系統(tǒng)參數(shù)
采樣機(jī)最低點(diǎn)到地面的距離：≤4500mm
小車行走機(jī)構(gòu)行程：2600mm
大車行走機(jī)構(gòu)行程：13000mm
采樣深度：2800mm
軌距： 5500 mm
跨距： 6300 mm（凈寬5900mm）
物料參數(shù)
品種：煤、鐵料及其他散裝物料
標(biāo)稱最大粒度： mm
密度：
標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
汽車采制樣裝置的設(shè)計、制造、包裝、運(yùn)輸、儲存、驗(yàn)收遵照下列標(biāo)準(zhǔn)及其它有關(guān)中國國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：
GB/T 19494.1-2004 煤炭機(jī)械化采樣第1部分：采樣方法
GB/T 19494.2-2004 煤炭機(jī)械化采樣第2部分：煤樣的制備
GB/T 19494.3-2004 煤炭機(jī)械化采樣第3部分：精密度測定和偏倚試驗(yàn)
GB211-84 煤全水份測定辦法
關(guān)鍵技術(shù)處理
A：采樣關(guān)鍵技術(shù)
· 螺旋升降機(jī)構(gòu)為箱式結(jié)構(gòu)，雙鏈條傳動，確保螺旋鉆遇硬塊不偏移。
· 螺旋鉆鉆頭為錐形結(jié)構(gòu)，采用硬質(zhì)合金刀頭，對凍煤、塊煤、矸石等物料具有很強(qiáng)破碎能力。
· 螺旋采樣機(jī)配專門棄料通道，減少揚(yáng)塵。
· 大小車行走機(jī)構(gòu)采用吊掛式結(jié)構(gòu)，配機(jī)械、電氣雙層保護(hù)。
· 大小車行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)配計數(shù)檢測，使采樣更加準(zhǔn)確。
· 關(guān)鍵設(shè)備驅(qū)動裝置選用進(jìn)口品牌產(chǎn)品。
B：防堵措施
· 溜管內(nèi)徑較大或遠(yuǎn)大于實(shí)際煤樣流量要求的管徑。
· 溜管的傾斜角都大于60度。
· 采制樣設(shè)備聯(lián)接溜管采用不銹鋼制作（棄料溜管除外）。
· 易堵部位設(shè)有檢修孔及擊打振動裝置。
· 皮帶機(jī)入料口設(shè)有料流導(dǎo)向裝置，對水份較大的物料有很好的防堵效果。
· 錘式破碎機(jī)配置疏通裝置，保證不積料、不堵塞。
C：防止水分損失及防粉塵處理措施:保證全系統(tǒng)為全密封設(shè)計
· 二級采樣的頭部設(shè)有聚胺酯板，避免損傷皮帶，亦可防止粉塵外泄。
· 輸送機(jī)外罩蓋板，二次采樣機(jī)外罩、檢修孔等處用橡膠密封。
系統(tǒng)設(shè)備描述
系統(tǒng)綜述
根據(jù)以上技術(shù)要求及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，汽車橋式螺旋鉆采制樣系統(tǒng)設(shè)備布置詳見方案圖。工藝流程簡述如下：
螺旋鉆采樣機(jī)、螺旋鉆升降機(jī)構(gòu)、部分電控系統(tǒng)安放于小車行走機(jī)構(gòu)上，制樣設(shè)備及主控系統(tǒng)安放于地面上專用房內(nèi)，小車行走機(jī)構(gòu)可在橋式大車行走機(jī)構(gòu)上左右（汽車車廂寬度方向）移動，大車行走機(jī)構(gòu)可沿著道軌前后（汽車車廂長度方向）移動。大、小車行走機(jī)構(gòu)安放于行車架上。
采樣開始時，根據(jù)輸入的車廂型號，大、小車行走機(jī)構(gòu)及螺旋鉆先復(fù)位（在沒有復(fù)位的情況下），根據(jù)輸入的廠家代碼，樣品收集器自動將相應(yīng)樣品罐轉(zhuǎn)換到位（在一天開始時，第一廠家的樣品罐是隨機(jī)選取的）。然后，計算機(jī)讀取一個隨機(jī)采樣點(diǎn)位置號（主控系統(tǒng)設(shè)計時，根據(jù)車廂型號按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)將車廂劃分若干采樣點(diǎn)），大、小車行走機(jī)構(gòu)根據(jù)此位置號分別向前（后）、左（右）移動相應(yīng)位移后，螺旋鉆頭逐漸插入到煤堆中采取子樣，子樣上升到螺旋鉆頂部后將樣品存于樣品斗內(nèi)。
螺旋鉆到達(dá)指定深度后（由深度檢測開關(guān)控制），鉆頭提起，選取下一采樣點(diǎn)（在同一車廂需多點(diǎn)采樣的情況下），同樣將樣品存于樣品斗內(nèi)。當(dāng)同一車廂的煤樣采取結(jié)束后（三點(diǎn)采樣），大、小車回到卸料位置，打開樣品斗門，樣品卸出到初級皮帶給料機(jī)上。初級皮帶給料機(jī)設(shè)有控制閘板將樣品均勻地送入破碎機(jī)破碎到所需粒度，然后落入次級皮帶給料機(jī)中。安放于次級皮帶給料機(jī)之上的二次采樣機(jī)旋轉(zhuǎn)切割料流得到最終樣品通過溜管進(jìn)入密閉的旋轉(zhuǎn)式樣品收集器中，余料通過次級皮帶給料機(jī)頭部卸料口送入棄料池（用戶自備）。至此，一輛車廂采樣結(jié)束。以下的工作依此重復(fù)進(jìn)行。
大、小車行走機(jī)構(gòu)
LH橋式采樣裝置本體，采用橋式行走機(jī)構(gòu)，變頻加減速，啟動停止運(yùn)行平穩(wěn)。橫跨汽車車廂進(jìn)行采樣作業(yè)，并允許汽車從本設(shè)備下通過。
采樣裝置安裝在小車行走機(jī)構(gòu)上。依靠大、小車行走機(jī)構(gòu)可按要求在車廂頂部全部區(qū)域中進(jìn)行隨機(jī)一點(diǎn)取樣，也可按國標(biāo)布點(diǎn)取樣。取樣深度最深可達(dá)2.8m。
設(shè)備特點(diǎn)：
大車行走機(jī)構(gòu)采用箱體雙梁橋式結(jié)構(gòu)，剛性好，可滿足現(xiàn)場要求，大車行走機(jī)構(gòu)頂部及小車行走機(jī)構(gòu)行走橫梁側(cè)端設(shè)計有行走平臺，便于管理和維護(hù)。
螺旋鉆采樣機(jī)安裝于小車行走機(jī)構(gòu)上，采樣選點(diǎn)靈活、方便。
大、小車行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動可采用變頻控制，運(yùn)行平穩(wěn)、無沖擊。
大、小車行走機(jī)構(gòu)兩端安裝有聚胺脂緩沖器。
螺旋鉆采樣機(jī)
AS220型螺旋鉆采樣機(jī)在φ245mm定位管中裝有φ220mm的螺旋取樣器，在電機(jī)驅(qū)動下，以272r/min的速度提取煤樣。螺旋取樣器葉片由不銹鋼制作，為方便于插入煤中，頭部設(shè)計成錐形，根據(jù)物料特性在螺旋鉆錐體表面裝有硬質(zhì)合金截齒鉆頭。采樣時，采樣頭鉆入煤中，在螺旋轉(zhuǎn)動作用下，采樣器一邊靠鉆頭和截齒破碎大塊煤，一邊將鉆碎的煤柱提取上升，煤樣上升到頂部后即可進(jìn)行縮分，縮分后的物料進(jìn)入樣品斗中，其余物料沿著定位管外壁返回車廂中。螺旋鉆鉆入深度可達(dá)2800mm，保證采取煤堆全斷面的物樣。
設(shè)備具有如下特點(diǎn)：
采樣器頭部裝有合金刀頭，可破碎大煤塊。
螺旋葉片用不銹鋼制作，不粘料，不同煤種的煤樣之間污染小。
螺旋鉆可反轉(zhuǎn)清洗鉆體內(nèi)的物料。
樣品斗門的開啟由電動推桿控制，可通過PLC在時間的控制下根據(jù)需要進(jìn)行動作。
螺旋鉆升降機(jī)構(gòu)（專利產(chǎn)品，專利號：ZL 2007 2 0037720.0）
螺旋升降機(jī)構(gòu)為箱式結(jié)構(gòu)，雙鏈條傳動，確保螺旋鉆遇硬塊不偏移。該機(jī)構(gòu)由鏈輪、鏈條、減速器、導(dǎo)軌、安全限位機(jī)構(gòu)等部分組成。工作時，螺旋鉆在由鏈輪操動的鏈條牽引下按系統(tǒng)設(shè)定的行程沿導(dǎo)軌上下動作。螺旋升降機(jī)構(gòu)配專門棄料通道，減少揚(yáng)塵。
鏈條通過鏈條夾板固定在螺旋鉆上，鏈條的兩端裝有鏈輪，驅(qū)動裝置通過減速機(jī)帶動主動軸系上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝置帶有速度檢測，可防止鏈條過度運(yùn)動，通過預(yù)先設(shè)定的圈數(shù)和接近開關(guān)來控制鏈條的轉(zhuǎn)數(shù)，采用變頻調(diào)速控制，下降時控制放慢，上升時速度加快，帶動螺旋鉆做上下往復(fù)運(yùn)動，使螺旋鉆定位準(zhǔn)確。
初、次級皮帶給料機(jī)（初級皮帶機(jī)可調(diào)速）
QXSF系列樣品給料機(jī)是我公司為機(jī)械自動化采制樣系統(tǒng)專門開發(fā)研制的配套設(shè)備，它具有可調(diào)的低速運(yùn)行功能和良好密封性能。
給料機(jī)主要由以下幾部份組成：機(jī)架、頭、尾滾筒、托輥、膠帶、張緊裝置、驅(qū)動裝置、頭、尾罩殼、清掃裝置和密封導(dǎo)料槽板等。初級皮帶機(jī)在設(shè)計中采用了變速裝置和調(diào)節(jié)料門等措施，實(shí)現(xiàn)整形及均勻、適量輸送物料。
該設(shè)備具有如下特點(diǎn)：
整機(jī)結(jié)構(gòu)合理，全密封外罩，有效防止水分的散失和粉塵外泄；
設(shè)置手動調(diào)節(jié)活門，用以控制被輸送物料的厚度，保證給料的均勻性，提高樣品縮分精度；
具有刮板清掃器，避免濕細(xì)物料在皮帶上的粘結(jié)；
采用螺栓張緊裝置調(diào)整皮帶跑偏并避免因皮帶老化而造成的松弛、打滑；
錘式破碎機(jī)（專利產(chǎn)品，專利號：ZL 201320392045.9）
HJC系列破碎機(jī)是本公司消化，吸收國內(nèi)外資料，開發(fā)研制的新型機(jī)，專為采樣系統(tǒng)設(shè)計，具有優(yōu)良的破碎性能、獨(dú)到的防堵塞功能。主要用于煤、煤矸石、爐渣、頁巖、焦炭、方鉛礦、菱鐵礦、疏松石灰石、閃鋅礦、褐鐵礦等抗壓強(qiáng)度不超過150Mpa的物料的破碎，尤為適合物料的細(xì)碎。
HJC系列錘式破碎機(jī)由轉(zhuǎn)子、機(jī)體、驅(qū)動裝置等主要部分組成，配置疏通裝置（對于濕粘物料疏通防堵塞）。
該設(shè)備具有如下特點(diǎn)：
破碎機(jī)采用環(huán)錘式結(jié)構(gòu)，保證物料破碎到所需粒度。
配置疏通裝置，保證不積料、不堵塞。
錘頭材質(zhì)為ZGMn13、耐磨，使用壽命長。
篩條為合金鋼，經(jīng)鍛打、特殊熱處理后，使用壽命長，耐沖擊。
上部翻轉(zhuǎn)式檢修門，檢修、維護(hù)方便。
軸端設(shè)置有零速開關(guān)，發(fā)生故障能及時報警。
二次采樣機(jī)（縮分器）
RSDL40-40型次級采樣機(jī)由制動電機(jī)、減速器、旋轉(zhuǎn)斗式采樣頭、接近開關(guān)和帶防護(hù)罩的鋼結(jié)構(gòu)支架等組成。旋轉(zhuǎn)斗式采樣頭由不銹鋼制成；裝在鋼結(jié)構(gòu)架上的具有制動功能的電機(jī)用來驅(qū)動和定位采樣頭；采樣在每次行程的終點(diǎn)卸料，行程的終點(diǎn)由接近開關(guān)控制。次級采樣機(jī)驅(qū)動功率為0.55KW，開口尺寸40mm，由PLC控制按預(yù)編采樣周期（可調(diào)整）進(jìn)行采樣。二次采樣機(jī)實(shí)質(zhì)為縮分器，它與次級給料機(jī)進(jìn)行優(yōu)化組合為一體，形成獨(dú)立的二次采樣單元。
縮分比通過PLC設(shè)定的采樣周期進(jìn)行調(diào)整。
工作順序：1．間隔計時器起動采樣機(jī)電機(jī)；
2．采樣頭旋轉(zhuǎn)經(jīng)過物料流并刮取物料，直到接近開關(guān)觸發(fā)；
3．接近開關(guān)觸發(fā)后，電機(jī)斷電并施加制動。將采樣頭停止并保持在卸料口上部，同時將物料拋入卸料口；
4．PLC內(nèi)部計時器計時進(jìn)入下一周期。
該設(shè)備具有如下特點(diǎn)：
采樣刮板頭部設(shè)有聚胺酯板，確保既能完整地刮取煤流的全斷面，又不會損傷皮帶。
刮斗采用不銹鋼制作，并采用圓角過渡，保證內(nèi)部不積料，更換方便。
采樣間隔采用上位機(jī)設(shè)定可，根據(jù)應(yīng)采樣的子樣數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié), 以適應(yīng)煤流多變的特點(diǎn)。設(shè)置采樣周期0~9999s可調(diào)（根據(jù)需要也可選用更寬的調(diào)節(jié)范圍），使用直觀、方便。
采用非接觸式接近開關(guān)檢測、定位采樣頭，控制準(zhǔn)確、可靠。
防護(hù)罩設(shè)有觀察門，方便檢修、調(diào)試。
通過調(diào)節(jié)二次采樣周期調(diào)整縮分比，使縮分比符合煤樣縮制時其最小重量與粒度級的關(guān)系。
樣品收集器
SC-R6型樣品收集器為6罐式，主要由制動電機(jī)減速器、支撐框架、上下轉(zhuǎn)動盤、測試板、行程開關(guān)等組成。上、下轉(zhuǎn)盤之間安放6只樣品收集罐，由系統(tǒng)程序控制電機(jī)工作。
上下轉(zhuǎn)盤與傳動軸組成一體，下盤安放樣品罐，上盤裝有活動式接料罐蓋。由定時器控制電機(jī)工作，電機(jī)工作時帶動傳動軸，轉(zhuǎn)盤及樣品罐一起旋轉(zhuǎn)某一角度（60）°接取樣品。此時，行程開關(guān)發(fā)出制動信號，電機(jī)制動同時計時，到達(dá)某一設(shè)定的時間后，再次啟動電機(jī)，使空的樣品罐又跟著旋轉(zhuǎn)某一設(shè)定角度，到達(dá)進(jìn)料口下方接取樣品。操作人點(diǎn)取放樣品罐并不影響整個設(shè)備工作。
特點(diǎn)：
全封閉，將水份損失控制在最小。
一臺設(shè)備能用于不同批次不同煤種的樣品收集。
樣品罐取放方便。
每只樣品罐容積為25L。
電氣控制系統(tǒng)
1） 概述
該采樣制樣裝置包括大、小車行走機(jī)構(gòu)、螺旋鉆采樣機(jī)、升降機(jī)構(gòu)、給料機(jī)、破碎機(jī)、二次采樣機(jī)、樣品收集器。大、小車行走機(jī)構(gòu)是采樣裝置的載體，大車行走機(jī)構(gòu)沿汽車車廂長度方向運(yùn)動，小車行走機(jī)構(gòu)沿汽車車廂寬度方向運(yùn)動。
預(yù)先在地面上畫出汽車預(yù)停區(qū)域，當(dāng)汽車停在預(yù)定區(qū)域內(nèi)時，上位機(jī)隨機(jī)選取一個采樣點(diǎn)，然后在計算機(jī)的控制下，采樣機(jī)將定位在車上方任一選定的位置鉆取煤樣，經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸送給破碎機(jī)，由二次采樣機(jī)按照給定比例留取煤樣放入相應(yīng)的集樣罐中。
采樣前，先將車廂型號、供貨商名稱等參數(shù)輸入計算機(jī)，（也可通過刷卡系統(tǒng)或者與地磅刷卡系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊）根據(jù)預(yù)先存入的各種車型的尺寸，采制樣控制系統(tǒng)檢測樣品收集器是否旋轉(zhuǎn)到指定的位置。例如：假設(shè)現(xiàn)有三個廠家的煤種，分別為廠家1、廠家2、廠家3，系統(tǒng)內(nèi)部同時設(shè)有3個變量A、B、C，此3變量分別與樣品罐a、b、c一一對應(yīng)，但廠家1、廠家2、廠家3與變量A、B、C隨機(jī)對應(yīng)。
系統(tǒng)保證同一天中，同一廠家的樣品與樣品罐（在化驗(yàn)結(jié)果出來之前，均以代碼方式顯示）唯一對應(yīng)。
采制樣中的聯(lián)鎖檢查條件為：
（1）在大、小車行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行中，料倉門必須處于關(guān)閉位置上，螺旋鉆必須在上限位。
（2）采樣機(jī)下降前，大小車必須處于靜止。
（3）先打開破碎機(jī)和二次采樣機(jī)，然后開啟皮帶輸送機(jī)。
（4）先停止皮帶輸送機(jī)，然后關(guān)閉破碎機(jī)和二次采樣機(jī)。
為了使用和維護(hù)方便，控制系統(tǒng)除了能夠進(jìn)行程序控制外，還可以對各個設(shè)備發(fā)出單獨(dú)的動作指令，且對指令的合法性做出檢查。對于違反聯(lián)鎖條件的指令拒絕執(zhí)行。
本系統(tǒng)具有在線故障檢測和報警功能，出現(xiàn)報警信號時，立刻關(guān)閉故障點(diǎn)以上設(shè)備，故障點(diǎn)以下設(shè)備順序延時停機(jī)，發(fā)出報警音響，同時，系統(tǒng)自動存儲當(dāng)前的各種數(shù)據(jù)，以便系統(tǒng)恢復(fù)正常后能繼續(xù)進(jìn)行程序控制。
2）硬件設(shè)計
主控系統(tǒng)采用PLC控制。包括CPU模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊。輸入模塊用于接收選擇旋扭、電機(jī)故障信號、集樣罐定位信號、及料倉門位置信號等。
輸出模塊用來輸出指令。根據(jù)PLC輸入模塊的狀況發(fā)來的指令運(yùn)行，控制輸出回路的開關(guān)信號。包括系統(tǒng)中電機(jī)的啟停、故障報警、位置指示等。為了使用和維護(hù)的方便， I／O點(diǎn)設(shè)有10％的冗余量。
3）軟件設(shè)計
為使系統(tǒng)主運(yùn)行參數(shù)顯示直觀、控制方便，控制系統(tǒng)采用計算機(jī)與PLC通訊，本系統(tǒng)上位機(jī)的人機(jī)界面和控制軟件用VB開發(fā)的。支持報警系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，PLC本身自帶通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)以及更高層次的廠級連網(wǎng)。
運(yùn)行時主界面分為1個主窗體，若干子窗體，主窗口用于動畫模擬現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行和其狀態(tài)。
主窗體右側(cè)用于顯示運(yùn)行方式、進(jìn)給值、煤種、車型數(shù)據(jù)等信息的狀態(tài)參數(shù)以及半自動操作按鈕，參數(shù)的不同將會產(chǎn)生相應(yīng)的采樣效果。運(yùn)行界面可根據(jù)用戶要求更改。
若干子窗體用于操作員的操作權(quán)限設(shè)置、汽車車型數(shù)據(jù)的維護(hù)，采樣相關(guān)的參數(shù)修改等。
當(dāng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)會自動彈出當(dāng)前故障的故障碼和可能的故障原因，并且故障點(diǎn)閃爍提示操作員。
另外還有采樣報表和工作日志等窗體，可以保存、瀏覽和打印當(dāng)日工作狀況。
