汽车桥式采制样机方案设计说明

一、．工艺流程：

先采后制：（水分>12％时人工收集或当制样设备故障检修时使用）

采样→接料斗→集料桶

边采边制：（水分≤12％）

采样→给料皮带机→破碎机→缩分皮带机→挡边皮带机→弃料仓

→刮扫缩分器→留样分矿收集机

二、设备选型：

1、 大车

大车为桥式箱形结构，跨距7.5米，由端梁、主梁、走台等装置组成，端梁及轨道两端安装有弹性缓冲器机械保护装置。大车考虑了最大风速时逆向运行的要求。大车行走采用变频调速控制,使大车启动、运行、停车同步平稳，无冲击、不啃轨、制动可靠。

2、 小车

采样小车布置在大车横梁之间，为封闭箱体, 箱体外装有行走机构，箱体内装有采样机构和升降机构。

1）行走机构

小车行走机构采用集中驱动的方式，驱动装置采用变频控制，小车及行走机构启动和停车平稳，无冲击、不啃轨，采样头能在车箱内横向各点准确定位。其行走机构满足最大风速时逆向运行的要求并具有防止小车在采样时不脱轨的安全装置。

2）采样及升降机构：

采样装置由驱动电机、减速传动箱、采样头组成，是我公司发明专利（专利号ZL00 1.5）的核心技术。采样头（ZL02 2.5）为螺旋切割钻取式点取样采样器，特点是螺旋提升器与外筒差速旋转，螺旋提升器下端装有方锥形破碎头,外筒下端开锯齿，并堆有耐磨焊，看着小型破碎机设备。上端设有排料孔，使采样头具有切割破碎功能和自清洗功能，因此采样不受物料粒度、水分的影响。卸料时，螺旋采样头反向（相对于采样旋转方向）旋转，将物料排出，卸料干净。减速传动箱为我公司专利产品，润滑方式为油泵分点润滑。动力箱传递扭矩大，运转平稳可靠。经大量实践证明，采样头技术先进、运行可靠，所采样品具有公平、公正、客观性，不造成样品污染，满足GB475标准随机采样和GB/T煤炭机械化采样要求，样品更具代表性。

升降机构为齿轮齿条式采样装置升降机构(国家专利号 ZL 03 2.9)，由驱动电机、减速传动箱、齿轮齿条双导向柱组成。减速传动箱中装有与齿轮齿条相啮合的小齿轮，工作时，电机旋转，经减速机减速，带动小齿轮旋转，由于减速箱与采样装置连在一起，因此，小齿轮的旋转带动减速传动箱连同采样装置在导向柱上滑动，产生升降运动。采样机在发生电器故障或停电时，可松开制动电机的制动装置，在减速动力箱轴上设有手轮，转动该手轮可带动箱内齿轮旋转，使采样装置手动提升至上限位，从而不影响物料正常运送。

3．控制室

控制室布置在二楼，操作者通过目视、观察计算机模拟显示及工业电视监视器（供选择）均可随时了解设备的运行工况，将电器控制屏柜及操作台布置在防尘、防雨的地面控制室内，可延长电器元器件使用寿命，减少故障率。室内安装空调，操作员的工作环境舒适、安全。

4. 给料皮带机

采用密闭胶带式，由输送带、托辊、除铁装置、清扫装置、张紧装置等组成，采用全封闭式设计。输送带采用绿色PVC带，它表面光滑、平整，易于清扫，不易粘附，可有效地防止堵塞，物料能均匀地送往下一级。（当物料水分过大不宜进入制样系统或者制样系统检修时，设有人工收集通道，样品经过溜管进入样桶。）

5. 破碎机

破碎采用环锤式细粒破碎机，能获得小于6mm的出料粒度。破碎机进料口设有清堵装置，锤头为活动锤头，不易发生堵煤、粘煤现象，即使在水份较大产生堵煤时，也能方便地打开机壳进行处理，以保证系统能正常运行。破碎机部件用耐磨材料制造，为了保证系统能正常工作及由于大块不易破碎的物料进入破碎机而造成设备的损坏，破碎机设置了可靠的保护措施，以保证设备及人员的安全。

6. 缩分机构(缩分皮带机+刮扫式缩分器)

采用皮带刮扫式缩分器，具有结构简单，故障率少，维修方便，缩分精度高，缩分比调节范围大，工作可靠等特点。该机旋转速度快，后板倾角大，刮扫头旋转产生离心力，物料不易粘附，接触物料的部分及落料溜管均采用不锈钢材料制作，有效地防止有效地防止交叉污染、堵煤现象的发生,并能确保其使用寿命。缩分比调节通过调节刮扫头的采样动作间隔时间来调节,缩分比稳定。

缩分皮带机将缩分后的弃料输送到挡边皮带机。

7. 留样分矿收集机

留样分矿收集机采用电动机驱动微机控制自动回转自动换罐定位，具有计数和认桶功能，能实现自动分矿收集样品。留样桶的封闭盖可减少水分损失。留样分矿机由驱动电机，减速箱、回转支承、密封盖、留样桶及接料斗组成。

8. 挡边皮带机：

制样系统缩分后的余料由挡边皮带输送机输送并提升到弃料仓储存，定期送走。挡边皮带输送机主要由驱动装置、波状挡边皮带、振打轮、承载托辊及拉紧装置等部件组成，其结构简单，重量轻，体积小，密封性能好，无扬尘。整机为封闭式结构，将缩分后的弃料输送提升到弃料仓。

9.弃料仓：

弃料仓用于贮存缩分后的弃料，通过槽口放料闸门将贮存在仓内的弃料装汽车外运。

三、电气控制：

1、控制系统采用上位机和可编程控制器组成两级控制系统，可编程控制器选用进口品牌。控制操作具有自动、手动两种方式。上位机能接收、显示并打印工况信息、装载高度、进给值、采样点、车箱号、时间信息、故障显示、班号等信息，并可根据实际需要进行设置，设备具备对车箱进行识别的功能。采样满足随机采样的要求。在整个采样过程中，系统具备全面的故障自诊断能力，当设备运行出现故障，系统立即停车报警并给出详细的自诊断信息和修复建议。系统设有边界保护、过载保护、过流保护、断相保护、受阻保护、接地保护等完善的电气保护措施。

采样装置具有工业电视监视系统，视频可切换，摄像头可手动调节，视频信号接入控制室，采样装置的计算机可与汽车衡称重计算机实现联网，信息共享，电视监视装置能在控制室观察采样的动态过程和汽车衡两端情况。买方负责将动力电源线路和局域网接至卖方要求的配电柜内。

操作控制系统：自动控制采用上位计算机（IPC）+下位机(PLC)组成两级计算机控制系统，采样系统采用数字图象处理技术对当前车厢进行定位识别,系统随即产生采样点坐标参数。控制软件由VB6.0自行开发的上位机软件和Step7开发的下位机软件组成。采样有自动和手动两种控制方式，操作简单、使用方便。下位机（PLC）接受各种传感器（如：接近开关、脉冲开关等）传来的传感信号，通过控制程序进行运算，得出控制量进而控制执行元件（如：变频器、交流接触器、电磁铁等），执行相应的操作，同时提供运行声光信号，完成自动控制的过程。手动控制采用与PLC+手动控制盒控制，应付意外情况。这种控制的优点：自动控制时工作稳定可靠、软件资源丰富、人机界面友好、数据库管理功能强大、与厂级MIS系统联网方便、并可增设远程监控功能, 采样装置的计算机可与汽车衡称重计算机实现联网，信息共享，电视监视装置能在控制室观察采样的动态过程和汽车衡两端情况。买方负责将动力电源线路和局域网接至卖方要求的配电柜内。这些功能的实现是靠上位计算机（IPC）+下位机(PLC)组成的两级计算机控制系统，在工业控制领域，工控机因其可靠的稳定性而赢得了广大客户的信用，同时又具有计算机的所有优点，PLC我们采用的是德国西门子公司生产的S7-200系列，S7-200以其优越的性能占领了中国工业控制领域的绝大部分，其工作过程稳定、抗干扰能力特别强，而且其与工控机的通信也是相当方便、快捷。手动控制因为相对自动控制是独立的。所以整个控制灵活、方便。

2、现场总线技术：上位计算机（IPC）通过PROFIBUS现场总线,利用DP协议从PLC处读取各状态信息，可提供与用户的交互界面，通过与用户的交互将控制命令和采样参数经现场总线写入PLC，完成控制功能，同时，可提供对用户采样数据的数据库管理，完成各种单据及报表的查询、打印功能。PROFIBUS现场总线技术是德国西门子公司自行研发的，目前，在欧洲、亚洲市场占有率第一。优点是速度快，达到12Mbps,使上位机和PLC的通信，实时性、稳定、抗干扰、还能自行纠错。

3、采样定位精度的保证：采用脉冲开关、超声波传感器、变频器实现对行走距离的闭环控制，脉冲开关采用的是日本欧姆龙生产的E2E-X4系列,当脉冲开关感应一个点的脉冲我们的X、Y、Z三个方向的行走距离是25mm,兼顾到现场环境和难以消除的机器的惯性应在40 mm以内，具体的定位的办法是以高速运行、低速到点的办法。

4、系统保护和故障自诊断功能：为了保证采样机长期正常的运行，我方增设了受阻保护、过载保护、边界保护、通信异常保护等保护措施，同时这些保护的动作又会在IPC人机界面上显示出来，为维护人员排除故障提供了方便。

5、电视监视系统：操作室设计时已考虑到操作员的视野范围，其工作面采用全可视设计；但由于车辆运煤、矿通常堆放过高，操作员无法看见另一侧的情况，我方在设计中增设了电视监视系统，通过摄相头摄取现场图象传输到布置在操作室内的监视器上，操作员可及时全面了解室外情况，使采样工作更加安全。

四、安全措施：

1．采样机安全保护措施齐全。设备有受阻保护、过载保护、过流保护、边界保护、通讯异常保护、相序保护、缺相保护和接地保护等措施。以确保设备安全可靠运行。

2.整机设计采用了现场总线技术、变频调速技术、程序控制技术、工业电视现场监视和异地远程监控等先进和成熟的技术。

五、整机装机总功率：约60kw（均不包括照明、取暖等）,电压：380V,频率：50Hz。

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