수동 제진 시스템
수동(패시브) 제진 시스템 종합 가이드입니다. 공압 제진대 등 패시브 제진 솔루션의 원리와 특징, 적용 분야를 정리한 대일시스템 기술 노트입니다.
최종 개정
수동 제진 시스템
수동 제진 시스템은 제진 대상 질량(페이로드), 스프링(K) 및 댐퍼(C)의 세 가지 구성 요소로 이루어지며 조화 진동자로 작동합니다. 페이로드와 스프링 강성은 수동 제진 시스템의 고유진동수를 정의합니다. 스프링은 바닥 진동이 제진된 페이로드로 전달되는 것을 감소시키는 반면, 댐퍼는 제진 시스템 내에서 증폭되는 진동을 제거합니다. 대부분의 경우, 수동 제진 시스템은 뛰어난 제진 성능과 감쇠를 제공하는 낮은 고유진동수 특성으로 인해 공압 스프링을 사용합니다.
수동 제진 시스템의 단순한 구성은 최대 제진 효율을 달성할 수 있지만, 저주파 범위(10Hz 이하)에서의 공진 현상(진동 증폭), 긴 정착 시간, 제한된 조정 등의 한계도 있습니다.
제진
제진은 진동원으로부터 물체를 격리하는 과정으로 정의됩니다. 제진 이론은 시스템의 고유진동수를 강제진동수보다 낮게 만들고 시스템의 고유진동수에서 공진을 억제하는 것입니다. 기술이 발전함에 따라 진동에 민감한 계측 장비를 진동으로부터 절연하기 위해 제진 기술이 필수적으로 요구됩니다.
전달률(T)은 제진 플랫폼에 전달된 진동의 진폭과 가진 진동의 진폭의 비율을 나타냅니다. 제진 효율은 고유진동수가 낮을수록 향상되며, 이는 T 값이 낮을수록 제진 성능이 좋다는 것을 의미합니다.
주파수 비는 강제진동수와 시스템의 고유진동수의 함수이며 제진 성능을 결정하는 평가 기준으로 사용됩니다.
주파수 비가 (0 < 주파수 비 < 1.414) 범위에 있을 때, 모든 감쇠비(ζ) 값에 대해 T가 1보다 크며, 이는 진동 증폭과 전달을 나타내고 댐퍼가 진동 증폭을 줄이는 데 도움이 됩니다. 주파수 비가 1일 때 진동 진폭이 최대화(공진)되고, 증폭된 T 값은 감쇠비에 따라 최소화됩니다. 감쇠비가 높은 제진 시스템은 감쇠비가 낮은 제진 시스템보다 진동 진폭을 더 많이 줄입니다. 그러나 제진 성능과 감쇠비 사이에는 트레이드오프가 있어 감쇠비가 증가하면 T가 더 천천히 감소합니다.
전달률 (T)
제진 플랫폼
제진 함수
전달률 함수
공압 아이솔레이터(수동 제진)의 고유진동수는 피스톤의 유효 단면적과 챔버의 가압 체적의 함수로 정의됩니다.
핵심 요약
구성 요소
- • 제진 대상 질량 (페이로드)
- • 스프링 (K)
- • 댐퍼 (C)
장점
- • 단순한 구성
- • 최대 제진 효율
- • 낮은 고유진동수
한계
- • 저주파 공진 현상
- • 긴 정착 시간
- • 제한된 조정