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표제지

목차

Nomenclature 5

요약 10

1. 서론 11

1.1. 연구의 배경과 목적 11

1.1.1. 연구의 배경 11

1.1.2. 탑로더 세탁기의 수평 방향 저진동 기술의 한계 14

1.1.3. 연구의 목적 18

2. 탑로더 세탁기의 과도 진동 분석을 위한 동적 거동 해석 23

2.1. 탑로더 세탁기의 동역학적 거동에 대한 모델링 23

2.2. 수평 댐퍼가 적용된 탑로더 세탁기의 동역학적 거동 31

3. 수평 댐퍼 시스템의 파라메터 설계 34

3.1. 수명 댐퍼의 위치 34

3.2. 수평 댐퍼의 구성 38

3.2.1. 홀더(holder) 39

3.2.2. 피스톤 로드(piston rod) 41

3.2.3. 리미터(limiter) 43

3.2.4. 팰트(felt) 45

3.2.5. 메인 바디(main body) 47

3.2.6. 핀(pin) 어셈블리 49

3.3. 수평 댐퍼의 길이 51

3.4. 수평 댐퍼의 댐핑력 53

3.4.1. 수평 댐퍼의 댐핑력 측정 장치 구성 53

3.4.2. 수평 댐퍼의 댐핑력의 역학적 모델링 58

3.4.3. 수평 댐퍼의 최적의 댐핑력 결정 70

4. 결론 74

Appendices 78

Appendix A. 수평 댐퍼 적용된 제품 (LG WT 5680HVA) 78

Appendix B. 수평 댐퍼 적용된 제품의 용량 및 에너지 79

Appendix C. 수평 댐퍼 기술로 수여 받은 신기술 인증서 80

Appendix C. 수평 댐퍼 기술 특허 출원 리스트 (국내) 81

Appendix D. 수평 댐퍼 기술 특허 출원 리스트 (해외) 82

Appendix E. 수평 댐퍼 적용 제품으로 받은 장영실상 (IR52) 83

Appendix F. Dynamic simulation code 84

Appendix G. Damping force modeling code 100

5. References 113

Abstract 131

표목차

[표 1] 탑로더 세탁기 동역학 해석을 위한 파라메터 값 29

그림목차

[그림 1] 기존 수평 방향 진동 저감 특허 예시 (서스펜션 바의 변위 제한 구조) 16

[그림 2] 기존 수평 방향 진동 저감 특허 예시 (세탁기 구동부의 변위 제한 구조) 17

[그림 3] 불평형 부하에 대응하는 액체 발란서 내 염수의 역학적 모델링 20

[그림 4] 불평형 부하에 따른 세탁기 구동부의 진동 응답 특성 21

[그림 5] 세탁기 구동부의 직경만 키운 경우의 Striking 현상 22

[그림 6] 탑로더 세탁기 구동부의 동역학적 모델링 및 좌표계 27

[그림 7] 각 좌표계에 따른 위치 벡터 관계 28

[그림 8] 탑로더 세탁기 구동부의 예측된 진동과 실험 결과 비교 30

[그림 9] 수평 댐퍼가 장착된 탑로더 세탁기 구동부의 동역학적 모델링 33

[그림 10] 수평 댐퍼 적용 전후에 따른 과도 진동 비교(해석값) 36

[그림 11] 기존 탑로더 세탁기와 수평 댐퍼 적용된 탑로더 세탁기 구조 비교 37

[그림 12] 수평 댐퍼 구조 및 조립 구조 38

[그림 13] 수평 댐퍼 홀더의 부품 40

[그림 14] 피스톤 로드의 기본 구조 및 보강 설계 42

[그림 15] 리미터의 기본 구조 및 보강 설계 44

[그림 16] 펠트(felt) 조립 구조 46

[그림 17] 펠트(felt) 구조에 따른 댐핑력 차이 46

[그림 18] 메인 바디(main body)의 구조 및 구조 보강 설계 48

[그림 19] 최대 진동량을 고려한 편(pin)과 구동부 연결부의 구조 및 구조 보강 설계 50

[그림 20] 수평 댐퍼 길이 조건 52

[그림 21] 수평 댐퍼 댐핑력 측정 장치 55

[그림 22] 피스톤 로드 움직임에 따른 수평 댐퍼의 댐핑력 56

[그림 23] 수평 댐퍼의 최대 최소 댐핑력 57

[그림 24] 댐핑력의 일반적인 역학적 모델 62

[그림 25] RPM별 수평 댐퍼 댐핑력 측정 결과 및 역학적 모델 예측 63

[그림 26] 100 RPM에서의 예측된 댐핑력과 실험과의 비교 64

[그림 27] 150 RPM에서의 예측된 댐핑력과 실험과의 비교 65

[그림 28] 200 RPM에서의 예측된 마찰력과 점성력 66

[그림 29] 100 RPM에서의 댐핑력의 구성 67

[그림 30] 150 RPM에서의 댐핑력의 구성 68

[그림 31] 200 RPM에서의 댐핑력의 구성 69

[그림 32] 수평 댐퍼의 댐핑력에 따른 세탁기의 정상 상태 소음 레벨 비교(dBA) 72

[그림 33] 수평 댐퍼의 댐핑력에 따른 세탁기의 과도 상태 및 정상상태 진동 비교 73

[그림 34] 과도 상태와 정상 상태에 따른 수평 댐퍼의 댐핑력 비교 77

[그림 35] 수평 댐퍼 유무에 따른 세탁기 구동부 진동 비교 77

초록보기

일반적으로 탑로더 세탁기가 대용량화 될수록 세탁기 내의 내조 반경이 비례하여 늘어남으로써 불평형 질량에 대한 불평형력도 같이 증가한다. 따라서 결과적으로 탑로더 세탁기 구동부의 과도 상태에서의 수평 진동도 점점 커지게 되고 이를 저감하기 위해서는 기존 탑로더에 적용되어 있는 액체 발란서나 서스펜션과는 다른 새로운 진동 저감 기술이 필요하다. 본 논문에서는 대용량 탑로더 세탁기에서의 과도 수평 진동을 저감할 수 있는 새로운 개념의 진동 저감 기술인 수평 댐퍼 시스템을 제안하고 각 부품에 대하여 최적 설계를 하였다. 탑로더 세탁기의 동역학 모델링을 통하여 동적 거동을 표현하고 수평 댐퍼를 적용할 경우에 대한 과도 진동 저감 효과를 동역학적으로 예측하였다. 수평 댐퍼의 댐핑력에 대해서는 역학적으로 모델링을하고 실험적인 방법을 통해 댐핑력을 구성하고 있는 힘의 구성 요소들에 대하여 아주 근사하게 규명하였다. 다수의 레이져 변위 센서를 통하여 과도 수평 진동 저감 효과를 실험적으로 검증하였고 수평 댐퍼의 위치 및 댐핑력에 대한 최적설계를 수행하여 결과적으로 고속에서의 이상 소음 없이 기존 탑로더 대비 약 35~45% 과도 수평 진동을 저감하였다.

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