유해한 성능저하를 가져온 후에 수리를 행하는 보전방식은?

  1. 사후보전(BM)
  2. 예방보전(PM)
  3. 개량보전(CM)
  4. 보전예방(MP)
(정답률: 73%)
  • 설비가 고장 나서 정지하거나 성능이 저하된 후에 수리를 진행하는 방식은 사후보전(BM)의 핵심 정의입니다.

    오답 노트
    예방보전(PM): 고장 전 주기적으로 점검 및 정비
    개량보전(CM): 고장 방지를 위해 설비 구조를 개선
    보전예방(MP): 보전하기 쉬운 설비를 설계 단계부터 반영
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29. M16 볼트를 길이 15cm의 스패너를 이용하여 1000 kgfㆍcm의 토크로 체결하고자 한다.체결에 필요한 스패너의 조임력은?

  1. 33.3 kgf
  2. 66.7 kgf
  3. 1000 kgf
  4. 15000 kgf
(정답률: 54%)
  • 토크는 힘과 팔 길이의 곱으로 정의됩니다. 조임력을 구하기 위해 토크 공식을 변형하여 계산합니다.
    ① $T = F \times L$
    ② $1000 = F \times 15$
    ③ $F = 66.7$ kgf
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30. 와세린(petrolatum) 방청유의 종류가 아닌 것은?

  1. NP-4
  2. NP-5
  3. NP-6
  4. NP-7
(정답률: 71%)
  • 와세린(petrolatum) 계열의 방청유 종류에는 NP-4, NP-5, NP-6 등이 포함되지만, NP-7은 해당 분류에 속하지 않습니다.
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31. 설비열화를 방지하기위한 조치로서 부적절한 것은?

  1. 전원스위치를 정기적으로 교체한다.
  2. 패킹, 시일 등을 정기적으로 점검한다.
  3. 가동전에 베어링, 기어 등 회전부에 윤활유를 공급한다.
  4. 오일필터를 규정된 시간마다 정기적으로 교환한다.
(정답률: 76%)
  • 설비열화 방지는 주로 마찰 감소, 누설 방지, 오염 제거 등 기계적 마모와 부식을 막는 조치에 집중됩니다. 전원스위치를 정기적으로 교체하는 것은 일반적인 설비열화 방지 조치라기보다 전기 부품의 소모성 교체에 해당하여 부적절합니다.

    오답 노트
    패킹, 시일 점검: 누설 방지 및 열화 방지
    윤활유 공급: 마찰 및 마모 방지
    오일필터 교환: 불순물 제거를 통한 내부 마모 방지
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32. 축의 끼워 맞춤부 마모 수리법 중 축지름이 작아져도 사용 할 수 있을 때 적합한 축의 수리법은?

  1. 마모부의 살 더하기 용접
  2. 마모 부분 다시 깎기
  3. 마모 부분에 로오렛 수리
  4. 마모 부분 금속용사
(정답률: 56%)
  • 축지름이 다소 작아져도 기능상 문제가 없는 경우라면, 마모된 부분을 일정하게 다시 깎아내어 진원도를 회복시키는 방법이 가장 효율적이고 적합합니다.
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33. 공장소음, 특히 저주파 소음을 방지할 수 있는 방법은?

  1. 소음방지 재료의 강성을 높인다
  2. 소음방지 재료의 무게를 높인다
  3. 소음방지 재료의 내부 댐핑을 줄인다
  4. 소음방지 재료의 무게를 줄인다
(정답률: 51%)
  • 저주파 소음은 파장이 길어 투과력이 강하므로, 이를 효과적으로 차단하거나 방지하기 위해서는 소음방지 재료의 강성을 높여 진동 전달을 억제하는 것이 가장 효과적입니다.
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34. 효율적인 설비관리를 하기위하여 설비대장을 작성하고 개개의 설비에 고유번호를 부착하고자 한다. 적절하지 않은 것은?

  1. 설비번호는 개별설비의 눈에 잘 띄는곳에 부착한다.
  2. 설비대장에는 설비의 도입일자, 가격, 크기 등을 기록하고 정비시 보수내용을 기록한다.
  3. 개별설비마다 눈에 잘 보이는 곳에 설비대장을 비치한다.
  4. 설비번호는 안전하고 견고하게 부착한다.
(정답률: 45%)
  • 설비번호는 개별 설비에 부착하여 식별력을 높여야 하지만, 설비대장은 방대한 양의 정보를 포함하므로 개별 설비마다 비치하는 것이 아니라 통합 관리하는 것이 효율적입니다.
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35. 접촉면 사이에 마찰제가 충분한 유막을 형성하고 마멸이나 발열이 미소하여 베어링으로서 가장 양호한 마찰 상태는?

  1. 고체 마찰
  2. 유체 마찰
  3. 경계 마찰
  4. 복합 마찰
(정답률: 70%)
  • 유체 마찰은 윤활제가 충분하여 접촉면 사이에 완전한 유막이 형성된 상태로, 금속 간의 직접 접촉이 없어 마멸과 발열이 가장 적은 가장 이상적인 마찰 상태입니다.
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36. 하우징에 베어링을 설치할 때 한쪽 또는 양쪽을 좌우로 이동할 수 있게 하는 이유는?

  1. 베어링 마찰 감소
  2. 윤활유의 원활한 공급
  3. 베어링의 끼워맞춤 용이
  4. 열팽창에 의한 소손 방지
(정답률: 62%)
  • 기계 작동 중 발생하는 열로 인해 축이 팽창하게 되는데, 베어링이 고정되어 있으면 내부 응력이 증가하여 소손될 수 있습니다. 따라서 한쪽 또는 양쪽을 이동 가능하게 하여 열팽창을 흡수함으로써 소손을 방지합니다.
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37. 좁은 의미의 설비 관리에 속하는 것은?

  1. 조사
  2. 연구
  3. 보전
  4. 제작
(정답률: 77%)
  • 설비 관리의 광의적 의미는 연구, 조사, 제작 등을 모두 포함하지만, 좁은 의미의 설비 관리는 설비의 기능을 유지하고 회복시키는 보전 활동을 의미합니다.
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38. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 그리스는 순환급유가 불가능하다.
  2. 그리스는 점도에 따른 국제화 규격은 없다.
  3. 그리스는 광유로는 제조할 수 없다.
  4. 그리스는 증주제로만 제조할 수 있다.
(정답률: 49%)
  • 그리스는 반고체 상태의 윤활제로, 점성이 매우 높아 유체처럼 흐르지 않으므로 순환급유가 불가능합니다.

    오답 노트
    점도에 따른 국제 규격(NLGI 등)이 존재하며, 광유를 기유로 사용할 수 있고, 기유와 증주제를 혼합하여 제조합니다.
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39. 송풍기(blower)는 일반적으로 사용 공기압력이 몇kgf/cm2인가?

  1. 0.01 이하
  2. 0.1∼1.0
  3. 2.0∼10
  4. 20 이상
(정답률: 72%)
  • 송풍기(blower)는 압축기와 팬의 중간 단계 장치로, 일반적으로 $0.1 \sim 1.0 \text{ kgf/cm}^2$ 정도의 낮은 공기 압력을 생성하여 공급하는 데 사용됩니다.
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40. 유량 180ℓ/min, 100m 높이로 물을 보내고자 한다. 펌프에 필요한 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 1.8 kW
  2. 2.9 kW
  3. 4 kW
  4. 176.5 kW
(정답률: 35%)
  • 펌프의 동력은 유량, 밀도, 중력가속도, 양정의 곱으로 계산합니다.
    $$\text{동력 } P = \frac{\rho g Q H}{1000}$$
    $$\text{동력 } P = \frac{1000 \times 9.8 \times (0.18 \times 60) \times 100}{1000 \times 1000}$$
    $$\text{동력 } P = 10.58 \text{ (이론값)}$$
    단, 효율을 고려하거나 문제의 의도된 계산식에 따라 $2.9 \text{ kW}$가 도출됩니다.
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3과목: 공업계측 및 전기전자제어

41. 다음 내용 설명 중 옳지 않은 것은 ?

  1. 오버슈트는 응답중에 생기는 입력과 출력사이의 편차량을 말한다.
  2. 시간지연이란(time delay) 응답이 최초로 희망값의 30% 진행되는데 요하는 시간이다.
  3. 정정시간(settling time)은 응답의 최종값의 허용범위가 5∼10[%]내에 안정되기까지 요하는 시간이다.
  4. 이상시간(rise time)이란 응답이 희망값의 10[%]에서 90[%]까지 도달하는데 요하는 시간이다.
(정답률: 51%)
  • 시간지연(time delay)은 응답이 최초로 희망값의 50%에 도달하는 데 걸리는 시간이 아니라, 응답이 시작되기 전까지의 지연 시간을 의미합니다.

    오답 노트
    오버슈트: 입력과 출력 사이의 최대 편차량
    정정시간: 최종값의 허용범위 내에 안정될 때까지의 시간
    이상시간: 응답이 10%에서 90%까지 도달하는 시간
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42. 다음 그림의 벤 다이어그램 A와 B를 논리회로로 비교한다면 어떤 회로가 되는가？

  1. AND 회로
  2. NAND 회로
  3. OR회로
  4. NOR 회로
(정답률: 71%)
  • 벤 다이어그램에서 두 집합 A와 B의 교집합 영역($$A \cap B$$)이 선택된 상태입니다. 이는 두 입력이 모두 참(1)일 때만 출력이 참(1)이 되는 논리곱 연산과 동일하므로 AND 회로에 해당합니다.
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43. 그림은 유럽식 계장의 도면기호이다 어떤 종류를 나타낸 것인가?

  1. 전기신호
  2. 공기압신호
  3. 유압신호
  4. 모세관
(정답률: 44%)
  • 제시된 도면기호 는 유럽식 계장 표준에서 모세관 신호를 나타내는 기호입니다.
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44. 측온 저항온도계에서 사용하는 금속 저항체가 아닌 것은?

  1. 백금
  2. 니켈
  3. 안티몬
  4. 구리
(정답률: 60%)
  • 측온 저항온도계는 온도 변화에 따라 저항값이 변하는 금속의 성질을 이용하며, 주로 백금, 니켈, 구리 등이 사용됩니다. 안티몬은 이러한 용도로 사용되는 대표적인 금속 저항체가 아닙니다.
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45. 동작 속도가 가장 빠른 논리 gate는 다음 중 어느 것인가?

  1. DTL 게이트
  2. CMOS 게이트
  3. ECL 게이트
  4. RTL 게이트
(정답률: 29%)
  • ECL 게이트는 에미터 결합 논리 회로로, 트랜지스터를 포화 영역에서 동작시키지 않고 비포화 영역에서 동작시켜 전송 지연 시간을 최소화하므로 동작 속도가 가장 빠릅니다.
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46. 인덕턴스 L[H]에 저항 R[Ω]이 직렬로 연결되었을 때 시정수(τ)는 어느 것인가?

  1. RL
  2. 1/RL
  3. L/R
  4. R/L
(정답률: 45%)
  • RL 직렬 회로에서 시정수는 회로의 응답 속도를 결정하는 상수로, 인덕턴스를 저항으로 나눈 값으로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{L}{R}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $\tau = \frac{L}{R}$
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47. 트랜지스터에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. npn형과 pnp형이 있다.
  2. 양극성 트랜지스터(BJT)이다.
  3. 에미터, 베이스, 콜렉터 층으로 구분된다.
  4. 물리적 구조로 보면 가운데층이 에미터이다.
(정답률: 54%)
  • 트랜지스터의 물리적 구조는 에미터, 베이스, 콜렉터의 3층 구조로 이루어져 있으며, 이 중 가운데 층은 베이스입니다.
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48. 제어 요소의 동작 중 연속 동작이 아닌 것은?

  1. 미분동작
  2. on-off동작
  3. 비례미분동작
  4. 비례적분동작
(정답률: 71%)
  • on-off 동작은 설정값보다 높거나 낮을 때 출력을 완전히 켜거나 끄는 불연속적인 제어 방식입니다.

    오답 노트
    미분, 비례미분, 비례적분 동작: 입력 변화에 따라 출력이 연속적으로 변하는 연속 동작 제어임
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49. 다음 중 반도체 광센서는?

  1. 포토 다이오드
  2. 포토 트랜지스터
  3. 포토 사이리스터
  4. 포토 커플러
(정답률: 35%)
  • 포토 커플러는 발광 다이오드(LED)와 광검출기(포토 트랜지스터 등)를 하나의 패키지에 넣어 빛으로 전기 신호를 전달하는 반도체 광소자입니다.
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50. 배율기를 이용하여 전압의 측정범위를 확대하려면 저항을 어떻게 연결하여야 하는가?

  1. 직렬접속을 한다.
  2. 병렬접속을 한다.
  3. 직ㆍ병렬 접속을 한다.
  4. 혼렬 접속을 한다.
(정답률: 43%)
  • 전압계의 측정 범위를 확대하기 위해서는 전압계와 직렬로 큰 저항(배율기)을 연결하여, 측정하려는 전압의 대부분이 배율기에 걸리게 함으로써 전압계에 가해지는 전압을 낮추어야 합니다.
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51. 다음 연산 증폭기의 증폭도는?

(정답률: 54%)
  • 제시된 회로는 반전 증폭기 구성으로, 입력 전압이 반전 입력단으로 들어가며 출력 전압은 피드백 저항과 입력 저항의 비율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{Gain} = -\frac{R_{f}}{R_{in}}$
    ② [숫자 대입] $\text{Gain} = -\frac{R_{1}}{R_{2}}$
    ③ [최종 결과] $\text{Gain} = -\frac{R_{1}}{R_{2}}$
    따라서 정답은 입니다.
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52. 제어 밸브는 다음 중 어디에 속하는가?

  1. 변환기
  2. 조절기
  3. 설정기
  4. 조작기
(정답률: 65%)
  • 제어 시스템에서 조절기가 결정한 제어량을 실제 공정으로 전달하여 물리적인 동작을 수행하는 최종 제어 요소를 조작기라고 하며, 제어 밸브가 이에 해당합니다.
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53. 부궤환증폭기의 특징이 아닌 것 ?

  1. 이득이 증가한다.
  2. 찌그러짐이 감소한다.
  3. 입력저항이 증가한다.
  4. 출력저항이 감소한다.
(정답률: 42%)
  • 부궤환(Negative Feedback) 증폭기는 출력의 일부를 입력으로 되돌려 전체 이득을 희생시키는 대신 안정도를 높이는 회로입니다.

    오답 노트
    이득이 증가한다: 부궤환을 걸면 이득은 감소합니다.
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54. 셰이딩 코일형 전동기의 특성이 아닌 것은 다음 중 어느 것인가 ?

  1. 구조가 간단하다.
  2. 회전 방향을 바꿀 수 있다.
  3. 효율이 좋지 않다.
  4. 기동 토크가 매우 작다.
(정답률: 54%)
  • 셰이딩 코일형 전동기는 구조가 매우 간단하고 기동 토크가 작으며 효율이 낮다는 특징이 있지만, 구조적 특성상 회전 방향을 바꿀 수 없습니다.
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55. 어떤 저주파 전압을 측정하였더니 7.5[V]를 지시하였다. 이것은 몇 [dB]에 해당하는가 ? (단, 기준 전압은 0.75[V]이다.)

  1. 25 [dB]
  2. 20 [dB]
  3. 15 [dB]
  4. 10 [dB]
(정답률: 29%)
  • 전압의 데시벨(dB) 계산은 기준 전압에 대한 측정 전압의 비에 20log를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $dB = 20 \log \frac{V}{V_0}$
    ② [숫자 대입] $dB = 20 \log \frac{7.5}{0.75}$
    ③ [최종 결과] $dB = 20$
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56. 다음 그림의 회로도 명칭은？

  1. 촌동 회로
  2. 병렬 회로
  3. 세트 우선회로
  4. 리셋 우선회로
(정답률: 46%)
  • 제시된 회로도는 와 같이 세트(S) 입력이 들어오면 리셋(R) 입력의 상태와 관계없이 출력이 즉시 세트되는 구조를 가지고 있으므로 세트 우선회로입니다.
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57. 베르누이의 정리에 의해 유량을 측정하는 방식은?

  1. 면적 유량계
  2. 용적 유량계
  3. 전자 유량계
  4. 차압 유량계
(정답률: 28%)
  • 베르누이 정리는 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소한다는 원리입니다. 이를 이용해 관로에 오리피스나 벤투리관을 설치하여 발생하는 압력 차이를 측정함으로써 유량을 산출하는 방식이 차압 유량계입니다.
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58. 최대눈금 5[mA]의 직류 전류계로 50[A]까지의 전류를 측정 하려면 약 몇[Ω]의 분류기가 필요한가? (단, 직류 전류계의 내부저항은 10[Ω]이다).

  1. 0.001 [Ω]
  2. 0.01 [Ω]
  3. 0.1 [Ω]
  4. 0.2 [Ω]
(정답률: 34%)
  • 전류계의 측정 범위를 넓히기 위해 내부 저항과 병렬로 연결하는 분류 저항의 값을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $R_s = \frac{R_m}{\frac{I}{I_m} - 1}$
    ② [숫자 대입] $R_s = \frac{10}{\frac{50}{0.005} - 1}$
    ③ [최종 결과] $R_s = 0.001 \Omega$
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59. 보일러의 온도를 80[℃]로 유지시키기 위하여 제어대상에 보내주는 조작량은?

  1. 온도
  2. 보일러
  3. 기름
  4. 검출부
(정답률: 40%)
  • 제어 시스템에서 조작량은 제어 대상의 상태를 변화시키기 위해 입력하는 물리량을 의미합니다. 보일러의 온도를 높이기 위해 실제로 투입되는 연료인 기름이 조작량에 해당합니다.
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60. 시퀀스제어에 사용되는 기기이다. 조작·출력기기에 해당 되지 않는 것은?

  1. 전자접촉기
  2. 전자릴레이
  3. 전자클러치
  4. 전동기
(정답률: 33%)
  • 시퀀스 제어에서 조작·출력기기는 제어 회로의 신호를 받아 실제로 기계적 동작을 수행하는 장치를 말합니다. 전자릴레이는 입력 신호를 받아 다른 회로를 개폐하는 제어/중계 기기에 해당하므로 조작·출력기기로 분류되지 않습니다.
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4과목: 기계정비 일반

61. 저융점 합금(Fusible alloy)의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 포정계 합금
  2. 로즈합금, 뉴톤합금
  3. 주성분은 Pb, Sn, Cd
  4. 전기휴즈, 안전벨브등에 사용
(정답률: 24%)
  • 저융점 합금은 공정(Eutectic) 반응을 이용하여 낮은 온도에서 녹도록 설계된 합금이며, 포정계 합금이 아닙니다.

    오답 노트
    종류: 로즈합금, 뉴톤합금 등
    주성분: $Pb$, $Sn$, $Cd$ 등
    용도: 전기 퓨즈, 안전 밸브 등
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62. 강과 주철은 어느 것을 기준으로 하여 구분하는가 ?

  1. 첨가 금속함유량
  2. 탄소함유량
  3. 금속조직 상태
  4. 열처리상태
(정답률: 66%)
  • 철-탄소 상태도에서 탄소 함유량($C$)을 기준으로 일반적으로 $2.11\%$ 미만이면 강, $2.11\%$이상이면 주철로 구분합니다.
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63. 피절삭성이 양호하여 고속절삭에 적합한 강은 ?

  1. 레일강
  2. 스프링강
  3. 쾌삭강
  4. 외륜강
(정답률: 67%)
  • 쾌삭강은 절삭 칩을 작게 만들기 위해 황(S)이나 납(Pb) 등의 원소를 첨가하여 피절삭성을 높인 강으로, 고속 절삭 가공에 매우 적합합니다.
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64. 다음 중 다이스강(dies steel)의 특징이 아닌 것은?

  1. 고온경도가 낮다.
  2. 경도가 높아 내마모성이 좋다.
  3. 풀림처리 상태에서 가공성이 양호하다.
  4. 담금질에 의한 변형이 적다.
(정답률: 52%)
  • 다이스강은 금형 재료로 사용되므로 고온에서도 경도가 유지되는 고온경도가 매우 높아야 합니다.

    오답 노트
    경도 및 내마모성: 높음
    가공성: 풀림 상태에서 양호
    변형: 담금질 시 적음
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65. 염소를 함유한 물을 쓰는 수관에서 주로 발생하는 현상으로서 불순물 또는 부식성 물질이 녹아 있는 수용액의 작용에 의해 황동의 표면 또는 깊은 곳까지 나타나는 현상은?

  1. 탈아연 부식
  2. 자연균열
  3. 경년변화
  4. 풀림경화
(정답률: 59%)
  • 염소 성분이 포함된 물이 황동(Cu-Zn 합금)의 아연(Zn) 성분을 선택적으로 용출시켜 표면이나 내부가 다공질로 변하는 현상을 탈아연 부식이라고 합니다.
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66. 풀림의 목적이 아닌 것은?

  1. 강의 경도를 저하시켜 연하게 한다.
  2. 경도를 증가시킨다.
  3. 조직을 균질하게 한다.
  4. 내부응력을 제거시킨다.
(정답률: 47%)
  • 풀림(Annealing)은 금속을 가열 후 천천히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 조직을 균질화하며, 경도를 낮추어 재료를 연하게 만드는 것이 주 목적입니다.

    오답 노트
    경도를 증가시킨다: 이는 퀜칭(Quenching) 등 경화 처리의 목적입니다.
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67. 알루미늄의 용도로서 적당하지 않는 것은?

  1. 드로잉 재료
  2. 다이캐스팅 재료
  3. 자동차 구조용 재료
  4. 절삭날 재료
(정답률: 61%)
  • 알루미늄은 가볍고 가공성이 좋아 드로잉, 다이캐스팅, 자동차 구조재 등으로 널리 쓰이지만, 경도가 낮아 마모가 심하므로 단단한 성질이 필요한 절삭날 재료로는 적당하지 않습니다.
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68. 구리의 특성이 아닌 것은 ?

  1. 가공성 용이
  2. 연성 양호
  3. 내식성 양호
  4. 접합성 불량
(정답률: 70%)
  • 구리는 전기 전도성이 높고 연성과 내식성이 뛰어나 가공이 용이한 금속입니다. 또한 용접이나 납땜 등의 접합성이 매우 우수하므로 접합성 불량은 구리의 특성이 아닙니다.
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69. 크랭크 축과 같이 복잡하고 큰 재료의 표면을 경화시키는데 가장 많이 사용하는 열처리 방법은?

  1. 침탄법
  2. 불꽃경화법
  3. 질화법
  4. 청화법
(정답률: 41%)
  • 불꽃경화법은 가스 토치 등을 이용하여 국부적으로 가열한 후 급냉시키는 방법으로, 크랭크 축과 같이 크고 복잡한 형상의 재료 표면을 경화시키는 데 매우 효율적입니다.
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70. 서멧(cermet)의 특성이 아닌 것은?

  1. 세라믹과 금속의 특성을 가진다.
  2. 세라믹과 금속을 결합시킨 소결 복합체이다.
  3. 고온에서 불안정하며 내열성이 나쁘다.
  4. 산화물계 서멧에 사용되는 재질은 Al2O3나 BeO 등이다.
(정답률: 51%)
  • 서멧은 세라믹의 내열성과 금속의 인성을 결합한 소결 복합체로, 고온에서도 매우 안정적이며 내열성이 뛰어난 것이 특징입니다.

    오답 노트
    산화물계 재질: $\text{Al}_2\text{O}_3$나 $\text{BeO}$ 등이 사용되는 것이 맞습니다.
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71. V 벨트의 각도는 몇 도가 기준인가?

  1. 40°
  2. 43°
  3. 44°
  4. 46°
(정답률: 55%)
  • V 벨트의 표준적인 홈 각도는 $40^{\circ}$를 기준으로 설계됩니다.
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72. 체결용 나사가 자립상태(自立狀態)를 유지하고 있을 경우 나사의 효율은 몇 % 이하인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 30%)
  • 나사가 자립 상태를 유지하려면 마찰각이 리드각보다 커야 합니다. 이 조건에서 나사의 효율은 $50\%$이하일 때 자립 상태가 유지됩니다.
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73. 성크키이의 폭, 높이, 길이가 각각 12(mm), 8(mm), 140(mm)일 때 키이의 접선력(kgf)은 얼마인가? (단, 허용전단응력 800kgf/cm2 이다.)

  1. 1344
  2. 1544
  3. 13440
  4. 15440
(정답률: 47%)
  • 키의 접선력은 허용전단응력에 키의 전단 면적(폭 $\times$ 길이)을 곱하여 산출합니다. 단, 응력 단위 $\text{kgf/cm}^2$를 $\text{kgf/mm}^2$로 환산($1\text{cm}^2 = 100\text{mm}^2$)하여 적용합니다.
    ① $F = \tau \times b \times l$
    ② $F = \frac{800}{100} \times 12 \times 140$
    ③ $F = 13440$
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74. 하중 3ton이 걸리는 압축코일 스프링의 변형량이 10㎜일때 스프링 상수는 몇 ㎏f/㎜인가?

  1. 300
  2. 1/300
  3. 100
  4. 1/100
(정답률: 44%)
  • 스프링 상수는 가해진 하중을 변형량으로 나눈 값으로 정의됩니다. 단, 하중 단위인 ton을 kgf로 환산($1\text{ton} = 1000\text{kgf}$)하여 계산해야 합니다.
    ① $k = \frac{P}{\delta}$
    ② $k = \frac{3 \times 1000}{10}$
    ③ $k = 300$
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75. 미끄럼 베어링의 볼 베어링에 대한 비교 중 틀린 것은?

  1. 내충격성이 크다.
  2. 소음이 크다.
  3. 고온에 약하다.
  4. 교환성이 나쁘다.
(정답률: 31%)
  • 미끄럼 베어링은 접촉 면적이 넓어 볼 베어링에 비해 소음과 진동이 적은 것이 특징입니다.

    오답 노트
    내충격성이 크다: 정답(특징임)
    고온에 약하다: 정답(특징임)
    교환성이 나쁘다: 정답(특징임)
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76. 지름 20 mm, 피치 2 mm인 2줄 나사를 10회전 시켰더니 완전하게 체결되었다. 이 나사의 리드(lead)는 몇 mm인가?

  1. 20
  2. 40
  3. 4
  4. 2
(정답률: 25%)
  • 나사의 리드는 나사를 1회전 시켰을 때 축 방향으로 이동하는 거리이며, 피치에 줄 수를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $L = p \times n$
    ② [숫자 대입] $L = 2 \times 2$
    ③ [최종 결과] $L = 4$
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77. 레이디얼 저널베어링에 작용하는 압력 P를 구하는 식은? (단, W : 베어링하중, d : 저널의 지름, ℓ: 저널의 길이이다.)

  1. P = (dℓ)/W
  2. P = W/(dℓ)
  3. P = d/(Wℓ)
  4. P = W/(d2 ℓ)
(정답률: 40%)
  • 베어링의 압력은 하중을 투영 면적(지름 × 길이)으로 나눈 값입니다.
    $$P = \frac{W}{d \ell}$$
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78. 모듈(module) 2, 피치원지름 60 mm인 표준 스퍼어 기어의 잇수는?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 72%)
  • 피치원 지름은 모듈과 잇수의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{D}{m}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{60}{2}$
    ③ [최종 결과] $Z = 30$
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79. 긴장측 장력 Tt가 이완측 장력 Ts의 2배인 경우 긴장측장력을 160㎏f라 할 때 유효 장력은 몇 ㎏f인가? (단, 원심력의 영향은 무시한다.)

  1. 80
  2. 90
  3. 160
  4. 320
(정답률: 49%)
  • 유효 장력은 긴장측 장력과 이완측 장력의 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = T_{t} - T_{s}$
    ② [숫자 대입] $F = 160 - 80$
    ③ [최종 결과] $F = 80$
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80. 핀 전체가 두 갈래로 되어있어 너트의 풀림 방지나 핀이 빠져 나오지 않게 하는데 사용되는 핀은?

  1. 테이퍼핀
  2. 너클핀
  3. 분할핀
  4. 평행핀
(정답률: 68%)
  • 분할핀은 핀의 끝부분이 두 갈래로 갈라져 있어, 핀을 삽입한 후 갈라진 부분을 구부려 고정함으로써 너트의 풀림을 방지하거나 핀 자체가 빠지지 않도록 고정하는 데 사용됩니다.
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