패시브(passive) 제진대

국내에서 가장 많이 사용되어 지고 있는 정밀/미세진동 제진대는 공기 스프링방식 제진시스템입니다.

공기스프링식 제진대를 흔히 패시브(passive)형 제진대라고 불려지기도 합니다. 이것은 진동을 감지하여 제진하는 것이 아니라, 패시브 제진대를 통과하는 진동을 단순 감쇠시키기 때문에 패시브(수동)라는 말이 덧붙여 지게 되었습니다.

현재, 산업계에서 가장 많이 사용되고 있으므로, 패시브 제진대의 구성 및 특징을 알아보겠습니다.

패시브 제진대는 “공기 스프링의 수압면적 S” 와 “공기스프링 내부 압력 P”, “공기스프링 수량N (일반적으로 4개의 지지기둥)”과 상부에 설치되는 “장비하중M” 과의 균형을 유지하도록 설계/제작됩니다.

passive 제진대, vibration isolation system table, section. iVIC, 제진대 투영도

(예) 제진테이블 투시도

제진테이블에서 동하중상태(설치된 장비하중 M의 중심이동에 의한 불균형상태)가 발생하면, 변동하중분(ΔM)을 공압식 메카니컬 밸브에 의해, 압력자동보정 메커니즘이 공기스프링 내압을 자동보정하게 됩니다. 즉, 흔히 말하는 제진대의 레밸링 밸브가 작동하는 것입니다.

이때의  공기스프링 재료의 점성저항(일반적으로 고무가 많이 사용됩니다.)과 봉입압력의 공기(기체)저항의 손실계수를 이용하여 제진하게 됩니다..

공기스프링식 제진대는 공기저항 손실계수를 높이는 방법으로, 공기스프링내 체적(Spring Chamber)이 다른 보조TANK 체적(Damping Chamber)를 부착하고, 그 사이에 오리피스(Orifice, 교축밸브)로 연결하여, 이 오리피스에 의한 에어 Damping을 하게 하여 진동을 제어하게 됩니다. 그리고 이 보조TANK는 고유진동수를 규정하는 큰 요인 중 하나가 됩니다.

air damping, machanism, iVIC

이러한 제어방식의 잇점은 공압식 메카니칼 밸브에 의한 압력조작(공기압의 IN, OUT, EXIT)과 오리피스 및 스피드 콘트롤러에 의한 유속, 유량조절 등 공압부품의 단순구성으로 최대의 제진효과를 얻을 수 있다는 것입니다.

패시브제진대의 지지하중은 테이블 위에서 사용하는 탁상형 패시브제진대에서 부터 석정반을 포함하는 수십톤 하중의 정밀시스템까지 모두 지지할수 있기때문에, 산업계에서 진동 제어장치로서 폭넓게 사용되고 있습니다.

고하중 지지용 액티브제진대도 공압으로 상부하중을 지지하면서 진동제어하는 구조로 되어 있습니다.

이처럼 공압을 이용한 제진시스템은 제진효과, 설치공간효율 등이 우수합니다.

 

그리고, 단점이라고 할수 있는 점은,

첫째, 풍압이나 전선케이블류의 당김이나 제진테이블 상부장치의 거동에 의한 움직임에 영향을 쉽게 받는 연성지지(軟性支持)입니다.

둘째, 연성지지 때문에 작동상의 조작과 접촉시 고유진동수에 근사한 자유진동이 생길 수 있습니다.

셋째, 반송(搬送)시스템 장치와 함께 설치된 경우, 감쇠시간이나 상호간의 위치정밀도의 불일치로 지장을 초래할 수도 있습니다.

넷째, 설치Floor 윗면으로 전달되는 전파 진동만이 제진대상이 되는 것입니다.

그러나 이러한 단점은 엄밀한 판단에 의한 것이기 때문에, 대부분의 제진대 사용자의 입장에서는 불편함을 인지하지 못하거나, 적절한 대응책을 수립하여 사용하고 있습니다.

이럼에도 불구하고, 제진대의 수요가 늘어나는 이유는, 정밀계측/관찰 등의 업무를 하다 보면, 제진대가 있을 때 얻을 수 있는 잇점이 훨씬 더 많기 때문입니다.

제진대는 정밀 계측관련 업종에는 필수품이 되고 있으며, 최근에는 정밀기기를 진동으로 부터 보호하기 위한 목적으로도 점차 사용예가 늘어나고 있습니다.

 

댓글 남기기

이메일은 공개되지 않습니다.