【導讀】煤水分、灰分、發(fā)熱量的高精確度要求,對原煤需要采樣化驗成分。以前，通常的采樣手。的勞動力，所采煤樣代表性也不是很強。用自動機械化采樣機代替人工采樣，則能保。證采樣的及時、準確、代表性。由于考慮到采樣機的靈活性和適應性，本采樣機的主體結構為車載可移動式龍門采樣機。工作時，采樣機龍門橫跨載煤車廂，龍門導軌上裝有可移動的小車，小車承載的采樣機構對車廂的任意位置進行采樣。本采樣機的最大特色為，多工況一體化拉門式采樣頭。能分別滿足在干燥、雨雪。況下采樣頭拉開不同的拉門，每個拉門的材料根據(jù)不同工況下采樣頭的受力特性選擇。

　　

【正文】 大的調速范圍。 2）系統(tǒng)采用了限壓式變量泵和差動連接式液壓缸 來實現(xiàn)快進，能量利用比較合理。采樣頭停止運動時，換向閥使液壓泵在低壓下卸荷，減少能量損耗。 3）系統(tǒng)采用了行程閥和順序閥實現(xiàn)速度換接，不僅簡化了油路，且動作可靠，換接精度亦比電器控制式高。 19 第四章 采樣頭設計 采樣頭的設計要求 我們知道，欲采取表層的煤樣并不困難，而我們想要所采樣品的代表性好，就必須考慮到各種因素，所設計的機械必須 能夠采取到整個車廂 的任一點深度的煤樣， 這也是采樣頭設計中最為重要，同時也是最為基本的問題。同時， 因為當采樣頭在煤表層插入時，不可避免地肯定會接觸煤表層的煤樣， 當采樣頭繼續(xù)下 降到指定高度進行采樣時，所采取的煤樣中或許就包含了表層的煤樣。如一些螺旋葉片采樣頭，設計時把葉片延螺旋桿方向成一定角度，靠葉片與螺旋桿組成的采樣頭結構就會不可避免的出現(xiàn)采樣不準確的問題。 如何保證采樣頭能避開表層乃至中途的煤樣，完全采集指定采樣點的煤樣，這為本設計提出了重要的要求。 本設計中的最重要的要求為，在多工況下對煤樣的采集。因為現(xiàn)在市面上的采樣機，大多數(shù)只適應一種工況，即正常氣溫條件下，對干燥狀態(tài)的煤樣進行采集。這種采樣機的適應范圍小，實用性差，一旦遇到陰雨天氣，煤樣潮濕多水的情況，采樣機便由于采樣頭對煤樣的大黏度而不適應導致無法正常工作，繼而換由人工采樣。這樣既耽誤了勞動力，降低了生產(chǎn)效率，失去了自動采樣機的意義。 為了適應對多工況下的煤粉進行采樣，有些設計中增添了采樣頭的更換裝置。其中有的是手動更換采樣頭，有的是自動轉換采樣頭。 手動更換采樣頭，由于耗費的勞動力大，而且有一定的危險，此方法不合適。自動更換采樣頭的裝置，雖然完全自動化，但其采樣頭的結構會變得復雜，會增大采樣機構液壓系統(tǒng)的負載。這又是采樣頭設計過程中面臨的一大問題。 采樣頭結構設計 楔形采樣頭 欲采取汽車車廂頂部表面以 下某一深度處的煤，且所采的煤樣不能包括煤表層部分的煤樣，這時一個難點。為了解決這一問題，我們設計了一楔形液壓驅動的采樣頭，避免了上述的問題。采樣頭的主運動為由液壓缸驅動的上下進給以及由主運動電機驅動的旋轉。 當采樣頭進給到煤層表面時，由于受到煤的阻力，所以進給力變大，進給速度變小，同時由于受到水平方向的阻力，旋轉速度也將變小。由于采樣頭的楔形結構，當它旋轉時，楔形拉門兩側的煤粉將會被排擠到楔形體的兩側，被排擠煤粉延拉門楔形表面向上移動，此過程中楔形拉門受到比較大的摩擦阻力和壓力，應采取相應措施增大其耐磨性能 。 20 破碎頭 采樣頭的端部安裝破碎頭裝置是十分必要的。當遇到凍煤或大塊煤、矸石等高硬度的塊狀物體，其頭部鑲嵌有多種形狀的合金刀刃的破碎頭 ,不僅能適應凍煤采樣 ,而且能將遇到的大塊煤破碎采出 ,進一步保證了所采煤樣的代表性。對破碎頭的要求，最基本的是其必須有高的硬度和強度，并且可以每一段時間進行更換，保證其順利的工作。 由于采樣頭在進給過程中有旋轉動作，在其端部安裝有破碎頭后，不僅能增大采樣頭的破壞力，減小煤樣對采樣頭的阻力，減小液壓系統(tǒng)的負載。如有需要，可另外在采樣頭的楔形拉門出安裝多個破碎頭。 雙拉門結構 本設計中最大的特色便為此雙拉門結構的采樣頭。對于多工況下煤粉采樣機的設計，顯然單一功能的采樣頭難以達到此要求，所以解決的辦法就兩種，采樣頭更換裝置以及多功能一體采樣頭。由于采樣頭的更換裝置結構復雜，實用性不強，推薦選用多功能一體化采樣頭。 采樣頭模型如下圖 41： 圖 41 雙拉門式采樣頭 21 1— 拉桿 2— 連桿 3— 拉門一 4— 破碎頭 5— 拉門二 6— 儲樣室 此采樣頭為左右對稱結構，兩個拉門由不同材料形成，具有不同的功能。拉門一為高強度高硬度合金材料拉門，適應在干燥天氣， 對濕度不大的煤進行采樣。拉門二為耐磨性，耐腐蝕性，防滑性能好的復合材料拉門，適合在潮濕天氣時，對濕度大，黏度大的煤樣進行采樣。每次采樣時，當采樣頭下降到預定的采樣點位置，主螺旋桿旋轉速度降低，然后由主控制系統(tǒng)控制拉桿下移，帶動連桿下移，能把拉門拉開，并且由于采樣頭的旋轉，使得煤樣會自動進入儲樣室，并且其中煤樣僅僅為此采樣點附近的煤樣（由于其他時間采樣頭都保持全封閉狀態(tài)），保證采集的煤樣的代表性與準確性。 而當潮濕天氣，煤樣濕度大時，則只需采樣時，拉門二打開而保持拉門一關閉即可。每次采樣必須保持有且僅有一個拉門 開啟。 第 五 章 總結 及展望 總結 本文中設計的車載煤采樣機有如下特點： 一、 采樣車摒棄了從前的半固定模式采樣機，操作靈活方便 二、本采樣車的長度和高度可調，工作時按需要調整到最適合的大小采樣，平時回復到最小狀態(tài)，節(jié)省空間，提高效率。 三、本文中設計的多功能一體化雙拉門式采樣頭可適應在多種工況下對煤粉的采樣，包括干燥條件下，對高硬度的煤塊采樣，以及潮濕條件下對高粘度的煤粉采樣，而且不需要更換采樣頭。 四、本采樣機的液壓系統(tǒng)能保證系統(tǒng)穩(wěn)定的低速運動和較大的調速范圍。 五、本采樣機的主控制系統(tǒng)集中在主控制 室，既能控制采樣機的移動定位，同時也能控制采樣點的定位，方便了操作人員的統(tǒng)一操作。 展望 以前 ,由于受科學技術發(fā)展程度的限制 ,煤礦生產(chǎn)的機械化和自動化程度不高 ,絕大部分工作要靠人力來完成。煤礦上工作條件艱苦 ,環(huán)境惡劣 ,工作強度大 ,而且采樣的科學性 ,即所采樣品的代表性不高。隨著科學技術的發(fā)展 ,特別是機械技術的發(fā)展 ,煤礦在開采、運輸、檢驗等環(huán)節(jié)中的機械化、自動化程度不斷得到提高 ,自動化煤粉采樣機的使用將會越來越普遍，其結構、形式、用途也將越來越多樣化。 本設計為多工況煤粉采樣車，雖然采樣的自動化程度已經(jīng) 比較高，替代了以前人工采樣，單依然需要有人在主控制室對采樣的整個過程進行操控。并且，采集到的煤樣還需要 22 運送到其他地方進行樣品的化驗以確定其各項指標。相信，隨著科學技術的發(fā)展，未來采樣機一定能完全脫離人的操作，全部由計算機程序操作整個采樣過程，由機械部件執(zhí)行，并且能實現(xiàn)采樣、制樣、化驗分析一體化的全自動煤粉采樣機 ，更快推動整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。 參考資料： [2] 《自動采樣機的研究與使用》王甲 （水力采煤與管道運輸 20xx 年 第 1 期）。 [3] 《車載精煤自動連續(xù)采樣機的研制》曹鳴等 （山西機械 1999 年 增刊）。 [4] 《 談國產(chǎn)自動化煤質采樣機設計》吳峰等 （江蘇煤炭 20xx 年 第 1 期）。 [5] SHI Zhiyuan,ZHU Zhencai,etc. Development of Coal Sampling Machine.[J].China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008,China。 [6] 《淺談機械采樣機在煤質檢驗中的應用》孫曉華等 （煤質技術 20xx 年 第 3 期）。 [7] 《汽運洗精煤自動采樣機 的改進》晁世永等（煤化工 20xx 年 第 4 期）。 [8] 《火車煤采樣機性能分析》郭鐵橋 （煤礦機械 20xx 年 第 4 期）。 [9] 《采樣機的整機設計》陳秀梅等 （煤礦機械 20xx 年 第 4 期）。 [10] 《自動帶式采樣機的設計》王欣等 （礦山機械 20xx 年 第 11 期）。 [11] 《自動采樣機在入廠原煤采制中的應用》王紅燕等 （煤質技術 20xx 年 第 6 期）。 [12] GB 475— 1996,商品煤樣采取方法 [S]。 [13] CHEN Tiansheng, QIU Jiayan,etc. Discussion on checking of mechanical sampling equipment of mercial coal.[R]. Guangdong Power Test Research Institute, Guangzhou510600,China。 [14] Gao Yuan， etc. Improvement of Sampler System Equipment for Coal Putting to Boiler.[R]. Datang International Zhangjiakou Power Plant, Zhangjiakou 075133, China。 [15] 《自動采樣機在邯鄲洗選廠的應用》李國生等 （煤質技術 20xx 年 第 6 期）。 [16] ZHAO Weifeng,etc. Application of Automatic Sampler in Zhangji Coal Preparation Plant.[R]. Zhangji Coal Mine, Huainan Mining Industry Group, Huainan 232100, China. 致謝 ： 四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。四年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 本文是在我的導師花廣如老 23 師的諄諄教誨和悉心指導下完成?；ɡ蠋熢趯W術上有著嚴謹?shù)目蒲凶黠L，實事求是的治學態(tài)度，并時刻能夠把握最新科技的前沿，了解當今世界頂級研究動態(tài)，讓我受益匪淺，花老師生活上平易近人，和藹可親，令我欽佩不已，是我學習和生活中的榜樣；花 老師淵博的知識、嚴謹?shù)淖黠L、高度的責任感以及忘我的工作熱情，將永遠激勵我在以后的學習科研中開拓進取、奮發(fā)向上。在畢業(yè)設計研究之中，花老師給了我最及時和最有效的指導，這使得我最終克服各種困難，順利地完成了論文?；ɡ蠋熞恢惫膭钗姨岣咦约旱木C合素質，并給我創(chuàng)造了許多鍛煉的機會，讓我在實際鍛煉中不斷進步。在此，謹向我的導師表示最崇高的敬意和最衷心的感謝。 在此尤其要感謝魏星同學，感謝他不厭其煩的幫助我進行細節(jié)設計，感謝他為我推薦參考書籍、論文。同時，我還要感謝我的舍友，感謝他們在我進行畢業(yè)設計過程中不斷給我無私的 關懷和幫助，對我遇到的迷惑和不解給充分的解答和說明，使我的知識面和科研能力得到很大的提高。她們對本文的完成以及修訂提供了很多的寶貴的指導意見，并提出了修改方案，感謝她們所做的工作。 感謝我的所有朋友，多年來一直對我進行鼓勵和支持，使我端正了學習和生活的態(tài)度，使我有恒心有毅力在學習和科研的道路上不斷進步。感謝機械系所有的同學，四年來對我無微不至的照顧和的關懷，伴我度過充實而美好的大學時光。 同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境 。 最后，深深感謝我的親人對我的一貫關心、愛護和幫助，他們的支持、理解和鼓勵 是我努力完成學業(yè)的精神支柱，父母的殷切期望是我前進的最大動力。 畢業(yè)設計結束了，通過設計，我深刻領會到基礎的重要性，畢業(yè)設計不僅僅能幫助我們檢驗大學四年的學習成果，更多的是畢業(yè)設計可以幫助我們更加清楚的認識自我，磨練意志與耐性，這會為我們日后的工作和生活帶來很大的幫助。