개념 한 쪽
전동용 기계요소는 기어의 치형 간섭, 축의 휨과 교정, 축 결합 방식, 베어링 윤활 상태, 부러진 볼트 탈거 방법과 같은 현장 유지보수의 핵심 지식을 다룬다. 문제는 주로 고장 원인 분석과 적절한 수리·교체 판단, 그리고 특정 공구의 용도를 묻는다.
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출제기준 단원 「전동용 기계요소」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 원심식 압축기 특징 판단 | 1 | 원심식 압축기의 장단점을 기계적 특성으로 구별하기 |
| 기어 간섭 해결 방법 판별 | 1 | 간섭으로 인한 이뿌리 마모의 올바른 해결법을 고르기 |
| 축 휨의 수리 가능성 판단 | 1 | 축의 회전수·장착 상태로 교정 가능성이나 교환 권장을 판단하기 |
기어의 이뿌리 마모는 상대 기어의 이끝과의 간섭에 의해 발생할 수 있다. 간섭을 해결하려면 기어 치형의 맞물림 범위를 줄여 공간을 확보해야 하며, 대표적 방법으로 압력각을 증가시키거나 이끝·이뿌리 면을 가공하여 틈새를 만드는 방법이 있다. 반대로 이끝 높이를 크게 하는 것은 겹침을 더 깊게 하여 간섭을 악화시키므로 잘못된 조치이다.
축이 구부러졌을 때 현장에서 수리(교정) 가능한지 판단할 때는 회전수와 하중, 장착 상태를 고려해야 한다. 저속 회전(예: 500rpm 이하)·경하중·베어링 간격이 긴 축은 교정으로 복원이 가능한 경우가 많다. 반면 감속기 부착 축이나 고속 회전축, 단 달림부에서의 급격한 휨은 정밀도와 안전성 문제로 교환을 권장한다.
긴 축의 휨을 바로잡는 현장 공구로는 짐 크로(Jim crow)가 있다. 짐 크로는 손으로 회전·지지하면서 축의 휨을 바로잡는 데 쓰인다. 다른 측정 도구나 분해용 공구와 용도를 혼동해서는 안 된다.
부러진 볼트를 제거할 때 사용하는 스크루 익스트랙터는 먼저 볼트 중심에 구멍을 뚫어 공구를 삽입한 뒤 역방향으로 걸어 빼는 원리이다. 이때 구멍 지름은 볼트 지름의 약 60%가 적절하여 공구의 마찰력과 고정력을 확보한다.
베어링의 그리스 윤활 상태는 상태 측정용 기구인 베어링 체커로 진단한다. 그리스 펌프나 핸드 펌프는 윤활제 공급용이며, 콘프레스는 베어링 압입용이므로 상태를 측정하는 기구와 혼동해서는 안 된다.
원심식 압축기는 회전 날개에 의한 원심력으로 기체를 가속·압력 상승을 유도하는 방식으로, 대용량 처리에 유리하지만 고압 발생은 어렵다. 윤활이 비교적 용이하고 압력 맥동이 적다는 점이 특징이다.
기어 마모 관련 선지에서 '이끝 높이를 키운다'는 문항이 나오면 간섭을 악화시키는 조치이므로 오답으로 판단한다. 축 휨 문제에서는 회전수와 장착 상태를 먼저 확인하여 저속·경하중이면 교정, 감속기 부착·고속·단 달림부 급휨이면 교환을 선택한다. 부러진 볼트 제거 문제에서는 익스트랙터 구멍을 볼트 지름의 60%로 뚫는 것이 정답으로 연결되는 선택지를 골라야 한다. 베어링 윤활 상태를 묻는 문제는 체커가 측정용 기구라는 점을 기준으로 정답을 판별한다. 압축기 유형 비교 문제에서는 원심식이 대용량에 유리하나 고압 발생은 어렵다는 점을 기준으로 선지를 평가한다.
기어가 회전할 때 맞물리는 이 표면에는 접촉압력에 의해 최대 전단응력이 발생하여 균열이 일어나고, 그 균열 속으로 윤활유가 들어가면 고압인 상태가 되어 균열을 진행시켜 이의 일부분이 떨어져 나가게 된다. 이러한 현상을 무엇이라 하는가?
정답 ③ · 피칭은 기어의 맞물리는 표면에 발생하는 접촉 압력으로 인해 표면 아래에 최대 전단응력이 형성되어 미세 균열이 발생하고, 이 균열 속으로 고압의 윤활유가 침투하여 균열을 확장시켜 결국 금속 표면 일부가 떨어져 나가는 현상이다. 언더컷은 치형 절삭 결함, 스폴링은 더 큰 피복 박리 현상이다.
윤활유 침투로 균열이 확장되어 표면이 벗겨지는 기어 피로 현상을 피칭이라 한다.
구부러진 축을 수정할 수 있는 공구는?
정답 ② · 짐 크로우(Jim Crow)는 구부러진 축(Shaft)을 바로 펴거나 수정하는 작업에 사용되는 공구입니다. 강력한 지렛대 원리를 이용하여 축을 교정합니다.
짐 크로우는 지렛대 원리를 이용해 구부러진 축을 바로 펴는 교정 전용 공구입니다.
오링(O-ring)의 구비조건으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 오링은 일정한 탄성을 유지하여 밀봉 성능을 발휘해야 하므로 영구 변형이 일어나지 않아야 한다. 따라서 변형이 쉬운 것은 구비조건에 어긋난다.
오링은 밀봉을 위해 일정한 탄성을 유지해야 하므로 영구 변형이 쉬운 것은 구비조건이 아니다.
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