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관리자 2023-06-22 조회수 367

Vibration Isolation Solution 미세 진동 제어 솔루션

진동 이론

진동 (Vibration)

물체가 시간이 흐름에 따라 하나의 중심점을 기준으로 반복적으로 움직이는 상태로써, 외부의 가진력(Exciting Force) 에 의해 물체가 기준 위치에 대한

흔들림 현상이다. 진동은 위치에너지와 운동에너지의 상호작용으로 구조물 및 정밀 기계의 수명에 영향을 주기 때문에 반드시 고려해야 할 부분이다.

사람이 느끼는 최소 진동가속도 레벨 55dB 이하의 미세진동은 전자현미경, 정밀측정기기, 광학실험기, 반도체 공정 장비 등과 같은 미세 진동에 민감한

장비의 성능, 실험 데이터 및 수명에 영향을 줄 수 있기 때문에 반드시 제어되어야 한다.

진동의 가진력 (Exciting Force)

1. 원심력 : 회전운동에 의한 질량 불평형이 발생

2. 충격력 : 충격과 직선 왕복운동에 의해 발생

3. 자려 진동 (Self Exciting) : 유체 운동에 의한 고체 충돌로 발생

진동 발생원 (Source of Vibration)

진동의 표현

1) 물리양에 따라 변위(Displacement), 속도(Velocity), 가속도(Acceleration) 등으로 표현

2) 진동의 모양과 주기는 변위, 속도, 가속도 중 어는 것으로 표현 가능하며, 단지 위상차가 존재함

진동수 / 주파수 (Frequency) 분석

진동은 진폭-시간 또는 진폭-주파수의 관계로 나타낸다. 진폭-시간의 관계의 경우 복잡한 진동 신호의 경우 주파수와 진동을 발생 시키는 주파수를

찾는 것이 어렵기 때문에 진폭-주파수로 변환 시켜 관찰하는데 이처럼 진동 신호를 각각의 주파수 성분으로 분리하는 것을 주파수 분석이라고 한다.

1) Peak-to-Peak : 진폭의 최대 변화 표현. 진동의 변위가 중요시 사용 (변위)

2) Peak : 짧은 순간에 일어나는 충격 등과 같은 진동 레벨 표시, 시간에 대한 변화량은 표현하지 않음 (속도, 가속도)

3) Average : 파의 시간에 대한 변화량을 표시하기 때문에 물리적인 양과 직접 관련이 없기 때문에 사용 범위 한계

4 ) RMS : 시간과 진동 크기의 변화량을 함께 고려하고, 진동의 파괴적 능력을 나타내는 에너지량과 직접 관련된 진폭을 표시하므로 진동의 크기를

표현하는데 가장 적합함 (변위, 속도, 가속도)

진동 용어

1) 진동수/ 주파수 (Frequency) : 단위 시간당 반복 운동이 일어난 횟수. (단위 : Hz)

2) 진폭 / 변위 (Amplitude) : 주기적 진동에서 그 중심으로부터 최대 움직인 거리. (단위 : cm, mm)

3) 진동 속도 (Vibration Velocity) : 단위 시간당 진동의 변위로 진동의 세기를 표현. (단위 : cm/s, mm/s)

4) 진동 가속도 (Vibration Acceleration) : 단위 시간당 속도가 변화는 비율. (단위 : cm/s², mm/s²)

5) 고유 진동수 (Natural Frequency) : 물체가 가지고 있는 특유의 진동수.

6) 강제 진동수 (Forced Frequency) : 물체에 외력을 가했을 때 발생하는 진동수.

7) 진동 가속도 레벨 (Vibration Acceleration Level) : 진동 가속도를 데시벨(dB) 형태로 표시.

8) 공진 (Resonance) : 외력에 의해 발생한 진동수와 고유진동수가 일치 할 때 발생하는 진동수

9) 감쇠 (Damping) : 진동하는 물체의 진폭 감쇠로, 물체의 에너지가 열이나 마찰 등에 의해 손실 되는 것.

- 유체 감쇠 : 공기, 물 , 기름 등과 같은 유체의 점성, 마찰 또는 난류에 의해 감쇠. (점성감쇠, 난류감쇠)

- 마찰 감쇠 : 물체가 직접 다른 물체에 닿아 마찰력에 의한 감쇠