固定型带式装卸机被广泛应用于散装物料的装卸作业中,但固定型带式装卸机占地面积大,无法灵活转场的问题导致铁路运输过程中散装物料的装卸效率提升缓慢。当前大多数铁路货场在进行散装物料装卸时仍采用斗式装卸机和人工装卸相结合的方式进行,不仅装卸效率低下,而且人力资源的成本很高。传统的装卸机构已经不能满足日益增长的散装物料装卸的需要,急需设计一款高效率、可伸缩、可旋转、可移动式的散装物料装卸机来满足当今的社会需求。以ZXCZYD-720型简易装卸机为原型机,根据工作需要与场地限制进行装卸装置的总体方案设计并确定各个关键参数,使所设计装卸设备具有可伸缩、可旋转、可移动和高效率的特点,而后对装卸装置总体设计方案进行分析对比,选择最优方案;对主要工作部件的结构进行详细的设计;运用朗肯（Rankine）土压力理论和材料力学相关知识对各个受力部件的工作载荷进行力学分析;对各个部件进行有限元静力学分析,验证受力部件的刚度和强度;对上/卸料伸缩臂进行模态分析,通过仿真结果验证低频共振和结构的合理性;对上料伸缩臂进行瞬态动力学仿真,验证其动态下的架构强度。在对主要工作部件完成有限元相关分析后,通过响应面法对上/卸伸缩臂进行参数优化,优化后上料伸缩臂横向强度增加,最大应力减少了7.26%,总质量减少22.79%,卸料伸缩臂完成了刚度和强度优化,最大变形量减少了15.72%,最大应力减少18.8%,最大质量减少了5.45%;通过拓扑优化对旋转支撑架进行结构和质量优化,在保证其强度和刚度基本不变的情况下,最大质量减少了41%。最后,利用离散元分析软件验证整机是否能满足散装物料实际装卸作业的需求。在仿真过程中,出现物料在中间输送臂大量撒落的情况,通过理论分析,对中间输送臂的结构进行了结构创新优化,进行仿真验证后可以完全满足物料运载的要求;对装卸效率进行验证,可以满足技术要求且效率更高。完成装卸装置的创新设计与仿真研究后,所得结果可满足实际需要,随后开始样机制造。