2021년 서울시 9급 기계일반 제2회 고졸자 B책형 기출문제 풀이

2021 9급 서울시 기계일반 제2회 고졸자 B책형

기계일반 기출문제 풀이 · AI 보조 해설

2021 9급 서울시 기계일반 제2회 고졸자 B책형 썸네일

Q01

철강의 제조 과정은 선철을 만드는 제선 과정과 선철을 탈탄하여 강으로 만드는 제강 과정으로 구분할 수 있다. 제선 과정에서 선철을 제조하기 위해 용광로에 장입하는 재료로 옳지 않은 것은?

① 코크스
오답입니다 코크스는 연료이자 환원제로 쓰이는 필수 장입물입니다.
② 철광석
오답입니다 철광석은 철분을 공급하는 주원료입니다.
③ 석회석
오답입니다 석회석은 맥석과 결합해 슬래그를 만드는 용제입니다.
④ 슬래브
정답입니다 슬래브는 제강 후 연속주조로 얻는 반제품이라 용광로에 넣지 않습니다.

정답과 해설 보기

정답 ④ 슬래브

용광로(고로)에 장입하는 3대 재료는 철광석, 코크스, 석회석입니다. 철광석은 철분을 공급하고 코크스는 연료 겸 환원제이며 석회석은 맥석을 슬래그로 분리하는 용제 역할을 합니다. 슬래브는 제강이 끝난 용강을 연속주조해 만든 판재용 반제품이므로 제선 단계의 장입 재료가 아닙니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계재료 # 제선 # 고로 # 장입재료 # 슬래브

Q02

벨트 전동 장치는 두 축 간의 거리가 먼 경우 벨트(belt)를 사용하여 간접적으로 동력을 전달하는 장치를 말한다. 벨트 전동 장치에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

① 타이밍 벨트 전동 장치는 벨트와 풀리(pulley)에 이가 만들어져 있는 전동 장치로, 미끄러짐이 없고 전동 효율이 좋다.
정답입니다 이(teeth)가 맞물려 돌아가므로 미끄럼과 속도비 오차가 없습니다.
② 평 벨트 전동 장치는 단면이 직사각형인 평 벨트를 사용하는 전동 장치로, 바로 걸기는 엇 걸기보다 접촉각이 크다.
오답입니다 바로 걸기는 엇 걸기보다 접촉각이 작아 전달력이 작습니다.
③ 벨트가 감기는 바퀴를 스프로킷 휠(sprocket wheel)이라 하며 벨트와 스프로킷 휠의 마찰력으로 동력이 전달된다.
오답입니다 벨트가 감기는 바퀴는 풀리이고, 스프로킷 휠은 체인 전동에 쓰입니다.
④ V 벨트 전동 장치는 평 벨트 전동 장치에 비해서 축간 거리는 길고 속도비는 작으나 큰 동력을 전달할 때 사용된다.
오답입니다 V 벨트는 평 벨트보다 축간 거리가 짧고 속도비를 크게 잡을 수 있습니다.

정답과 해설 보기

정답 ① 타이밍 벨트 전동 장치는 벨트와 풀리(pulley)에 이가 만들어져 있는 전동 장치로, 미끄러짐이 없고 전동 효율이 좋다.

타이밍 벨트는 벨트 안쪽과 풀리 바깥쪽에 이가 있어 맞물림으로 동력을 전달하므로 미끄럼이 없고 정확한 속도비와 높은 전동 효율을 얻습니다. 평 벨트의 엇 걸기는 바로 걸기보다 접촉각이 커서 전달 동력이 크고, 벨트가 걸리는 바퀴는 풀리이며, V 벨트는 쐐기 작용으로 축간 거리가 짧아도 큰 동력을 전달합니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 벨트전동 # 타이밍벨트 # V벨트 # 접촉각

Q03

원단면적이 40[mm²], 원표점 거리가 100[mm]인 시험편으로 인장 시험을 진행하여 파단 후 단면적 30[mm²]와 파단 후 표점 거리 110[mm]인 시험편을 얻었다. 이 시험편의 단면 수축률의 값[%]은?

① 10
오답입니다 표점 거리 변화(110-100)/100을 그대로 쓰면 나오는 연신율 값입니다.
② 15
오답입니다 원단면적 40 mm²의 15 %는 6 mm²로, 실제로 줄어든 면적 10 mm²와 맞지 않습니다.
③ 20
오답입니다 원단면적 40 mm²의 20 %는 8 mm²로, 실제로 줄어든 면적 10 mm²와 맞지 않습니다.
④ 25
정답입니다 (40-30)/40 × 100 = 25 %입니다.

정답과 해설 보기

정답 ④ 25

단면 수축률은 원단면적을 기준으로 줄어든 단면적의 비율이므로 φ = (A₀ - A₁)/A₀ × 100 으로 계산합니다. A₀ = 40 mm², A₁ = 30 mm²이므로 φ = (40 - 30)/40 × 100 = 25 %입니다. 표점 거리 100 → 110 mm는 연신율 10 %를 구할 때 쓰는 값이라 여기서는 쓰이지 않습니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 재료역학 # 인장시험 # 단면수축률 # 연신율 # 시험편

Q04

산업이 발전함에 따라 석유의 고갈 및 환경 오염에 대한 문제가 심각해지면서, 신·재생 에너지가 주목받고 있다. <보기>에서 신·재생 에너지를 모두 고른 것은?

ㄱ. 수력 에너지
ㄴ. 지열 에너지
ㄷ. 화석 에너지
ㄹ. 풍력 에너지
ㅁ. 원자력 에너지

① ㄱ, ㄴ, ㄹ
정답입니다 수력·지열·풍력은 모두 재생 에너지로 분류됩니다.
② ㄱ, ㄴ, ㅁ
오답입니다 원자력(ㅁ)은 신·재생 에너지에 포함되지 않습니다.
③ ㄱ, ㄷ, ㄹ
오답입니다 화석 에너지(ㄷ)는 고갈성 에너지라 해당하지 않습니다.
④ ㄷ, ㄹ, ㅁ
오답입니다 화석과 원자력이 함께 들어 있어 옳지 않습니다.

정답과 해설 보기

정답 ① ㄱ, ㄴ, ㄹ

신·재생 에너지는 태양광·태양열·풍력·수력·지열·해양·바이오·폐기물 등의 재생 에너지와 연료전지·수소·석탄액화가스화 같은 신에너지를 말합니다. 보기에서 수력(ㄱ), 지열(ㄴ), 풍력(ㄹ)이 여기에 해당하고, 화석 에너지(ㄷ)는 고갈성 에너지, 원자력(ㅁ)은 신·재생 에너지로 분류하지 않습니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 열역학 # 신재생에너지 # 수력 # 지열 # 풍력

Q05

측정기에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

① 버니어 캘리퍼스(vernier callipers)는 슬리브와 심블의 눈금을 이용하여 공작물의 바깥지름, 안지름, 깊이, 단차 등을 측정하는 데에 사용한다.
오답입니다 슬리브와 심블은 마이크로미터의 눈금이고, 버니어 캘리퍼스는 어미자와 아들자를 씁니다.
② 마이크로미터(micrometer)는 정밀하게 가공된 기어의 피치(pitch)와 그 회전각을 이용하여 길이를 측정하는 것이다.
오답입니다 마이크로미터는 기어가 아니라 정밀 나사(스핀들)의 피치와 회전각을 이용합니다.
③ 블록 게이지(block gauge)는 정밀도의 등급에 따라 검사용과 공작용으로만 구분한다.
오답입니다 블록 게이지는 AA(참조용)·A(표준용)·B(검사용)·C(공작용) 등으로 나뉩니다.
④ 다이얼 게이지(dial gauge)는 측정자의 움직임을 확대하여 지침의 회전 변위로 변환시켜 눈금을 읽어 길이를 측정한다.
정답입니다 스핀들의 미소 이동을 기어열로 확대해 지침 회전으로 읽는 비교측정기입니다.

정답과 해설 보기

정답 ④ 다이얼 게이지(dial gauge)는 측정자의 움직임을 확대하여 지침의 회전 변위로 변환시켜 눈금을 읽어 길이를 측정한다.

다이얼 게이지는 측정자(스핀들)의 직선 변위를 랙과 기어열로 확대하여 지침의 회전 변위로 바꾸어 읽는 비교측정기입니다. 버니어 캘리퍼스는 어미자와 아들자의 눈금차를 이용하고, 슬리브·심블은 마이크로미터의 눈금이며, 마이크로미터는 정밀 나사의 피치와 회전각으로 길이를 잽니다. 블록 게이지는 등급이 검사용·공작용 두 가지만 있는 것이 아닙니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 측정 # 다이얼게이지 # 버니어캘리퍼스 # 마이크로미터 # 블록게이지

Q06

<보기>의 주조방법은?

2021 9급 서울시 기계일반 제2회 고졸자 B책형 6번 그림 1

① 원심 주조법
오답입니다 원심 주조법은 주형을 고속 회전시켜 원심력으로 용탕을 채우는 방법입니다.
② 셀 몰드 주조법
오답입니다 셀 몰드 주조법은 레진 코팅 모래로 얇은 셸 주형을 만들어 주조합니다.
③ 다이 캐스팅 주조법
정답입니다 플런저로 용탕을 금형에 압입하고 압축 핀으로 제품을 빼내는 다이 캐스팅입니다.
④ 인베스트먼트 주조법
오답입니다 인베스트먼트 주조법은 왁스 모형에 내화재를 입힌 뒤 왁스를 녹여 내는 방법입니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ 다이 캐스팅 주조법

그림은 슬리브에 용융금속을 붓고(가), 금형을 닫은 뒤(나), 플런저로 용탕을 캐비티에 압입하고(다), 압축 핀으로 주물을 밀어내는(라) 순서를 보여 줍니다. 이렇게 금형(다이)에 용탕을 고압으로 밀어 넣는 방법이 다이 캐스팅이며, 치수 정밀도와 표면이 좋아 대량 생산에 쓰입니다. 따라서 ③입니다.
※ 그림의 “압축 핀”은 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로, 주물을 밀어내는 “압출 핀(이젝터 핀)”의 오식입니다.

키워드 # 기계공작법 # 주조 # 다이캐스팅 # 금형 # 플런저

Q07

<보기>에 제시된 그림과 조건에 따라 스프링의 처짐량( $δ$ )을 구했을 때 $δ_{A}$ : $δ_{B}$ 의 값은?

2021 9급 서울시 기계일반 제2회 고졸자 B책형 7번 그림 1

① 1 : 2
오답입니다 A를 병렬(2k), B를 단일 스프링(k)으로 잘못 보았을 때 나오는 비입니다.
② 1 : 4
오답입니다 직렬을 k/2가 아니라 2k로, 병렬을 2k가 아니라 k/2로 본 결과입니다.
③ 2 : 1
오답입니다 A를 직렬이 아닌 단일 스프링으로 보았을 때 나오는 비입니다.
④ 4 : 1
정답입니다 $δ_{A}$ = W/(k/2) = 1 mm, $δ_{B}$ = W/(2k) = 0.25 mm이므로 4 : 1입니다.

정답과 해설 보기

정답 ④ 4 : 1

A는 스프링 2개가 직렬이므로 등가 상수가 1/ $k_{eq}$ = 1/k + 1/k 에서 k/2 = 25 N/mm이고, B는 2개가 병렬이므로 $k_{eq}$ = k + k = 100 N/mm입니다. δ = W/ $k_{eq}$ 이므로 $δ_{A}$ = 25/25 = 1 mm, $δ_{B}$ = 25/100 = 0.25 mm입니다. 따라서 $δ_{A}$ : $δ_{B}$ = 1 : 0.25 = 4 : 1입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 스프링 # 등가스프링상수 # 직렬병렬 # 처짐량

Q08

<보기>는 CNC 선반 가공을 위해 작성한 코드를 일부 발췌한 것이다. 밑줄 친 ㉠의 의미로 가장 옳은 것은?

%
O0407
G28 U0. W0.
G50 ㉠S2000 T0100
G96 S180 M03
G00 X54. Z5. T0101 08
G71 U2.0 R0.5
G71 P10 Q20 U0.4 W0.2 F0.2
N10 G00 X-2.
G01 Z0.
⋮

① 이송 속도 지정
오답입니다 이송 속도는 F 기능(F0.2)으로 지정합니다.
② 주축 회전수 지정
정답입니다 G50과 함께 쓰인 S2000은 주축 최고 회전수를 2,000 rpm으로 제한하는 지령입니다.
③ 절삭 및 이송 동작 지정
오답입니다 절삭 및 이송 동작은 G00, G01 같은 준비 기능이 담당합니다.
④ 공구 번호 및 공구 보정 번호 지정
오답입니다 공구 번호와 보정 번호는 T0100, T0101 처럼 T 기능으로 지정합니다.

정답과 해설 보기

정답 ② 주축 회전수 지정

CNC 선반에서 S는 주축 기능으로 회전수를 지정합니다. G96(절삭속도 일정 제어)을 쓰면 지름이 작아질수록 회전수가 무한히 올라가므로 G50 S2000 으로 주축 최고 회전수를 2,000 rpm으로 묶어 둡니다. 이송 속도는 F, 공구는 T, 동작은 G00·G01이 담당합니다. 따라서 ②입니다.
※ 5행 끝의 “08”은 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로 절삭유 ON을 뜻하는 보조기능 “M08”의 오식입니다.

키워드 # 기계공작법 # CNC선반 # G50 # 주축기능 # 절삭속도일정제어

Q09

<보기>에서 설명하는 정밀 입자 가공으로 가장 옳은 것은?

랩(lap)이라는 공구와 공작물 가공면의 사이에 랩제를 넣고 공작물에 압력을 가한 상태에서 공구와 공작물에 상대 운동을 시켜 다듬질하는 가공법으로, 거울면과 같은 다듬면을 얻을 수 있다.

① 방전가공(electrical discharge machining)
오답입니다 방전가공은 절연액 속에서 방전 에너지로 재료를 녹여 없애는 특수가공입니다.
② 래핑(lapping)
정답입니다 랩과 공작물 사이에 랩제를 넣고 문질러 다듬는 정밀 입자 가공입니다.
③ 호닝(honing)
오답입니다 호닝은 혼에 붙인 숫돌을 회전·왕복시켜 원통 내면을 다듬는 가공입니다.
④ 슈퍼피니싱(super finishing)
오답입니다 슈퍼피니싱은 숫돌에 작은 압력으로 미세 진동을 주어 다듬는 가공입니다.

정답과 해설 보기

정답 ② 래핑(lapping)

랩(lap)이라는 공구와 공작물 사이에 랩제(연마 입자와 랩액)를 넣고 압력을 가한 채 상대 운동을 시켜 다듬는 가공법은 래핑입니다. 가공 면이 거울면처럼 되고 정밀도가 매우 높아 블록 게이지, 게이지류, 실린더 면 등에 씁니다. 호닝은 혼, 슈퍼피니싱은 미세 진동 숫돌을 쓰는 점이 다릅니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계공작법 # 정밀입자가공 # 래핑 # 호닝 # 슈퍼피니싱

Q10

원동축 기어의 잇수 $Z_{1}$ =25, 종동축 기어의 잇수 $Z_{2}$ =75이며, 모듈이 1인 한 쌍의 스퍼 기어가 맞물려 돌아갈 때 두 기어 간 중심거리의 값[mm]은?

① 25
오답입니다 원동축 기어의 피치원 지름 mZ₁ = 25 mm 를 그대로 답한 값입니다.
② 50
정답입니다 C = m(Z₁+Z₂)/2 = 1×(25+75)/2 = 50 mm입니다.
③ 75
오답입니다 종동축 기어의 피치원 지름 mZ₂ = 75 mm 를 그대로 답한 값입니다.
④ 100
오답입니다 두 피치원 지름의 합 25+75 = 100 mm 로, 2로 나누지 않은 값입니다.

정답과 해설 보기

정답 ② 50

스퍼 기어의 피치원 지름은 D = mZ이고, 맞물린 두 기어의 중심거리는 두 피치원 반지름의 합입니다. 따라서 C = (D₁ + D₂)/2 = m(Z₁ + Z₂)/2입니다. m = 1, Z₁ = 25, Z₂ = 75 를 대입하면 C = 1 × (25 + 75)/2 = 50 mm입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 스퍼기어 # 모듈 # 피치원지름 # 중심거리

Q11

<보기>는 칩의 종류별 특징을 설명한 것이다. 특징과 칩 모양의 명칭을 옳게 짝지은 것은?

㈎ 메짐이 큰 재료를 저속으로 절삭하면 공구 진행 방향에 비스듬히 위로 향하여 칩이 발생된다.
㈏ 점성이 큰 재질의 공작물을 절삭 깊이가 크고 공구 윗면 경사각이 작은 공구로 가공할 때 생긴다.
㈐ 절삭 조건이 맞고 절삭 저항의 변동이 적을 경우 칩이 공구 상면을 흐르듯이 빠져나가면서 연속된 코일 모양의 칩을 만든다.
㈑ 공구 윗면 경사각이 작거나 절삭 깊이가 크고 절삭 속도가 느릴 때는 공구의 진행 방향 위쪽으로 압축이 되면서 칩이 분리되어 나타난다.

　㈎　㈏　㈐　㈑

①　열단형　균열형　전단형　유동형
오답입니다 ㈎·㈏와 ㈐·㈑가 모두 뒤바뀌어 네 자리 다 어긋납니다.
②　열단형　균열형　유동형　전단형
오답입니다 ㈎의 균열형과 ㈏의 열단형이 서로 뒤바뀌어 있습니다.
③　균열형　열단형　유동형　전단형
정답입니다 취성재 저속은 균열형, 점성재는 열단형, 연속 코일은 유동형, 압축 분리는 전단형입니다.
④　균열형　열단형　전단형　유동형
오답입니다 ㈐와 ㈑의 유동형·전단형이 서로 뒤바뀌어 있습니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ ㈎ 균열형 · ㈏ 열단형 · ㈐ 유동형 · ㈑ 전단형

메짐(취성)이 큰 재료를 저속으로 깎으면 칩이 순간적으로 갈라지는 균열형이 나옵니다. 점성이 큰 재료를 깊게, 경사각이 작은 공구로 깎으면 공구 윗면에 눌러 붙었다 찢기는 열단형이 됩니다. 절삭 조건이 좋아 저항 변동이 적으면 코일 모양으로 흘러나오는 유동형이 되고, 경사각이 작고 절삭 깊이가 크며 속도가 느리면 압축 후 미끄러져 떨어지는 전단형이 됩니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 절삭가공 # 칩의종류 # 유동형칩 # 전단형칩 # 균열형칩

Q12

공압 기기에 대한 설명으로 <보기>에서 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 힘과 속도를 무단으로 쉽게 조절할 수 있다.
ㄴ. 효율이 좋아 대용량에 적합하다.
ㄷ. 구조가 복잡하여 취급이 어렵다.
ㄹ. 부하가 변하면 실린더의 속도가 변하여 균일한 작업 속도를 얻을 수 없다.

① ㄱ, ㄴ
오답입니다 효율이 좋아 대용량에 적합하다는 ㄴ은 유압에 해당하는 설명입니다.
② ㄱ, ㄹ
정답입니다 압력·유량 조절로 힘과 속도를 무단 변속할 수 있고, 공기의 압축성 때문에 속도가 변합니다.
③ ㄴ, ㄷ
오답입니다 공압 기기는 구조가 간단하고 취급이 쉬워 ㄷ이 틀립니다.
④ ㄴ, ㄹ
오답입니다 ㄹ은 옳지만 효율이 좋아 대용량에 적합하다는 ㄴ이 틀려 함께 고를 수 없습니다.

정답과 해설 보기

정답 ② ㄱ, ㄹ

공압은 압력과 유량을 조절해 힘과 속도를 무단으로 바꿀 수 있고(ㄱ), 공기가 압축성이라 부하가 변하면 실린더 속도가 함께 변해 균일한 작업 속도를 얻기 어렵습니다(ㄹ). 반면 공압은 압축·누설 손실 때문에 효율이 낮아 대용량에는 유압이 유리하고(ㄴ은 틀림), 구조가 간단하고 취급이 쉬우며 배기를 대기로 그냥 버릴 수 있습니다(ㄷ은 틀림). 따라서 ②입니다.

키워드 # 유압공압 # 공기압 # 압축성 # 무단변속 # 실린더속도

Q13

연삭숫돌을 <보기>와 같이 표시하였을 때 가장 옳지 않은 것은?

WA · 150 · K · m · V · 1호 · A · 203×16×19.1

① WA : 알루미나계(Al₂O₃) 숫돌 입자로 정밀 연삭에 사용된다.
오답입니다 WA는 백색 알루미나계 입자로 정밀 연삭과 담금질강 연삭에 씁니다.
② 150 : 숫돌 입자의 크기를 숫자로 표시한 것이다.
오답입니다 150은 입도로, 숫자가 클수록 입자가 곱습니다.
③ m : 중간단계의 결합도를 나타낸 것이다.
정답입니다 결합도는 앞의 K가 나타내고, m은 조직(입자의 조밀 정도)이 중간임을 뜻합니다.
④ 203×16×19.1 : 연삭숫돌의 바깥지름×두께×구멍 지름을 표시한다.
오답입니다 치수는 바깥지름 × 두께 × 구멍 지름 순으로 표시합니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ m : 중간단계의 결합도를 나타낸 것이다.

연삭숫돌 표시는 숫돌 입자 → 입도 → 결합도 → 조직 → 결합제 → 모양 → 연삭면 → 치수 순입니다. 보기에서 WA는 입자, 150은 입도, K는 결합도, m은 조직, V는 비트리파이드 결합제입니다. 따라서 m은 결합도가 아니라 조직이 중간(medium)임을 나타내는 기호이므로 ③의 설명이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 연삭숫돌 # 입도 # 결합도 # 조직 # 결합제

Q14

<보기>에서 나사에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 오른나사는 축 방향을 보고 시계 방향으로 돌렸을 때 조여진다.
ㄴ. 나사산과 산 사이의 거리를 리드(lead)라 한다.
ㄷ. 유니파이나사는 인치나사로 나사산의 각이 55°이다.

① ㄱ
정답입니다 오른나사만 옳고 ㄴ·ㄷ은 각각 피치와 나사산 각을 잘못 설명했습니다.
② ㄱ, ㄷ
오답입니다 유니파이나사(ㄷ)의 나사산 각은 55°가 아니라 60°입니다.
③ ㄴ, ㄷ
오답입니다 나사산과 산 사이 거리(ㄴ)는 리드가 아니라 피치입니다.
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ
오답입니다 ㄴ과 ㄷ이 모두 틀리므로 셋 다 옳을 수는 없습니다.

정답과 해설 보기

정답 ① ㄱ

오른나사는 축 방향에서 보아 시계 방향으로 돌릴 때 조여지므로 ㄱ은 옳습니다. 나사산과 산 사이의 거리는 피치이며, 리드는 나사를 한 바퀴 돌렸을 때 축 방향으로 나아가는 거리로 리드 = 줄 수 × 피치 입니다(ㄴ은 틀림). 유니파이나사는 인치계 나사가 맞지만 나사산 각은 60°이고, 55°인 것은 휘트워스나사입니다(ㄷ은 틀림). 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 나사 # 피치 # 리드 # 유니파이나사

Q15

밀링 가공에서 커터 지름이 75[mm], 커터날 수가 12개인 밀링 커터의 절삭 속도가 81[m/min]일 때 회전수 N의 값[rpm]은? (단, 원주율 π=3으로 계산한다.)

① 180
오답입니다 지름 75 mm를 반지름으로 보아 D = 150 mm로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
② 250
오답입니다 N = 250 rpm이면 절삭 속도가 3 × 75 × 250/1,000 = 56.25 m/min 이 되어 81 m/min과 맞지 않습니다.
③ 360
정답입니다 N = 1,000V/(πD) = 1,000×81/(3×75) = 360 rpm입니다.
④ 500
오답입니다 지름을 54 mm 등으로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ 360

절삭 속도는 V = πDN/1,000 [m/min]이므로 회전수는 N = 1,000V/(πD)입니다. V = 81 m/min, D = 75 mm, π = 3 을 대입하면 N = 1,000 × 81 / (3 × 75) = 81,000/225 = 360 rpm입니다. 커터 날 수 12개는 이송 속도를 구할 때 쓰는 값이라 회전수 계산에는 쓰이지 않습니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 밀링 # 절삭속도 # 회전수 # 커터지름

Q16

알루미늄(Al)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

① 용융점은 약 660℃이며, 비중이 2.7로 경금속이다.
오답입니다 알루미늄의 용융점은 약 660 ℃, 비중은 2.7로 대표적인 경금속입니다.
② 고강도 알루미늄 합금으로 하이드로날륨(Al−Mg)이 대표적이다.
정답입니다 하이드로날륨은 고강도용이 아니라 내식용 Al−Mg 합금이며, 고강도는 두랄루민입니다.
③ 순도가 높을수록 연성을 가지며 강도와 경도는 내려간다.
오답입니다 순도가 높을수록 연성이 커지고 강도와 경도는 낮아집니다.
④ 합금을 만들 경우 기계적 성질이 현저히 향상된다.
오답입니다 합금화와 열처리로 기계적 성질이 크게 좋아집니다.

정답과 해설 보기

정답 ② 고강도 알루미늄 합금으로 하이드로날륨(Al−Mg)이 대표적이다.

하이드로날륨은 Al에 Mg를 넣은 합금으로 해수와 알칼리에 강한 대표적인 내식용 알루미늄 합금입니다. 고강도 알루미늄 합금의 대표는 Al−Cu−Mg−Mn계인 두랄루민과 초두랄루민으로, 시효경화로 강도를 얻습니다. 나머지는 알루미늄의 용융점 660 ℃, 비중 2.7, 순도와 연성의 관계, 합금화 효과를 바르게 설명한 것입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계재료 # 알루미늄 # 하이드로날륨 # 두랄루민 # 경금속

Q17

<보기>에서 탄소강 조직 ㈏에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

2021 9급 서울시 기계일반 제2회 고졸자 B책형 17번 그림 1

① 철과 탄소의 화합물로 경도는 H_V 1,050~1,200 정도이다.
오답입니다 경도 HV 1,050~1,200인 Fe₃C는 시멘타이트로, ㈏ 영역이 아닙니다.
② 페라이트와 시멘타이트가 층상구조를 이룬다.
오답입니다 페라이트와 시멘타이트의 층상구조는 펄라이트로, 723 ℃ 아래에서 나타납니다.
③ 순철에 가까운 조직으로 경도가 H_V 70~100 정도로 연하다.
오답입니다 HV 70~100의 연한 조직은 페라이트로, ㈏ 영역이 아닙니다.
④ 결정구조는 면심입방격자(FCC)이며, 비자성이고, γ−Fe이다.
정답입니다 ㈏는 A₃선·Acm선과 1,130 ℃선 사이의 오스테나이트(γ−Fe) 영역입니다.

정답과 해설 보기

정답 ④ 결정구조는 면심입방격자(FCC)이며, 비자성이고, γ−Fe이다.

그림은 Fe−C 상태도이고 ㈏는 A₃선과 Acm선 위, 1,130 ℃ 아래에 놓인 단상 영역이므로 오스테나이트입니다. 오스테나이트는 γ−Fe 고용체로 결정구조가 면심입방격자(FCC)이고 상자성(비자성)이며 탄소 고용도가 커서 1,130 ℃에서 최대 2.11 %까지 탄소를 녹입니다. 참고로 ㈎는 723 ℃의 A₁선(공석선), ㈐는 δ−Fe 영역입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계재료 # Fe-C상태도 # 오스테나이트 # 면심입방격자 # 공석선

Q18

<보기>에서 ‘SI 단위계’의 기본 물리량과 기본 단위 기호가 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 길이 : mm
ㄴ. 절대온도 : ℃
ㄷ. 질량 : kg
ㄹ. 광도 : lux
ㅁ. 시간 : T

① ㄷ
정답입니다 질량의 기본 단위 kg만 옳고 나머지는 기본 단위 기호가 아닙니다.
② ㄴ, ㄷ, ㄹ
오답입니다 절대온도는 K, 광도는 cd이므로 ㄴ·ㄹ이 틀립니다.
③ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㅁ
오답입니다 길이는 m, 절대온도는 K, 시간은 s여야 합니다.
④ ㄱ, ㄴ, ㄹ, ㅁ
오답입니다 옳은 항목인 ㄷ이 빠져 있고 나머지 넷은 모두 틀립니다.

정답과 해설 보기

정답 ① ㄷ

SI 기본 단위 7개는 길이 m, 질량 kg, 시간 s, 전류 A, 열역학적 온도 K, 물질량 mol, 광도 cd입니다. 보기에서 길이 mm는 접두어가 붙은 배수 단위, 절대온도 ℃는 섭씨온도 단위, 광도 lux는 조도의 유도 단위, 시간 T는 단위가 아닌 물리량 기호입니다. 기본 물리량과 기본 단위 기호가 바르게 짝지어진 것은 질량 kg뿐입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 측정 # SI단위계 # 기본단위 # 유도단위 # 광도

Q19

기구는 운동을 전달하기 위해서 두 개의 부분이 접촉하여 상대 운동이 이루어지는데, 이와 같이 서로 접촉하여 힘을 주고받는 한 쌍의 조합을 짝(pair)이라고 한다. <보기>에서 면짝(면 접촉)을 모두 고른 것은?

ㄱ. 랙과 피니언
ㄴ. 볼트와 너트
ㄷ. 피스톤과 실린더
ㄹ. 축과 미끄럼 베어링
ㅁ. 베어링의 볼과 내·외륜

① ㄱ, ㄷ, ㄹ
오답입니다 랙과 피니언(ㄱ)은 이가 선으로 닿는 선짝입니다.
② ㄱ, ㄷ, ㅁ
오답입니다 선짝인 ㄱ과 점짝인 ㅁ이 함께 들어 있습니다.
③ ㄴ, ㄷ, ㄹ
정답입니다 나사면, 원통면, 저널과 베어링 면이 모두 면으로 맞닿습니다.
④ ㄴ, ㄷ, ㅁ
오답입니다 볼과 내·외륜(ㅁ)은 점으로 닿는 점짝입니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ ㄴ, ㄷ, ㄹ

짝은 접촉 형태에 따라 면짝(면 접촉), 선짝(선 접촉), 점짝(점 접촉)으로 나눕니다. 볼트와 너트는 나사면끼리, 피스톤과 실린더는 원통면끼리, 축과 미끄럼 베어링은 저널면과 베어링면끼리 넓은 면으로 닿으므로 모두 면짝입니다. 반면 랙과 피니언은 치면이 선으로 닿는 선짝, 구름 베어링의 볼과 내·외륜은 점으로 닿는 점짝입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 기구학 # 짝 # 면접촉 # 미끄럼베어링

Q20

ABS(anti-lock brake system)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

① 회전하는 브레이크 드럼을 브레이크 블록으로 누르게 하여 마찰력으로 감속 또는 정지한다.
오답입니다 드럼을 브레이크 블록으로 눌러 제동하는 것은 블록 브레이크입니다.
② 브레이크 제동압력을 전자 제어 시스템을 통해 조절하여 양호한 제동 상태를 유지한다.
정답입니다 바퀴 잠김을 감지해 유압을 반복적으로 풀고 걸어 조향성과 제동력을 지킵니다.
③ 유압 실린더 피스톤에 의해 두 개의 브레이크 패드가 디스크를 양쪽에서 눌러주어 제동한다.
오답입니다 패드가 디스크를 양쪽에서 눌러 제동하는 것은 디스크 브레이크입니다.
④ 브레이크 드럼의 바깥둘레에 강철 밴드를 감아 레버로 밴드를 잡아당겨 마찰력을 발생시킨다.
오답입니다 드럼에 강철 밴드를 감아 당기는 것은 밴드 브레이크입니다.

정답과 해설 보기

정답 ② 브레이크 제동압력을 전자 제어 시스템을 통해 조절하여 양호한 제동 상태를 유지한다.

ABS는 급제동 시 휠 속도 센서로 바퀴의 잠김(lock)을 감지해 ECU가 유압 모듈레이터로 제동압력을 빠르게 낮췄다 올렸다 반복하는 장치입니다. 덕분에 바퀴가 미끄러지지 않아 조향 성능과 제동 거리를 함께 확보할 수 있습니다. 나머지는 블록 브레이크, 디스크 브레이크, 밴드 브레이크의 구조 설명입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 브레이크 # ABS # 전자제어 # 디스크브레이크

댓글