基于EDEM对散状物料转载系统优化设计的分析湖北凯瑞知行科技有限公司技术研发部胡平摘要：随着国内散状物料输送的快速发展，对高带速、大运量的需求越来越大，传统散状物料转载系统的设计已经不能满足现有高带速、大运量皮带输送系统的使用要求，物料输送系统转载点粉尘污染、溜槽堵塞、皮带偏载跑偏、撒料严重、设备磨损等越来越成为整个输送系统的突出问题。3-DEM曲线溜槽系统采用流线型优化截面设计，能够很好的汇集物料，减缓物料下落速度、保证料点对中、避免堵料、撒料等现象。本文利用颗粒力学仿真软件EDEM分别对唐山港曹妃甸港区T3转载点的传统设计和3-DEM曲线溜槽技术设计进行了对比仿真分析，仿真分析表明转载点采用3-DEM曲线溜槽系统设计不仅很好地避免溜槽堵塞、皮带偏载跑偏等问题，同时对于粉尘的控制也起到了良好的效果，设备运行更加可靠、经济、稳定。关键词：EDEM;曲线溜槽；物料转载1转载点传统溜槽设计与3-DEM曲线溜槽设计的区分在散料输送与装卸系统中，转载点溜槽系统是整个系统的咽喉，转载点溜槽系统设计的好坏严重影响着整个系统的输送效率和运行“”安全。现有的转载点溜槽系统通常利用料磨料的设计思路，溜槽普遍采用直线型结构，截面形状一般为矩形截面，溜槽出口距离皮带底部较高，出口宽度也比较大，其具有制作简单、方便安装以及造价低等优点，但却不能很好地控制物料流动，在实际复杂工况作业下，造成物料堵塞、落料点不正引起的偏载跑偏、撒料严重、对胶带冲击大、粉尘浓度高、溜槽磨损严重等一系列问题，不仅影响了正常的工业生产、增加了生产成本，同时也影响了设备的安全运行。如图1为转载点采用传统溜槽实际运行时存在的常见缺陷。图1转载点传统溜槽常见缺陷3-DEM曲线溜槽技术基于离散元方法，采用SolidWorks三维立体设计建模技术，借助于先进的颗粒学仿真软件，对散状物料输送过程中颗粒体系的行为特征进行较真实的模拟，从而协助设计人员对散状物料处理设备进行设计、测试和优化。3-DEM曲线溜槽机头部位设计有弧形导流装置，使料流以较小的冲击角度（理论切入角小于30°）与导流挡板渐变接触，以减小料流对挡板的冲击；溜槽“本体采用弧形流线型结构，截面形状多为U”形或圆形截面；出口采用向前扩容变截面的匙形结构，并深入导料槽内部，距离皮带底部350左右。3-DEM曲线溜槽通过汇集物料，实现不规律散状物料的可控化，从而防止溜槽堵塞、减小冲击、抑制诱导风、降低粉尘浓度等。如图2为转载点3-DEM溜槽实际运行时效果。图2转载点3-DEM溜槽实际运行时效果2、三维设计、建模与仿真采用SolidWorks三维立体设计和建模技术分别建立转载点传统溜槽和3-DEM曲线溜槽的三维模型，并利用EDEM分别做相对应仿真分析，模拟分析物料在两种不同溜槽系统内的运动情况。2.1、基于SolidWorks的三维立体建模以T3转载点溜槽布置CAD图纸为基础，通过对传统设计可能存在缺陷的分析，我们不难看出该转载点主要存在以下几个问题：1“”、皮带机头部漏斗采用料磨料设计，物料先在漏斗后部台阶处堆积一定量后再下落，该设计方案虽然减缓了漏斗的磨损，但当物料含水量超标时，物料易在此处堆积、粘接成块，进而造成头部漏斗的堵料现象，同时粘接在一起的大量物料容易形成突然垮塌现象，垮塌后粘接在一起的物料瞬间进入溜槽内部，容易造成溜槽的堵塞，也容易因为胶带瞬间输送量超载而出现撒料现象；当物料过于干燥时，物料之间的撞击又会产生大量的粉尘，污染转载点周围环境；2、物料由BH2-1——BH2-2或BH3-1——BH3-2输送时为平行转运，但由于受空间布局限制，该处溜槽与皮带中线存在1000mm的偏移，物料下落到下级皮带时必然会造成下级皮带因落料点不正而产生跑偏现象；3、出口管底部采用折线结构，过渡不平滑，容易在拐角处产生积料现象。综上所述，我们提出相应的优化解决方案（详见CAD图纸），主要包括以下几个方面：1、头部根据物料抛料轨迹设计安装弧形头部集流导流装置，以避免漏斗的堵料现象，同时抑制诱导风，降低粉尘；2、将原有正三通结构更改为非标的Y形三通，使该处落料点对中下级皮带，避免皮带重载跑偏；3、溜槽采用3-DEM曲线溜槽结构，过渡平滑，保证...