Justification for choosing the type of belt conveyor drive
DOI:
https://doi.org/10.31649/2413-4503-2024-19-1-115-122Keywords:
belt conveyor, hydraulic drive, electric drive, mathematical model, transient processesAbstract
The designs and dynamic properties of electromechanical and hydraulic drives for a belt conveyor have been analyzed to justify their selection. The main advantages and disadvantages of their operation have been formulated. It has been established that the hydraulic drive has advantages compared to the electromechanical one for installation in a built-in drive for a belt conveyor.
The design features and principles of operation of these drives have been described. Calculation schemes have been developed for the electromechanical and hydraulic drives of the belt conveyor. A mathematical model of the electromechanical drive has been constructed, taking into account the Voigt viscoelastic model for the conveyor belt, Hooke's laws for the deformation of stretching elements, equations of motion of the mechanical system, and electromagnetic phenomena in the asynchronous motor. Additionally, a mathematical model for the hydraulic drive of the belt conveyor has been constructed, which, besides the equations of motion of the mechanical system and the Voigt viscoelastic model for the conveyor belt, also includes the continuity equations of the working fluid flows in the hydraulic drive.
The parameters of the belt conveyor for studying the dynamic properties of the electromechanical and hydraulic drives, which are considered in the mathematical models, have been described. The mathematical models for the electromechanical and hydraulic drives have been solved using the Mathcad software package. Theoretical curves for cases of transient processes in the mechanical system of the belt conveyor without load and with load have been constructed. Transient processes of acting torques and angular velocities have been compared by the dynamic coefficient, and it has been established that the hydraulic drive has a better indicator by 1.78 times. It has also been established that the duration of the transient process in the drive with the electric motor exceeds this parameter in the drive with the hydraulic motor by 3.5 times.
It is recommended to use the built-in hydraulic drive for belt conveyors of mobile working machines because it has more advantages over the electromechanical one, and the dynamic indicators of the hydraulic drive provide better performance during operation.
References
Поліщук Л. К. Динаміка привідних систем і стрілових конструкцій стрічкових конвеєрів мобільних машин [Текст] : автореф. дис. на ... доктора технічних наук : 05.02.09 / Леонід Клавдійович Поліщук ; Національний університет "Львівська політехніка". Львів, 2017. 40 с.
Підйомно-транспортні машини. Розрахунки підіймальних і транспортувальних машин : підручник / В. С. Бондарєв, О. І. Дубинець, М. П. Колісник [та ін.]. – К. : Вища шк., 2009. – 734 с.
Поліщук Л. К. Динаміка вмонтованого гідроприводу конвеєрів мобільних машин [Текст] : монографія / Л. К. Поліщук. Вінниця : ВНТУ, 2018. 240 с.
Parmar N. J. Failure Mode and Effects Analysis of Hydraulic Direct Drive of Belt Conveyor System Using a Hybrid Fuzzy Ahp and Fuzzy Topsis Method / N. J. Parmar, A. T. James, Z. A. Khan, M. Asjad. Available at SSRN 4519785, 2023. P. 27. http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4519785
Khmara L. A. Algorithm to calculate work tools of machines for performance in extreme working conditions / L. A. Khmara, S. V. Shatov, L. K. Polishchuk, V. O. Kravchuk, P. Kisala, Y. Amirgaliyev, M. Junisbekov. In Mechatronic Systems 1, 2021. P. 29-37. Routledge. DOI 10.1201/9781003224136-3
Березюк О.В. Огляд конструкцій машин для збирання та первинної переробки твердих побутових відходів // Вісник машинобудування та транспорту, 2015. № 1. С. 3-8.
Лозінський Д.О. Оптимізація електрогідравлічного розподільника з незалежним керуванням потоків / Д.О. Лозінський, Л.Г. Козлов, О.В. Піонткевич, О.І. Кавецький // Вісник машинобудування та транспорту, 2023. – №17(1). – С. 87-91. DOI: 10.31649/2413-4503-2023-17-1-87-91
Поліщук Л. К. Аналіз впливу параметрів системи керування на динамічні процеси гідропривода стрічкового конвеєра [Текст] / Л. К. Поліщук, О. В. Піонткевич, О. О. Коваль // Промислова гідравліка і пневматика, 2016. № 2(52). С. 37-47.
Піонткевич О. В. Вплив параметрів системи керування гідроприводом мобільної робочої машини на динамічні характеристики [Текст] / О. В. Піонткевич // Вісник машинобудування та транспорту. − 2016. – № 2(4). – С. 68−76.
Polishchuk L. Dynamics of the conveyor speed stabilization system at variable loads / L. Polishchuk, O. Khmara, O. Piontkevych, O. Adler, A. Tungatarova, A. Kozbakova. Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce i Ochronie Środowiska, 2022. Vol. 12. No. 2. P. 60-63. DOI: 10.35784/iapgos.2949
Loveikin V. S. Minimization of oscillations of the tower crane slewing mechanism in the steady-state mode of trolley movement / V. S. Loveikin, Y. O. Romasevych, M. M. Korobko, A. P. Liashko, A. V. Loveikin, Archive of Mechanical Engineering, 70. 2023 DOI: 10.24425/ame.2023.146847
Romasevych Y. The method of calculating the maximum torque when jamming the auger of the screw conveyor / Y. Romasevych, V. Loveikin, O. Malinevsky, Machinery & Energetics 13(2), 2022. P. 83–90 DOI: 10.31548/machenergy.13(2).2022.83-90
Kozlov L. Optimization of Design Parameters of a Counterbalance Valve for a Hydraulic Drive Invariant to Reversal Loads / L. Kozlov, L. Polishchuk, O. Piontkevych, V. Purdyk, O. Petrov, V. Tverdomed, A. Tungatarova // Mechatronic Systems, W. Wójcik, S. Pavlov, and M. Kalimoldayev, eds., Vol. 1, Routledge, London, 2021 pp. 137–148. DOI: 10.1201/9781003224136-12
Mamedov A. Analysis of factors affecting destabilization of a viscous liquid flow in channels / A. Mamedov, R. Hnativ, O. Yakhno, A. Murashchenko, International Journal of Applied Mechanics and Engineering 28(3), 2023. P. 86–100 DOI: 10.59441/ijame/172899
Gubarev A. Calculations of unsteady processes in channels of a hydraulic drive / A. Gubarev, A. Murashchenko, O. Yakhno, A. Tyzhnov, K. Gromaszek, A. Kalizhanova, O. Mamyrbaev, Mechatronic Systems 1, Routledge, 2021. P. 149–160. DOI: 10.1201/9781003224136-13
Козлов Л. Характеристики мехатронного приводу під час просторового руху маніпулятора / Л. Козлов, С. Репінський, О. Паславська, О. Піонткевич // Наукові праці Вінницького національного технічного університету, 2017. – № 2. – 9 с. Електронний ресурс: https://praci.vntu.edu.ua/index.php/praci/article/view/507
Муращенко А. М. Розрахунок мобільних приводів машин / А. М. Муращенко, О. М. Яхно, О. П. Губарев, В. Г. Василюк, М. Коваленко // Problems of Friction and Wear. – 2019. – Vol. 3(84). P. 83 – 89
Polishchuk L. Application of hydraulic automation equipment for the efficiency enhancement of the operation elements of the mobile machinery / L. Polishchuk, L. Kozlov, Y. Burennikov, V. Strutinskiy, V. Kravchuk, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Srodowisk 9(2), 2019. P. 72–78. DOI: 10.5604/01.3001.0013.2553
Burennikov Y. Mechatronic hydraulic drive with regulator, based on artificial neural network / Y. Burennikov, L. Kozlov, V. Pyliavets, O. Piontkevych. IOP Conf. Series Mater. Sci. Eng. 209(1), 012071 (2017). DOI: 10.1088/1757-899X/209/1/012071
Поліщук Л. К. Гідрофікація транспортних засобів буртоукладальних машин / Л. К. Поліщук, Р. Д. Іскович-Лотоцький, Р. П. Коцюбівський // Вібрації в техніці і технологіях. Всеукраїнський науково-технічний журнал, 2003. №5 (31). С. 28 – 30.
Downloads
-
pdf (Українська)
Downloads: 35
