摘 要

随着中国国际贸易的不断发展，沿海等地散货码头也在不断地发展壮大，对于散货物料的堆料以及储存方面的研究也从未止步，而对于目前堆高机堆料方式存在效率低、能耗大、危险性高的现状，亟待我们去研发合适的堆高机。本文提出一种新型散货堆场螺旋堆高机，采用水平螺旋集料及垂直螺旋提升，实现高效率、低能耗的堆料，且转场方便灵活。主要内容包括：新型螺旋堆高机的总体结构型式、水平垂直螺旋输送机构的设计计算、带式输送机的设计计算、行走机构的设计，以及行走机构的三维建模仿真。通过这些设计计算，为该新型散货堆场螺旋堆高机的研发提供指导。

关键词：螺旋堆高机；总体设计计算；行走机构

Abstract

With the continuous development of China's international trade, coastal bulk cargo wharf also in the continuous development and expansion, for the study of bulk material stacking and storage has never stopped, and for the current stack machine high stacking method has low efficiency, high energy consumption, high risk status, we need to R amp; D appropriate piling machine. Is proposed in this paper a new type of bulk cargo yard spiral pile high machine, using horizontal spiral aggregate and vertical spiral lifting, achieve high efficiency and low energy consumption of stacking and transitions is convenient and flexible. Main contents include: new spiral pile high machine general configuration, the vertical and horizontal spiral conveying mechanism design calculation, design and calculation of belt conveyor, walking mechanism design, and walking mechanism of 3D modeling and simulation. Through the design calculation, it provides guidance for the research and development of the new type of spiral reactor.

Keywords: Spiral pile high machine; overall design and calculation; walking mechanism

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题研究的目的及意义 1

1.2课题研究的主要内容 2

第2章 螺旋堆高机的总体设计 3

2.1主要技术参数 3

2.2螺旋堆高机各部分机构的设计以及工作原理 4

2.2.1新型螺旋堆高机的组成部分 4

2.2.2螺旋堆高机的工作原理 7

2.3螺旋输送机的设计计算 7

2.3.1水平螺旋输送机的设计计算 7

2.3.2垂直螺旋输送机的设计计算 9

2.3.3带式输送机的设计计算 12

2.3.4螺旋堆高机的抗倾覆稳定性的校核 17

2.4本章小结 19

第3章 新型螺旋堆高机行走机构的设计 21

3.1螺旋堆高机行走机构结构形式的确定 21

3.2螺旋堆高机行走机构的主要尺寸 21

3.3螺旋堆高机传动系统、转向系统的设计 21

3.3.1传动系统的设计 21

3.3.2转向系统的设计 23

3.4螺旋堆高机轮压的计算与车轮的设计 24

3.4.1螺旋堆高机支承反力与轮压的计算 24

3.4.2轮胎的选择 25

3.5螺旋堆高机行走机构的三维建模仿真 26

3.6本章小结 26

第4章 总结与展望 28

参考文献 29

致谢 31

第1章 绪论

目前，大型散货堆场主要依靠皮带机进行散货的运输，利用堆取料机这种常用且经济的方法进行堆取作业，很多堆场的料堆堆高还在采用自卸车爬上料堆卸料，外加挖掘机辅助堆高，这种堆高方式效率低、能耗大、危险性高。

由于目前堆取料机的作业高度和工作范围受到一定程度的限制，所以基本需要在堆场内设置多个皮带机以及多台与之配合工作的装卸设备。而皮带机及其装卸机械设备常常占用了堆场内很大一部分面积，这样便使得堆场的实际堆货面积减小，若要按照要求达到相应的堆货面积，则又变相的增大了堆场的面积。堆高技术的落后，从而很大程度上影响了堆料的效率，本文就此问题提出一种新型螺旋堆高机的设计方案，该新型螺旋堆高机拥有占地面积小，转场方便灵活，效率高，能耗低等优点。

1.1课题研究的目的及意义

根据国际堆高技术发展的现状，为了适应货物堆取方便快捷的发展需要，堆取料机也应随着堆高场地以及堆料效率的提高从而做出相应的改变以及创新。

散货物料主要以煤炭，矿粉为主。就国内煤炭码头而言，具有代表性的煤炭码头有黄哗港，秦皇岛港等，其现代化的设备和设备自动化的水平在世界上都算数一数二，相应的，它们堆场对堆取料机的能力需求也理所当然的比较高。为了提高堆场的利用率,扩大堆场的堆料容量，堆取料机在提高工作效率的同时，堆高机的回转半径也随着工作效率的提高而不断增加, 有调查显示，几年前有的堆料机的最大回转半径就已达到5 m 。除此之外, 堆取料机的形式也分好几种，比如堆取合一的, 以及堆取分开的。考虑到系统完好率的提高、生产的保障, 以及中国很多港口码头的使用经验，堆取料机以堆取分开比较好。

而相对于国外散货码头的堆场，纽卡斯尔港又极具代表性。纽卡斯尔港分为库拉冈煤码头以及卡灵通煤码头。库拉冈煤码头有3个煤炭泊位, 设计能力为640万t，最大通过能力为6900万t , 可停靠的最大船舶为23.2 万t 级。该港卸车由3 台底开门卸车站来完成, 堆场堆存能力为300万t , 堆场最大的有2 个，为2500 m 56 m, 堪称煤码头堆场之最。而这些数据的背后，我们可以想到的是其堆取料机系统也一定一场庞大、繁杂。

堆料机中很重要的一部分就是各类输送机，带式输送机主要用于输送散货物料，在码头、港口方面应用的比较广泛，有成本低，输送效率高等特点。近几年来，我国科学技术在不断的进步，经济也在不断的发展， 对带式输送机的设计以及本身发展也从未止步，但是从大的角度来看仍与其他发达国家存在比较大差距。螺旋输送机则大多数情况下用于粮食、农产品等的运输，相比而言，带式输送机的使用范围更加宽泛，这也是带式输送机的一大优点。