1.目的及意义

1.1国内外研究现状分析：

港口对于散货的运输堆高，有各种不同的方式与设备。常见的有斗轮堆取料机，其体积庞大，而且要专门的运输轨道，占地面积大，造价昂贵，这仅适用于大型散货堆场。在中小型散货码头，现有的堆装技术有;自卸车和推耙机卸料堆料，这种间歇式的堆料方式不仅效率低，还会提高自卸车的额外耗能，燃油排放造成环境污染。自卸车和推耙机需要在物料堆斜坡作业，可能倾翻和滑落。采用皮带机进行堆高作业，可以实现连续化作业。但需要配备卸料平台和接料漏斗，设备体积大，转场困难，自卸车卸料需要辅助。皮带机的工作倾角较小，若堆高十几米，皮带机输送段将达三十多米，占用场地面积大，灵活性差。在仓内堆高作业时，自卸车卸料，然后用挖掘机进行堆高，这种方式工作效率低，能耗高，堆高高度低，场地利用率较低，同时也存在安全隐患，挖掘机会从物料堆上滑落。

综上所述，对于港口散料运输的现状为: 效率低，能耗高，机动性差，堆场空间利用率低，安全隐患，燃油污染。针对中小型港口散料运输的现状和满足其经济要求，一种散料堆高机皮带机广泛研究应运而生。

在技术层面上，国内外有很多新的理论，技术方案，辅助软件层出不穷。

在整体设计方面，为了改进目前堆料方法的不足之处，同济大学机械与能源工程学孙远韬等^[1]，武汉理工大学物流工程学院袁建明等^[2]研发了一种散货堆场流动式堆高机，采用移动车体行走方式并结合液压转向机构，灵活地在作业区域转任意转向、直行、横走，方便转移至别的作业区域，大大扩展了作业能力和工作区域;皮带机－臂架系统的伸缩俯仰设计可以自由地在码头紧凑的空间内进行堆高布料。该设备大大提高了码头的堆放效率及堆高高度。

针对子系统皮带机，在国内，中国港湾工程有限责任公司机电装备分公司孟祥辉等^[3]，河南中烟工业有限责任公司牛宏伟^[4]，研究皮带机的驱动布置方式和布置位置的分析，有效避免打滑现象，提高驱动效率。上海振华重工集团股份有限公司夏建人^[5]对港口散货物料皮带输送机基本工作原理的分析，研究皮带跑偏对皮带输送机运行的不良影响，分析皮带纠偏的关键对策以及合理应用纠偏装置。霍州煤电集团鑫钜煤机装备制造有限责任公司李娟^[6]，分析煤矿皮带机跑偏故障的原因，探讨煤矿皮带机跑偏故障的影响及规律，提出煤矿皮带机跑偏故障的应对措施。东华工程科技股份有限公司张维^[7], 河钢集团邯钢公司炼铁部柴丹等^[8]针对皮带机的特点主要介绍皮带机的电气控制原理和系统优化。同煤集团电业公司李录涛^[9]通过对皮带机输送保护控制装置工作原理的分析，探讨了皮带机综合保护控制系统中核心元件的选型和设计，同时详细阐述了系统保护及抗干扰的设计应实现的功能。中国神华哈尔乌素露天煤矿选煤厂高旺^[10]提出把定滑轮导向钢丝绳承受张力改为动滑轮组导向钢丝绳承受张力，来实现皮带机张紧。中交第二航务工程勘察设计院有限公司周侃等^[11]对于坡式散货进口码头皮带机系统的设计布置，以长江上游散货进口码头建设为例，探讨了在山区地形条件下对皮带机系统优化设计，包括对趸船皮带机、斜坡道皮带车的改造，优化方案加大了皮带机爬坡角度。曹妃甸港矿石码头股份有限公司张其锐^[12]分析了皮带机的损伤形式和维修技术，延长胶带的使用寿命，并使机器长时间内保持稳定的运行态势，有效保障机器设备的安全。国外，纽卡斯尔大学工程学院副教授克雷格A.惠勒等^[13]研究带式输送机系统中惰辊的主要功能，预测惰辊的累积阻力在计算皮带张力以及系统的功率需求方面非常重要，并提供了计算旋转阻力每个分量的理论方法，并描述了一种设计用于在模拟操作条件下测量此阻力的设备。普渡大学工程与技术学院Tamer M. Wasfy^[14]研究得出皮带传动高精度动态仿真的一个必要条件是准确预测皮带应力，皮带轮角速度，皮带打滑和皮带传动能量效率，并介绍的皮带传动建模方法准确预测皮带应力和滑动，从而更准确地预测皮带的疲劳寿命和磨损寿命。大阪产业大学交通机械工学系教授Masanori Kagotani等^[15]实验研究了在没有传递载荷的情况下，同步带传动装置中传递误差对安装张力的影响，发现传动误差可以通过将惰轮轻轻地推到正在经历最大位移的皮带跨度的中心而减小。

对于物料运输过程研究，郑州大学工程力学系孙利民等^[16]总结了国内外近 20年来散体力学研究的发展，论述了散体静力与动力学、球形颗粒接触力学、散体力学分析计算方法。在此基础上提出了值得散体堆内力链和搭拱效应的研究，散体摩擦力学研究以及在特殊环境下散体力学的研究。武汉理工大学资源与环境工程学院叶海旺等^[17]分析了带式输送机运输能力的决定因素，使用离散单元数值模拟方法建立了散体物料加载于皮带并达到力学平衡的模型。通过对不同粒径级配的散体物料的数值模拟，分析了散体物料平均粒径、粒径范围对带式输送机运输能力的影响。得出在一定范围内，散体颗粒平均粒径越大、最大粒径与最小粒径的比值越大，其在带式输送机上的堆积断面的面积越大，带式输送机也因此具有较大的运输能力。延边大学工学院朴香兰等^[18]研究和分析了当前比较流行的DEM 仿真软件，介绍了软件的主要功能及 DEM在带式输送机转运站中的研究现状，最后针对几个软件的特点进行了比较分析。东北大学机械工程与自动化学宋伟刚等^[19]比较了散状物料转载计算方法，给出了采用DEM方法的建模与模型检验的基本步骤，利用EDEM软件实现了散料转载过程的可视化，比较分析了直线型溜槽、折线型溜槽和曲线型溜槽中物料转载效果。福建龙净环保股份有限公司夏博实等^[20]介绍目前离散元法常用的几种力学模型以及利用DEM仿真技术对料仓中散料流运动机理研究的进展，包括其流动形式．速度和接触力的分布。