방진설계
방진의 일반원리
mX : 관성력(m : 질량 kg) · CeX : 점성저항력(Ce : 감쇠계수, N/cm/s)Kx : 스프링의 복원력(K : 스프링정수, N/cm) · f(t) : 외력의 가진함수
일반적으로 기계와 기초사이에 방진재를 넣는 경우로 한방향(수직 또는 수평)으로 만 진동하는 계를 1자유도(Single degree of freedom mechanical system)진동계라 한다. 이 기계의 운동방정식을 Newton의 제 2법칙으로 표시하면 mX + CeX + Kx = f(t)

• 자유진동(Free Vibration) : 비강제 진동계로 외력의 가진 함수 f(t)=0인 경우, 즉 외력이 제거된 후의 진동을 말한다. mx + Cex + kx = 0
• 강제진동(Forced Vibration) : 동기, 발전기, 송풍기 등의 회전하는 부분의 불평형력이나 햄머와 같은
충격 자극에 의한 진동을 말한다. mx + kx = Fo sin / mx + Cex + kx = Fo sin
• 비연성지지 : 1자유도만이 아닌 X, T, Z 방향 및 X, T, Z 축회전등의 6자유도계로 생각해야 되며, 어떤 X자유도가 기타 자유도에
진동을 발생시키게 하는 현상을 진동의 연성이라 한다. mx + kx = Fo sin / mx + Cex + kx = Fo sin
강제진도수와 w(fd)와 고유진동수 wn(fn)에 따른 진동제어 요소
진동수 | 응답진폭의 크기 | 진동제어요소 |
---|---|---|
W < Wn2 | x(ω)=F o/k | 스프링 강도제어 |
W > Wn2 | x(ω)=F o/kωm2 | 계의 질량제어 |
W = Wn2 | x(ω)=F o/Ceω | 스프링의 저항제어 |
강제진도수(fd)와 고유진도수(fn)에 따른 차진(isolation) 효과
자유도계에서의 감쇠비 Fd / Fn비 대 전달율 설계곡선

그림에서 fd / fn의 비에 따른 자동 전달율 변화
- fd / fn = 1 일 때 : 공진상태(전달율 최대)
- fd / fn < √2 일 때 : 전달율이 외력보다 크다
- fd / fn < √2 일 때 : 차진이 유효하다
방진대책시 고려사항
- 방진대책은 될 수 있는 한 fd / fn > 3이 되게 한다.(이 경우 진동전달율 T는 0.125이하가 된다.)
- 만약 fd/fn < √2로 될때에는 fd / fn < 4.0가 되게 설계해야 한다.
-
강제진동수가 0에서부터 증가되는 경우에는 운전도중에 공진점을 통과하게 되므로 감쇠비가 0.2보다
작은 감쇠장치를 넣는 것이 좋다.
진동 차진(전열)을 % I = (1-T) 100[%] / dB로 표기하는 방진효과 대략치 V는 V = 20log(1/T)dB
기계 구조물 등에 대한 변위 진폭의 한계

기계 구조물 등에 대한 변위진폭의 한계
동력 | 방진효율(%) | ||
---|---|---|---|
지하층,일층 | 지상층,중구조 | 지상층,경구조 | |
~5 | 방음에 치중 | 85 | 90 |
7.5~15 | 80 | 88 | 93 |
20~40 | 85 | 90 | 95 |
50~100 | 90 | 95 | 97.5 |
100~300 | 95 | 97 | 98.5 |
건물의 용도별 방진 효율 기준
동력 | 방진효율(%) | 방진효율(%) |
---|---|---|
~방음을 요하는 장소 | 공장, 자하실, 창고, 차고 | 60 |
일반 장소 | 사무실, 상점, 식당 | 86 |
주의를 요하는 장소 | 호텔, 병원, 학교, 회의실 | 95 |
특히 주의할 장소 | 스튜디오, 고층빌딩, 실험실 | 98 이상 |
바닥구조에 따른 방진재 선정표

바닥구조에 따른 방진재 설치효과
바닥구조 | 사용방진재 | ||
---|---|---|---|
방진SPRING | 방진고무 | 콜크 | |
~5 | 방음에 치중 | 85 | 90 |
7.5~15 | 80 | 88 | 93 |
20~40 | 85 | 90 | 95 |
50~100 | 90 | 95 | 97.5 |
100~300 | 95 | 97 | 98.5 |