摘 要

虽然市场上有很多种散货堆取料机，但是其应用场合和作业方式比较大众化。而对散货堆取料机有更多要求的堆料场，传统的散货堆取料机并不能满足。针对这一情况，我们提出了一种新的机型--流动式链斗堆装机。其作业流程为：自卸车将散货物料直接倒入流动式链斗堆装机的链斗中，链斗将物料垂直输送到一定高度后卸到卸料槽中，卸料槽将物料卸到伸缩皮带输送机上，伸缩皮带输送机将物料输送到堆场任意指定位置进行堆存。

本文主要研究了流动式链斗堆装机链斗提升系统。其中，（1）研究了流动式链斗堆装机的结构形式和堆料机理并且根据要求对流动式链斗堆装机的总体尺寸进行了设计计算；（2）研究了链斗提升系统的结构形式以及取料与卸料过程并设计了链斗提升系统的链斗、链条和链轮等零部件；（3）设计计算了链条传动；（4）对流动式链斗堆装机链斗提升系统进行SOLIDWORKS三维建模。

利用EDEM 颗粒仿真软件对链斗提升系统的运动过程进行仿真模拟，通过仿真数据验证了研究内容正确性。

关键字：流动式链斗堆装机；链斗提升系统；链斗；链条传动；EDEM

Abstract

Although there are many kinds of bulk material reclaimers on the market, but its application and operation methods are more popular. And the bulk material reclaimer has more requirements of the stacking field, the traditional bulk reactor reclaimer and can not meet. In response to this situation, we propose a new model - mobile chain bucket stacker. The operation process is: the dump truck will be directly into the bulk of the bulk material chain bucket stacking machine chain bucket, the chain bucket will be transported to a certain height of the vertical unloading to the unloading tank, the discharge tank will be unloaded to the material Belt Conveyor, the retractable belt conveyor delivers the material to the yard at any specified location for storage.

This paper mainly studies the chain hoisting system of the mobile chain bucket stacker. among them:(1) The structural and pile loading mechanism of the mobile bucket stacker are studied and the overall size of the mobile chain bucket stacker is designed and calculated according to the requirements; (2) The structure of the chain hoisting system and the process of reclaiming and discharging are studied and the components such as chain bucket, chain and sprocket are designed; (3) design and calculation of the chain drive; (4) SOLIDWORKS 3D modeling of chain hopper lifting system for mobile chain bucket stacker.

The motion simulation of the chain hoisting system was simulated by EDEM particle simulation software, and the correctness of the research contents was verified by simulation data.

Key Words:Mobile chain bucket stacker;Chain hoisting system;Chain bucket;Chain drive;EDE

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究的目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 链斗提升机研究内容 3

第二章 流动式链斗堆装机总体设计 5

2.1 流动式链斗堆装的结构形式 5

2.2流动式链斗堆装机的堆料机理 5

2.3流动式链斗堆装机的主要性能参数 6

2.4流动式链斗堆装机的总体尺寸 7

2.4.1链斗提升机总体尺寸 7

2.4.2伸缩皮带输送机总体尺寸 9

2.4.3汽车底盘总体尺寸 10

2.5流动式链斗堆装机的优点 10

第3章 链斗提升机机构设计计算 12

3.1 链斗提升机的结构形式 12

3.2 链斗提升机的特点 13

3.3 链斗提升机的装料与卸料 13

3.3.1 装料 13

3.3.2卸料 13

3.4 链斗提升机的堆料机理 14

3.5 链斗提升机主要构件 14

3.5.1 料斗 14

3.5.2 链条 15

3.5.3 链轮 16

3.6 链传动设计 16

3.7 链斗提升机的运动阻力计算 19

第4章 SOLIDWORKS建模与EDEM仿真 20

4.1 SolidWorks建模软件简介 20

4.2链斗提升机的三维建模 20

4.3 EDEM仿真软件简介 23

4.4 EDEM仿真 23

第5章 环境影响及经济性分析 27

5.1 环境影响分析 27

5.2 经济性分析 27

第6章 总结与展望 29

6.1 总结 29

6.2 展望 29

参考文献 31

致 谢 32

第1章 绪论

1.1 研究背景

我国是一个拥有很长海岸线的国家，同时我国还拥有非常广阔的内陆水域。借着改革开放的东风，我国经济快速发展，国际和国内贸易不断扩大，这给港口事业带来了非常广阔的发展前景。近年来，我国港口运输总量逐年飞速增长，其中，散货运输占据着港口运输的主要地位，在散货运输中又以流向稳定、运量大的矿石、粮食、煤为主。

港口货物运转的区域是堆场，货物的堆存、保管、交接都是在堆场完成。货物在进行水陆运输转换时必须先进入堆场进行堆存，然后才通过运输工具向外输送。 斗式提升机在堆场中使用的非常广泛，能够在垂直方向或者接近垂直的方向上连续提升小颗粒、粉粒状、块状等类型的物料，同时具有占地面积小、消耗功率低、运行平稳可靠等优点。一般斗式提升机提升的物料，最后都是被长度很长的固定式皮带输送机运输到堆场中的指定位置。这些散状物料装卸设备价格昂贵、体积庞大，一般用于大型料堆的堆料作业，然而对于小型料堆的堆料作业而言，这些设备的经济效益并不高，因此这些价格昂贵、体积庞大的设备并不适用于小型料堆的堆料作业。对于小型料堆的堆积作业，我国大部分堆场大多采用自卸车卸料、堆高机堆高，但它是一种间歇式堆高设备，工作效率比较低，很难满足快速发展的堆场的实际需要。现代港口的中小型堆场中，多货主、多货种，并且采用自卸车装卸系统的堆料作业，国内目前还没有合适的机械设备，所以很有必要研发一种新型的连续运输机械设备来提高中小料堆的堆料效率，该设备可以在小面积内将物料堆积的很高，提高了堆场的利用率；还可以连续快速的堆料，提高了堆场的堆料效率；同时该设备具有流动性，能够在堆场内移动，方便堆料。

1.2 研究的目的及意义

为了提高港口堆场中小料堆的堆料效率和堆场利用率，我们提出了流动式链斗堆装机的构想。流动式链斗堆装机主要是用于散货露天堆场堆高、仓内堆场堆高、装火车、装船的流动式多用途堆装机械设备。流动式链斗堆装机改变了传统落后的自卸车、料堆坡道、推耙机堆装工艺系统的露天堆场堆高，自卸车、挖掘机堆装工艺系统的仓内堆高，自卸车、卸车平台堆装工艺系统的装火车以及自卸车、卸车平台、皮带输送机堆装工艺系统的装船工艺；提高了堆场、码头前沿、仓库的利用率；降低了工人们的劳动强度；节省了费用；提高了港口的作业效率；节能环保；避免了使用传统工艺设备的安全隐患。流动式链斗堆装机可直接接取来自自卸车的卸料，不需要卸车平台，而且该设备装在汽车底盘上，方便转场；流动式链斗堆装机上的伸缩皮带输送机可以伸缩、回转、俯仰，因此设备机动灵活、堆装范围广阔。流动式链斗堆装机适用于堆装粮食、矿石、煤炭、水泥等散货，目前流动式链斗堆装机的额定堆装效率已经达到700t/h，堆装高度达到8～12m，俯仰幅度达到10～20m。流动式链斗堆装机具有生产效率高、操作相对简单、安全可靠等优点，世界各国对该设备的重视程度也越来越高，除了应用于港口堆场，还广泛运用到很多行业中，比如电力、交通、化工、采矿和建材等领域。