螺旋卸船机作为一种专业性较高的连续性散货卸船机械,以其清洁、高效、环保的特点在现代化的散货码头占有非常重要的地位。目前国内对螺旋卸船机的研发尚处于起步阶段,对某些易损坏、工作噪声较大的零部件的优化研究还处于空白,不仅使卸船机作业效率降低,而且更换这些零部件耗费大量的物力和财力,严重制约着螺旋卸船机的发展。鉴于此,本文以螺旋卸船机转料过程中的物料运动特性为研究对象,对螺旋卸船机转料头进行优化研究,以减小物料对转料头的冲击磨损,增大转料头的使用寿命,同时减小螺旋卸船机的工作噪声。主要工作包括以下几个方面:(1)运用散体力学、连续介质法相关原理,研究物料在垂直输送段的运动特性。首先,对螺旋面上物料的运动规律进行假定,并提出物料运动特征参数与螺旋转速的关系表达式。研究物料在螺旋轴竖直截面的分布规律,并给出物料自由表面曲线的计算方法,在此基础上,根据应力平衡关系,得到物料运动特征参数的理论求解方法;其次,根据反向螺旋的作用,提出物料卸料时速度方向的平面运动假设和切线假设,并计算物料卸料时的速度表达式。(2)以可伸缩臂螺旋卸船机为对象,求解不同参数条件下的物料运动特征参数数值解。根据单质点理论,以卸料口处的物料为研究对象,根据物料的速度表达式,计算物料卸料时的运动轨迹曲线。并将不同参数下的运动特征参数带入物料卸料轨,研究卸料口开口位置、螺旋转速及填充率变化对物料卸料轨迹的影响,并运用Matlab绘制不同参数下的物料卸料轨迹包络线。(3)运用EDEM软件对不同参数下的物料的卸料过程进行仿真实验。首先根据仿真结果,对理论模型中的有关假设进行验证,并与理论计算轨迹相对比,验证理论模型的正确性。然后根据不同参数下的物料卸料轨迹,研究各参数变化对物料运动运动特性的影响。最后根据物料的运动规律,设计合适的转料头曲率半径,提取仿真结果,对所设计的转料头进行评估。