Параметрична оптимізація стрічкових конвеєрів за критерієм енергоефективності

Abstract

UK: Мета. У цій роботі поставлено за мету обґрунтування оптимальних значень параметрів стрічкового кон-веєра, за яких питомі енерговитрати на транспортування вантажу набувають найменшого значення. Методика. Досягнення зазначеної мети здійснено шляхом мінімізації функції питомих енерговитрат, яка відображає витрати енергії на транспортування одиничного вантажу на одиничну відстань. У ході дослі-джень окружне зусилля привода визначено з використанням методу обходу за контуром. При цьому погонні навантаження від транспортованого вантажу, стрічки та роликоопор було представлено як функції ширини стрічки. Для встановлення оптимальних значень продуктивності конвеєра та швидкості руху стрічки шири-ну стрічки було подано як функцію цих величин з урахуванням фізико-механічних властивостей транспор-тованого вантажу, особливостей конструкції роликоопор та кута нахилу конвеєра. Результати. Отримано залежності питомих енерговитрат від проєктних параметрів конвеєра. Їх аналіз дозволив виявити оптималь-ні значення ширини стрічки, продуктивності конвеєра, швидкості руху стрічки, а також оптимальне співвід-ношення двох останніх величин для різних видів транспортованого вантажу. Відзначено, що отримані результати можна доповнити шляхом проведення додаткових розрахунків за формулою, наведеною в цій роботі. Установлено, що оптимальне значення ширини стрічки залежить тільки від кута нахилу конвеєра та від коефіцієнтів, які визначають втрати енергії, зокрема коефіцієнта опору руху стрічки; при цьому вплив означеного коефіцієнта зростає зі збільшенням кута нахилу конвеєра. До того ж оптимальне значення ширини стрічки не залежить від довжини конвеєра, його продуктивності та швидкості руху стрічки. Наукова новизна. Отримано залежності питомих енерговитрат від проектних параметрів стрічкового кон-веєра, що дозволило встановити оптимальні значення ширини стрічки та відношення продуктивності конве-єра до швидкості стрічки. Практична значимість. Результати цієї роботи можуть бути використані під час проєктування енергоефективних стрічкових конвеєрів, які характеризуються найменшими питомими енер-говитратами на транспортування вантажу.

EN; Purpose. The purpose of this work is to substantiate the optimal values of the belt conveyor parameters, at which the specific energy consumption for the cargo transportation takes on the lowest value. Methodology. The substantiation of the optimal values of the belt conveyor parameters was carried out by minimizing the function of specific energy consumption, which represents the energy consumption for the transportation of a cargo weighing 1 kg at a distance of 1 m. In the course of research, the drive force was determined using the contour bypass method. In this case, the specific loads from the transported cargo, belt and roller supports were presented as functions of the belt width. To establish the optimal values of the conveyor productivity and belt speed, the belt width was presented as a function of these values, taking into account the physical and mechanical properties of the transported cargo, the design features of the roller supports and the belt angle. Findings. I obtained the dependences of specific energy consumption on the design parameters of the conveyor. Their analysis made it possible to identify the optimal values of the belt width, conveyor productivity, belt speed, and the optimal ratio of the last two values for different types of transported cargo. It is noted that the results obtained can be supplemented by carrying out calculations according to the formula given in this work. It has been established that the optimal value of the belt width depends only on the belt angle and on the coefficients that determine the energy losses, in particular the movement resistance coefficient of the belt; the influence of the specified coefficient increases with an increase in the belt angle. In addition, the optimal value of the belt width does not depend on the conveyor length, its productivity and belt speed. Originality. The dependences of the specific energy consumption on the design parameters of the belt conveyor were obtained, which made it possible to establish the optimal values of the belt width and the ratio of the conveyor productivity to the belt speed. Practical value. The results of this work can be used in the design of energy-efficient belt conveyors, which are characterized by the lowest specific energy consumption for cargo transportation.