개념 한 쪽
공해진동은 주로 저주파 영역에서 발생하며, 방진대책은 발생원·전파경로·수진측으로 나누어 적용한다는 점이 핵심이다.
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출제기준 단원 「기초 방진대책」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 진동 주파수 범위 판정 | 1 | 공해진동의 주파수 범위를 저주파와 소음 대역으로 구분하기 |
| 방진대책 분류 | 1 | 발생원·전파경로·수진측 중 해당 대책 유형을 가리기 |
| 방진재 특성 판단 | 1 | 방진고무 또는 공기스프링의 장단점을 고르기 |
공해진동은 사람이 느끼는 불쾌감을 주는 진동을 말하며, 문제를 일으키는 주파수 범위는 일반적으로 1Hz에서 90Hz 사이로 본다. 진동과 소음은 주파수 영역에서 구분되며, 1,000Hz에서 4,000Hz 대역은 소음의 민감 대역으로 진동 범위와 구별한다는 점을 기억한다.
인체의 진동 민감도는 방향과 주파수에 따라 달라진다. 수직진동에 대해서는 4Hz에서 8Hz 사이에서 가장 민감하게 반응하며, 수평진동은 약 1Hz에서 2Hz 대역에서 민감성이 크다. 고주파로 갈수록 인체의 민감도는 낮아지는 경향이 있으므로 50Hz 이상의 고주파는 상대적으로 영향이 적다.
방진대책은 세 가지 층위로 구분한다. 발생원 대책은 진동을 만들어내는 기계 자체에서 진동을 줄이는 방법을 말하며, 예로 탄성지지나 흡진 장치 설치가 포함된다. 전파경로 대책은 진동이 전달되는 경로를 차단하거나 거리를 확보하는 방법을 말하며, 예로 방진구 설치나 거리 확보가 있다. 수진측 대책은 진동을 받는 쪽의 특성을 바꾸는 방법으로 강성 변경 등이 해당한다.
방진재별 특성도 중요하다. 방진고무는 형상을 자유롭게 설계할 수 있고 스프링정수를 다양하게 얻을 수 있으나 내부마찰이 커서 감쇠가 크게 작용하고 오존에 의해 산화·열화되는 단점이 있다. 이러한 내부마찰 때문에 방진고무는 저주파 진동 차단에는 부적합한 면이 있으며, 저주파 차진에는 금속 스프링이 더 유리하다.
공기스프링은 공기를 매개로 한 스프링으로 높이와 정수를 독립적으로 조절할 수 있고 부하 능력이 크며 공기 주입량으로 높이를 제어할 수 있다는 장점이 있다. 반면 자체 감쇠가 약하므로 별도의 댐퍼를 설치해야 하는 경우가 많다는 점을 주의한다.
문항에서 공해진동의 주파수 범위를 묻는다면 1Hz~90Hz라는 저주파 범위를 기준으로 판단한다는 점을 활용한다. 인체 민감도를 묻는 문제는 수직 4~8Hz, 수평 1~2Hz라는 키워드로 빠르게 검토한다. 방진재 성질을 묻는 문제에서는 방진고무의 내부마찰과 오존 열화, 공기스프링의 낮은 감쇠와 댐퍼 필요성 같은 특성을 기준으로 정답을 가린다. 방진대책 분류 문제는 '어디에서 개입하는가'를 기준으로 발생원·전파경로·수진측으로 선지를 분류하면 답을 찾기 쉽다.
공해진동에 관한 설명중 틀린 것은?
정답 ① · 공해진동으로 문제가 되는 진동수 범위는 통상 1~90Hz 정도이며, 1,000~4,000Hz는 가청 소음(음향)의 감각적으로 민감한 주파수 대역에 해당하는 것으로 진동과는 관련이 없다. 따라서 진동수 범위를 1,000~4,000Hz라고 설명한 1번이 틀린 내용이다.
공해진동은 1~90Hz 저주파 영역이며, 1,000~4,000Hz는 소음 대역이므로 이는 진동수 범위를 잘못 설명한 것이다.
다음 방진대책중 발생원에서의 대책인 것은?
정답 ① · 방진대책은 크게 발생원 대책, 전파경로 대책, 수진측 대책으로 구분되며, 탄성지지(방진고무, 스프링 등을 이용한 탄성지지)는 진동이 발생하는 기계 자체에 적용하는 발생원 대책에 해당한다. 거리감쇠, 방진구 설치, 수진측 강성 변경은 각각 전파경로 또는 수진측 대책에 해당한다.
방진대책은 발생원, 전파경로, 수진측으로 나뉘며, 기계 자체에 탄성체를 설치하는 것은 발생원 대책이다.
방진고무의 일반적인 성질로 볼 수 없는 것은?
정답 ① · 방진고무는 형상 선택이 자유롭고 스프링정수를 재질과 형상에 따라 넓게 설계할 수 있으며 공기 중 오존에 의해 산화(열화)되는 단점이 있다. 그러나 방진고무는 내부마찰(감쇠)이 오히려 크게 작용하는 재료이며, 저주파 진동 차진에는 부적합하고 고유진동수가 높아 오히려 금속스프링이 저주파 차진에 유리하므로, '내부저항이 최소화되어 저주파 차진에 효과적'이라는 설명은 틀린 내용이다.
방진고무는 내부마찰이 커 저주파 차진에 부적합하므로 내부저항 최소화로 저주파 차진 효과적이라는 설명은 틀렸다.
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