Брянск, Брянская область, Россия
УДК 621.0 Теория машиностроения (машиноведение). Ядерная техника
УДК 621.867 Транспортирующие устройства непрерывного действия. Конвейеры
ББК 399 Промышленный транспорт
Овальность барабана вызывает осцилляции угловых скоростей барабанов конвейера, может быть причиной резонансных колебаний и интенсивного износа ленты, просыпания груза, увеличения энергопотребления. Целью работы является определение влияния искривления цилиндрической поверхности обечайки приводного барабана на работу ленточного конвейера. Метод проведения работы: геометрический анализ и компьютерное моделирование движения ленты конвейера с овальным барабаном как многомассовой динамической системы с учетом механических характеристик привода, ленты с использованием программного комплекса «Универсальный механизм». Новизна работы состоит в анализе кинематических возмущений ленты конвейера при овальности и искривлении продольной оси обечайки барабана, создании компьютерной модели контактного взаимодействия ленты с овальным барабаном. Результаты. Разработана компьютерная многомассовая динамическая модель, позволившая установить характер движения ленты на приводном барабане с овальной обечайкой. Причиной возникновения осцилляций угловых скоростей барабанов, перемещений натяжного барабана является периодическое изменение момента силы трения ленты по поверхности приводного барабана вследствие изменения кривизны наружной поверхности овального барабана. Компьютерную модель и установленные закономерности можно использовать при проектировании ленточных конвейеров. Выводы. Превышение углом охвата лентой приводного барабана с овальной обечайкой величины 180 увеличивает неравномерность угловых скоростей вращения барабанов, вибрацию узлов. При использовании асинхронного привода овального барабана неравномерность угловых скоростей барабанов в несколько раз меньше по сравнению с приводом с постоянным крутящим моментом.
ленточный конвейер, привод, барабан, овальность, колебания, компьютерная модель, механизм
1. Реутов А.А. Монтаж, эксплуатация и ремонт ленточных конвейеров. Брянск: Изд-во БГТУ. 2008. -104 с. ISBN 5-89838-348-4.
2. ГОСТ 33228-2015. Трубы стальные сварные общего назначения. Технические условия. М: Стандартинформ. 2015. 32 с.
3. Zhu H., Zhu W.D., Fan W. Dynamic modeling, simulation and experiment of power transmission belt drives: A systematic review. Journal of Sound and Vibration. 2021; 491: 115759. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jsv.2020.115759
4. Wang X., Zhu W. Dynamic analysis of an automotive belt-drive system with a noncircular sprocket by a modified incremental harmonic balance method. ASME J. Vib. Acoust. 2017; 139: 011009.
5. Zhu H., Zhu W., Hu Y. Periodic response of a timing belt drive system with an oval cogged pulley and optimal design of the pitch profile for vibration reduction. ASME J. Comput. Nonlinear Dyn. 2018; 13: 011014.
6. Zhu H., Hu Y.M., Zhu W.D., Long H.Q. Dynamic responses of an engine front-end accessory belt drive system with pulley eccentricities via two spatial discretization methods. Journal of Automobile Engineering 2018; 232(3): 095440701770323. DOhttps://doi.org/10.1177/0954407017703231
7. Zhu H., Hu Y., Zhu W.D., et al. Multi-objective design optimization of an engine accessory drive system with a robustness analysis. Appl. Math. Model. 2020; 77: 1564–1581.
8. Zhu H., Hu Y., Zhu W.D. Optimal design of an autotensioner in an automotive belt drive system via a dynamic adaptive PSO-GA. ASME J. Mech. Des. 2017; 139: 093302.
9. Zhu H., Zhu W.D, Hu Y.M., Wang X.F. Periodic response of a timing belt drive system with an oval cogged pulley and optimal design of the pitch profile for vibration reduction. ASME J. Comput. Nonlinear Dyn. 2018; 13 (1): 011014.
10. Pellicano F., Fregolent A., Bertuzzi A., Vestroni F. Primary and parametric non-linear resonances of a power transmission belt: experimental and theoretical analysis. J. Sound Vib. 2001; 244 (4): 669–684.
11. Cepon G., Boltehar M. Dynamics of a belt-drive system using a linear complementarity problem for the belt–pulley contact description. J. Sound Vib. 2009; 319: 1019–1035.
12. Реутов А.А. Автоколебания ленты на приводном барабане конвейера. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 1. С. 189-191.
13. Реутов А.А. Моделирование приводов ленточных конвейеров. – Брянск: Изд-во БГТУ. 2011. -С. 131-134. ISBN 978-5-89838-550-7.
14. Kong L., Parker R.G. Vibration of an axially moving beam wrapping on fixed pulleys. J. Sound Vib. 2005; 280 (3–5): 1066–1074.
15. Kaczmarczyk S., Mirhadizadeh S. Quasi-stationary mechanics of elastic continua with bending stiffness wrapping on a pulley system, J. Phys. 2016; 721: 012011.
16. Suweken G., Van Horssen W.T. On the weakly nonlinear, transversal vibrations of a conveyor belt with a low and time-varying velocity, Nonlin. Dyn. 2003; 31 (2): 197–223.
17. Kong L., Parker R.G. Steady state mechanics of belt-pulley systems, ASME J. Appl. Mech. 2005; 72 (1): 25–34.
18. Universal Mechanism. Mechanical System as an Object for Modeling. User’s manual. 2020. URL: http://www.universalmechanism.com/download/90/eng/02_um_technical_manual.pdf.
19. Reutov A.A. Modeling of the flexible belt motion on the drive pulley of woodworking equipment. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Volume 392, International scientific and practical conference "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions" 23–24 October 2019, Voronezh, Russia. DOIhttps://doi.org/10.1088/1755-1315/392/1/012056.
20. Реутов А. А. Моделирование взаимодействия ленты с перекошенным барабаном конвейера. Известия УГГУ. 2019. Вып. 3(55). С. 133-140. DOIhttps://doi.org/10.21440/2307-2091-2019-3-133-140.
21. DIN 22101 Continuous conveyors. Belt conveyors for loose bulk materials. Basis for calculation and dimensioning. English translation of DIN 22101:2011-12. Deutsches Institut für Normung, Berlin.
