Justification for choosing the type of belt conveyor drive

Abstract

Проаналізовано конструкції та динамічні властивості електромеханічного та гідравлічного приводів для стрічкового конвеєра з метою обґрунтування їх вибору. Сформульовано основні переваги та недоліки їх експлуатації. Встановлено, що гідравлічний привід має переваги в порівнянні з електромеханічним для улаштування його у вмонтованому приводі стрічковому конвеєрі. Описано конструктивні особливості та принципи роботи на цих приводів. Розроблено розрахункові схеми для електромеханічного та гідравлічного приводу стрічкового конвеєра. Побудовано математичну модель електромеханічного приводу, яка враховує в’язко-пружну модель Фойгта для стрічки конвеєра, закони Гука для деформації розтягу елементів, рівняння руху механічної системи та електромагнітні явища в асинхронному двигуні. Також побудовано математичну модель для гідравлічного приводу стрічкового конвеєра, яка враховує крім рівнянь руху механічної системи і в’язко-пружну модель Фойгта для стрічки конвеєрі, ще рівняння нерозривності потоків робочої рідини в гідравлічному приводі. Описано параметри стрічкового конвеєра для дослідження динамічних властивостей електромеханічного та гідравлічного приводів, які враховано в математичних моделях. Розв’язано математичні моделі для електромеханічного та гідравлічного приводів за допомогою пакету програм Mathcad. Побудовано теоретичні криві для випадків перехідних процесів у механічній системі стрічкового конвеєра без дії навантаження та з навантаженням. Порівняно перехідні процеси діючих моментів та кутових швидкостей за коефіцієнтом динамічності, та встановлено, що гідропривід має кращий показник в 1,78 рази. Також встановлено, що тривалість перехідного процесу в приводі з електродвигуном в 3,5 разів перевищує цей параметр у приводі з гідромотором. Рекомендовано використовувати гідравлічний вмонтований привод для стрічкових конвеєрів мобільних робочих машин тому, що він має більше переваг над електромеханічним, а динамічні показники гідравлічного приводу забезпечують кращі характеристики під час експлуатації.

The designs and dynamic properties of electromechanical and hydraulic drives for a belt conveyor have been analyzed to justify their ion. 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 motorexceeds 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.