摘 要

由于斗式提升机具有提升高度大、消耗功率小，噪声小的优点，故广泛应用于食品储运行业，成为行业中不可或缺的连续运输机械。随着社会的发展，高效、安全的运送物料越来越成为工程领域中的重要问题。料斗形状对斗式提升机的取料、输送和卸料三个阶段的效率有着重要的影响。

本文主要分析斗式提升机的EDEM仿真模型。首先，对斗式提升机的整体组成、装卸料方式以及国内外研究现状进行了介绍；其次，完成斗式提升机的主要零部件的计算和机壳的选型工作；再次，对所设计的斗式提升机进行三维建模；最后，应用离散元分析软件EDEM对斗式提升机的装卸料过程进行模拟，并通过分析来优化料斗的结构。

研究结果表明，不同形式的料斗在离心式卸料方式下的轨迹有明显不同，在选择和设计料斗时应该根据具体情况进行分析，将仿真结果应用于斗式提升机的设计与制造中，将会产生明显的效益。

关键词：斗式提升机； EDEM ；料斗优化

Abstract

Bucket elevator is widely used in food storage and transport industry because it has the advantage of high lifting，consuming small power and low noise，which is necessaty in transport industry.With the development of society ，the efficient and safe delivery of materials has become an important issue in the field of engineering. The shape of the bucket elevator hopper has an important effecct on reclaiming, transport and unloading .

This paper mainly analyzes the EDEM simulation model of bucket elevator.First of all, the whole composition of bucket , loading and unloading methods and domestic and foreign research present situation are introduced; secondly, I calculated the main parts of the bucket elevator and slected the chassis;thirdly,I modeled the bucket elevator which I designed;finally,I applied the EDEM to analyse it and used the result to optimize the hopper structure.

The research results showed that the different forms of the buckets in the centrifugal type unloading material trajectory is significantly different.The selection and design of the hopper should be analyzed according to the specific circumstances. The result of simulation will be used in bucket elevator design and manufacturing, which will produce significant benefits.

Key word : Bucket elevator; EDEM ; Bucket optimization

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.1.1斗式提升机的组成 1

1.1.2斗式提升机的工作原理 2

1.2国内外研究现状 5

1.3研究的目的及意义 6

第2章 斗式提升机主要参数的设计计算 7

2.1 原始参数 7

2.2输送量及料斗的计算 7

2.2驱动滚筒直径的计算 8

2.3输送带张力计算 9

2.4 驱动功率的计算以及电动机的选取 11

2.5斗式提升机机壳的设计 11

第3章 基于Solidworks的斗式提升机关键部件的三维建模 14

3.1 Solidworks 2013简介 14

3.2 斗式提升机三维模型的建立 14

3.2.1 斗式提升机上部建模 14

3.2.2斗式提升机中部建模 15

3.2.3斗式提升机下部建模 16

3.2.4斗式提升机三种料斗模型的建立 16

3.2.5斗式提升机整体装配图 18

第4章 基于EDEM的斗式提升机仿真 20

4.1 EDEM软件简介 20

4.1.1 EDEM的各个主要模块 20

4.2 EDEM仿真 20

4.2.1 EDEM仿真前处理模块的设置 21

第5章 仿真结果及分析 24

5. 1 Q型料斗仿真结果 24

5.2 H型料斗仿真结果 27

5.3 Zd型料斗仿真结果 29

第6章 总结与展望 32

6.1 总结 32

6.2 展望 32

6.3 经济性分析 32

参考文献 34

附 录A 36

致 谢 39

第1章 绪论

斗式提升机适用于垂直或大倾角传输粉状、颗粒状及小块状物料的连续输送设备。斗式提升机结构简单，提升高度大，动力消耗小，噪音低，污染小，在粮油储运、化工、矿山、药业等行业都有广泛的应用^[1-2]。

1.1研究背景

斗式提升机在工作时，物料通过进料口流入到承载构件料斗中，通过输送带或链提升到顶部，绕过顶轮后向下翻转，将物料抛出，落到卸料口内。带传动的斗式提升机的传动带一般采用橡胶带，装在下或上面的驱动滚筒和上下面的改向滚筒上。大多数的斗式提升机都装有机壳，避免斗式提升机中运行过程中产生的粉尘到处飞扬。本文主要研究牵引构件为皮带的带斗式提升机，在此重点介绍介绍带斗式提升机。

1.1.1斗式提升机的组成

图1.1 斗式提升机整体结构

斗式提升机的主要组成部分如图1.1所示：1为进料口，2为张紧装置，3为牵引构件，4为料斗，5为检修平台，6为驱动装置，7为头轮，8为头部机壳，9为出料口，10为中间机壳，11为尾轮，12为底部机壳。

（1）料斗：料斗是斗式提升机的承载构件，一般使用2-6mm厚的钢板冲压或冲压制成，料斗的选择对斗式提升机的工作效率影响非常之大。理想的料斗是：装料时大多数物料进入料斗内，卸料时卸载完全。斗式提升机常见的料斗形状有三种：深斗型、浅斗型和无底型。三种料斗的适用范围各不相同。深斗型适用于干燥、流动性好、容易倒出的物料；浅斗型适用于潮湿、摩擦力大的物料；无底斗适用于输送大块、磨损性强和脆性大的物料，一般只用于重力式卸料的提升机。选择料斗类型时，要考虑带速和物料等因素综合选取，已达到最大的生产效率。