설비보전기사 마스터북

NCS 실기 필답 · 공식 문제

공식·계산

공식의 물리적 의미와 적용조건을 먼저 확인하고 단위를 통일한 뒤 계산과 검산까지 수행합니다.

NCS 학습 순서

  1. 문제에서 주어진 값과 요구값을 기호로 정리합니다.
  2. 공식의 적용조건과 유효면적·반지름·효율을 확인합니다.
  3. N, mm, MPa 등 단위를 먼저 통일합니다.
  4. 계산식, 대입, 결과, 단위를 순서대로 답안에 씁니다.

실기에서 묻는 방식

  • 전달토크·추력 계산
  • 공차·틈새·끼워맞춤 계산
  • OEE·효율 계산
  • 측정값과 총지시변동 계산

1. NCS 원문 근거

연결 학습모듈과 수행내용

NCS 기계구동장치 조립 · 1503010120플랜지 커플링 (공통) 관련 NCS 수행내용과 작업·점검 절차 · PDF p.42 / 인쇄 p.30NCS 운반하역기계 구동장치 정비 · 1505010108구동장치 진동 측정 위치와 상태진단 · PDF p.75 / 인쇄 p.63 · 그림 2-15~2-16NCS 측정 도면 해독 · 1502010511도면 주석 판독 (공통) 관련 NCS 수행내용과 작업·점검 절차 · PDF p.75 / 인쇄 p.63NCS 기본측정기 사용 · 1502010504버니어캘리퍼스 눈금 읽기와 측정값 판독 · PDF p.84 / 인쇄 p.72NCS 측정 도면 해독 · 1502010511공차역과 끼워맞춤 판정 · PDF p.28 / 인쇄 p.16NCS 기본측정기 사용 · 1502010504다이얼게이지 0점 설정 · PDF p.68 / 인쇄 p.56NCS 기본측정기 사용 · 1502010504다이얼게이지 구조와 특징 · PDF p.72 / 인쇄 p.60NCS 유압제어 · 1503010216복동실린더 전진·후진 추력과 부하율 · PDF p.48 / 인쇄 p.36NCS 기계시스템 분석 · 1503010201일상·정기·정밀·특별점검 구분 · PDF p.35 / 인쇄 p.23NCS 운반하역기계 구동장치 정비 · 1505010108파스칼 원리와 유압에 의한 힘 전달 · PDF p.140 / 인쇄 p.122NCS 기본측정기 사용 · 1502010504마이크로미터 슬리브·심블 눈금 판독 · PDF p.87 / 인쇄 p.75NCS 기계시스템 분석 · 1503010201공압실린더 출력의 결정요소와 압력·단면적 관계 · PDF p.23 / 인쇄 p.11NCS 기계시스템 분석 · 1503010201공압실린더 전진·후진 출력과 실린더 직경 선정 · PDF p.24 / 인쇄 p.12 · 그림 1-4NCS 기계시스템 분석 · 1503010201공압실린더 출력 계산 예제 · PDF p.25 / 인쇄 p.13NCS 공기압제어 · 1503010215압축공기 생산·처리·분배 계통과 공압요소의 기본 배치 · PDF p.16 / 인쇄 p.4 · 그림 1-1NCS 공기압제어 · 1503010215애프터쿨러·유수분리기·공기조정장치의 역할 확인 · PDF p.17 / 인쇄 p.5 · 그림 1-2NCS 유압제어 · 1503010216유압시스템 구조와 저장탱크·펌프·밸브·액추에이터의 역할 · PDF p.15 / 인쇄 p.3 · 그림 1-1NCS 기본측정기 사용 · 1502010504사인바·사인센터를 이용한 경사도 측정과 게이지블록 높이 계산 · PDF p.60 / 인쇄 p.48 · 그림 3-14~3-15NCS 기본측정기 사용 · 1502010504V블록·다이얼게이지를 이용한 동심도 측정 방법 · PDF p.91 / 인쇄 p.79 · 그림 3-53NCS 기본측정기 사용 · 1502010504나사 유효경·피치 측정과 측정기 선택 · PDF p.92 / 인쇄 p.80 · 그림 3-54~3-56NCS 운반하역기계 구동장치 정비 · 1505010108베어링 손상상태 조사와 원인·대책 정리 · PDF p.132 / 인쇄 p.120 · 표 3-3NCS 기계시스템 분석 · 1503010201부하 토크·운동조건을 고려한 구동모터 선정 · PDF p.27 / 인쇄 p.15 · 그림 1-5~1-9NCS 센서 활용 기술 · 1503010204센서 신호 증폭·변환회로의 기본 구성과 신호 처리 · PDF p.60 / 인쇄 p.48 · 그림 2-5·2-6NCS 측정 도면 해독 · 1502010511측정 전에 도면의 측정 요소와 치수·공차·부품 특성을 확인 · PDF p.100 / 인쇄 p.88

2. 개념과 판단 기준

관련 실기 이론 23

(실기 출제)(출제 예상)

플랜지 커플링

s3-g09

볼트 전단으로 토크를 전달하는 시험 조건에서는 T=z·τ·(πd²/4)·(D/2)를 사용할 수 있다. · z는 유효 볼트 수, τ는 허용전단응력, d는 볼트 지름, D는 볼트 원 지름이다.

(실기 출제)(출제 예상)

진동센서

s4-g02

같은 측정점이라도 방향에 따라 구조 강성과 고장에 대한 응답이 달라지므로 위치·방향·운전조건을 고정해 비교해야 한다.

(실기 출제)(출제 예상)

도면 주석 판독

기계요소·측정·조립

도면 표준과 최신 개정상태를 먼저 확인하고, 주서와 부가기호를 형상·치수와 함께 해석해야 요구사항을 빠뜨리지 않는다. 데이텀은 치수·기하공차 측정의 기준이 되는 이론적으로 정확한 점·선·면이다. 검사기준서는 최신 도면의 개정번호, 측정항목, 측정기, 방법, 빈도와 합격기준을 일치시켜야 한다.

(실기 출제)(출제 예상)

버니어캘리퍼스

s3-g01

측정값=버니어 0이 지난 주척값+(일치눈금 번호×최소눈금) · 최소눈금은 해당 기종의 0.05 mm·0.02 mm 등을 먼저 확인한다.

(실기 출제)(출제 예상)

끼워맞춤

s3-g01

최대틈새=구멍최대−축최소 · 최소틈새=구멍최소−축최대

(실기 출제)

나사 종류

기계요소·측정·조립

리드 L=줄 수 z×피치 P · tanλ=L/(πd₂), d₂는 유효지름

(실기 출제)(출제 예상)

다이얼게이지

s3-g01

TIR=최대지시값−최소지시값

(실기 출제)(출제 예상)

유압실린더

s1-g02

전진면적 A₁=πD²/4, 후진면적 A₂=π(D²−d²)/4. · NCS 표기식: 전진추력 F₁=A₁·P·β, 후진추력 F₂=A₂·P·β.

(실기 출제)(출제 예상)

설비점검

설비관리·진단

일상점검은 운전 중 감각·감시기기로 매일 확인하고, 정기점검은 주기적으로 정지해 계측·조정하며, 정밀점검은 장시간 정지·분해·성능시험까지 수행한다. 특별점검은 사고·재해 우려 때 임시로 실시한다.

(실기 출제)(출제 예상)

OEE

s4-g09

시간가동률=가동시간/부하시간 · 성능가동률=(이론사이클타임×총생산수량)/가동시간

(실기 출제)(출제 예상)

파스칼

s1-g01

압력 p=F/A. p[MPa]=N/mm²이므로, p를 MPa와 A를 mm²로 쓰면 F는 N이다. · 밀폐된 정지유체에서 같은 기준면의 압력은 p₁=p₂로 본다.

(실기 출제)(출제 예상)

마이크로미터

기계요소·측정·조립

측정값=슬리브 눈금+(심블 일치눈금×최소눈금) · 최소눈금=스핀들 나사 피치/심블 등분수

(출제 예상)

공압실린더 출력

s1-g06

전진 이론출력 F₊ = (πD²/4) × P · 후진 이론출력 F₋ = {π(D²−d²)/4} × P

(실기 출제)(출제 예상)

압축공기 생산·처리·공급계통

s1-g07

공기압 회로의 밸브와 실린더는 공급 공기의 압력·청정도·수분상태가 안정되어야 같은 조건으로 동작한다. FRL은 이 전체 계통의 말단 조정장치이지 압축기·탱크·건조기를 대체하지 않는다.

(출제 예상)

유압 동력원과 저장탱크

s1-g02

펌프가 탱크에서 작동유를 흡입해 토출하면, 압력제어·방향제어·유량제어밸브가 필요한 압력·방향·속도로 조절하고, 유압실린더나 유압모터가 유체동력을 기계동력으로 변환한다.

(출제 예상)

사인바·사인센터 경사도 측정

s3-g01

직접 경사각 φ: H = L × sin φ · 테이퍼 전체 끼인각 α: H = L × sin(α / 2)

(출제 예상)

V블록 동심도 측정

s3-g01

방법 A: 다이얼게이지 전체 눈금 읽음 값(TIR)을 동심도로 한다. · 방법 B: 동심도 = (M2 - K) - (K - M1)

(출제 예상)

나사 유효경·피치 측정

s3-g03

나사산의 단순 외경만 맞아도 피치나 유효경이 맞지 않으면 조립성과 하중전달이 나빠질 수 있다. 도면의 나사 종류·호칭·공차와 맞는 측정방법을 선정해야 한다.

(출제 예상)

구동장치 상태진단: 소음·온도·진동·누유

s4-g06

단일 측정값보다 같은 측정점·방향·부하·회전수 조건에서의 추세 비교가 중요하다. 감속기 베어링 부위는 수평(H)·수직(V)·축방향(A)을 구분해 기록하고, 소음·온도·누유와 함께 종합 판단한다.

(출제 예상)

베어링 고장형태·원인·대책

s4-g06

같은 손상 모양도 원인이 하나로 정해지지 않는다. 운전조건·윤활상태·정렬·밀봉·조립이력을 함께 비교해야 재발방지 대책을 정할 수 있다.

(출제 예상)

부하토크·구동모터 선정조건

s4-g07

정상 운전토크뿐 아니라 기동·가속·감속·관성·마찰·전달효율을 함께 고려해야 한다. 과소 선정은 기동불량·과열을, 과대 선정은 비용·제어성 저하를 만들 수 있다.

(출제 예상)

센서 신호증폭·변환회로 기초

s1-g10

측정신호는 배선 길이·노이즈·접지·입력저항의 영향을 받을 수 있으므로, 센서 출력 형식과 제어입력의 요구 범위를 먼저 맞춰야 한다. 증폭은 신호를 크게 만드는 기능이고, 변환은 신호 형식·범위를 맞추는 기능이다.

(출제 예상)

도면의 치수·공차·구멍 지시 판독

s3-g01

최대허용치수 = 호칭치수 + 위 허용차 · 최소허용치수 = 호칭치수 + 아래 허용차

3. 실제 복원으로 확인

기출복원 8문제

Q12025년 1회 · Q1플랜지 커플링 전달토크(실기 출제)공식·계산플랜지 커플링의 체결볼트 4개 중 1개가 절단된 상태이다. 볼트지름 10 mm, PCD 100 mm, 허용전단응력 50 MPa일 때 전달 가능한 회전토크를 구하시오.풀기 →Q62025년 2회 · Q6플랜지 커플링 전달토크(실기 출제)공식·계산전단응력 12 MPa인 M10 리머볼트 4개로 체결되고 PCD가 200 mm인 플랜지 커플링의 최대 전달토크를 구하시오.풀기 →Q12025년 3회 · Q1끼워맞춤과 틈새(실기 출제)공식·계산구멍 Ø60(+0.030/0), 축 Ø60(-0.005/-0.010)의 끼워맞춤 명칭과 최대틈새·최소틈새를 구하시오.풀기 →Q82025년 3회 · Q8복동실린더 전진·후진 추력(실기 출제)공식·계산복동실린더의 내경 32 mm, 로드지름 12 mm, 압력 0.5 MPa, 전·후진 추력효율 80%일 때 전진 및 후진 출력을 구하시오.풀기 →Q52026년 1회 · Q5OEE 계산(실기 출제)공식·계산부하시간 460분, 정지시간 60분, 생산량 400개, 기준사이클 0.5분/개, 실제사이클 0.8분/개, 양품률 98%일 때 설비종합효율을 구하시오.풀기 →Q72026년 1회 · Q7파스칼 원리(실기 출제)공식·계산비압축성 유체를 사용하는 유압기기에 적용되는 파스칼의 원리를 설명하고 힘·면적 관계식을 완성하시오.풀기 →Q22026년 2회 · Q2M18×2 암나사 반지름 계산(실기 출제)공식·계산호칭이 M18×2인 암나사에서 a는 암나사 골지름의 반지름, b는 바깥지름의 반지름을 나타낸다. a와 b에 들어갈 값을 쓰시오.풀기 →Q32026년 2회 · Q3송풍기 동력 상사법칙(실기 출제)공식·계산같은 송풍기가 동일 유체·효율 조건에서 380 rpm일 때 5.5 hp를 소비한다. 회전수를 500 rpm으로 높일 때 필요한 동력을 송풍기 상사법칙으로 구하시오.풀기 →

4. 같은 원리로 확장

출제예상 47문제

예상문제는 실제 회차와 출제횟수를 부여하지 않으며 기출통계에 포함하지 않습니다.

1플랜지 커플링 토크(출제 예상)공식·계산M12 끼워맞춤 볼트 6개 중 1개를 제외한 5개가 단전단을 받는다. 허용전단응력 20 MPa, PCD 240 mm일 때 전달토크를 구하시오.풀기 →2버니어캘리퍼스 판독(출제 예상)공식·계산주척 37 mm를 지나고 버니어 7번째 눈금이 일치하며 최소눈금 0.05 mm일 때 측정값은?풀기 →3외측마이크로미터 판독(출제 예상)공식·계산슬리브 12.5 mm, 딤블 23눈금(0.01 mm)일 때 측정값을 구하시오.풀기 →4다이얼게이지 TIR(출제 예상)공식·계산축을 한 바퀴 회전시켰을 때 지침 최대값 +0.04 mm, 최소값 -0.02 mm이다. 총지시변동을 구하시오.풀기 →5복동실린더 추력(출제 예상)공식·계산내경 80 mm, 로드 40 mm, 압력 5 MPa인 복동실린더의 이론 전진·후진 추력을 구하시오.풀기 →6플랜지 커플링 토크(출제 예상)공식·계산지름 8 mm 볼트 4개, 허용전단응력 40 MPa, PCD 120 mm인 단전단 커플링의 토크를 구하시오.풀기 →7복동실린더 효율 적용(출제 예상)공식·계산D=50 mm, d=20 mm, P=0.6 MPa, 효율 85%일 때 전진·후진 출력을 구하시오.풀기 →8OEE 계산(출제 예상)공식·계산부하시간 480분, 정지 60분, 이상CT 0.8분/개, 총400개, 양품392개일 때 OEE를 구하시오.풀기 →9최대·최소 틈새(출제 예상)공식·계산구멍 Ø50 +0.025/0, 축 Ø50 -0.010/-0.025의 최대·최소 틈새와 끼워맞춤 종류를 구하시오.풀기 →10파스칼 유압출력(출제 예상)공식·계산입력피스톤 d20 mm, 출력 d80 mm, 입력150 N, 효율90%일 때 출력은?풀기 →11파스칼 면적비·이동거리 비교(출제 예상)공식·계산입력 피스톤의 지름이 20 mm, 출력 피스톤의 지름이 60 mm이다. 손실과 누설을 무시하고 입력 피스톤을 90 mm 이동시켰을 때, (1) 출력힘은 입력힘의 몇 배인지와 (2) 출력 피스톤의 이동거리를 구하시오.풀기 →12공압실린더 출력 예상문제(출제 예상)공식·계산공압실린더 출력에 사용하는 핵심 계산식과 각 식의 적용조건을 쓰고, 계산 전에 확인해야 할 조건 2가지를 쓰시오.풀기 →13사인바·사인센터 경사도 측정 예상문제(출제 예상)공식·계산사인바·사인센터 경사도 측정에 사용하는 핵심 계산식과 각 식의 적용조건을 쓰고, 계산 전에 확인해야 할 조건 2가지를 쓰시오.풀기 →14V블록 동심도 측정 예상문제(출제 예상)공식·계산V블록 동심도 측정에 사용하는 핵심 계산식과 각 식의 적용조건을 쓰고, 계산 전에 확인해야 할 조건 2가지를 쓰시오.풀기 →15치수선 기준점과 허용범위 판독(출제 예상)공식·계산문제 그림도식 B의 `100 ±0.2`와 `60 ±0.1`이 각각 어느 두 기준 사이의 치수인지 설명하고, 각 치수의 최소·최대 허용값을 쓰시오.풀기 →16보일 법칙 체적 계산(출제 예상)공식·계산온도가 일정한 기체의 압력이 200 kPa에서 500 kPa로 변한다. 처음 체적이 0.30 m³일 때 나중 체적을 구하시오.풀기 →17샤를 법칙 체적 계산(출제 예상)공식·계산압력이 일정한 기체의 체적이 300 K에서 2.0 L이다. 온도가 450 K가 되면 체적을 구하시오.풀기 →18연속방정식 유속 계산(출제 예상)공식·계산비압축성 유체가 지름 50 mm 관에서 2 m/s로 흐르다가 지름 25 mm 관으로 들어간다. 작은 관의 평균유속을 구하시오.풀기 →19토리첼리 유출량 계산(출제 예상)공식·계산수면과 출구의 높이차가 5 m이고 출구면적이 0.001 m²이다. 중력가속도를 9.81 m/s²로 할 때 이상 유출량을 구하시오.풀기 →20레이놀즈수 계산(출제 예상)공식·계산밀도 1000 kg/m³, 평균유속 2 m/s, 관지름 0.05 m, 점도 0.001 Pa·s인 유체의 레이놀즈수를 구하시오.풀기 →21진동 피크값의 실효값 계산(출제 예상)공식·계산정현파 진동속도의 피크값이 14.14 mm/s일 때 실효값 RMS를 구하시오.풀기 →22기어 맞물림주파수 계산(출제 예상)공식·계산잇수 48개인 기어가 1200 rpm으로 회전할 때 기어 맞물림주파수 GMF를 구하시오.풀기 →23볼베어링 기본정격수명 계산(출제 예상)공식·계산볼베어링의 기본동정격하중 C가 30 kN, 등가동하중 P가 10 kN일 때 기본정격수명 L10을 백만 회전 단위로 구하시오.풀기 →24설비 가용도 계산(출제 예상)공식·계산MTBF가 180시간, MTTR이 20시간인 수리 가능한 설비의 정상상태 가용도를 구하시오.풀기 →25시간가동률 계산(출제 예상)공식·계산부하시간이 480분이고 고장·준비 등 정지시간이 48분일 때 시간가동률을 구하시오.풀기 →26직렬 스프링 등가강성 계산(출제 예상)공식·계산강성이 각각 300 N/mm와 600 N/mm인 두 스프링을 직렬 연결했을 때 등가강성을 구하시오.풀기 →27질량-스프링계 고유진동수 계산(출제 예상)공식·계산질량 5 kg, 스프링강성 20,000 N/m인 비감쇠 1자유도계의 고유진동수를 구하시오.풀기 →28진동속도에서 가속도 계산(출제 예상)공식·계산주파수 50 Hz인 정현파 진동의 속도 피크값이 0.02 m/s일 때 가속도 피크값을 구하시오.풀기 →29점음원 음향파워 계산(출제 예상)공식·계산자유공간의 점음원에서 거리 2 m 지점의 음의 세기가 0.5 W/m²일 때 음향파워를 구하시오.풀기 →30펌프 수동력 계산(출제 예상)공식·계산양정 50 m, 유량 50 m³/min, 물의 비중량 1000 kgf/m³일 때 펌프 수동력을 구하시오.풀기 →31스핀들 이송거리 계산(출제 예상)공식·계산스핀들 리드가 5 mm이고 모터가 144° 회전했을 때 이송거리를 구하시오.풀기 →32옴의 법칙 전류 계산(출제 예상)공식·계산24 V 전원에 12 Ω 저항을 연결했을 때 흐르는 전류를 구하시오.풀기 →33나이퀴스트 샘플링시간 계산(출제 예상)공식·계산측정신호의 최대주파수가 1000 Hz일 때 앨리어싱을 피하기 위한 최대 샘플링시간 Δt를 구하시오.풀기 →34설비종합효율(OEE) 계산(출제 예상)공식·계산시간가동률 90%, 성능가동률 95%, 양품률 98%일 때 설비종합효율 OEE를 구하시오.풀기 →35두 진동신호 위상차 계산(출제 예상)공식·계산주파수 50 Hz인 두 정현파 신호의 시간차가 0.002 s일 때 위상차를 구하시오.풀기 →36유도전동기 슬립 계산(출제 예상)공식·계산동기속도 1500 rpm인 유도전동기가 1440 rpm으로 회전할 때 슬립을 백분율로 구하시오.풀기 →37설비 고장률 계산(출제 예상)공식·계산설비가 총 3000시간 운전하는 동안 6회 고장났을 때 시간당 고장률을 구하시오.풀기 →38수리율 계산(출제 예상)공식·계산평균수리시간 MTTR이 8시간인 설비의 시간당 수리율 μ를 구하시오.풀기 →39비례대와 비례게인 계산(출제 예상)공식·계산비례대 PB가 20%인 비례제어기의 비례게인 Kc를 구하시오.풀기 →40수요율 계산(출제 예상)공식·계산총 설비용량이 500 kW이고 최대수요전력이 400 kW일 때 수요율을 구하시오.풀기 →41생산성 계산(출제 예상)공식·계산300 인·시간을 투입해 제품 1200개를 생산했을 때 노동생산성을 구하시오.풀기 →42부하율 계산(출제 예상)공식·계산일정기간의 평균부하가 300 kW이고 최대부하가 500 kW일 때 부하율을 구하시오.풀기 →43PERT 기대시간 계산(출제 예상)공식·계산PERT에서 낙관시간 4일, 최빈시간 7일, 비관시간 16일일 때 기대시간을 구하시오.풀기 →44절대압력 계산(출제 예상)공식·계산게이지압력이 250 kPa이고 대기압이 101.325 kPa일 때 절대압력을 구하시오.풀기 →45성능가동률 계산(출제 예상)공식·계산속도가동률이 95%이고 실질가동률이 92%일 때 성능가동률을 구하시오.풀기 →46제품 단위당 보전비 계산(출제 예상)공식·계산총보전비가 18,000,000원이고 생산량이 60,000개일 때 제품 단위당 보전비를 구하시오.풀기 →47파장으로 주파수 계산(출제 예상)공식·계산음속이 340 m/s이고 파장이 0.68 m일 때 주파수를 구하시오.풀기 →