摘 要

散货堆料机是散货装卸中常见而重要的机械产品，现有的散货堆高机种类繁多，但是它们都有各自的局限性。针对一些问题如:露天堆场散货堆高不高、仓库内散货堆高高度低、作业机械占地空间太大、机械换场很不方便,这就需要设计一种新型的堆料机械——链斗堆装机。

链斗堆装机包括流量调节机构、伸缩皮带机、斗式提升机三个主要部分，能实现物料的水平运输、垂直运输和倾斜运输。同时安装轮胎行走机构、回转机构和俯仰机构，使得链斗堆装机可以在堆场的任意位置工作，实现不同高度的物料堆积，更能够方便转场，大大提高了堆场空间的利用率。

本文以伸缩皮带机为主要研究内容，对伸缩皮带机的各个零部件进行计算并选型，并且建立伸缩皮带机的三维模型，将模型导入EDEM软件中进行模拟仿真，得出一组最优的解。

关键词：堆装机；伸缩皮带机；链斗

Abstract

The bulk-cargo stacker is a common and important machine in the process of loading and unloading of bulk cargo. There are a wide variety of existing bulk carriers, but they all have their own limitations. For some problems such as: open yard bulk cargo pile is not high, the warehouse bulk cargo heap height is high, operating machinery space is too large, the mechanical field change is very convenient, which requires the design of a new type of stacking machinery - Chain bucket stacker.

Chain bucket stacking machine, including the flow adjustment mechanism, retractable belt machine, bucket elevator three main parts, can achieve the level of transport of materials, vertical transport and tilt transport. The chain hopper installs the tire traveling mechanism, the turning mechanism and the pitching mechanism at the same time, so that it can work at any position in the yard to realize the accumulation of material at different heights, and can facilitate the transition, greatly improving the utilization rate of the yard space.

In this paper, the retractable belt machine is the main research content, the various parts of the expansion belt machine is to be calculated and selected. And the 3D model of the retractable belt machine is established. The model is imported into EDEM software for simulation, and a set of optimal solutions is obtained.

Key Words：Stacking machine；Retractable belt machine；Chain bucket

目 　录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 链斗堆装机概述 2

1.3 研究（设计）的目的及意义 2

1.4 堆装机的研究现状 3

1.5研究（设计）的基本内容及目标 4

第2章 流动式链斗堆装机总体设计 6

2.1 链斗堆装机的用途 6

2.2 链斗堆装机的原理和组成 6

2.3 链斗堆装机主要目标性能参数 7

2.4 伸缩皮带机主要尺寸参数的确定 7

2.5 下部行走机构的布置 9

2.6 链斗提升机参数确定 9

第3章 伸缩皮带机设计计算 11

3.1 计算皮带宽度以及选择皮带型号 11

3.1.1 确定皮带宽度 11

3.1.2 织物芯皮带选型计算 13

3.1.3 皮带厚度和单位重量 13

3.1.4 皮带总长度和总面积 14

3.2圆周驱动力 14

3.2.1 计算公式 14

3.2.2 主要阻力 14

3.2.3 附加阻力 15

3.2.4 主要特种阻力 16

3.2.5 附加特种阻力 17

3.2.6 倾斜阻力 18

3.3皮带张力 18

3.3.1 皮带不打滑条件 18

3.3.2 皮带下垂度校验 19

3.3.3 特性点张力计算 20

3.3.4 滚筒合力 21

3.4张紧装置计算 22

3.5凹凸弧段尺寸 22

3.6传动滚筒轴功率 23

3.7电动机功率和驱动装置选择 23

3.8改向滚筒选型 24

3.9托辊选型 25

3.9.1 辊子静载计算 25

3.9.2 辊子动载计算 25

3.10减速器 28

3.11联轴器 28

3.12逆止力计算和逆止器选型 29

第4章 伸缩皮带机建模与仿真 30

4.1 SolidWorks建模软件的简介 30

4.2 伸缩皮带机三维模型构建 30

4.3 离散单元法EDEM仿真软件介绍 33

4.4 伸缩皮带机三维模型仿真过程 33

4.5 伸缩皮带机仿真及结果分析 36

第5章 环境影响及经济性分析 37

5.1 环境影响分析 37

5.2 经济性分析 37

第6章 总结与展望 38

6.1 总结 38

6.2 展望 38

致 　谢 40

参考文献 41

第1章 绪论

1.1 引言

我国不仅有着发达的内陆水系，而且还是世界上海岸线最长的国家之一。随着全球化的不断推进，国内和国外的贸易不断发展，给港口运输带来了宽广的进步空间。作为港口码头的重要构成之一，堆场是港口货物的转移运输场地^[1]。港口的堆场装卸设备的工作效率并不高，其中衡量堆场的指标主要是堆放存储量和运输效率，堆放存储量的大小和运输转移货物的快慢直接影堆场的总效率，进而影响港口的经济效益。

堆料机是当前在散货堆场中使用最广泛的设备之一，港口堆场一般采用链斗提升机或斗轮堆取料机来提升堆高物料，这两种方式最后都是通过皮带机将物料运输到指定的位置，但是这些大型机械设备体型庞大、占地面积广、价格昂贵，需要行走在堆场相应固定的轨道上，普遍用于大型堆场的堆料作业。而中小型堆场一般不会特地布置轨道基础，没有大型皮带机进行输送，经常采用卡车进行运输，在指定位置倒料后使用多台装载机和挖掘机进行二次堆高甚至多次堆高，虽然开始的成本不高，但是作业方式原始、效率低下、对物料的破坏情况严重，堆料高度也受到限制 ，机械占用的空间和面积大，对堆场利用率低。因此对于这种情况，传统机械设备并不适用，这就需要链斗堆装机，它也是堆场堆高取料的重要设备，是一种新型机械^[2]。它的适用范围更广，既可以在大型堆场中作业，也能在中小型堆场进行运输货物。它可以将连续不断的散货从一处搬运到另外一处，广泛用于大型散货口岸、发电厂、大型工程建设、钢铁公司的原料场、化工厂等区域，进行堆放作业。它能高效率的把散料堆积起来并堆到相应要求的高度，还能充分运用堆场的面积和空间，并不需要占地面积大的辅助设备，提高散料存储的作业效率和空间利用率。因此，它对港口散状物料的运输有着很重要的影响。