|新型移动式堆料机的设计仿真及应用( 二 )
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图1 行走驱动机构的总体布置图
堆料机主车4 轮台车车体设计如图2 所示 ， 尾车部分的台车设计如图3 所示 。
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图2 堆料机主车4 轮台车
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图3 堆料机尾车部分台车
2 物料输送系统2.1 输送系统构成输送系统包括臂架带式输送机和上料带式输送机 ， 均采用变频驱动 。 为了更好地适应工况需求 ， 上料带式输送机分为爬坡段和受料段 ， 其中受料段为设备的核心区域 ， 其工作情况直接影响到设备整体运行性能 ， 该部分将托辊槽角设置为10° ， 以便更好地承受物料的冲击载荷 ， 此外 ， 在托辊上部设置了缓冲格栅结构 ， 该结构可以承受卡车倒料过来的大部分物料重力 ， 避免物料直接压在胶带上出现压死的现象[2] 。 爬坡段的托辊采用35°槽角 ， 增加了胶带的通断面 ， 使得料流始终畅通 ， 避免堵料对驱动设备造成额外负载 。 上料带式输送机还设置有料流检测传感系统 ， 当检测到料流时 ， 带式输送机系统处于满速运行状态；没有料流时 ， 带式输送机系统低速运行 ， 以达到节能的效果 。 臂架带式输送机采用内藏式设计 ， 上托辊的支架与臂架桁架的水平撑杆采用一体化设计 ， 整条带式输送机在桁架内部运行 ， 充分利用桁架高度 ， 以减少迎风面积 ， 并优化了整机的布置高度 。 同时桁架上部采用非封闭式结构 ， 使得托辊的更换和维护更加方便快捷 。 2.2 相关技术参数验算1）物料输送系统生产率验算Q = AvKρ式中：Q 为生产率 ， kg/s；v 为带速 ， v =3.15 m/s；K 为输送机倾角影响系数 ， 查阅《机械设计手册》第二卷[3] ， 取K=0.81；A 为胶带上物料最大断面积 ， 查阅《机械设计手册》第二卷[3] 表8.2-27 ， 取A=0.446 m2；ρ 为散料密度 ， ρ =1 000 kg/s 。 代入数据求得Q=4 096.7 t/h ， 可知本设计满足最大生产率3 000 t/h 的技术要求 。 2）最大堆高高度验算块煤的安息角约为30° ， 本设计的移动堆料机输送物料为块煤 ， 其安息角大于臂架的最大俯仰角 ， 当臂架处于最大俯仰角20°时 ， 臂架顶端距地面的高度为12.83 m ， 当块煤堆积到12 m 时 ， 煤堆并不会将堆料机轮子埋没, 可知堆料机的设计满足最大堆高高度的要求 。
3 物料输送系统输送和堆高过程仿真散体物料（如药品、化肥等）在实际生产和试验中表现出十分复杂的运动和力学行为 ， 这些行为通常无法直接使用基于连续介质理论的方法来解释 。 离散单元法是把介质看作由一系列离散的独立运动单元( 粒子) 组成的 ， 根据离散物质本身所具有的离散特性建立数学模型 ， 将需要分析的物体看作离散颗粒的集合 ， 这与离散物质本身的性质一致[4] 。 因此 ， 离散单元法在分析具有离散体性质的物料时具有很大的优越性 ， 它可以直接获得离散物质大量的复杂行为信息以及不易测量的颗粒尺度行为信息 ， 并可以为粒子流的运动、受力、热量和能量传递提供高级的解决途径[5] 。 在SolidWorks 中已经建好移动堆料机的三维模型 ， 但是如果将整体模型全部导入到EDEM 软件中 ， 会导致仿真速度过慢 ， 且参数定义十分繁杂 ， 故重新在SolidWorks 中建立输送部分的几何体模型 ， 总共分4 部分：上料带式输送机、漏斗、臂架带式输送机和地面 。 将模型保存为step 格式文件 ， 即可导入EDEM 。 新型轮胎式移动堆料机的三维模型如图4 所示 ， 输送系统的几何体三维模型如图5 所示 。
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图4 新型轮胎式移动堆料机三维模型
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