KR100267478B1 - 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물 - Google Patents

수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물 Download PDF

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Abstract

중장비를 지지하기 위한 진동 차단용 고정 패드 삽입물에 있어서, 상기 삽입물은 수직으로 조절가능하며 일정한 수평 고유 주파수가 패드의 모든 수직 위치에서 유지된다. 상기 일정한 수평 고유 주파수의 진동 흡수 특성은 삽입물 탄성 중합체 바디를 형성시키므로써 모든 삽입물 위치에서 유지된다. 일정한 수평 진동 제어는 모든 수직 조절 위치에서 효과적인 탄성 중합체 진동 제어 질량을 일정하게 유지시키므로써 달성된다.

Description

수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물
본 발명은 중장비용 진동 흡수 고정 패드 삽입물에 관한 것이며, 상기 삽입물은 수직 조절이 가능하다.
기계 공구, 프레스, 터빈, 발전기 및 다른 무거운 동적인 장비와 같은 중장비를 주파수 진동 흡수용 패드상에 지지하는 것이 자주 요구되며, 그러한 패드는 대개 탄성중합체 타입(elastomeric type)이다. 이러한 장비는 높이를 맞춰서 정렬하기 위한 목적으로 종종 다양한 다리 또는 지지점에서 수직으로 지지되어야만 하기 때문에, 다양한 타입의 높이를 맞추는 장치에 나사홈을 낸 스팀(stem), 쐐기 등의 고정 패드가 사용된다.
프레임 다리 또는 고정용 구성품내에서 한정되는 공동내에 차단 패드 삽입물을 고정하는 것이 일반적이다. 이러한 공동의 사용은 지지된 장비의 전체 높이를 최소화하며 고정 패드 삽입물을 보호하고 미적인 측면에서도 바람직하다. 그러나, 탄성 중합체의 진동 흡수용 고정 패드 삽입물이 프레임 공동내에 배치될 때, 패드 탄성 중합체 재료의 수평 팽창이 종종 수평 진동을 흡수하는 탄성 중합체의 부피를 증가시켜 탄성 중합체를 공동의 측부와 맞닿게 하며 프레임 공동과 맞물리는 탄성 중합체의 부피가 공동내에서 패드 삽입물의 수직 위치에 따라 변화하므로, 요구되는 예정된 일정한 수평 주파수 진동 특성을 유지하는 것이 불가능하였다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결한다.
본 발명의 목적은 패드를 수용하는 프레임 공동내에서 패드의 수직 위치와 관계없이 일정한 수평 고유 주파수 흡수를 제공하는 수직으로 조절가능한 진동 차단 고정 패드 삽입물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 경제적으로 제조되며 작동시 효율적이고 고 숙련자에 의한 장착이 요구되지 않는 일정한 수평 고유 주파수 진동 차단용 고정 패드 삽입물을 제공하는데 있다.
본 발명의 개념에 따른 일정한 수평 고유 주파수 진동 차단용 고정 패드 삽입물은 수직 크기를 갖는 탄성 중합체 바디로 이루어진다. 바람직하게는, 상기 바디는 평행한 횡 측부 및 평행한 단부에 의해 한정되는 상부 및 하부 영역을 갖는 장방형 형상이다. 상기 탄성 중합체 바디의 상부 영역의 주변 크기는 바디의 하부 영역의 주변 크기보다 더 크다.
강철의 강성 코어판은 지지되는 장비의 프레임에 고정되는 조절 스크류와 결합하기 위한 목적으로 바디의 상부면에 인접한 탄성 중합체 바디내에 배치된다.
지지될 장비는 고정 패드 삽입물의 수평 단면 형상을 보완하는 수평 단면 형상의 공동을 포함하며, 상기 공동을 한정하는 측부는 탄성 중합체 바디의 상부 주변 영역의 주변 크기와 실질적으로 동일한 크기이다. 따라서, 상기 바디는 프레임 공동벽과 맞물리는 바디 상부 영역의 탄성 중합체 재료와 함께 프레임 공동내에 편안하게 수용된다.
상기 코어판은 탄성 중합체 바디의 상부 영역과 수평으로 정렬되며 삽입 패드의 상부 영역의 주변 형상과 유사한 주변 형상을 갖지만 크기는 더 작다. 따라서, 탄성 중합체 재료는 코어의 인접한 엣지와 패드 삽입물 사이에 삽입되며, 바람직하게는 패드 삽입물 주변에 걸쳐서 코어와 정렬하는 탄성 중합체 재료의 수평 크기가 패드 삽입물의 상부 영역에 걸쳐서 실질적으로 동일하다.
장비 프레임의 나사 형성된 구멍을 통해 연장하는 나사 형성된 스크류는 고정 패드의 코어판과 맞물리므로써 삽입 패드에 의해 지지되는 중량이 스크류를 통해 패드로 가해진다. 차례대로, 코어판에 가해진 힘은 패드 바디의 탄성 중합체 재료에 전달된다. 코어판에 의한 제한 때문에 탄성 중합체 재료를 수평으로 흐르게 하는 수천 파운드가 삽입 패드에 의해 지지될 수 있으며, 코어판과 수평 정렬하는 탄성 중합체 재료는 코어판과 프레임 공동의 측부사이에서 "압축"될 것이다. 탄성 중합체 재료의 특성과 패드 바디 상부 영역의 크기가 미리 설정되기 때문에, 공동 측부와 코어판 사이에 배치되는 탄성 중합체 재료의 질량에 따라 공동 측부와 맞물리는 탄성 중합체 재료량을 알 수 있다. 그러므로, 예정된 이 특성에 의해 지지되는 방지의 고유 수평 진동 주파수가 제어될 수 있다.
삽입 패드 삽입물상에 부과되는 높은 수직력 때문에, 패드의 상부 영역 뿐만 아니라 하부 영역에서 모든 탄성 중합체 재료가 수평으로 흐르는 경향이 있다. 만약 삽입물의 하부 영역에서의 탄성 중합체 재료가 고압축 및 흐름하에서 프레임 공동 측부와 맞물리면, 삽입 패드의 수평 진동 흡수를 특성이 탄성 중합체 재료와 지지되는 프레임 사이의 이 결합 때문에 변화될 것이다. 그러한 실례에서, 삽입물의 수평 진동 흡수 특성이 프레임 공동내에서 패드의 수직 위치에 따라 변화될 것이며, 물론 삽입물의 그러한 비제어 특성은 매우 바람직하지 못하여 삽입물의 미리 조율된 진동 감쇠 특성을 파괴한다.
상기의 발생을 방지하기 위해 고정 패드 삽입물의 하부영역은 코어판과 수평정렬하는 고정 패드의 상부 영역보다 원주 크기가 더 작다. 삽입물 하부 영역의 직경을 프레임 공동의 크기보다 더 작게 제조하므로써, 프레임 공동내에서 삽입물의 수직 위치에 상관없이 부하하의 탄성 중합체의 수평 팽창이 하부 영역 탄성 중합체가 프레임 공동 측부와 맞물리지 않게 하며, 수평 진동을 흡수하도록 설계되는 예정된 탄성 중합체량이 유지될 것이다. 따라서, 본 발명의 고정 패드 삽입물은 고정 패드의 모든 수직 위치 및 부하에서 그 예정된 진동 흡수 특성을 유지시킬 수 있다.
상술된 본 발명의 목적 및 장점은 다음의 설명 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
제1도는 일정한 수평 고유 주파수 진동 차단을 실행할 수 있는 본 발명에 따른 고정 패드 삽입물의 부분적으로 절단된 측입면도.
제2도는 도 1의 섹션 2-2에 따라 취한 프레임 공동과 삽입 패드의 형상을 도시하는 평단면도.
제3도는 제2도의 섹션 3-3에 따라 취한 고정 패드 삽입물의 입단면도.
제4도는 저부하 지지 상태하에서 고정 패드의 상부 및 하부 영역과 공동 측벽을 상세히 도시하는 확대도.
제5도는 고부하를 지탱하는 상태하에서 고정 패드 삽입물과 프레임 공동의 측벽 사이의 관계를 도시하는 도 4와 유사한 도면.
제6도는 삽입 패드가 본 발명의 개념을 이용하지 않고 중량 지지 상태하에 있는 종래 기술의 삽입 패드와 프레임 공동의 측벽을 상세히 도시하는 확대도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 프레임 고정 패드 12 : 공동
13 : 지지면 14 : 측부
26 : 패드 삽입물 바디 28 : 상부면
30 : 하부면 32 : 상부 주변 영역
34 : 하부 주변 영역 40 : 리세스
도면에서 프레임 패드 삽입물에 의해 지지되는 장비 또는 장치의 프레임 고정 패드는 참조번호 10으로 나타낸다. 지지되는 장치는 대개 기계 공구, 인쇄 프레스, 모터, 발전기, 터빈 등과 같이 무거운 듀티(duty) 동적 장비일 것이다. 상기 프레임 패드(10)는 칼럼, 다리, 또는 이러한 장비용 다른 지지 요소로 구성되며, 패드는 대개 강철 또는 주철로 형성되고, 개시된 실시예에서 장방형 형상인 공동(12)을 포함한다. 도 1로부터 알 수 있듯이, 상기 공동(12)은 그 상부 영역에서 프레임에 의해 폐쇄되며, 바닥 또는 장치를 지지할 수 있는 다른 고정용 구조재와 같은 지지면(13)과 개방되어 있다(도 1). 물론, 지지된 장치는 다수의 프레임 지지용 패드(10)를 포함할 것이며, 이 지지용 패드는 도면에 도시된 것과 동일해도 좋다.
장방형 공동(12)은 공동(12)의 내부 원주 또는 내측 주변을 한정하는 평행한 단부 측부(16) 및 평행한 종방향 측부(14;도 2)를 포함한다. 프레임(10)의 상부 패널을 거쳐서 연장하는 나사 형성된 구멍(18)은 육각형 헤드(22)를 갖는 나사 형성된 스크류(20)를 수용하며, 구멍(18) 내에서 스크류(20)의 축방향 위치는 프레임(10)에 대해 지탱할 잠금 너트(24)에 의해 로킹된다(도 1).
본 발명의 요지를 이루는 패드 삽입물(26)은 프레임 공동(12)내에 배치될 탄성 중합체 바디로 구성된다. 탄성 중합체의 패드 삽입물 바디는 고무, 네오프렌, 폴리우레탄 등과 같은 다양한 탄성 중합체 재료로 형성될 수 있으며, 이러한 재료 요건은 진동을 흡수하고 압축하에서 무거운 중량을 효과적으로 지지하는 능력이다.
패드 삽입물 바디(26)는 상부면(28), 지지면(13)과 맞닿는 하부 평면(30), 상부 주변 영역(32) 및 하부 주변 영역(34)을 포함한다. 상부 주변 영역(32)은, 하부 주변 영역과 동일하게 장방형 형상이며 평행한 종방향 측부(36) 및 평행 단부(38)를 포함한다(도 2). 도 2에 명백하듯이, 상부 주변 영역(32)은 프레임 공동(12)내에 아늑하게 수용된다. 공동 측부(14)는 삽입 패드 측부(36)와 맞물리며 공동 단부(16)는 삽입 패드 단부(38)와 맞물린다.
리세스(40)는, 도 3에 명백하듯이, 상부면(28)을 가로지르는 삽입 패드(26)의 상부 영역에서 한정된다. 상기 리세스(40)는, 도 2에 명백하듯이 삽입 패드 상부 영역(32)의 주변 형상에 대응하는 장방형 형상이다. 장방형 강철 코어판(42)은 리세스(40)내에서 아늑하게 수용된다(도 2 및 3). 상기 코어판(42)은 리세스(40)의 형상에 가깝게 형성되며, 코어판은 리세스(40)가 형성되는 탄성 중합체 재료에 부착되거나 코어판은 삽입판으로 주조될 수 있거나 또는 거기에서 유지될 수 있다. 실제 실행에 있어서, 코어판(42)은 프레임(10)에 의해 부과된 중량이 코어판과 삽입 패드 사이의 조립을 유지하기 때문에 리세스(40)내에서 거의 안착될 수 있다.
삽입물 하부 영역(34)의 주변 크기는 패드 상부 영역(32)의 주변 크기보다 작으므로, 하부 영역(34)을 한정하는 종방향 측부 및 단부가 상부 영역의 측부(36)와 단부(38)의 수직 돌기로부터 내향으로 설정될 것이다. 상부 주변 영역(32)과 하부 주변 영역(34)사이의 전이에서 탄성 중합체 재료에 한정된 반경(48)은 이 전이 영역에 발생하는 응력을 방지한다.
사용할 때, 삽입물(26)은 도시한 바와 같이 프레임 공동(12)내에 배치된다. 삽입물 측부(36)가 공동 측부(14)와 맞물리고 단부(38)가 공동 단부(16)와 맞물리기 때문에, 삽입물은 공동(12)내에 적절하게 배치된다. 스크류(20)는 구멍(18)내로 충분히 나사결합되므로 스크류의 저단부가 도 1에 도시한 바와 같이 강철 코어판(42)과 맞닿게 된다. 따라서, 스크류(20)는 공동(12)내에서 삽입물(26)의 수직 위치를 결정한다. 삽입물의 수직 높이는 공동(12)의 수직 크기보다 더 커서 삽입물 하부면(30)이 프레임(10)의 하부에서 지지면(13)과 맞물리기 위하여 연장된다. 따라서, 프레임(10)의 중량은 코어판(42)을 통해 삽입물(26)로 스크류(20)를 거쳐서 전달되고, 이러한 방법으로 삽입물(26)의 탄성 중합체 재료가 프레임 중량을 지지할 것이다.
삽입물(26)의 탄성 중합체 재료는 바닥(13)으로부터 프레임(10)을 분리시키며 도시하지 않은 상기 프레임상에 고정된 장치에 의해 발생되는 프레임(10)에 초래되는 진동을 흡수하여 감쇠시킨다. 삽입물 측부(36)와 단부(38)가 프레임 공동의 측부와 직접 맞물릴 때, 탄성 중합체 재료의 질량이 코어 측부(40)와 프레임 측부(14)사이(도 2) 및 코어 단부(46)와 프레임 공동 단부(16)사이에 존재한다. 삽입물 측부(36)와 코어 측부(40)사이에 있는 탄성 중합체 재료의 두께와 코어 단부(46)에 대한 삽입물 단부(38)의 두께를 미리 설정하므로써 이 탄성 중합체 재료는 프레임(10)내의 수평 진동을 감쇠 및 흡수하며, 수평 방향에서 프레임(10)의 고유 주파수가 효과적으로 제어될 수 있다.
코어판의 측부 및 엣지와 수평으로 정렬된 탄성 중합체량의 예정된 수평 "두께"에 부가하여, 상부 영역(32)의 수직 두께도 프레임(10)내에서 수평 진동을 효과적으로 감쇠시키는 탄성 중합체량을 제어한다.
도 3에서 가장 잘 알 수 있듯이, 코어판(42)의 수직 크기는 실질적으로 동일하게 삽입물 상부 영역 주변(32)의 수직 크기와 수평으로 정렬되며, 이 방법으로 프레임(10)의 수평 고유 주파수 진동이 이 삽입물의 탄성 중합체 재료에 의해 효과적으로 감쇠된다.
이 목적에 부합시키기 위해, 대개 프레임 공동(12)내에서 삽입물을 수직으로 배치하는 것이 요망되는데, 이러한 것은 잠금 너트(24)를 풀고 육각형 헤드(22)를 통해 스크류(20)를 회전시키므로써 쉽게 수행된다. 따라서, 수평 주파수를 감쇠시키는 삽입물(26)내의 탄성 중합체 재료량이 공동(12)내에서 삽입물의 수직 위치에 상관없이 일정하게 잔류하기 때문에, 삽입물의 고유 주파수 진동 차단 특성이 프레임 공동 내에서의 삽입물의 수직 위치에 상관없이 일정하게 잔류한다.
더욱 작은 삽입물 하부 영역(34)의 주변 크기는 삽입물 하부 영역내의 탄성 중합체 재료가 설계 한계내에서 삽입물에 의해 지지되는 수직력에 상관없이 공동의 측부(12) 및 단부(16)와 맞물리는 것을 방지하기에 충분하다. 물론, 삽입물상에 가해진 수직력이 커질수록, 하부 영역(34)에서 탄성 중합체 재료의 수평 팽창이 압축하에서 수평으로 흐르는 탄성 중합체 재료의 성향에 기인하여 커지게 된다.
도 4에서 삽입 패드의 하부 영역(34)과 프레임 공동의 측부 사이의 전형적인 관계가 도시되며, 하부 영역(34)과 공동 단부(16) 사이의 간극은 삽입물 하부 영역(34)내의 탄성 중합체 재료가 프레임 단부 또는 측부와 맞물리는 것을 방지하며 또한 삽입물의 수평 진동 흡수 특성을 변화시키는 것을 방지한다.
도 5에서 삽입물 하부 영역(34)과 프레임 공동 단부면(16)사이의 관계가 도시되며 거기에서 삽입물은 도 4의 경우보다 큰 압축하에 놓이게 되어, 하부 영역(34)과 프레임 단부(16)사이의 여백이 도 4에서보다 작게 된다. 그러나, 그러한 맞물림이 예정된 삽입물의 수평 진동 주파수 차단 흡수 특성에 심각한 영향을 미치기 때문에, 하부 영역(34)의 탄성 중합체 재료가 프레임 공동 측부 또는 단부와 맞물리지 않는 삽입물의 특성을 갖는 최대 설계 하중하에서도 삽입물(26)의 원래 크기가 있도록 하는 것은 중요하다.
도 6은 본 발명의 삽입물에서 회피되는 상태의 타입을 도시한다. 도 6에서, 삽입물(50)은 실질적으로 그 높이에 걸쳐서 일정한 크기를 갖는다. 따라서, 부하가 걸릴 때, 54로 나타낸 바와 같이 프레임 공동 단부(16)와 맞물리는 탄성 중합체 재료의 수직 크기가 삽입물(50)의 수직 위치에 따라 변화할 것이다. 접촉 영역(54)의 수직 크기가 삽입물의 수직 위치가 조절됨에 따라 변화하기 때문에 삽입물(50)의 수평 진동 흡수 특성이 변화하고, 또한 삽입물(50)상의 부하가 증가하기 때문에, 삽입 패드의 외측부(52)는 프레임 공동과의 마찰 결합을 증가시키고 또한 수평면에서 삽입물(50)의 탄성 중합체 재료의 주파수 흡수 특성에 영향을 미치는 더 큰 범위로 프레임 공동 측부와 맞물리게 된다. 도 6에 도시된 방법으로 구성된 삽입물은 공동 프레임내에서 그 수직 위치와 상관없이 일정한 수평 고유 주파수 진동 차단을 유지할 수 없다.
일정한 수평 고유 주파수 진동 차단용 고정 패드 삽입물이 본 발명 개념의 실행에 의해 경제적인 방법으로 얻어진다는 것은 분명할 것이며, 발명 개념에 따른 다양한 변경예가 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한 당해 분야의 숙련자들에게 명백할 것이라는 것은 분명하다.

Claims (9)

  1. 내부 주변을 한정하는 수직벽면에 의해 한정되는 공동을 구비한 고정 패드내에 사용하기 위한 일정한 수평 고유 주파수를 갖는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물에 있어서,
    주변, 하부 측부 및 상부 측부를 한정하는 단부 및 측부 엣지를 갖는 강성코어와, 상부 측부, 하부 측부, 제 1 주변 및 제 2 주변을 갖는 상기 코어상에 고정되는 탄성 중합체 바디와, 상기 강성 코어의 주변을 보완하는 주변 형상의 탄성 중합체 상부 측부에 인접한 상기 탄성 중합체내에서 한정된 리세스를 구비하며,
    상기 코어는 상기 리세스내에 수용되고, 상기 탄성 중합체의 제 1 주변은 상기 코어와 수평 정렬하며 공동과 결합하기 위해 공동 내부 주변의 형상에 대응하고, 상기 탄성 중합체는 상기 코어와 제 1 주변 사이에 배치되는 예정된 크기의 탄성 중합체 재료를 포함하며, 상기 탄성 중합체의 제 2 주변은 상기 탄성 중합체가 수직으로 부하를 받을 때 공동의 수직벽면과 탄성 중합체의 맞물림을 방지하기 위해 공동 수직벽면으로부터 충분히 이격되도록 상기 제 1 주변보다 작은 주변 크기를 가짐으로써, 수평 진동이 상기 제 1 주변과 수평 정렬되는 탄성 중합체를 통해서만 감쇠되는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 삽입 패드의 제 1 및 제 2 주변은 장방형의 수평 단면인 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 코어는 외형상 상기 제 1 주변을 보완하는 수평의 장방형 형상이며, 상기 코어와 제 1 주변은 평행한 종방향 측부 및 평행한 단부를 각각 포함하고, 상기 코어와 제 1 주변의 각각의 측부 및 단부는 평행하며, 상기 코어의 수평 크기는 상기 제 1 주변의 수평 크기보다 작으므로써, 탄성 중합체의 수평 크기가 모든 인접한 코어와 제 1 주변 측부 및 단부 사이에 각각 존재하는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 탄성 중합체의 수평 크기는 상기 코어의 각 측부 및 단부에서 동일한 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 코어는 상기 공동내에 부착되는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
  6. 일정한 수평 고유 주파수를 갖는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물에 있어서, 상부면, 하부면 및 측벽을 갖는 탄성 중합체 바디와, 상기 상부면에 인접한 탄성 중합체 바디내에 배치되는 강성 코어를 결합 상태로 구비하며,
    상기 측벽은 상기 상부면에 인접한 제 1 주변과 상기 하부면에 인접한 제 2 주변을 한정하고, 상기 제 1 주변은 상기 제 2 주변보다 큰 원주 크기를 가지며, 상기 코어는 상기 제 1 주변으로부터만 내향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 삽입 패드의 제 1 및 제 2 주변은 장방향 수평 단면인 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 코어는 외형상 제 1 주변을 보완하는 수평의 장방형 형상이며, 상기 코어와 제 1 주변은 평행한 종방향 측부 및 평행한 단부를 각각 포함하고, 상기 코어와 제 1 주변의 각각의 측부 및 단부는 평행하며, 상기 코어의 수평 크기는 상기 제 1 주변의 수평 크기보다 작음으로써, 탄성 중합체의 수평 크기가 모든 인접한 코어와 제 1 주변 측부 및 단부 사이에 각각 존재하는 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 탄성 중합체의 수평 크기는 상기 코어의 각 측부 및 단부에서 동일한 것을 특징으로 하는 수직으로 조절가능한 진동 차단용 고정 패드 삽입물.
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