垂直螺旋输送通过物料与螺旋叶片及外筒的摩擦作用来实现垂直方向运送散货,是一种高效、清洁的连续运输方式,以其为核心技术的螺旋卸船机被广泛应用于港口卸船作业。取料装置为垂直螺旋输送提供稳定的物料流,其取料性能直接影响了卸船效率,是螺旋卸船机研发设计的重点。本文以垂直螺旋圆弧翼板取料装置为研究对象,基于散体力学,通过对取料过程物料颗粒流动规律的动力学分析,建立了圆弧翼板取料装置的取料理论模型,并针对理论模型分析得到的影响取料量的取料装置结构参数开展离散元仿真试验,揭示了取料装置结构参数对取料特性的影响规律,此外开展取料装置磨损特性的仿真研究,为圆弧翼板取料装置结构设计及性能优化提供理论与仿真试验依据。论文的主要工作内容及结论如下:（1）从取料装置的几何结构着手,基于散体力学理论,对物料颗粒从外部经由取料装置进入螺旋内筒的运动过程进行了分析,推导物料颗粒进入螺旋内筒的动力学条件,建立取料装置取料效率的理论计算模型。研究表明:取料时,取料装置内靠近圆弧翼板物料颗粒的周向压力最大;进入内筒时物料颗粒的周向压力受取料翼板的曲率半径、弧面中心角以及内筒进料开口角度和取料转速影响;取料装置埋入料堆深度增加会提高取料装置内物料颗粒的周向压力,有利于克服进料阻力。（2）基于理论模型,通过开展单因素离散元仿真试验,研究取料装置圆弧翼板的高度、曲率半径、曲面中心角、内筒进料开口角度以及取料装置的转速等参数对输送质量流率、颗粒垂直提升速度、颗粒圆周速度等动态特征的影响规律,得到取料装置结构的优化尺寸。试验结果表明:当取料圆弧翼板高度设置为与内螺旋叶片节距相同时,在取料翼板部分埋入料堆的工作条件下既可以保证进料充分又能控制颗粒逸出;取料圆弧翼板曲率半径与螺旋叶片半径之比为0.7时,可保证在取料装置工作转矩较低状态下获得良好的取料效果;取料圆弧翼板的弧面中心角设置为107°时,弧面与物料颗粒之间接触充分,取料效率高;取料装置的内筒进料开口角度设置为70°～80 °范围时,进料充分且颗粒逸出量较少,取料效果最佳;取料装置旋转对周围物料颗粒搅动作用明显,转速过大将影响取料效果,取料装置转速应在料堆下降后逐步降低。（3）针对取料装置工作时长期与物料碰撞摩擦而出现的磨损问题,通过离散元仿真试验,对取料装置的磨损分布情况及磨损成因进行研究。仿真试验结果表明圆弧翼板靠近螺旋内筒处的部位最易发生磨损,造成磨损的主要原因是物料对该部位的切向作用力及相对滑移运动。通过对取料过程的能量计算,发现取料装置的做功绝大部分转化为了摩擦热,少部分转化为颗粒的动能与势能。对不同取料转速下的取料装置磨损情况进行了研究,发现随着取料转速的增加,取料装置累积接触能量增加,磨损速度加快。对磨损仿真试验中取料圆弧翼板出现的易磨损部位提出了两种改进结构型式并进行了相应仿真试验,试验结果表明其中一种型式的取料翼板的磨损区域减小,磨损速度较改进前减少68.8%,且取料性能不受影响。