露天煤矿开采中,由于矿田形状多不规则、采场区域较小等原因造成大量边帮压煤,其二次回采难度较大,进而造成煤炭资源丢失严重。目前,内蒙古矿区部分露天矿企业尝试采用连续采煤机配套转载运输机进行边帮煤回采作业,使边帮压煤得到大幅回收利用。但是转载输送机本身不具备自行走功能,需要连续采煤机牵引,存在行走动力不足问题,而且搬家转移工作面时,需要消耗大量的人力物力,这些问题严重制约边帮煤回采效率的提高,急需研发能解决以上问题的输送设备。针对上述技术问题,根据履带底盘设计理论、带式输送机设计理论和功能需求,本文设计了一种新型边帮煤开采自移运输系统,该设备包括行走回转系统、物料输送系统和滑移转向系统,具有转载、运输和行走的功能,采用履带行走方式,随连续采煤机一起前进、后退,完成连续运输。利用Solid Works软件创建了三大系统三维模型,并进行了装配设计,最终完成了自移运输系统虚拟样机模型的构建,为动力学仿真建立仿真对象。为解决物料输送系统在输送过程中遗煤、洒煤、受料输送带损耗严重和溜槽磨损等问题,利用EDEM对输送机散料轨迹进行仿真,并与计算方法绘制的散料轨迹比较分析,确定了溜槽的安装位置。通过对直线型和直线加圆弧型两种溜槽的比较分析,探讨了物料在溜槽出口处垂直方向和水平方向速度受溜槽几何形状的影响规律,找出最优的方案,让物料在溜槽出口处的水平速度与输送带输送接近,垂直方向速度尽可能减少以减少受料输送带的磨损。通过对溜槽进行磨损分析,确定了物料与溜槽发生碰撞的磨损位置,为防止溜槽磨损严重影响物料转载,在主要磨损位置安装可更换的耐磨板。为满足行走系统适应各复杂路面情况的需求,保证自移运输系统在边帮开采硐室内可以自行活动。采用履带行走理论计算了履带滑靴式行走系统的行驶阻力、牵引力和附着力,利用Recurdyn结合Solid Works重建了边帮煤开采自移运输系统的多体动力学模型,通过对输送系统的实际工况进行运动特性仿真分析,发现运输系统启动时有较大的惯性阻力,在硐室内满载行进时履带驱动轮的转矩为3655 N·m,在硐室内空载退出时履带驱动轮的转矩为2695 N·m,原地旋转时履带驱动轮的转矩为8750 N·m,低速直线爬坡时履带驱动轮的转矩为8436 N·m,为设计行走机构动力系统提供数据参考。此外对比前进和后退两种爬坡方式下的驱动轮力矩,发现采用前进方式爬坡驱动轮力矩呈周期性变化,转矩变化更稳定。针对自移运输系统在行走及物料输送过程中,会产生振动现象影响整机的正常使用的问题。本文采用模态分析理论,对输送机桁架自由模态和输送系统整机约束模态进行固有频率及振型分析,发现桁架的第一阶固有频率与输送机托辊产生的激励频率较为接近,为防止发生共振,对桁架结构进行优化,将槽钢改造成矩形钢,优化后桁架一阶固有频率从8.67 Hz提升至11.16 Hz,避开托辊旋转产生的激励频率,改造后桁架振幅降低;将桁架与履带底盘的连接方式由球铰接改成销连接提高了连接刚度,整机约束模态一阶固有频率从5.3 Hz提升至10.5 Hz,四阶固有频率从23.1 Hz提升至31.2 Hz,五阶固有频率从25.3 Hz提升至37.7 Hz,避开托辊与驱动电机产生的激励频率,改造后整机振幅降低。本文设计开发了露天边帮煤开采自移运输系统,对其输送装置的卸料轨迹进行了分析并设计了转载溜槽,对其履带滑靴式行走系统动力学特性进行仿真分析,利用模态分析对自移运输系统动力特性进行分析,设计出稳定高效的自移运输系统,对提高边帮煤的开采回收有重要意义。