皮帶中部自動采樣機在西曲礦選煤廠的設計和應用

彭寶萍

（西山煤電股份有限公司 西曲礦選煤廠，山西 古交 030200）

1 選煤廠概況

西曲礦選煤廠入洗能力300萬t/a，生產的精煤是最主要的產品。煤樣的采制化過程中，煤樣的采取占采制化總精密度的80%，制樣和化驗分別占16%和4%。煤樣的采取是重要環節，煤樣是否有代表性，采樣是關鍵。人工采樣時，往往受采樣工具、人為因素等影響，煤樣的代表性不很強，不能正常反映生產出的產品質量。

2 設計裝備的必要性

由于人工所采煤樣代表性不強，也不能在規定的時間內完成每個煤樣的采制，尋求自動采樣裝備代替人工采樣很有必要，既可保證采樣時間、子樣數目、子樣重量等，又可確保橫截煤流全斷面的采取，使煤樣有代表性，并可減輕職工勞動強度，解決人為因素等影響，提高產品質量檢驗的準確度，為指導選煤生產、保證產品質量、發揮煤質技術檢查提供依據。

3 皮帶中部自動采樣機的設計.

3.1 自動采樣機的結構部

①三相異步電動機1臺：Y100L1—4、2.2 kW、380 V、1 430 r/min。②減速器 1臺：XWEK63、減速比1∶187，2.2 kW。③ZCY—II型自動采樣控制儀：由先進的單片微機及接口電路組成,可設定采樣時間周期、采樣電機運行時間，采樣裝置的停止位置等，它有完善的聯鎖和保護裝置，并有檢修狀態開關；設備檢修時，每個設備均能單獨啟動、調試。④軸承：1 209 mm。⑤彈簧托輥：規格根據皮帶寬度確定。⑥切割器：切割器是由不銹鋼材料制成。⑦接樣器：是接收煤樣的不銹鋼盤，主要是6 mm厚的不銹鋼鋼板焊接而成（固定在地面上），盤子邊緣由14 cm高的鋼板組成。

3.2 自動采樣機的設計要點

1）安裝位置的設計：安裝在701精煤皮帶上，距機尾5 m。

2）切割器的尺寸設計：按GB/T19494-2004規定，橫過皮帶切割器的開口尺寸至少應為被采煤樣最大標稱粒度的2.5～3倍；根據西曲礦選煤廠洗后產品的最大標稱粒度15 mm，切割器的開口尺寸45 mm，長度150 mm，深度80 mm。

3）切割器的采樣量設計：按GB/T19494-2004規定橫過皮帶采樣器應切取一完整的煤流橫過截段。西曲礦選煤廠701精煤皮帶速度2.5 m/s，煤流速度650 t/h，皮帶寬度1 000 mm，采樣頭開口尺寸45 mm，實際的完整子樣量為：

式中：m為子樣量，kg；c為煤流速度，t/h；b為最大開口尺寸，mm；Vb為皮帶速度，m/s。經計算一次所采子樣量為：m=3.25 kg.15 min采一次子樣，1 h累計4次，總樣量為13 kg，符合《西曲礦選煤廠安全生產技術操作規程》要求。

4）切割器的的設計：切割器由不銹鋼材料制成，并配有平衡塊，裝在鋼結構架上，保證切割器掃過煤流后能取到整個斷面的煤樣，其工作原理是：當一個采樣周期開始時，切割器沿一與皮帶中心線平行的軸旋轉，具有制動功能的驅動電機用來驅動和停止切割器，當切割器旋轉橫過皮帶全寬度時，其邊板前緣切割煤流，后板將煤樣推出。所采煤樣在每次行程終點卸料，由接近開關控制行程終點，并保證全斷面取樣，并不損傷皮帶和丟失煤樣。其技術參數，如表1所示。

表1 采樣機的技術參數

3.3 采樣機的工作原理

采樣機裝在701精煤皮帶的機架上方，按圓的軌跡旋轉一周完成一次采樣作業，見圖1，可按煤量大小情況，確定采樣時間間隔及切割器寬度，由控制儀按程序控制。控制方式分為手動和自動兩種：手動狀態時，按起動鍵使切割器連續運轉，按停止鍵即停。自動狀態時，先進行參數設定，然后按運行鍵，切割器按照設定的采樣時間周期運行一圈，便將所采煤樣刮出皮帶進入下料槽，落入接樣器中。通過限位開關控制采樣裝置的停止位置（切割器停在垂直皮帶的上部），完成一次子樣的采取，下料槽的物料落入接樣器中；積累數次后，制樣人員再進行煤樣的制備。

圖1 橫過皮帶采樣器示意圖

3.4 自動采樣機的維護保養

①自動采樣機每班利用停車時間清掃一次，檢查溜槽內有無雜物。②減速器三個月更換一次齒輪油。③軸承要三個月潤滑一次，涂抹干油。④接近開關每月檢查一次，有無松動或失控現象。每周應清理一次接近開關表面的積塵，過厚的積塵可能造成取樣頭失控（出現連續取料，無法停止的現象）。⑤設備螺栓每兩個月檢查一次有無松動的，有松動的及時擰緊。

4 結束語

通過自動采樣機的設計、安裝、調試、使用后，自動采樣機的運行效果穩定。實踐表明：煤樣實現自動連續取樣，提高了701皮帶所采煤樣的代表性，保證了商品煤的質量；避免了在皮帶上采樣可能引發的人身事故；提高了勞動生產率；能及時準確地為生產和經濟分析提供可靠數據。但也存在一些不足之處：例如不能及時采出精煤快開和浮浮結塊煤樣，只能采取煤樣、不能縮制等。今后應對這些不足，進行改進，以求更好效果。

[1]徐灝.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2004：9－11.

[2]洪曉華.礦井運輸提升[M].徐州：中國礦業大學出版社，2005.