본 연구는 2차전지 양극재 제조 공정의 설비인 대형 블렌드 믹서(Blender Mixer)의 구조적 안정성 및 구동 신뢰성을 검증하기 위해 수행되었다. 양극재 혼합 공정은 고비중 분체를 취급하며, 설비 내부의 회전체와 본체(Casing) 사이의 미세한 간섭은 금속 성분의 혼입으로 인한 품질 저하의 원인이 된다. 본 연구에서는 외부 구동부(모터 및 기어박스)의 지지 구조 변화가 내부 회전체 거동에 미치는 영향을 유한요소해석(FEA)을 통해 정량적으로 분석하였다. 자중 및 모터 토크 하중 조건에서의 정적 구조 해석을 통해 회전체의 처짐량을 산출하고 케이싱과의 간섭 여부를 확인하였다. 또한, 시스템의 고유진동수의 주요 모드 형상을 파악하였으며, 이를 바탕으로 조화 응답 해석(Harmonic Response Analysis)을 수행하여 상용 운전 속도(5 RPM) 및 최대 가능 속도 대역에서의 동적 변위 특성을 평가하였다. 해석 결과, 상용 운전 조건에서 발생하는 최대 변위는 설계 허용치(Clearance) 내에 존재함을 보였다. 하지만 블렌드 믹서의 최대 속도인 15.8 RPM으로 가동할 경우 가진원에 의한 공진이 발생할 수 있음이 확인되었다.
Hong et al. (Sun,) studied this question.
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