안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
고속 회전하는 기계 회전축에서 특정 임계 회전수 영역, 즉 고유 진동수에 도달했을때 발생하는 공진 현상과 심한 진동은 기계의 손상과 고장을 초래할 수 있어 매우 주의 해야 합니다. 이를 회피하기 위한 설계 대책은 다음과 같습니다.
첫째, 임계 속도 회피 설계입니다. 즉, 회전축의 운전 속도가 임계 회전수와 겹치지 않도록 설계합니다. 임계 속도 구간을 피해서 낮거나 높은 속도에서 운전함으로써 공진 발생을 최소화할수있습니다.
둘째, 진동 감쇠 장치 부착입니다. 회전축이나 베어링에 감쇠 장치를 넣어 진동 에너지를 흡수하고, 진폭을 줄여 공진 영향을 감소시킵니다.
셋째, 축의 강성 및 질량 조절입니다. 회전축의 강성을 높여 고유진동수를 조절하거나, 축의 질량 분포를 변경해 공진 주파수를 설계 단계에서 회피하도록 합니다.
넷째, 정밀한 균형 조정으로 인해 불필요한 진동 발생을 줄이고, 회전체가 고르게 회전하도록 합니다.
다섯째, 비선형 감쇠 및 진동 제어 기술을 적용하여 공진 구간에서도 진동을 제어하는 방법도 있습니다.
이처럼 임계 회전수 회피, 진동 감쇠, 강성 및 질량 조절, 균형 조절이 핵심 설계 대책입니다. 이런 방법을 적절히 조합해 설계하면 공진으로 인한 위험을 효과적으로 줄일수있습니다.