畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目：機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用姓 名 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 08機(jī)電4班 指導(dǎo)教師 2011年 5月 29日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué) 生姓 名學(xué)生所在系機(jī)電工程系專業(yè)班級(jí)08級(jí)機(jī)電一體化4班畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題名稱機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用指導(dǎo)教師評(píng)語（應(yīng)包括選題是否恰當(dāng)、是否理論聯(lián)系實(shí)際、論點(diǎn)是否正確、論證是否充分、語言是否通順、結(jié)構(gòu)是否合理、行文是否規(guī)范）：成 績(jī)：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系學(xué)術(shù)委員會(huì)意見（同意給優(yōu)、良、及格、不及格等次）簽名： 年 月 日目 錄摘 要1引 言2第一章 機(jī)電一體化技術(shù)的含義及重要意義3第二章

2、機(jī)電一體化的發(fā)展4第一節(jié) 發(fā)展方向4第二節(jié) 發(fā)展政策5第三章 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用7第一節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用7第二節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用8第三節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用8第四節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用9第五節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用9第六節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用10第四章 我國煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的水平11第五章 機(jī)電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義12第六章 機(jī)電一體化技術(shù)的前景展望13結(jié) 束 語14致 謝15參考文獻(xiàn)16摘 要本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了概述, 簡(jiǎn)要介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷

3、程和趨勢(shì), 論述了機(jī)電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義, 重點(diǎn)介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化 煤礦 意義 應(yīng)用 引 言機(jī)電一體化技術(shù)的概述“ 機(jī)電一體化”(mechatronics)是集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門交叉綜合技術(shù)。機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能和控制功能上引進(jìn)計(jì)算機(jī)和電子技術(shù),將機(jī)械裝置和電子設(shè)備以及軟件等緊密結(jié)合起來,相互滲透,相互融合而形成的一門新興的綜合技術(shù)。它的本質(zhì)不僅是單純地利用電子技術(shù)來簡(jiǎn)化或替代機(jī)械,更重要的是將機(jī)械系統(tǒng)、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)組成了最佳系統(tǒng)。煤炭是我國重要的資源，煤礦工業(yè)的大力發(fā)

4、展，為我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。但是，煤炭開采也是一份辛苦而且充滿危險(xiǎn)的工作。近年來，我國煤礦安全事故頻繁發(fā)生，給國家造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員損傷也是不能不引起重視的。對(duì)于廣大煤礦企業(yè)來說，要想從根本上預(yù)防礦難事故的發(fā)生，除了規(guī)范管理外，煤炭企業(yè)也應(yīng)該提高煤礦的整體自動(dòng)化水平，加大機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用力度；此外，我國煤炭行業(yè)在利用機(jī)電一體化技術(shù)改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品方面取得了一定的成效，這讓人們清楚地認(rèn)識(shí)到，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在采、掘、運(yùn)、裝等方面的應(yīng)用和推廣，可以大力推動(dòng)我國煤礦綜合生產(chǎn)能力，同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，近年來各

5、級(jí)煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣。機(jī)電一體化技術(shù)具有下述優(yōu)勢(shì):提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。機(jī)電一體化產(chǎn)品均具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、診斷等功能,大大簡(jiǎn)化了操作步驟并且簡(jiǎn)單、方便;適用面廣、生產(chǎn)能力強(qiáng)、工作質(zhì)量高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的各種自動(dòng)功能適用于不同的場(chǎng)合和領(lǐng)域,應(yīng)變能力強(qiáng),很大程度提高了控制和檢測(cè)的靈敏度和精度;具有復(fù)合功能、調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能,它的它的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施,使工作恢復(fù)正常。第一章 機(jī)電一體化技術(shù)的含義及重要意義機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)

6、械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。我國在20世紀(jì)80年代成立機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863”計(jì)劃。機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用極大地改變了落后的生產(chǎn)方式，大量新型自動(dòng)化電子設(shè)備的使用徹底轉(zhuǎn)變了煤礦的作業(yè)模式，明顯降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，極大地提高了勞動(dòng)效率；同時(shí)，采用一體化設(shè)備進(jìn)行煤炭的采掘、運(yùn)輸、提升等，礦工基本上不用到潮濕、充滿煤塵的環(huán)境中高負(fù)荷地工作，這樣，不僅可以使礦工從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，而且還能降低發(fā)生事故和危險(xiǎn)的幾率，防止工傷和職業(yè)病的發(fā)生，保證了礦工的生命安全。21世紀(jì)，機(jī)電一體化正朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、柔軟性化、系統(tǒng)化發(fā)展，它的發(fā)展會(huì)對(duì)

7、煤炭系統(tǒng)產(chǎn)生很大的沖擊，機(jī)電一體化產(chǎn)品將大大改善煤礦生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度、工作環(huán)境及安全系數(shù)，同時(shí)在降低能耗、保證安全生產(chǎn)方面也實(shí)現(xiàn)了特定的價(jià)值。 第二章 機(jī)電一體化的發(fā)展 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢(shì)總體說來,機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:準(zhǔn)備階段,計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)著機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生。上個(gè)世紀(jì)六十年代,日本首先提出這個(gè)名詞,但是限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平,該技術(shù)無法得到廣泛的推廣和應(yīng)用;起步階段,信息技術(shù),微電子技術(shù)的發(fā)展成熟和第四代電子產(chǎn)品的商品化是機(jī)電一體化這一設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí),在這一時(shí)期,機(jī)電一體化的影響不斷擴(kuò)大,并取得了較大發(fā)展；發(fā)展時(shí)期,進(jìn)入八十年代,機(jī)電一體化技術(shù)已為全世界學(xué)者所囑目,

8、機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品已像雨后春筍般出現(xiàn);蓬勃發(fā)展時(shí)期,九十年代至今,各種新技術(shù)出現(xiàn)并取得突破性的發(fā)展,日新月異的變化使機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品擴(kuò)展到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。第一節(jié) 發(fā)展方向2.1.1 光機(jī)電一體化一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。2.1.2 自律分配系統(tǒng)化柔性化未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配

9、系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。2.1.3 全息系統(tǒng)化智能化今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。2.1.4 “生物一軟件”化仿生物系統(tǒng)化今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依

10、賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。2.1.5 微型機(jī)電化微型化目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)

11、將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。第二節(jié) 發(fā)展政策2.2.1 加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上 撞車。2.2.2優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡

12、可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。2.2.3 突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺

13、層次上結(jié)合。 第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。第三章 機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到許多煤礦。國產(chǎn)的以計(jì)算機(jī)為核心的電牽引采煤機(jī)、全數(shù)字直流提升機(jī)已占領(lǐng)國內(nèi)市場(chǎng)，我國已經(jīng)能生產(chǎn)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的掘進(jìn)機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)、礦井供電設(shè)備等。另外，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)、礦井生產(chǎn)過程自動(dòng)控制和信息化管理、圖像監(jiān)視講下關(guān)鍵設(shè)備和主要工作地點(diǎn)、調(diào)度室的裝備實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在生產(chǎn)調(diào)度、財(cái)務(wù)、人力資源、設(shè)備、銷售及辦公自動(dòng)化都

14、得到了普遍的應(yīng)用。第一節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用就是電牽引采煤機(jī)。與液壓牽引采煤機(jī)相比，電牽引采煤機(jī)具有以下特點(diǎn)：（一）良好的牽引特性。電牽引采煤機(jī)可以在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其客服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。（二）可用于大傾角煤層。牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)，制動(dòng)力矩為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6-2.0倍，所以以電牽引采煤機(jī)可用在40-50傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。（三）運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)。電牽引和液牽引不同，前者除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠

15、，故障少，壽命長(zhǎng)，維修工作量小。（四）反應(yīng)靈敏，動(dòng)態(tài)特性好。電控系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行。（五）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高。電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只經(jīng)一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)99%，而液壓采煤機(jī)的效率只有65%-70%左右。經(jīng)過近20年的研制開發(fā)，我國的電牽引采煤機(jī)已逐步走向成熟，為煤礦綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展起到了積極地推動(dòng)作用。第二節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用礦井提升機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化較好的礦山大型設(shè)備，全數(shù)字化，交、直流提升機(jī)。特別是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將驅(qū)動(dòng)和滾筒合為一個(gè)整體，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，是典型的機(jī)電一體化設(shè)備。全數(shù)字提

16、升機(jī)不僅能夠進(jìn)行可重復(fù)性故障尋址、診斷和自診斷而且還可以進(jìn)行簡(jiǎn)單而迅速的通信。其硬件配置簡(jiǎn)單，相互兼容，零備件少，能夠輕松地實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟件控制和改變瞬間加速度。在我國“九五”計(jì)劃期間，國產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)已成為各煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型，我國研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化直流提升機(jī)的核心部分ascs是由雙cpu構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。除此之外，我國還有simadynd和s7研制成功了第一臺(tái)交-交變頻供電的交流提升機(jī)。2000年11月，該系統(tǒng)在焦作古漢山礦投入運(yùn)營，情況良好。提升機(jī)由于采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其安全保護(hù)系統(tǒng)更為完善。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：采用加兩臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置，每臺(tái)都有自己獨(dú)立的測(cè)量、傳感

17、裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同步工作，互相檢測(cè)，互為備用，對(duì)提升行程實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量和間接測(cè)量容器位置相結(jié)合的方式，對(duì)兩者進(jìn)行比較、校正，實(shí)現(xiàn)形成自動(dòng)控制。由于采用計(jì)算機(jī)對(duì)安全回路、制動(dòng)回路、電源和驅(qū)動(dòng)回路進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)故障記憶，因此極大地提高了提升機(jī)的安全性能。 第三節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)是目前大多數(shù)煤礦廣泛使用的掘進(jìn)機(jī)械，其電氣部分普遍采用了由礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開關(guān)箱（以下簡(jiǎn)稱開關(guān)箱）、礦用本質(zhì)安全型操作箱（以下簡(jiǎn)稱操作箱）、礦用隔爆型電鈴、礦用隔爆型壓扣控制按鈕、隔爆照明燈、掘進(jìn)機(jī)用隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)、gjc4低濃度甲烷傳感器等組成的掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)。與液壓系統(tǒng)配

18、合操作可實(shí)現(xiàn)整機(jī)的各種生產(chǎn)作業(yè)。機(jī)電一體化在快速掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用，使掘進(jìn)機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，包括推進(jìn)方向監(jiān)控、切割電機(jī)功率自控調(diào)節(jié)、切割斷面輪廓尺寸監(jiān)控等。同時(shí)，使掘進(jìn)機(jī)能夠進(jìn)行必要的工況檢測(cè)，并具有很好的自我故障論斷性能，包括供電電壓測(cè)控、電機(jī)負(fù)荷和溫度、液壓系統(tǒng)油壓、油溫及污染等監(jiān)控；另外，通過現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)掘進(jìn)機(jī)的工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷，確保機(jī)器正常穩(wěn)定工作，實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)機(jī)電一體化。這樣，可以大大提高掘進(jìn)機(jī)的工作性能，同時(shí)有利于改進(jìn)和完善煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)。第四節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用帶式輸送機(jī)由于長(zhǎng)距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，已

19、成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。在我國“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，極大地提高了帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)和新產(chǎn)品的的研發(fā)也去的也很大的進(jìn)步，如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)外此項(xiàng)技術(shù)的空白。并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要原部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，成功的研制了多種軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以plc為核心的可編程電控裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力耦合器和行星齒輪減速器，目前主要推廣使用的機(jī)、電、液一體化的cst可控軟啟動(dòng)裝置，是一種專門為煤礦或金屬礦的長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸

20、機(jī)設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。它具有平滑起動(dòng)運(yùn)輸大慣性載荷的特點(diǎn)，一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺(tái)或者幾臺(tái)cst驅(qū)動(dòng)。從而解決了帶式輸送機(jī)的大運(yùn)量、長(zhǎng)距離的驅(qū)動(dòng)難題。第五節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用液壓支架是煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面的支護(hù)設(shè)備，目前正向電液控制方向發(fā)展，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定壓雙向領(lǐng)架或者成組自動(dòng)移架，避免對(duì)頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國神華集團(tuán)大柳塔礦采用的電液控制的支架，移架速度為6-8秒/架，最快的移架速度達(dá)3秒/架。電液控制裝置還可檢測(cè)支架的工作狀態(tài)。第六節(jié) 機(jī)電一體化技術(shù)在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用最能體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)之一的是礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。我國監(jiān)測(cè)

21、監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，20世紀(jì)80年代初，原國家煤炭部組織了大規(guī)模的對(duì)國外煤礦監(jiān)控技術(shù)的考察和引進(jìn)工作，不僅推動(dòng)了國內(nèi)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，而且還從法國、波蘭、德國、英國和美國等先后引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)（如dna6400、tf200、minos和senturion2200），經(jīng)過消化、吸收同時(shí)又結(jié)合了我國的實(shí)際情況，我國研發(fā)出了kj2、kj4等安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)并通過了鑒定。20世紀(jì)90年代以來，我國緊跟世界監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，自行研發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的kj90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所的kj95系統(tǒng)等。它們的主要特點(diǎn)有：測(cè)控分站的智能化水平進(jìn)一

22、步提高；可與網(wǎng)絡(luò)連接；系統(tǒng)軟件采用了windows操作系統(tǒng)。而且，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控”12字方針和煤礦安全章程等有關(guān)條款的指導(dǎo)下，規(guī)定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。此后，更多的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，這不但為各煤礦提供了更多的選擇，也促進(jìn)了各廠家產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)的提高。通過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐，安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用。 機(jī)電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù),目前已經(jīng)成為礦山綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力,為實(shí)現(xiàn)高效、安全、

23、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。第四章 我國煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的水平在20世紀(jì)，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)取得了較大的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個(gè)環(huán)節(jié)；進(jìn)入21世紀(jì)后，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域均有重大突破，在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控、大型固定設(shè)備的后備保護(hù)等方面已取得了喜人的成績(jī)。然而，與國外的先進(jìn)采煤國家相比，我國的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展尚有一定差距，并且煤炭工業(yè)相對(duì)機(jī)械、電子、航天、輕紡、化工、鐵道、冶金等行業(yè)起步晚基礎(chǔ)薄弱，在開放水平、應(yīng)用范圍、投資規(guī)模、技術(shù)人才和管理水平方面均有較大差距。因此，要讓我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，必須掌握信息時(shí)代機(jī)電

24、一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，努力進(jìn)行煤礦行業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)開發(fā)。（一）我國煤礦行業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，而且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦。（二）在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠。（三）對(duì)于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時(shí)，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制。（四）煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時(shí)能快速地對(duì)所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從

25、而對(duì)故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對(duì)以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)。（五）要對(duì)礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時(shí)考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)的測(cè)量，并保證其測(cè)量準(zhǔn)確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識(shí)別和自我調(diào)節(jié)等功能。（六）要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。 第五章 機(jī)電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義（一） 提高勞動(dòng)效率機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用使過去落后的生產(chǎn)方式得到極大的改變,大量新型自動(dòng)化電子設(shè)備的使用徹底

26、轉(zhuǎn)變了煤礦的作業(yè)模式,明顯降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,大幅提升了勞動(dòng)生產(chǎn)率,極大地提高了勞動(dòng)效率。（二）提高了勞動(dòng)安全保障傳統(tǒng)的煤礦工作環(huán)境非常惡劣,在潮濕、充滿煤塵的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷地工作嚴(yán)重影響到礦工的身體健康和生活質(zhì)量,某些情況下還會(huì)危及到他們的人身安全。采用機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行煤炭的采掘、運(yùn)輸、提升等,不僅可以使礦工從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來,而且還能降低發(fā)生事故和危險(xiǎn)的幾率,防止工傷和職業(yè)病的發(fā)生,保證了礦工的生命安全。（三） 增加了經(jīng)濟(jì)效益和礦工的勞動(dòng)收入煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用使得煤炭的產(chǎn)量大幅提高,增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,同樣使礦工的勞動(dòng)收入有所提高,改善礦工的生活質(zhì)量。煤礦企業(yè)的快

27、速發(fā)展帶動(dòng)了其它相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。 第六章 機(jī)電一體化技術(shù)的前景展望機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)不是孤立的，它有許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越來光明。中國是從20世紀(jì)80年代初開始進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)方面的研究和應(yīng)用的。雖然經(jīng)過20多年的努力取得了一定成果，但與發(fā)達(dá)國家相比仍有相當(dāng)大的差距。為了加快發(fā)展、縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，需要我們?cè)诋a(chǎn)業(yè)政策、金融政策和市場(chǎng)導(dǎo)向上，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)業(yè)予以積極

28、支持，主要包括：國家在政策上對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)給予大力支持，特別是涉及基礎(chǔ)知識(shí)綜合技術(shù)等方面，要給予強(qiáng)有力的財(cái)政和各種扶持。由于機(jī)電一體化技術(shù)是各種高新技術(shù)的綜合和升華，需要多學(xué)科、多技術(shù)、多種機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)研發(fā)，這也是對(duì)技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的協(xié)調(diào)能力提出了與挑戰(zhàn)，因此需要繼續(xù)發(fā)揮主管部門的作用。要明確機(jī)電一體化技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣的主力軍是企業(yè)，在這方面技術(shù)和綜合實(shí)力雄厚的大企業(yè)將發(fā)揮舉足輕重的作用。有關(guān)部門應(yīng)該在稅收金融和其他方面給予與一定的優(yōu)惠傾斜。要把發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)作為增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的重要內(nèi)容，鼓勵(lì)促進(jìn)企業(yè)在這個(gè)領(lǐng)域有所作為。同時(shí)，為縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，可以通過引進(jìn)消化升級(jí)來逐步達(dá)到提高自主創(chuàng)新能力的目的。有關(guān)部門可以通過政府采購項(xiàng)目設(shè)立等措施，達(dá)到支持和鼓勵(lì)自主創(chuàng)新的目的。結(jié) 束 語隨著煤礦生產(chǎn)不斷向深部水平發(fā)展，對(duì)控制水平和規(guī)模的要求越來越高，從而會(huì)進(jìn)一步加速機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。目前各種高新技術(shù)的發(fā)展，如網(wǎng)絡(luò)、光纖、人工智能及生物工程等高新技術(shù)，已經(jīng)滲入到機(jī)電一體化技術(shù)之中