Design and strength analysis of conveyor system
Tynkkynen, Matti (2019)
Diplomityö
2019
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019102134066
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019102134066
Tiivistelmä
Tässä työssä tehtiin ilmalla tuetun hihnakuljettimen rungon ja vinoköysituentajärjestelmän suunnittelu ja lujuustarkastelu. Työ tehtiin yritykselle, joka toimittaa materiaalinkäsittelylaitteistoja. Yrityksessä on käytetty perinteisiä hihnakuljettimia kiinteän materiaalin kuljettamiseen, mutta tässä työssä keskityttiin ilmalla tuetun hihnakuljettimen suunnitteluun. Ilmalla tuettu kuljetin käyttää ilmapatjaa hihnan kannattamiseen toisin kuin muut kuljettimet, joissa hihna on tuettu rullien avulla. Tavoitteena oli suunnitella kuljettimen runko ja tuentajärjestelmä. Kuljettimelta vaadittiin 1500 m3/h kapasiteetti kuljettamaan puupellettiä. Tuentajärjestelmä perustui pyloneihin ja vinoköysiin, jotka tukivat runkoa. Käytetyt menetelmät olivat: systemaattinen suunnittelu, kirjallisuuskatsaus, hihnakuljettimen suunnittelu, analyyttiset laskelmat ja FEM.
Runko ja vinoköysituentajärjestelmä saatiin tuloksiksi. Runko oli levyrakenne, jonka massa oli 209 kg/m. Vinoköysituentajärjestelmän pyloni oli 10 m pitkä ristikkorakenne ja tuennan jänneväli oli 58 m. Köydet kiinnitettiin runkoon ja pyloneihin hitsatuilla niveltappiliitoksilla. Tärkein löydös työssä oli, että sivuttainen tuuli aiheutti suurimman rasituksen kuljettimeen. Vinoköysijärjestelmän jännevälillä oli vaikutus suurimpaan momenttiin rungossa. Jatkotutkimusta tarvittiin rungon värähtelykäyttäytymisestä. Yhteenvetona, työ osoitti, että 209 kg/m massa ja jänneväli 58 m olivat saavutettavissa ilmalla tuetulla kuljetinjärjestelmällä. The design and the strength evaluation of the air supported conveyor and the cable stayed supporting system were done in this thesis. The work was done for the company which is supplying material handling systems. The company has been used conventional belt conveyors for the bulk material conveying, but this thesis was focused to the design of the air supported conveyor. The air supported conveyor uses the air cushion to carry the belt unlike the other belt conveyors, where the belt is supported with the idler rollers. The aim was to design the frame and the supporting system for the conveyor. The capacity of 1500 m3/h to convey the wood pellet was required from the conveyor. The supporting system was based on the pylons and stay cables that supported the frame. The used methods were: systematic design procedure, literature review, belt conveyor design, analytic calculations and FEM.
The frame and cable stayed supporting system were obtained for the results. The frame was a plate structure, which had a unit mass of 209 kg/m. The pylon of the cable stayed supporting system was a truss structure with the height of 10 m and the span length of supporting was 58 m. The cables were connected to the frame and the pylons with the welded pin joint connections.
The main finding was that the lateral wind induced the greatest stress on the conveyor. The span length of the cable stayed system had an influence on the maximum moment in the frame. Further study was needed for the vibration behavior of the conveyor. In conclusion, the thesis pointed out that the mass of 209 kg/m and the span length of 58 m for the supporting system were achievable with the air supported conveyor system.
Runko ja vinoköysituentajärjestelmä saatiin tuloksiksi. Runko oli levyrakenne, jonka massa oli 209 kg/m. Vinoköysituentajärjestelmän pyloni oli 10 m pitkä ristikkorakenne ja tuennan jänneväli oli 58 m. Köydet kiinnitettiin runkoon ja pyloneihin hitsatuilla niveltappiliitoksilla. Tärkein löydös työssä oli, että sivuttainen tuuli aiheutti suurimman rasituksen kuljettimeen. Vinoköysijärjestelmän jännevälillä oli vaikutus suurimpaan momenttiin rungossa. Jatkotutkimusta tarvittiin rungon värähtelykäyttäytymisestä. Yhteenvetona, työ osoitti, että 209 kg/m massa ja jänneväli 58 m olivat saavutettavissa ilmalla tuetulla kuljetinjärjestelmällä.
The frame and cable stayed supporting system were obtained for the results. The frame was a plate structure, which had a unit mass of 209 kg/m. The pylon of the cable stayed supporting system was a truss structure with the height of 10 m and the span length of supporting was 58 m. The cables were connected to the frame and the pylons with the welded pin joint connections.
The main finding was that the lateral wind induced the greatest stress on the conveyor. The span length of the cable stayed system had an influence on the maximum moment in the frame. Further study was needed for the vibration behavior of the conveyor. In conclusion, the thesis pointed out that the mass of 209 kg/m and the span length of 58 m for the supporting system were achievable with the air supported conveyor system.