Dökme malzeme taşıyan bir bantlı konveyörün teorik ve nümerik olarak analizi
Theoretical and numerical analysis of a belt conveyor carrying bulk material
Yazar: MEHMET OZAN KARABULUT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BİRGÜL AŞÇIOĞLU TEMİZTAŞ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ BERNA BOLAT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Malzemeleri bir noktadan diğer noktaya taşıyan sistemlere konveyör sistemleri denir. Konveyör sistemleri özellikle her türlü endüstriyel tesislerde çokça yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Katı malzemelerin yatay veya az bir eğimle sürekli bir şekilde taşınması için bantlı konveyörler en önemli taşıma araçlarından birisidir. Bantlı konveyörler; kum, kömür, maden, tahıl gibi farklı boyutlardaki malzemelerin taşınmasında kullanılırlar. Bantlı konveyörler ile dökme malzemelerin iletiminin verimli bir şekilde sağlanabilmesi için tasarımın etkin bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekir.
Bu çalışmada tasarımı yapılan bantlı konveyör sisteminin nümerik analizinin hem ayrık elemanlar metodu hem de sonlu elemanlar metodu kullanılarak yapılması amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak tasarımı yapılan bantlı konveyör sistemi hakkında değerlendirmeler yapılmıştır.
Bu çalışmada ilk olarak, literatür taraması yapılmış, konveyör sistemlerinden bahsedilmiştir. Bantlı konveyör sistemleri ve hesaplamaları detaylı olarak anlatılmıştır. Daha sonra 1500 mm uzunluğunda, 408 mm bant genişliğinde, çalışma hızı 1 m/s olan ve eğimsiz şekilde kum taşıyan bir bantlı konveyörün teorik ve nümerik yöntemler yardımıyla etkin bir biçimde tasarlanması amaçlanmıştır.
Bantlı konveyörün tasarım parametreleri belirlendikten sonra CATIA® programı kullanılarak modellemesi yapılmıştır. EDEM® programı kullanılarak bantlı konveyörün ayrık elemanlar metodu ile analizi ve ANSYS® programı kullanılarak sonlu elemanlar metodu ile statik analizi yapılmıştır. Bant üzerine gelen kuvvet ve sehim hem teorik hem de bilgisayar ortamında hesaplanmış, sonucunda yapılan tasarımın emniyetli olduğu tespit edilmiştir. Ek olarak nümerik yöntemler yardımıyla yapılan analizlerin doğruluğu hakkında değerlendirmeler yapılmıştır. İki farklı nümerik yöntem arasında geçiş sağlanarak optimum tasarım gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Systems that carry materials from one point to another are called conveyor systems. Conveyor systems are widely used especially in all kinds of industrial facilities. Belt conveyors are one of the most important transportation vehicles for the continuous transportation of solid materials with a horizontal or little inclination. Belt conveyors; are used for transporting different sized materials such as sand, coal, mine and grain. In order to ensure the efficient transmission of bulk materials with belt conveyors, the design must be carried out effectively.
In this study, it is aimed to perform the numerical analysis of the belt conveyor system designed by using both the discrete element method and the finite element method. By comparing the obtained results, evaluations were made about the designed belt conveyor system.
In this study, firstly, the literature was reviewed and conveyor systems were discussed. Belt conveyor systems and calculations are explained in detail. Then, it was aimed to effectively design a belt conveyor with a length of 1500 mm, a belt width of 408 mm, a working speed of 1 m / s and without an inclination, with the help of theoretical and numerical methods.
After the design parameters of the belt conveyor were determined, it was modeled using the CATIA® program. The belt conveyor was analyzed with the discrete element method using the EDEM® program and static analysis with the finite element method using the ANSYS® program. The force and deflection on the belt were calculated both theoretically and in a computer environment, and it was determined that the design was safe. In addition, evaluations were made about the accuracy of the analyses made with the help of numerical methods. The optimum design was achieved by providing transition between two different numerical methods.