원심식 압축기에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 것은?
- 고압발생이 가능하다.
- 윤활이 쉽다.
- 압력맥동이 없다.
- 대용량이다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 원심식 압축기는 날개의 회전에 의한 원심력으로 기체를 가속하여 에너지를 전달하는 방식으로, 토출 압력보다는 대용량의 기체를 처리하는 데 유리하다. 이로 인해 고압 발생이 어렵다는 단점을 지닌다.
원심식 압축기는 대용량 처리에 유리하나 고압 발생이 어렵다.
개념 한 쪽
설비보전기능사 축 기계요소 — 기어 손상·오링·토크
축과 그에 결합된 기계요소는 반복 하중과 윤활 조건에 따라 다양한 열화와 손상을 나타낸다. 기어의 표면피로는 피칭(pitting)이나 피팅으로 표면 박리를 일으키며, 과도한 하중은 치면의 소성 항복을 발생시켜 열화를 초래한다. 오링은 밀봉 재료로서 탄성 복원력과 내노화성이 중요하고, 토크는 힘과 거리의 곱으로 죔 토크를 계산한다. 접착제 중 혐기성 제품은 공기가 차단되는 곳에서 중합 경화되므로 나사 풀림 방지에 적합하다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「축 기계요소」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기어 표면피로 판별 | 1 | 표면에 생긴 미세 균열과 박리를 보고 피칭 여부를 판단하는 능력 |
| 접착제 경화 원리 구분 | 1 | 공기 차단 시 경화되는 접착제를 특정하는 능력 |
| 압축기 특성·장단점 판정 | 1 | 원심식 압축기의 장단점에서 고압 발생 여부를 가리는 능력 |
뜻
기어의 표면이 반복적인 하중을 받으면 미세 균열이 발생하고 일부가 떨어져 나가는 현상이 발생한다. 이 현상은 피칭 또는 피팅(pitting)으로 표면피로의 대표적 형태이며 초기에는 작은 구멍 형태로 나타난다. 피이닝은 가공 관련 손상이고, 스코어링은 윤활 불량으로 인한 긁힘, 절손은 이가 부러지는 파괴 현상이므로 표면피로와는 구분한다.
치면의 열화는 과도한 접촉 하중에 의해 금속이 소성 변형을 일으키는 소성 항복에 해당한다. 이 경우 표면이 흐르거나 영구 변형되어 밀착 상태와 맞물림 특성이 변하므로 기능 저하로 이어진다. 피로 파손과 절손, 균열 등은 각각 다른 발생 메커니즘이므로 고장 원인에 맞는 진단이 필요하다.
오링(O-ring)은 원형 고무 링으로 밀봉을 담당한다. 오링은 가격이 저렴하고 설계와 조립이 쉽다는 장점이 있으나 유체와 온도 조건에 따라 적합한 재질을 선정해야 한다. 영구 변형이 잘 일어나면 밀봉 성능이 떨어지므로 탄성 복원력과 내노화성, 기계적 성질, 사용 온도 범위 등의 구비조건을 충족해야 한다.
토크는 회전축에서 힘이 작용하는 지점까지의 거리와 그 지점에 가해지는 힘의 곱으로 정의한다. 즉 죔 토크를 구할 때는 거리 l과 힘 F를 곱한 lF를 사용한다. 이 기본 원리를 바탕으로 적절한 렌치 길이와 인력을 선택하여 체결력을 확보해야 한다.
혐기성 접착제는 공기와 접촉하면 액체 상태로 남아 있으나, 공기가 차단된 밀폐부에서는 중합이 촉진되어 경화한다. 이 때문에 진동이 많은 나사 풀림 방지나 가스·액체 누설 방지용 가스킷 대체에 유용하다.
예제
기어 손상 관련 문항은 '표면피로'와 '소성 변형'을 구분하는 문항으로 출제된다. 예컨대 치면에 작은 구멍이 뚫리는 현상이나 표면 조각이 떨어져 나가는 기술적 설명이 나오면 피칭(pitting)을 정답으로 고른다. 반대로 치면이 흐르거나 눌려서 형태가 변하는 설명이 나오면 소성 항복을 선택한다.
오링의 구비조건을 묻는 문제에서는 '영구 변형이 쉬운 것'이 옳지 않은 항목으로 등장한다. 밀봉 성능 유지에서는 탄성 복원력이 핵심이므로 변형이 쉬운 것은 결함으로 판단한다.
접착제의 경화 조건을 설명하는 문항에서는 '공기 차단 시 중합하여 경화된다'는 표현을 보면 혐기성 접착제를 떠올려야 한다. 나사 풀림 방지나 가스켓 역할을 묻는 경우 이 특성을 적용한다.
토크 계산 문제는 l과 F의 곱이라는 기본식을 기억하면 쉽게 해결할 수 있다. 단위 차원이 맞는 선택지를 골라야 한다.
대표 기출 3문항
다음 이의 면 열화 현상 중 표면피로에 해당하는 현상은?
- 피이닝 항복
- 초기 피칭
- 스코어링
- 절손
정답과 해설 보기
정답 ② · 표면피로는 기어나 베어링과 같은 접촉면에서 반복적인 접촉 압력이 가해져 표면이 피로해지고 미세한 조각이 떨어져 나가는 현상이다. '초기 피칭'은 기어 사용 초기에 국부적인 접촉 응력 집중으로 인해 표면이 떨어져 나가는 전형적인 표면피로 현상이다.
표면피로는 접촉 압력 반복으로 표면이 벗겨지는 현상이며 초기 피칭이 해당된다.
축의 구부러짐을 현장에서 수리 할 수 있는 공구는?
- 기어풀러
- 짐크로
- 오스터
- 유압풀러
정답과 해설 보기
정답 ② · 축이 휘어져 있을 때 이를 현장에서 바로잡는 공구로는 '짐크로(Jim Crow)'가 사용됩니다. 짐크로는 휜 축을 교정하기 위해 수압력을 가하여 바로잡는 수리용 공구입니다.
휘어진 축을 현장에서 수압력을 가하여 바로잡는 교정 공구는 짐크로입니다.
자주 묻는 물음
- 피칭과 소성 항복은 어떻게 구분하나?
- 피칭(pitting)은 반복 하중에 의한 표면피로로 표면에 구멍이 생기고 일부가 박리되는 현상이며, 소성 항복은 과도한 하중으로 금속이 영구 변형되어 치면이 흐르는 현상으로 구분한다.
- 오링의 구비조건에서 주의할 점은 무엇인가?
- 오링은 밀봉을 유지하려면 탄성 복원력과 내노화성, 적절한 기계적 성질 및 사용 온도 범위를 갖춰야 하고, 영구 변형이 쉬운 재질은 밀봉 성능을 저하시켜 구비조건에 해당하지 않는다.
- 혐기성 접착제는 어디에 사용하나?
- 혐기성 접착제는 공기가 차단되는 밀폐부에서 중합 경화하므로 진동이 있는 나사의 풀림 방지나 가스·액체 누설을 막는 용도로 사용한다.
이 개념 문제 10개 풀기 회원용
설비보전기능사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.