무소음송풍기 설계

무소음송풍기 설계

1, 종래 송풍기의 구조특성

1) 송풍기는 Blade가 공기의 저항에 의하여 진동이 Damping되는 특성을 갖는다. 다만 "물"과같이 큰 Damping특성은 없다.

2) Blade의 직경이 크기 때문에 자중에 비하여 큰 관성모멘트값을 갖는다. (Blade의 자중에 비하여 큰 가진력이 작용한다.)

3) Blade가 회전할 때 공기저항에 의하여 Blade형상이 변함으로 Balance를 맞추기가 어렵다.

4) 축의 탄성을 이용하여 Blade의 진동을 흡수하기 편리한 구조이다.

5) Casing이 박판임으로 작은 진동에도 쉽게 공진한다.(→ 소음발생)

2, 기계의 목적음과 소음(騷音)

1) 피아노를 연주하면 연주자의 가족이 들으면 목적음이고, 이웃집에서 공부하는 학생이 들으면 소음이다.

소음은 학생의 공부를 방해한다.

2) 무더운 여름에 선풍기를 켰을 때 바람소리가 들리면 목적음이고, 덜덜거리는 소리가나면 소음이다.

소음은 선풍기의 수명을 단축시킨다.

3) 선반작업을 할 때 공작물이 깍이는 소리는 목적음이고, 그 외의소리는 소음이다. 다만 타인이 들을 때는 공작물이 깎이는 소리도 소음이다. 목적음은 바이트의 상태, 적정 절삭속도 등 작업상태를 판단하는데 유용하게 활용된다.

3, 송풍기의 소음과 대책

송풍기를 가동할 때 바람소리는 목적음이고, Casing이 떨리는 소리, 베어링이 마모되는소리 등 은 소음이다.

소음은 송풍기의 수평을 단축시키고, 제품의 품질저하요인이 된다.

진동이 주파수가 가청주파수(16～20,000Hz) 이내이면 소음이 된다.

송풍기의 진동은 Blade의 편심에 원인이 있는 것이며, Blade의 진동이 축을 경유하여 베어링을 진동시키고, 베어링이 Frame을 진동시킨다. Frame은 베어링의 중심점을 기점으로 하여 비대칭형상임으로 축의 정현파진동을 변조시킨다. 이때 축의 가진력과 Frame의 진동이 충돌하여 Blade의 진폭을 증가시킨다.

이와 같은 악순환 고리를 차단하여 진동으로 인한 피해를 최소화하여야한다.

4, 무소음송풍기의 설계

송풍기의 진동 발생과 전달계통은

“Rotor(Blade) →축 →베어링 →Frame(Casing)“이다.

1) Blade는 공기와 저항하면서 스스로 진동을 Damping하는 구조이

다.

2) 축은 베어링과 거리가 있음으로 진동을 소멸시키기에 유리한 구

조이다.

3) Casing은 진동에 공진하여 진폭을 증폭할수있는 위험한 구조이다.

※ 송풍기의 구조특성과 방진베어링의 특성을 적절히 조합하여 무소음송풍기의 설계가 가능하다.