摘 要

堆高机是一个将物料提升一个高度的机械，广泛应用于港口、煤矿等散粒物料堆高、以及流水生产线等场所，堆高机的使用在垂直方向上提升物品物料方面有很大的帮助，皮带机在散料运输方面则是主要以倾斜角度为主进行物料的输送，是依靠物料与输送带的摩擦力进行输送，故而有一个倾斜角的限制，这使得物料在竖直方向提升一个高度，则会增加皮带机在水平线上的投影线，也就是说皮带机变得很长，这样需要更多的场地去布置皮带机，而堆高机与皮带机的配合使用则会有效结合二者的优点，既有效节省了堆场使用面积，也提供了水平方向的位移实现堆料的目的。

本次设计是链斗堆高机和堆料皮带机的配合使用设计，由链斗堆高机垂直提升一段高度，再由皮带机提升一个高度，并且提升垂直高度的同时进行水平运输，以达到设备不影响堆场场地布置并且能够完成堆高的目的。本次设计从堆高总体方案到皮带机部分的设计计算，分析并校核各个数据的准确性。最后针对堆料皮带机皮带运行部分的进行了EDEM仿真，模拟散粒物料在是皮带机上的运动情况与状态分析。

关键字：堆高机；皮带机；EDEM仿真

Abstract

Stacker is a material will enhance the height of a machine, widely used in ports, mines and other granular materials, and high pile production line and other places, are of great help to lift the machine using high pile of material in the vertical direction, belt conveyor in bulk transportation is the main transportation the tilt angle based material is conveyed, rely on the material and the conveying belt friction, so there is a tilt angle limit, which makes the material lifting a height in the vertical direction, the projection line will increase in the level of belt conveyor line, that is to say the belt machine becomes very long, so the need for more the site layout of belt conveyor, and with the use of stacker and belt machine can effectively combine the advantage of the two, which effectively saves the yard area, but also provides the displacement in the horizontal direction to realize feed Purpose.

This design is the chain bucket stacker and belt conveying machine with the reactor, using design, by the chain bucket stacker vertical lifting a height, which comprises a conveyer belt lifting a highly, and upgrade vertical height and horizontal transport, in order to achieve the device does not affect the storage yard layout and can complete piled high. This design from the pile high overall plan to the belt machine part of the design calculation, analysis and check the accuracy of each data. Finally to the core material belt conveyor belt running deviation were edem simulation, simulation of granular materials in motion and state analysis of belt conveyor.

Key Words：Elevator; Belt conveyor; EDEM simulation

目 录

第1章 绪论 1

1.1国内外的研究现状分析 1

1.1.1背景 1

1.1.2国内外研究现状 1

1.2目的和意义 2

第2章 总体方案分析 3

2.1工作原理 3

2.2结构组成及其特点 4

2.2.1牵引构件 4

2.2.2料斗 4

2.2.3驱动装置 5

2.2.4行走机构 6

2.2.5堆料皮带机 6

2.3斗式提升机的设计计算 8

2.3.1输送量的计算 8

2.3.2料斗的计算 8

2.3.3牵引机构的设计 9

2.3.4运行阻力的计算 9

2.3.5牵引构件的张力 10

2.3.6斗式提升机的功率计算 11

2.3.7斗式提升机的卸料 11

第3章 皮带机设计计算 13

3.1原始参数以及物料特性 13

3.2初定设计参数 14

3.2.1托辊参数 14

3.2.2带速 14

3.2.3带宽 15

3.2.4输送带 15

3.3输送能力的验算 15

3.3.1物料截面积 16

3.3.2确定k值 16

3.3.3输送能力 16

3.4驱动圆周力的计算 17

3.5输送机运行功率的计算 22

3.6 输送带张力计算 23

3.6.1按输送带允许最大垂度计算最小张力 23

3.6.2按输送带不打滑条件计算最小张力 23

3.7输送带层数计算 25

3.8拉紧装置重锤质量计算 25

3.9校核辊子载荷 26

3.9.1静载计算 26

3.9.2动载计算 27

第4章 EDEM仿真 29

4.1 软件的介绍 29

4.2 离散元方法 29

4.3 EDEM在带式输送中的仿真 29

4.4皮带机设计的仿真 30

4.4.1仿真步骤 30

4.4.2结果分析 31

第5章 总结与展望 35

5.1总结与展望 35

5.2经济性分析 35

参考文献 36

致 谢 37

第1章 绪论

1.1国内外的研究现状分析

1.1.1背景

堆高机一般是指功率较大、提升能力较强的大型输送机械，是按某种特定的堆料方法将货物物料连续地均匀地堆成料堆的设备，由主动轴，减速机、连轴器、电机等组成的上部机壳、由底部机壳，从动轴部件及张紧装置组成的底部机壳，以及链条和链斗等部件组成。为保证矿石的均匀化效果，无论堆高机是顺行还是逆行，堆高机的行走速度都要保持相同^[1]。在某些特定的堆高机上装有料堆高度探测器，该探测器的使用能让堆高机按一定节距随料堆高度来调节整机的俯仰程度^[2]。随着港口物流的的发展，物料物件的种类增多，货物量增大，对于堆高机的要求越来越高，堆高机作为堆场堆高系统的其中一个单元，其整机的工作效率严重影响着整个料场流程的运行效率。对料场的所有设备而言，如果堆高机能够实现自动化，则很容易实现整个料场堆料系统的自动化，从而提高料场生产效率，减少污染，降低成本，进而保证港口料场堆料系统能够高效运行^[3]。

皮带机是带式输送机的简称，以挠性的输送带作为物料的承载和牵引构件，水平或者倾斜输送成件品以及散料物料的连续运输机械，皮带机有固定式带式输送机和移动式带式输送机两种，其结构简单，物料输送效率高 ^[4]。皮带机的工作原理是一条首尾两端相连的输送带环绕在驱动滚筒和改向滚筒上，两个滚筒之间的上下输送带分支通过若干个承载托辊和回程托辊支撑，物料放在承载托辊支撑的输送带上，当驱动电机带动驱动滚筒回转时，皮带机的拉紧装置将输送带拉紧，包裹在滚筒上，物料通过进料装置落到输送带上，通过输送带与驱动滚筒之间的摩擦力提供的动力而运行，最后输送至特定位置后进行卸料。皮带机适用于水平和倾斜方向输送散粒物料或者成件物品的场合，同样也可应用于工业生产流水线。由于皮带机对物料的适应性比较强，输送能力较大，故而有着十分广泛的应用^[5]。

1.1.2国内外研究现状

我国独立研究、生产制造的皮带机的种类较多。在“八五”期间，国家通过实施“日产万吨综采设备”一条龙项目，极大的提升了皮带机的技术水平，适用于煤矿井下的皮带机要求功率要大、距离要长，由于该项目的实施，使得皮带机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步^[6]。如大倾角长距离的皮带机成套设备、高效率的可伸缩带式输送机等的生产与研发均填补了先前国内空白，驱动装置则采用调速型液力偶合器以及星形齿轮减速器^[7]。在国外，皮带机的相关技术发展很快，其主要体现在以下两个方面：一方面是皮带机的功能比较多样、应用范围比较广泛，研究生产了如大倾角皮带机、管状皮带机等各种机型的皮带机；另一方面是皮带机本身的技术与装备的发展比较快，尤其是距离较长、输送量较大、带速较高等大型皮带机已成为国外皮带机发展的主要方向，其核心技术是皮带机动态分析与技术监控，从而提高皮带机的运行性能和可靠性^[8]。

1.2目的和意义

皮带机的操作安全、可靠，有较强的适应性和实际生产能力，因此在散料的搬运中的应用十分广泛。此外，皮带机能使物料在各个工序之间流动工作，因此具有多种工艺功能。近年来，由于胶带输送机符合环保要求，皮带机成为了输送方法中优先被选择的运输方式。