[00346722]DQ10500/6000超大型斗轮堆取料机关键技术研究及应用

随着船舶大型化以及大宗散货国际贸易的快速发展，码头前沿的装卸设备快速朝大型化方向发展，码头后方堆场的设备也朝大型化方向发展。自主研发、生产大型斗轮堆取料机是港机厂商综合实力的体现；对于使用该设备的矿山和港口来说，拥有大型斗轮堆取料机也是实力的象征。堆场设备朝大型化方向发展已成必然趋势。2003年起，中国以进口2.08亿吨成为世界最大的铁矿石进口国，此后进口量呈逐年上升态势，中国对进口矿依赖度居高不下。预计今年进口铁矿石将达到10亿吨。随着国内铁矿石市场快速发展的需求，对国内矿石码头的要求也越来越高，超大矿船的出现，要求国内超大码头装卸作业，要求更大型装卸设备来满足日益增长的矿石进口需求。青岛港顺应国际发展需求，率先建立国内首个40万吨级矿石码头，以满足大型40万吨级矿石船装卸。DQ10500/6000型斗轮堆取料机额定设计生产率为每小时堆料10500t、取料6000t，峰值生产率可以达到每小时堆料12600t、取料7200t，是国内堆取能力最大的斗轮机，其斗轮机的高效化与大型化对金属结构的动态强度刚度、稳定性和疲劳寿命及悬臂皮带机，均提出了更高的要求。项目旨在通过对斗轮取料和动态仿真技术、复杂载荷下斗轮机结构动力学响应分析技术、斗轮机悬臂皮带输送技术进行重大创新，研制开发一种大型高效节能的斗轮机。通过对大型斗轮取料、提升、抛料过程的EDEM仿真，确定斗轮的转速、料斗形状、圆弧卸料挡板的结构，达到提高效率、降低能耗的目的；通过对斗轮机金属结构动力学建模，形成设计理论与方法，达到提高动态刚度和疲劳寿命、降低动态响应的目的；通过对大型斗轮机悬臂皮带的研究，达到受料和输送的有效和稳定性，提高带条寿命、降低能耗的目的。首次采用离散单元法对超大型斗轮取料过程进行仿真研究，准确地反映了物料在斗轮取料过程中的力学特性和运动规律，成功地运用离散单元法仿真来指导DQ10500/6000型斗轮堆取料机斗轮机构的设计，在大幅降低斗轮机构的能耗、实现斗内物料的充分填充、杜绝提升与卸料过程中物料的撒落等方面，取得显著的效益。首次采用周期激励下动态响应的结构分析方法，对超大型斗轮堆取料机结构进行动态响应分析，避免斗轮机结构共振响应。创新提出了构造新颖、性能优良的超大型斗轮卸料条件下输送带智能防跑偏装置、可实现弧线过渡的皮带机铰链装置、快速流程转换的双流程尾车。通过对超大型斗轮堆取料机关键技术的研究，在斗轮转速、料斗形状、圆弧卸料挡板结构形式等方方面取得了设计理论和方法进展，形成了具有自主知识产权和核心竞争力的战略产品，对于提高研发企业的科技创新能力、产品升级换代能力、节能减排技术能力以及增效创汇能力均具有重大的意义。对保持中国在港口机械研发和制造领域的国际领先地位和核心竞争力、对实现产学研科研成果的产业化等都具有显著性意义。在基础上研制的超大型斗轮堆取料机技术经济性能优越，可成为大型散货港口的主力堆场机型，项目的推广应用已产生较大的经济效益与社会效益。