개념 한 쪽
공기압 시스템은 압축공기의 생성과 전달, 그리고 이를 이용한 구동 장치들로 구성된다. 이 장치는 종류별 구조와 동작 원리에 따라 장점과 제약이 다르므로 핵심 특징을 구별해야 한다고 본다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「공기압 기타 기기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공압 모터의 특성 판별 | 1 | 모터의 장점과 공기 소모량 특성 구분 |
| 소음기 작동 원리 이해 | 1 | 배기 저항과 배압 형성으로 소음 감소 원리 식별 |
| 액추에이터 구조 판별 | 1 | 피스톤-기어-피니언 구조로 회전실린더 판정 |
공압 모터와 공압 액추에이터는 압축공기의 에너지를 기계적 운동으로 변환하는 장치이다. 공압 모터는 회전 동력을 제공하며, 부하가 걸려도 안전하게 동작하는 과부하 안전성이 장점이다. 또한 공기의 흐름만 바꾸면 회전 방향을 쉽게 바꿀 수 있고, 속도 조절 범위가 넓다는 점이 주요 장점이라고 본다. 다만 공기 소모량은 부하와 속도에 따라 변하므로 일정 소모를 전제로 하면 오답이 된다는 점을 강조한다.
소음기는 압축공기 배출 시 발생하는 소음을 줄이기 위해 배기 흐름에 저항을 부여하는 장치이다. 소음기 내부의 저항체가 배기 속도를 낮추고 그 결과로 약간의 배압이 형성되어 소음을 감쇠한다. 소음기의 목적은 주로 소음 감소이고, 에너지 효율 향상이나 출력 증대가 주목적이 아님을 분명히 한다.
피스톤의 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 공압 액추에이터들은 구조에 따라 구분된다. 피스톤 로드에 기어 형상이 있고 그 기어가 피니언과 맞물려 직선 운동을 회전으로 바꾸는 구조는 회전실린더로 분류한다. 베인 방식이나 일반 공압 모터와는 구조적 차이가 있으므로, 기어와 피니언의 유무를 통해 기구명을 판단해야 한다고 본다.
압축기의 종류는 구조와 오염 가능성에 따라 선택 기준이 달라진다. 격판(다이어프램) 압축기는 피스톤과 토출 공기가 직접 접촉하지 않으므로 윤활유 혼입 우려가 없어 식품·의약 같은 청정 공기가 필요한 분야에 적합하다. 반면 피스톤, 베인, 스크루 계열은 윤활유 접촉 가능성이 있어 고순도 공기 요구 환경에는 부적합할 수 있다.
공기의 상태 변화를 다루는 기본 법칙도 공기압 장비 이해에 포함된다. 등온 과정에서는 압력과 체적이 반비례하는 보일의 법칙(PV=상수)이 성립한다고 보고, 압력 제어나 용량 계산 시 절대압력을 사용해야 함을 유의한다.
압축공기 체적 계산 예를 하나 제시한다. 표준 대기 상태에서 시간당 10m³를 흡입하여 절대압력 800kPa(대기압 100kPa 포함)로 압축하면 보일의 법칙 P1V1=P2V2를 적용하여 최종 체적을 구한다. 초기 P1은 100kPa, V1은 10m³이므로 100×10=800×V2가 되어 V2는 1000/800=1.25m³가 된다. 반올림 차이를 고려하면 보기에서는 1.26m³가 가장 근접한 값이 되므로 선택 근거로 삼는다.
또 다른 유형 예시는 구성 요소의 기능 판별 문제이다. 예컨대 소음기 관련 문항에서는 '배기 흐름에 저항을 주어 배압을 형성하고 소음을 감소'시키는 점을 핵심으로 기억하여 정답을 고른다. 회전실린더 관련 문항에서는 '피스톤 로드의 기어 형상'과 '피니언과의 맞물림'을 확인하여 정답을 고른다.
공압 모터의 장점이 아닌 것은?
정답 ② · 문제는 공압 모터의 장점이 아닌 것을 고르는 것이다. 공압 모터는 회전 방향 전환이 용이하고 속도 조절 범위가 넓고 과부하에 대해 비교적 안전한 특성이 있지만 공기 소비량은 부하와 속도에 따라 변한다.
공압 모터는 부하에 따라 공기 소비량이 변하므로, 회전 속도와 관계없이 일정하게 공기를 소모한다는 설명은 공압 시스템의 특성상 틀립니다.
공압기기 중 소음기에 대한 설명으로 맞는 것은?
정답 ② · 문제는 공압기기 중 소음기의 작동 원리로 옳은 것을 묻고 있다. 소음기는 배기 시 공기 흐름에 저항을 주어 배압을 형성하고 그 결과로 소음을 감쇠시키는 역할을 한다.
소음기는 공기 배출 시 저항을 주어 배압을 형성하고 소음을 감소시킨다.
공압 요동형 액추에이터 중 피스톤 로드에 기어의 형상이 있으며 피스톤의 직선 운동을 피니언으로 회전 운동으로 변화시키는 것은?
정답 ② · 문제는 피스톤의 직선운동을 기어(피니언)를 통해 회전운동으로 변환하는 공압 액추에이터를 묻고 있다. 피스톤 로드에 기어 형상이 있어 직선→회전 변환을 수행하는 기구는 회전실린더로 분류된다.
피스톤 로드에 기어가 있어 직선 운동을 피니언으로 회전 운동으로 바꾸는 것은 회전실린더이다.
설비보전산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.