机械采制煤样装置主要由采样机、给料机、硫碎机、缩分机和余煤返料机等五部分组成。由于采样的地点不同，又可分为皮带头部采样、皮带中部采样、火车采样和船舶采样等。在皮带机头部的下落煤流中采样时，采样头的开口方向正对着煤流运动方向，采样头在煤流中的运动速度不能太快，否则会破坏煤流的粒度分布，即煤样的代表性。但在皮带中部采样时则情况相反，采样头的开口方向与煤流的运动方向接近互相垂直，采样头运动速度愈快，横扫皮带时的轨迹，与煤流运动方向的夹角愈小。
皮带中部采样机在我国最先得到发展，采样头都为刮板式，驱动力有电液推杆、直线电机和惯性重锤等，但其中相当一部分已经停用。刮板式采样机主要存在两个问题：一是当刮板横向掠过皮带表面时，刮板前面的煤在堆高的同时，也从刮板两侧溢出。煤在刮板前面堆积到一定高度向下蹋落时，大块滚动得快，小块滞留在下面，破坏了颗粒的原始分布，实际上被刮板带出来的只是最先堆积在刮板前面的部分小块煤，截取到的不是完整的断面；二是这种刮板往往不能与皮带表面真正接触，而是留有一定间隙以防刮坏皮带，因此在皮带表面留下一层煤粉，使采集到的煤样失去了代表性。
在分析了国内外采样头结构的基础上，设计了刮斗式中部采样机。刮斗三面为钢板，截取煤流时，两侧板范围内的煤，都进入刮斗，无溢出现象。刮斗底部与皮带表面接触处设尼龙刷，保证不留底煤。刮斗式采样机掠过皮带的速度达5m/s，大约为皮带移动速度的2倍，以较小的锐角切割煤流，对料流的干扰很少。
国产头部采样机中有一种摆板式采样机，它是将皮带机头部漏斗的前壁板开一扇形孔，外面放置一块由电动推杆驱动的摆板，其中部开一个长方形的采样孔。当皮带上的煤越过头部滚筒时，以抛物线形状下落，这样会有一部分煤涌向头部漏斗的前壁板上。当摆板的采样孔经过冲出前壁板的煤流时，其中一小部分煤从采样孔中通过，摆板一个来回采集两个子样。摆板式采样机存在两个问题：
（1）摆板采集不到全断面的煤流而失去了代表性；
（2）采样量太大。进口往复式采样机与摆板式相似，但其开口正对煤流，是全断面采样。
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