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논문 상세정보

드럼세탁기의 진동 감소를 위한 캐비닛 설계

Cabinet Design for Vibration Reduction of a Drum Type Washing Machine

Abstract

In the quest for improved capacity and accelerated dehydration speed of drum type washing machines, an increase in vibration emerges as a major challenge. In an attempt to derive a new design with reduced vibration, a full finite element model of washing machine has been developed, with experimental verification. After modal analyses of several design variants, a new design of the cabinet has been proposed. Forced vibration analysis of the new model suggests that 19% reduction in cabinet vibration amplitude can be achieved with this design.

본문요약 

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문제 정의
  • 본 연구에서는 기존의 평면 형상의 캐비닛 측면을 곡면 형상으로 변화시켜 세탁기의 고유 진동 수를 증가시키는 방법을 제안하였다.

    본 연구에서는 기존의 평면 형상의 캐비닛 측면을 곡면 형상으로 변화시켜 세탁기의 고유 진동 수를 증가시키는 방법을 제안하였다. 캐비닛 측면 형상 외에 비드 형상, 비드 깊이 등 다른 설계인자들의 영향도 확인하였다.

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질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
캐비닛의 강성
드럼 세탁기의 외곽 케이스 역할을 하는 캐비닛의 강성이 부족할 경우, 어떤 문제가 생기는가?
탈수 시 구동부에서 발생되는 진동이 캐비닛으로 전달되어, 진동이 커지는 문제가 발생하게 된다

이의 역기능으로 구동 부품의 파손과 제품의 진동이 크게 문제가 되고 있다. 드럼 세탁기의 외곽 케이스 역할을 하는 캐비닛의 강성이 부족할 경우 탈수 시 구동부에서 발생되는 진동이 캐비닛으로 전달되어, 진동이 커지는 문제가 발생하게 된다.

세탁기의 진동과 관련한 연구
다양한 방법으로 진행된 기존의 세탁기의 진동과 관련한 연구에는 무엇이 있는가?
이득희1는 드럼 세탁기의 해석 모델링을 진행한 후, 캐비닛 측면의 비드 개수와 깊이에 따른 진동 저감을 연구하였다. 차상태 등2은 드럼 세탁기의 해석 모델을 통하여 구동부의 스프링상수와 감쇠계수, 스프링 자유장의 최적 조합을 통한 진동 감소 방법을 연구하였다. 김근주등3은 일반적인 움직이는 터브 방식이 아닌, 고정 터브 방식을 적용하여 캐비닛으로 전달되는 진동을 감소시키는 방안을 제시하였다. Papadopoulos등4은 소형 세탁기에서 발생되는 진동을 저감하기 위하여 터브 어셈블리에 2개의 질량을 추가하는 방법을 제안하였다. Spelta Cristiano등5은 자기 유동 댐퍼를 적용하여 구동부의 진동이 캐비닛으로 전달되는 양을 감소시켜 제품의 진동을 저감하는 방법을 연구하였다. 강귀현 등6은 실험을 통하여 세탁기의 캐비닛에서 발생되는 진동이 소음으로 방사됨을 검증하였다. 김지만 등7,8은 드럼세탁기의해석 모델을 통하여 탈수 시 구동부 등에서 발생되는 가진력을 규명하였고, 이 가진력을 이용하여 세탁기에서 발생되는 진동량을 예측할 수 있는 방법을 제안하였다

세탁기의 진동과 관련한 연구는 다양한 방법으로 진행되고 있다. 이득희1는 드럼 세탁기의 해석 모델링을 진행한 후, 캐비닛 측면의 비드 개수와 깊이에 따른 진동 저감을 연구하였다. 차상태 등2은 드럼 세탁기의 해석 모델을 통하여 구동부의 스프링상수와 감쇠계수, 스프링 자유장의 최적 조합을 통한 진동 감소 방법을 연구하였다. 김근주등3은 일반적인 움직이는 터브 방식이 아닌, 고정 터브 방식을 적용하여 캐비닛으로 전달되는 진동을 감소시키는 방안을 제시하였다. Papadopoulos등4은 소형 세탁기에서 발생되는 진동을 저감하기 위하여 터브 어셈블리에 2개의 질량을 추가하는 방법을 제안하였다. Spelta Cristiano등5은 자기 유동 댐퍼를 적용하여 구동부의 진동이 캐비닛으로 전달되는 양을 감소시켜 제품의 진동을 저감하는 방법을 연구하였다. 강귀현 등6은 실험을 통하여 세탁기의 캐비닛에서 발생되는 진동이 소음으로 방사됨을 검증하였다. 김지만 등7,8은 드럼세탁기의해석 모델을 통하여 탈수 시 구동부 등에서 발생되는 가진력을 규명하였고, 이 가진력을 이용하여 세탁기에서 발생되는 진동량을 예측할 수 있는 방법을 제안하였다. 그러나 캐비닛에 대한 연구는 매우 드문 편이다.

드럼 세탁기
최근 드럼 세탁기의 발전 방향은 어떻게 되는가?
용량이 증가하고 탈수 속도가 고속화 되는 경향을 보인다

최근 드럼 세탁기는 용량이 증가하고 탈수 속도가 고속화 되는 경향을 보인다. 이의 역기능으로 구동 부품의 파손과 제품의 진동이 크게 문제가 되고 있다.

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저자의 다른 논문

참고문헌 (13)

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  4. 4. Papadopoulos, E. and Papadimitriou, I., "Modeling, Design and Control of a Portable Washing Machine During the Spinning Cycle," Proc. of the 2001 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, pp. 899-904, 2001. 
  5. 5. Spelta, C., Previdi, F., Savaresi, S. M., Fratemale, G., and Gaudiano, N., "Control of Magnetorheological Dampers for Vibration Reduction in a Washing Machine," Mechatronics, Vol. 19, No. 3, pp. 410-421, 2009. 
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  8. 8. Kim, T. H., Jung, B. K., Heo, S. J., and Jeong, W. B., "Estimation of Excitation Force and Noise of Drum Washing Machine at Dehydration Condition Using Phase Reference Spectrum," Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 23, No. 7, pp. 617-623, 2013. 
  9. 9. Lee, I. S., Kim, B.-M., and Kim, E.-S., "Optimum Design of Washing Machine Flange Using Design of Experiment," Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A, Vol. 31, No. 5, pp. 601-608, 2007. 
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  11. 11. Minitab Inc., "Meet Minitab 15 for Windows," http://faculty.samford.edu/-twwoolle/Meet%20Minitab%2015.pdf (Accessed 2 March 2015) 
  12. 12. Ko, J. C., Park, Y. S., and Kang, I. S., "NX 7.5 CAE Bible [NX Nastran]," Onsia, 2011. 
  13. 13. Altair Engineering Inc., "HyperWorks 9.0 HyperStudy," http://www.altair.com/ (Accessed 2 January 2015) 

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