機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展 劉強(qiáng)

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展劉強(qiáng)摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都取得了很大的進(jìn)展，尤其是一些新技術(shù)的應(yīng)用，使我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的整體水平有了大幅度的提升。在這種大背景下，機(jī)電一體化技術(shù)取得了較大的發(fā)展，并在礦山機(jī)械中廣泛應(yīng)用，不僅有效的降低了礦山機(jī)械的能耗，全面提高了礦山機(jī)械采礦的效率，而且有效地促進(jìn)了煤礦行業(yè)的快速發(fā)展。文章從機(jī)電一體化發(fā)展歷史及其在礦山機(jī)械中的重要性入手，分析了礦山機(jī)械中機(jī)電一體化的主要應(yīng)用，并進(jìn)一步對(duì)機(jī)電一體化在礦山應(yīng)用中的綜合技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了具體的闡述。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；煤礦機(jī)械；應(yīng)用與發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)概述簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)就是在機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的智能化發(fā)展。除此之外，煤礦企業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)還具有多樣化功能的特征，并且在實(shí)際的操作過(guò)程中操作步驟較為簡(jiǎn)便，且具有較高的安全性，因此，在煤礦企業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)得到了廣泛地運(yùn)用。在煤礦企業(yè)的日常生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)電一體化技術(shù)可以作用于煤礦企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，并能夠?qū)Ω鱾€(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，從而提高企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)電一體化的發(fā)展歷史機(jī)電一體化發(fā)展的初級(jí)階段大致為上世紀(jì)六十年代，這時(shí)電子技術(shù)發(fā)展水平還不高，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)并沒(méi)有得到有效的結(jié)合，因此綜合兩項(xiàng)技術(shù)開發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品數(shù)量也較少。到了上世紀(jì)七八十年代，機(jī)電一體技術(shù)取得了快速的發(fā)展，控制技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會(huì)各行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，在科技領(lǐng)域中出現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)和超大規(guī)模的集成電路，這也使機(jī)電一體化及其產(chǎn)品的發(fā)展和應(yīng)用得到大家的重視，這有效的推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展。從上世紀(jì)九十年代到今天，通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)及微細(xì)加工技術(shù)等在機(jī)電一體化中進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)微機(jī)電一體化和光機(jī)電一體化等機(jī)電一體化的分支也隨之出現(xiàn)，機(jī)電一體化加快了智能化發(fā)展的步伐，而且機(jī)電一體化產(chǎn)品呈現(xiàn)出較強(qiáng)的數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、集成化、綠色化和人性化的特點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用機(jī)電一體化和煤礦機(jī)械的結(jié)合具有極大的特色和廣闊的發(fā)展前景。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和在煤礦機(jī)械應(yīng)用過(guò)程中的不斷深入，它將為煤礦開采行業(yè)注入新的活力，為煤礦開采行業(yè)提供可靠的技術(shù)保障。在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用目前，掘進(jìn)機(jī)是我國(guó)煤礦開采過(guò)程中不可或缺的機(jī)械技術(shù)，掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)主要是由礦用隔爆型電鈴、礦本質(zhì)安全型操作箱、礦用隔爆兼安全型開關(guān)箱、隔爆照明燈等構(gòu)成。將煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)中，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主控制器的保護(hù)與控制，而且還具備故障記憶功能，只需借助兩芯通訊電纜就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。將煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)中，具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，如較強(qiáng)的顯示功能、全新的設(shè)計(jì)理念、保護(hù)功能齊全、安裝簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)緊湊等，同時(shí)還可以對(duì)短路、油泵、二運(yùn)電機(jī)的過(guò)壓、三相不平衡等事項(xiàng)進(jìn)行有效地監(jiān)控與保護(hù)，準(zhǔn)確的顯示各個(gè)電機(jī)的實(shí)際工作電壓、運(yùn)行狀態(tài)及故障信息等信息。在提升機(jī)中的應(yīng)用目前，礦井提升機(jī)已經(jīng)逐漸成為煤礦機(jī)電一體化發(fā)展過(guò)程中應(yīng)用率最高的設(shè)備。借助PCL編程控制器能對(duì)提升機(jī)的多項(xiàng)功能進(jìn)行有效地改善和控制，確保提升機(jī)的正常、高效運(yùn)行。在煤礦開采過(guò)程中，應(yīng)用最多的是全數(shù)字化交直流提升機(jī)，將滾筒和驅(qū)動(dòng)有效的結(jié)合在一起，充分體現(xiàn)了機(jī)械-計(jì)算機(jī)-電力電子-自動(dòng)控制的綜合應(yīng)用。同時(shí)，全數(shù)字化交直流提升機(jī)用總線方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電器安裝的有效簡(jiǎn)化，而且硬件配置相對(duì)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)互相兼容。我國(guó)自主研發(fā)的全數(shù)字化提升機(jī)中，ASCS是核心部分，是一套由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有操作簡(jiǎn)便、性能先進(jìn)、準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)，在煤礦開采中得到了廣泛應(yīng)用。在采煤機(jī)中的應(yīng)用在煤礦開采過(guò)程中，電牽引采煤機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，其與常規(guī)液壓牽引采煤機(jī)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)其具有多方面的特點(diǎn)［2］，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：1）良好的牽引特性，能夠在采煤機(jī)前進(jìn)過(guò)程中為其提供足夠的牽引力，從而有效地克服阻力移動(dòng)。2）在牽引電動(dòng)機(jī)軸端配備了停機(jī)時(shí)避免機(jī)器出現(xiàn)下滑的制動(dòng)器，適用于大傾角煤層，如40°~50°傾角的煤層。3）反應(yīng)靈敏，動(dòng)態(tài)特性好，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，有效的避免了采煤機(jī)超載運(yùn)行。4）運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)。液壓牽和電牽引存在一定的差異，后者除了電動(dòng)機(jī)的整流子和電刷有磨損外，其他元件均不會(huì)出現(xiàn)磨損，因此誘發(fā)的故障較少，使用壽命較長(zhǎng)。5）電牽引采煤機(jī)尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕，其電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率達(dá)到了99%，但是液壓采煤機(jī)僅為65%~70%。在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用在煤礦開采過(guò)程中，液壓支架是比較常用的支護(hù)設(shè)備。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，將液壓控制與計(jì)算機(jī)技術(shù)有效地結(jié)合在一起，形成了定壓雙向鄰架，不僅可以避免對(duì)支架與頂板的沖擊荷載，而且其最快移動(dòng)速度可以達(dá)到3s一架。在液壓支護(hù)設(shè)備中，乳化液泵是常用的高壓液體裝置，能夠?yàn)橐簤褐Ъ芴峁┧璧墓┮耗芰?。智能型乳化液泵站系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)和生產(chǎn)的高壓液體裝置，包括智能型乳化液泵站供液與智能型乳化液泵站自動(dòng)配液兩個(gè)主要系統(tǒng)，其不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油箱與油位高度的準(zhǔn)確檢測(cè)，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)配液，確保支護(hù)設(shè)備正常、高效運(yùn)行。煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)近些年，全球工業(yè)制造領(lǐng)域面臨著全面轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)程發(fā)展格局，特別是生產(chǎn)的智能化更成為所有工業(yè)制造未來(lái)的主流趨勢(shì)。而中國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)歷了多年的技術(shù)積累，雖有一定成果，但整體發(fā)展尚不完善?；诖?，中國(guó)在2015年提出了“2025制造行業(yè)發(fā)展綱領(lǐng)”，為中國(guó)工業(yè)制造的發(fā)展提出了具體方向和引導(dǎo)。而煤礦機(jī)電一體化進(jìn)程作為中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵板塊，其必然同中國(guó)機(jī)械制造的綱領(lǐng)相保持一致，因此其未來(lái)發(fā)展的主流必將是更加高度的智能化、網(wǎng)絡(luò)化與集成化。4.1自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心裝置的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，我國(guó)煤礦企業(yè)面臨著激烈的市場(chǎng)經(jīng)常，為了在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)沒(méi)卡滾企業(yè)必須要不斷提高自生的機(jī)電一體化技術(shù)，從而開發(fā)出企業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置，進(jìn)而提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)水平的提高。4.2智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)煤礦企業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)勢(shì)必會(huì)朝著智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向進(jìn)行發(fā)展。并且從我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展中來(lái)看，企業(yè)智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展更加能夠適應(yīng)時(shí)代的變化，有利于促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。5結(jié)束語(yǔ)近年來(lái)科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，這也使機(jī)電一體化技術(shù)取得了較大的進(jìn)步，由于機(jī)電一體化技術(shù)將多種先進(jìn)技術(shù)集于一身，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品也加快了向自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用，為礦山綜合自動(dòng)化的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，而且隨著機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦工程中的廣泛應(yīng)用，礦山機(jī)械的科技含量得以提升，其性能和功能得以增強(qiáng)，這不僅有效地提升了煤礦