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(%)
동력	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
바닥구조	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

방진스프링 마운트

방진스프링 행어

수평밀림방지구

방진고무마운트

방진케이스