【기계일반】2014 국가직 9급 기계일반 해설

2014년도 국가직 9급 기계일반 문제, 정답, 해설입니다. 질문, 오류 등 궁금사항이 있으면 댓글 남겨주세요.

<문제>

2014 국가직 9급 공무원 - 기계일반.pdf

0.23MB

---

<전체정답>

41324 / 21231 / 31414 / 24313

 

---

<해설>

문 1. 강에 크롬(Cr)을 첨가하는 목적으로 옳지 않은 것은?
① 내식성 증가
② 내열성 증가
③ 강도 및 경도 증가
④ 자기적 성질 증가

답 : ④

강에 첨가하여 자기적 성질이 증가하는 것은 규소(Si)이다.

---

문 2. 서브머지드 아크용접에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 용접부가 곡선 형상일 때 주로 사용한다.
② 아크가 용제 속에서 발생하여 보이지 않는다.
③ 용접봉의 공급과 이송 등을 자동화한 자동용접법이다.
④ 복사열과 연기가 많이 발생하지 않는다.

답 : ①

서브머지드 아크용접은 용접부가 곡선 형상일 때 용접이 어렵다.

서브머지드아크용접에서 과립형 용제는 냉각속도를 지연하는 효과가 있으며, 재사용이가능하다. 용접변형과 잔류응력이 작고 위빙(weaving)할 필요가 없다 용접자세의 제한이 있고(아래보기 용접으로 제한), 용접부가 곡선일 때 용접이 어렵다. 용입이 크다.

④ 과립형 용제 안에 잠겨있는 채로 아크와 연기가 발생하므로 복사열과 연기가 많이 발생하지 않는다.

---

문 3. 운동용 나사 중 다음 조건을 충족시키는 것은?
○ 애크미(acme) 나사라고도 하며, 정밀가공이 용이하다.
○ 공작기계의 리드 스크류와 같이 정밀한 운동의 전달용으로 사용한다.
① 사각나사
② 톱니나사
③ 사다리꼴나사
④ 둥근나사

답 : ③

애크미나사, 정밀한 운동 전달 → 사다리꼴나사에 대한 설명이다.

사다리꼴나사는 사각나사에 비해 가공이 쉽고 효율이 낮고 강도가 높고 저항력이 크고 물림이 좋고 마모조정이 쉽다.

---

문 4. 연삭가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 연삭입자는 불규칙한 형상을 가진다.
② 연삭입자는 깨짐성이 있어 가공면의 치수정확도가 떨어진다.
③ 연삭입자는 평균적으로 큰 음의 경사각을 가진다.
④ 경도가 크고 취성이 있는 공작물 가공에 적합하다.

답 : ②

연삭입자는 경도가 매우 크고 취성이 있으나 자생작용에 의해 무딘 입자가 자동적으로 탈락되어 새로운 입자를 형성하므로 가공면의 치수정확도가 높다.

연삭가공은 절삭가공에 비해 절삭속도가 빠르고, 절삭깊이가 작고, 칩의 크기가 작고 형태가 불규칙하며, 전단면적이 크고, 접촉점 온도가 높고, 전단각이 작으며, 연삭입자는 음의 경사각을 가진다.

---

문 5. 기어와 치형 곡선에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 사이클로이드 곡선은 기초원에 감은 실을 잡아당기면서 풀어 나갈 때 실의 한 점이 그리는 곡선이다.
② 인벌류트 곡선은 기초원 위에 구름원을 굴렸을 때 구름원의 한 점이 그리는 곡선이다.
③ 물림률이 클수록 소음이 커진다.
④ 2개의 기어가 일정한 각속도비로 회전하려면 접촉점의 공통 법선은 일정한 점을 통과해야 한다.

답 : ④

카뮤의 정리에 대한 내용이다.

카뮤의 정리 - i)2개의 기어가 일정한 속도비로 회전하려면 접촉점의 공통법선은 항상 피치점을 통과해야 한다.
ii)접촉점의 공통법선이 피치점을 통과하는 곡선은 치형곡선으로 된다.

① 인벌류트 곡선에 대한 설명이다.

② 사이클로이드 곡선에 대한 설명이다.

③ 물림률이 클수록 진동, 소음이 적고 수명이 길어진다.

---

① 억지 끼워맞춤
② 중간 끼워맞춤
③ 헐거운 끼워맞춤
④ 아주 헐거운 끼워맞춤

답 : ②

구멍의 치수는 150.0mm ~ 150.04mm이고, 축의 치수는 149.92mm ~ 150.03mm이다. 치수에 따라 구멍의 치수가 더 클 수도 있고 축의 치수가 더 클 수도 있으므로 중간 끼워맞춤에 해당한다.

---

문 7. 금형용 합금공구강의 KS 규격에 해당하는 것은?
① STD 11
② SC 360
③ SM 45C
④ SS 400

답 : ①

STD(steel tool die) : 금형용 합금공구강을 나타내는 KS 규격이다.

② SC(steel casting) : 탄소강 주강

③ SMxxC(steel machine carbon) : 기계구조용 탄소강

④ SS(steel structual) : 일반구조용 강재

---

문 8. 한 대의 컴퓨터가 여러 대의 공작기계를 단계별로 제어하는 방식으로 가장 적절한 것은?
① 컴퓨터지원 검사시스템(CAT)
② 직접수치제어(DNC)
③ 유연생산시스템(FMS)
④ 컴퓨터통합생산(CIM)

답 : ②

한 대의 컴퓨터가 여러 대의 공작기계를 제어 → 직접수치제어(DNC)에 대한 설명이다.

---

문 9. 드릴링 머신으로 가공할 수 있는 작업을 모두 고른 것은?
ㄱ. 리밍 ㄴ. 브로칭 ㄷ. 보링
ㄹ. 스폿 페이싱 ㅁ. 카운터 싱킹 ㅂ. 슬로팅
① ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㅁ
② ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
③ ㄱ, ㄷ, ㄹ, ㅁ
④ ㄱ, ㄷ, ㅁ, ㅂ

답 : ③

드릴링 머신으로 드릴링, 리밍, 보링, 스폿페이싱 ,카운터싱킹, 카운터보링, 태핑 등의 작업을 할 수 있다.

ㄴ. 브로칭은 브로칭 머신을 이용하여 브로칭(broaching)가공은 높이가 점차적으로 높아지는 절삭날을 인발, 압입하는 가공이다. 주로 키홈이나 스파이럴 홈 등의 대량생산에 이용된다.

ㅂ. 슬로팅은 슬로팅 머신을 사용하여 키홈, 곡면, 내접기어, 스플라인, 세레이션 등을 가공하는 평삭 가공의 일종이다.

---

문 10. 유압회로에서 사용되는 릴리프 밸브에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?
① 유압회로의 압력을 제어한다.
② 유압회로의 흐름의 방향을 제어한다.
③ 유압회로의 유량을 제어한다.
④ 유압회로의 온도를 제어한다.

답 : ①

릴리프 밸브는 유압회로의 압력을 제어하는 밸브 중 하나이다.

※밸브의 분류
1)압력제어밸브
- 릴리프밸브 : 유압회로의 최고압력을 제한
- 감압밸브 : 유압회로의 특정 부분의 압력을 낮추기 위한 밸브
- 시퀀스밸브 : 유압회로의 압력을 일정하게 유지하면서 조작의 순서를 제어
- 무부하밸브 : 유압회로의 압력이 일정 수치에 도달했을 때 압력을 유지시켜 송출량을 그대로 탱크에 되돌려 보내는 역할
- 카운터밸런스밸브 : 한 방향으로는 배압을 생기게 하고 다른 방향으로는 자유롭게 흐르게 하는 밸브
2)방향제어밸브
- 체크밸브 : 유체가 한 방향으로만 흐르게 하는 역할
- 셔틀밸브 : 저압측을 막고 고압측의 유체만 통과시킴
- 감속밸브 : 유체속도를 감속시킴
3)유량제어밸브
- 스로틀(교축)밸브 : 유량을 선형적으로 조절
- 스톱밸브 : 교축부분의 단면적을 변화시켜 토과유량을 조절
- 집류밸브 : 관로가 합류할 때 일정한 비율로 유량을 유지
- 분류밸브 : 관로를 분류시킬 때 일정한 비율로 유량을 분류시킴

---

문 11. 사형주조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 소모성 주형을 사용한다.
② 모형으로 공동부를 만든다.
③ 모래 입자의 크기가 크면 통기도가 낮아진다.
④ 용탕의 점도가 온도에 민감할수록 유동성은 낮아진다

답 : ③

모래입자의 크기가 크면 그만큼 입자 간의 빈공간도 넓어져 통기도가 높아진다.

④ 용융금속 유동성 감소의 원인 : 용탕의 과열 정도가 낮아질 때, 용탕이 점도에 민감할수록, 산화막이 생성될수록, 표면장력이 클수록, 개재물(inclusion)의 존재, 응고범위가 길수록

---

문 12. 다음 그림의 마이크로미터 측정값에 가장 가까운 것은?

① 7.87
② 7.97
③ 37.87
④ 37.97

답 : ①

슬리브의 눈금 : 7.5, 심블의 눈금 : 0.37 더하면 7.87이다.

---

문 13. 상원사의 동종과 같이 고대부터 사용한 청동의 합금은?
① 철과 아연
② 철과 주석
③ 구리와 아연
④ 구리와 주석

답 : ④

청동은 구리(Cu)와 주석(Sn)의 합금이다.

---

문 14. 가스터빈에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 압축, 연소, 팽창, 냉각의 4과정으로 작동되는 외연기관이다.
② 실제 가스터빈은 개방 사이클이다.
③ 증기터빈에 비해 중량당의 동력이 크다.
④ 공기는 산소를 공급하고 냉각제의 역할을 한다.

답 : ①

가스터빈은 압축, 가열, 팽창, 방열의 4과정으로 작동한다.

※가스터빈(gas turbine)
가스터빈은 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 기본으로 하여 압축, 가열, 팽창, 방열 4과정으로 작동하는 외연기관이다. 매개체를 물이 아닌 가스로 사용하고, 액체 상태(펌프)가 아닌 기체 상태에서 압축(압축기)한다는 점에서 증기터빈과 다르다. 증기터빈에 비해 열효율이 낮고 소요 동력이 크며 온도, 압력 등이 높다. 공기는 산소를 공급하고 냉각제의 역할을 한다. 개방형, 재생형, 폐쇄형 등이 있으며 실제 가스터빈은 개방형 사이클이다.

※외연 기관
연소가 기관의 내부에서 이루어지면 내연 기관, 외부에서 이루어지면 외연 기관이라고 한다. 가스터빈에서는 별도의 연소기(combuster)에서 연소가 이루어지므로 외연기관이다.

---

문 15. 금속의 응고에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 용융 금속에 함유된 불순물은 결정립 경계에 주로 축적된다.
② 금속이 응고되면 일반적으로 다결정체를 형성한다.
③ 용융 금속이 급랭되면 결정립의 크기가 작아진다.
④ 결정립이 커질수록 강도와 경도가 증가한다.

답 : ④

결정립이 커질수록 전위밀도가 감소하여 강도와 경도가 감소한다.

① 용융 금속의 불순물은 결정립 경계에 주로 축적된다. 이들은 냉각되면 고용체를 형성한다.

② 단결정 구조 : 모든 입자가 규칙적인 형상을 하고 결정립계가 존재하지 않으며 방향에 따라 성질이 다른 이방성을 보인다.
다결정 구조 : 단결정을 이루는 부분들이 부분에 따라 결정립계를 이루어 존재하는 것을 말한다. 대부분의 금속이 응고되면 일반적으로 다결정체를 형성한다. 용융금속의 불순물은 주로 결정립경계에 축적되며 냉각 시 고용체를 형성한다. 
비정질 구조 : 입자가 불규칙적으로 배열된 형태를 말하며 유리, 고무, 플라스틱 등이 있다.

③ 용융금속이 급랭되면 결정립크기가 작아지고, 어닐링(annealing, 풀림)을 통해 결정립을 성장시킬 수 있다.

---

문 16. 초기 재료의 형태가 분말인 신속조형기술(RP)을 모두 고른 것은?
ㄱ. 융착모델링(FDM) 
ㄴ. 선택적 레이저소결(SLS)
ㄷ. 박판적층법(LOM) 
ㄹ. 3차원 인쇄(3DP)
① ㄱ, ㄷ
② ㄴ, ㄹ
③ ㄱ, ㄴ, ㄹ
④ ㄴ, ㄷ, ㄹ

답 : ②

ㄱ. 융착모델링법(FDM)은 열가소성 플라스틱 필라멘트(광경화수지)를 사용한다.

ㄷ. 박판적층법은 종이/금속 박판을 사용한다.

---

문 17. 미끄럼 베어링의 유체윤활에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 미끄럼 표면들이 윤활막으로 완전히 분리된 상태이다.
② 점도가 높아지면 마찰계수가 증가한다.
③ 베어링 면의 평균압력이 증가하면 마찰계수가 감소한다.
④ 회전속도가 증가하면 마찰계수가 감소한다.

답 : ④

페드로프의 식에서 회전속도가 증가하면 마찰계수가 증가한다.

μ : 마찰계수, η : 점도, N : 회전속도, p :베어링 평균압력, r : 축의 반지름, c : 축과 베어링 사이의 틈새길이

① 마찰의 종류는 세 가지가 있다.
고체마찰(건조마찰) - 윤활유가 없는 마찰. μ=0.1~1
유체마찰(완전윤활) - 유막의 두께가 충분하여 두 표면이 윤활막으로 완전히 분리된 상태. 기름의 점성에 의한 전단력에 의한 윤활. μ=0.001~0.01
경계마찰(불완전윤활) - 유막이 극히 얇은 상태. μ=0.01~0.1

② 점도(η)가 증가하면 마찰계수가 증가한다.

③ 평균압력(p)이 증가하면 마찰계수가 감소한다.

---

문 18. 탁상 스탠드의 구조를 단순화하여 다음과 같은 평면 기구를 얻었다. 이 기구의 자유도는? (단, 그림에서 는 핀 절점이다)

① 0
② 1
③ 2
④ 3

답 : ③

쿠츠바흐(Kutzbach) 판별식에 의해 다음과 같이 계산할 수 있다.

(단, m : 기구의 자유도, n : 링크 수, j1 : 자유도가 1인 조인트 개수, j2 : 자유도가 2인 조인트 개수)

링크는 빨간색으로 총 7개, 자유도가 1인 조인트는 파란색으로 총 8개이며, 자유도가 2인 조인트는 없다.

---

문 19. 베인 펌프에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 회전자(rotor)의 회전에 의하여 유체를 송출하는 용적형 회전 펌프이다.
② 실린더 내에서 유체를 가압하여 송출하는 용적형 왕복펌프이다.
③ 회전차(impeller)를 회전하여 발생하는 원심력으로 송출하는 터보형 원심펌프이다.
④ 송출량이 매우 커서 유체가 회전차의 축방향으로 유입되고 유출되는 터보형 축류펌프이다.

답 : ①

용적형 회전 펌프 → 베인펌프에 대한 설명이다.

※펌프의 분류
용적형 - 회전식(기어펌프, 베인펌프, 나사펌프), 왕복식(피스톤펌프, 플런저펌프)
터보형(비용적형) - 원심식(터빈펌프, 벌류트펌프), 축류식, 사류식
특수형 - 와류펌프, 진공펌프, 기포펌프, 제트펌프, 마찰펌프 등

---

문 20. 압연가공에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 윤활유는 압연하중과 압연토크를 증가시킨다.
② 마찰계수는 냉간가공보다 열간가공에서 작아진다.
③ 압연롤러와 공작물 사이의 마찰력은 중립점을 경계로 반대 방향으로 작용한다.
④ 공작물이 자력으로 압입되기 위해서는 롤러의 마찰각이 접촉각보다 작아야 한다.

답 : ③

압연 시 롤러와 공작물 사이의 마찰력은 중립점을 경계로 방향이 바뀐다.

① 윤활유를 쓰면 마찰계수가 작아져 압연하주과 압연토크가 감소한다.

② 마찰계수는 열간가공에서 커진다.

④ 공작물이 자력으로 압입되기 위해서는 롤러의 마찰각이 접촉각보다 커야 한다.( μ=tanρ>tanα, μ는 마찰계수, ρ는 마찰각, α는 접촉각)