Operation-oriented numerical analysis of dynamic loads occurring in drive units of armoured face conveyors with an innovative highly flexible coupling
References
- Allen, 1999. D. Couplings and Joints: Design, Selection and Application, Marcel Dekker, New York, USA.
- Angeles, E., Kumral, M., 2020. Optimal inspection and preventive maintenance scheduling of mining equipment. J. Fail. Anal. Prev., 20, 1408–1416, DOI: 10.1007/s11668-020-00949-z
- Antoniak, J., 1998. Tendencje rozwojowe w budowie napędów przenośników zgrzebłowych o dużej wydajności transportowej, Politechnika Śląska, Gliwice, Poland.
- Banerjee, S., 2005. Dynamics for Engineers, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, UK.
- Baumeister, T.; Avallone, E.A.; Baumeister, L.S., 1996. Eds. Mark’s Standard Handbook for Mechanical Engineers, McGraw-Hill, New York, USA.
- Bickford, J.H., 2008. Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints, CRC Press, Taylor & Francis Group Ltd.,London, UK.
- Brodny, J., Alszer, S., Krystek, J., Tutak, M., 2017. Availability analysis of selected mining machinery, Arch. Control Sci., 27(2), 197-209, DOI: 10.1515/acsc-2017-0012
- Brychta, P., 1984. Antriebstechnische Möglichkeiten zur Verbesserung des Schweranlaufs von Kettenkratzerförderern, Glückauf, 12.
- Dai, K., Zhu, Z., Shen, G., Li, X., Tang, Y., Wang, W., 2021. Modeling and adaptive tension control of chain transmission system with variable stiffness and random load, IEEE Trans. Ind. Electron., 69, 8335–8345, DOI: 10.1109/TIE.2021.3111556
- Dolipski, M., 1989. Dynamika górniczych przenośników zgrzebłowych, Zesz. Nauk. Politechniki Śląskiej, Seria Górnictwo, Z. 177, Gliwice, Poland.
- Dolipski, M., 1997. Dynamika przenośników łańcuchowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, Poland.
- Dolipski, M., 1987. Dynamika rozruchu ścianowych przenośników zgrzebłowych wyposażonych w sprzęgła hydrokinetyczne, Wiadomości Górnicze, 11–12.
- Dolipski, M., 1993. Modelowanie i badania zespołów strugowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, Poland.
- Dolipski, M., Ugleichmäßige Belastung von Antriebssystemen in kettengetriebenen Betriebsmitteln mit Kopf- und Heckantrieb, In Proceedings of the 5, Ingenieurtag am Fachbereich Maschinenbau der FH Trier, Germany.
- Dolipski, M., Sobota, P., 1992. Porównanie rozruchu przenośnika zgrzebłowego ze sprzęgłami hydrokinetycznymi i podatnymi, Przegląd Górniczy, 10, 1–254.
- Doyle, K., Moore, K., Foster, P., 2025. Criteria-driven socio-environmental maturity modelling for mining: Driving positive sustainability attitudes and perceptions at diverse operational scales, Resources Policy, 105, DOI: 10.1016/j.resourpol.2025.105606
- Dresig, H., Holzweißig, F., 2006. Maschinendynamik, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg, Germany.
- Filipowicz, K., 2007. Determining of the static characteristics of a torsionally flexible metal coupling, Acta Montan, Slovaca, 12, 304–308.
- Filipowicz, K., 2009. Doświadczalna i teoretyczna identyfikacja cech dynamicznych nowej konstrukcji sprzęgła podatnego w zastosowaniu do układu napędowego maszyn górniczych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, Poland.
- Franz, W., 2009. Getriebetechnik und Antriebstechnik, Vogel Fachbuch, Würzburg, Germany.
- Głodniok, M., 2014. Problemy eksploatacji przenośników ścianowych w warunkach zintensyfikowanej produkcji węgla, Przegląd Górniczy, 70, 34–39.
- Gramblička, S., Kohár, R., Stopka, M., 2017. Dynamic analysis of mechanical conveyor drive system, Procedia Eng., 192, 259–264, DOI: 10.1016/j.proeng.2017.06.045
- Hawk, J.A., Wilson, R.D., 2001. Tribology of earthmoving, mining, and minerals processing, In Modern Tribology Handbook, Boca Raton, USA. He, H., Zhao, S.F., Guo, W., Wang, Y., Xing, Z.X., Wang, P.F., 2021. Multi-fault recognition of gear based on wavelet image fusion and deep neural network, AIP Adv., 11(12), DOI: 10.1063/5.0066581
- Jiang, S.B., Huang, S., Mao, Q.H., Zeng, Q.L., Gao, K.D., Lv, J.W., 2022. Dynamic properties of chain drive in a scraper conveyor under various working conditions, Machines, 10(7), DOI: 10.3390/machines10070579
- Jiang, S.B., Huang, S., Zeng, Q.L., Wang, C.L., Gao, K.D., Zhang, Y.Q., 2022. Dynamic properties of chain drive system considering multiple impact factors, Int. J. Simul. Model., 21, 284–295.
- Jiang, S.B., Lv, R.B., Wan, L.R., Mao, Q.H., Zeng, Q.L., Gao, K.D., Yang, Y., 2020. Dynamic characteristics of the chain drive system of scraper conveyor based on the speed difference, IEEE Access, 8, DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3023551
- Jiang, S.B., Ren, W.J., Mao, Q.H., Zeng, Q.L., Yu, P.F., Gao, K.D., Wang, L., 2021. Dynamic analysis of the scraper conveyor under abnormal operating conditions based on the vibration and speed characteristics, Shock and Vibration, DOI: 10.1155/2021/8887744
- Klein, M., 2011. Vibration Damping in Mechanical Systems, Springer-Verlag Berlin/Heidelberg, Germany.
- Kotwica, K., Kulinowski, P., Stopka, G., Kasza, P., Zarzycki, J., 2021. Report on the Performance of a Research Service Including Testing the Properties of a Prototype Scraper Conveyor with a Built-in Metal Flexible Clutch and an Insert Clutch, AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland.
- Kuczaj, M., Wieczorek, A.N., Konieczny, Ł., Burdzik, R.,Wojnar, G., Filipowicz, K., Głuszek, G., 2023. Research on vibroactivity of toothed gears with highly flexible metal clutch under variable load conditions. Sensors, 23(1), DOI: 10.3390/s23010287
- Li, L., Cui, H.W., Lian, Z.S., Wang, Q.L., 2019. Modeling and optimization of soft start-up for hydroviscous drive applied to scraper conveyor, Math. Probl. Eng., DOI: 10.1155/2019/6131364
- Li, S., Zhu, Z.C., Lu, H., Shen, G., 2019. A system reliability-based design optimization for the scraper chain of scraper conveyors with dependent failure modes, Eksploatacja i Niezawodność, 21, 392–402, DOI:10.17531/EIN.2019.3.5
- Li, T., Huang, Z., Chen, Z., Wang, J., Wang, C., 2025. Study on the torsional stiffness and vibration response law of laminated coupling considering the effect of excess, Mech. Syst. Signal Process, 222, DOI: 10.1016/j.ymssp.2024.111739
- Li, X., Xu, Y., Liu, J., Liu, J., Pan, G., Shi, Z., 2025. A dynamic model for a shell-propulsion shaft system considering the shell and shaft flexibilities, Mech. Syst. Signal Process, 224, DOI: 10.1016/j.ymssp.2024.111928
- Markusik, S., 1979. Sprzęgła mechaniczne, WNT, Warszawa, Poland.
- Markusik, S., 1995. Wysokopodatne sprzęgła do napędów dużej mocy w napędach przenośnikowych, In II Sympozjum, Eksploatacja napędów górniczych, KOMEL, Katowice, Poland.
- Mężyk, A., 2002. Analiza kształtowania cech dynamicznych napędów elektromechanicznych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, Poland.
- Mielniczuk, L., Rosikowski, J., Antoniak, J., Lutyński, A., 2000. Development and investigations of technology involved in highly productive longwall faces at the Piast Coal Mine with regard to CST intelligent drive system, In International Kolloquium High-Performance Longwall Operations, RWTH Aachen, Aachen, Germany, 547–559.
- Niemann, G., Winter, H., 2003. Maschinenelemente, 1–3, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg, Germany.
- Oberg, E., Jones, F.D., Horton, H.L., 2016. Machinery’s Handbook, 30th ed., Industrial Press, New York, USA.
- Onifade, M., Zvarivadza, T., Adebisi, J.A., Said, K.O., Dayo-Olupona, O., Lawal, A.I., Khandelwal, M., 2024. Advancing toward sustainability, The emergence of green mining technologies and practices, Green Smart Min. Eng. 1, 157–174, DOI: 10.1016/j.gsme.2024.05.005
- Ren, W.J., Wang, L., Mao, Q.H., Jiang, S.B., Huang, S., 2020. Coupling properties of chain drive system under various and eccentric loads, Int. J. Simul. Model., 19, 643–654, DOI: 10.2507/IJSIMM19-4-535
- Roloff, H., Matek, W., 2015. Maschinenelemente, Springer-Vieweg, Wiesbaden, Germany.
- Shprekher, D.M., Babokin, G.I., Kolesnikov, E.B., Ovsyannikov, D.S., 2021. Research of load unbalance of a two-motor variable frequency drive for scraper conveyor, Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Elektromekhanika, 64, 37–45.
- Shprekher, D.M., Babokin, G.I., Zelenkov, A.V., Ovsyannikov, D.S., 2021. Universal computer model for studying the dynamics of a two-motor scraper conveyor, Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Elektromekhanika, 64, 56–64.
- Sikora, M., Dąbek, D., Szota, P., 2020. Analiza dynamiki układów napędowych przenośników zgrzebłowych, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, 583, 12–18.
- Skoć, A., Spałek, J., Markusik, S., 2000. Podstawy Konstrukcji Maszyn, 2, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, Poland.
- Sobota, P., 1998. Identyfikacja i określenie możliwości redukcji przeciążeń zespołów napędowych w przenośnikach ścianowych, BW-592/RG-2/98/T-9, Gliwice, Poland.
- Stecuła, K., Brodny, J., 2017. Meaning of knowledge to the increased effectiveness of the use of mining machines, Zeszyty Naukowe, Organizacja i Zarządzanie, Politechnika Śląska, Gliwice, Poland.
- Suchoń, J., 2012. Górnicze przenośniki zgrzebłowe. Budowa i zastosowanie, Instytut Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice, Poland.
- Suchoń, J., 2012. Górnicze przenośniki zgrzebłowe. Teoria, badania i eksploatacja, Instytut Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice, Poland.
- Świder, J., Herbuś, K., Szewerda, K., 2017. Dynamic analysis of scraper conveyor operation with external loads, MATEC Web of Conf., 94, DOI: 10.1051/matecconf/20179401009
- Sydenham, P.H., Thorn, R., 2005. Handbook of Measuring System Design, John Wiley & Sons Ltd., New York, USA.
- Szewerda, K., Świder, J., Herbuś, K., 2017. Analysis of impact of longitudinal inclination of a chain conveyor on dynamical phenomena during operation, MATEC Web of Conf., 94, DOI: 10.1051/matecconf/20179401010
- Tylczak, J.H., 1992. Abrasive wear. In ASM Handbook—Friction, Lubrication, and Wear Technology, ASM International, Materials Park, USA.
- Wang, H., Li, Z., 2020. Safety management of coal mining process, In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publishing, Bristol, UK, 598, DOI: 10.1088/1755-1315/598/1/012005
- Wang, Y., Chen, Q., Dai, B.; Wang, D., 2024. Guidance and review: Advancing mining technology for enhanced production and supply of strategic minerals in China, Green and Smart Mining Engineering, 1, 2–11, DOI: 10.1016/j.gsme.2024.03.005
- Wang, Y.Y., Bao, J.S., Ge, S.R., Yin, Y., Wang, S.B., Zhang, L., 2020. Simulation and experimental study on electro-mechanical coupling model of permanent magnet direct drive system for scraper conveyor, J. China Coal Soc., 45, 2127–2139, DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2019.1638
- Wang, Z.S., Li, B., Liang, C., Wang, X.W., Li, J.H., 2021. Response analysis of a scraper conveyor under chain faults based on MBD-DEM-FEM, J. Mech. Eng., 67, 501–515, DOI: 10.5545/sv-jme.2021.7300
- Wieczorek, A.N., 2015. Designing machinery and equipment in accordance with the principle of sustainable development, Manag. Syst. Prod. Eng., 1, 28–34, DOI: 10.12914/MSPE-05-01-2015
- Wieczorek, A.N., 2024. Własności eksploatacyjne metalowych sprzęgieł podatnych do korytarzowych przenośników zgrzebłowych, In 25. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna KOMTECH, Górnictwo w dobie zielonej transformacji, Szczyrk, Poland.
- Wieczorek, A.N., Konieczny, Ł., Burdzik, R., Wojnar, G., Filipowicz, K., Kuczaj, M., 2022. A complex vibration analysis of a drive system equipped with an innovative prototype of a flexible torsion clutch as an element of pre-implementation testing, Sensors, 22, DOI: 10.3390/s22062183
- Wieczorek, A.N., Konieczny, Ł., Wojnar, G., Wyroba, R., Filipowicz, K., Kuczaj, M., 2024. Reduction of dynamic loads in the drive system of mining scraper conveyors through the use of an innovative highly flexible metal coupling, Eksploatacja i Niezawodność, 26, DOI: 10.17531/ein/181171
- Wojnar, G., Burdzik, R., Wieczorek, A.N., Konieczny, Ł., 2021. Multidimensional data interpretation of vibration signals registered in different locations for system condition monitoring of a three-stage gear transmission operating under difficult conditions, Sensors, 21, DOI: 10.3390/s21237808
- Xia, R., Li, B., Wang, X., Yang, Z., Liu, L., 2019. Screening the main factors affecting the wear of the scraper conveyor chute using the Plackett–Burman method, Math. Probl. Eng., DOI: 10.1155/2019/1204091
- Yuan, P.F., He, B.Y., Zhang, L.H., 2021. Planar dynamic modelling of round link chain drives considering the irregular polygonal action and guide rail, Proc. Inst. Mech. Eng., Part K: J. Multi-Body Dyn., 235(3), 338–352, DOI: 10.1177/1464419321993004
- Zhang, Q., Zhang, R.X., Tian, Y., 2020. Scraper conveyor structure improvement and performance comparative analysis, Strength Mater., 52(4), 683–690, DOI: 10.1007/s11223-020-00218-2
- Zhang, X., Li, W., Zhu, Z.C., Jiang, F., 2020. Fault detection for scraper chain using an observer-based tension distribution estimation algorithm, Curr. Sci., 118(11), 1792–1802, DOI: 10.18520/cs/v118/i11/1792-1802
- Zhao, S.F., Wang, P.F., Li, S.J., 2020. Study on the fault diagnosis method of scraper conveyor gear under time-varying load condition, Appl. Sci., 10(15), DOI: 10.3390/app10155053
- Żmuda-Trzebiatowski, K., 2006. Podatne elementy mechaniczne w syste-mach napędowych, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, Poland.
- Żółtowski, J., 2008. Podstawy Konstrukcji Maszyn: Połączenia, Łożyskowanie, Sprzęgła, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, Poland.
Language: English
Page range: 302 - 315
Submitted on: Feb 1, 2026
Accepted on: Apr 15, 2026
Published on: May 8, 2026
Published by: Quality and Production Managers Association
In partnership with: Paradigm Publishing Services
Publication frequency: 4 issues per year
Related subjects:
© 2026 Mariusz Kuczaj, Eryk Remiorz, Krzysztof Filipowicz, Andrzej N. Wieczorek, Rafał Burdzik, Arkadiusz Pawlikowski, published by Quality and Production Managers Association
This work is licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 License.