機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應用與發(fā)展 劉強

機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應用與發(fā)展劉強摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學技術(shù)也在不斷進步，各行各業(yè)都取得了很大的進展，尤其是一些新技術(shù)的應用，使我國工業(yè)生產(chǎn)的整體水平有了大幅度的提升。在這種大背景下，機電一體化技術(shù)取得了較大的發(fā)展，并在礦山機械中廣泛應用，不僅有效的降低了礦山機械的能耗，全面提高了礦山機械采礦的效率，而且有效地促進了煤礦行業(yè)的快速發(fā)展。文章從機電一體化發(fā)展歷史及其在礦山機械中的重要性入手，分析了礦山機械中機電一體化的主要應用，并進一步對機電一體化在礦山應用中的綜合技術(shù)及發(fā)展趨勢進行了具體的闡述。關鍵詞：機電一體化；煤礦機械；應用與發(fā)展機電一體化技術(shù)概述簡單來說，機電一體化技術(shù)就是在機械技術(shù)的基礎上，利用計算機技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等，實現(xiàn)了煤礦企業(yè)生產(chǎn)運營的智能化發(fā)展。除此之外，煤礦企業(yè)的機電一體化技術(shù)還具有多樣化功能的特征，并且在實際的操作過程中操作步驟較為簡便，且具有較高的安全性，因此，在煤礦企業(yè)中機電一體化技術(shù)得到了廣泛地運用。在煤礦企業(yè)的日常生產(chǎn)過程中，機電一體化技術(shù)可以作用于煤礦企業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，并能夠?qū)Ω鱾€環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，從而提高企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機電一體化的發(fā)展歷史機電一體化發(fā)展的初級階段大致為上世紀六十年代，這時電子技術(shù)發(fā)展水平還不高，電子技術(shù)與機械技術(shù)并沒有得到有效的結(jié)合，因此綜合兩項技術(shù)開發(fā)出來的產(chǎn)品數(shù)量也較少。到了上世紀七八十年代，機電一體技術(shù)取得了快速的發(fā)展，控制技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)在社會各行業(yè)中應用十分廣泛，在科技領域中出現(xiàn)了微型計算機和超大規(guī)模的集成電路，這也使機電一體化及其產(chǎn)品的發(fā)展和應用得到大家的重視，這有效的推動了機電一體化的發(fā)展。從上世紀九十年代到今天，通信技術(shù)、光學技術(shù)及微細加工技術(shù)等在機電一體化中進行應用，同時微機電一體化和光機電一體化等機電一體化的分支也隨之出現(xiàn)，機電一體化加快了智能化發(fā)展的步伐，而且機電一體化產(chǎn)品呈現(xiàn)出較強的數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡化、微型化、集成化、綠色化和人性化的特點。機電一體化技術(shù)在煤礦開采中的應用機電一體化和煤礦機械的結(jié)合具有極大的特色和廣闊的發(fā)展前景。隨著機電一體化技術(shù)的進一步發(fā)展和在煤礦機械應用過程中的不斷深入，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。在掘進機中的應用目前，掘進機是我國煤礦開采過程中不可或缺的機械技術(shù)，掘進機電氣系統(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箱、隔爆照明燈等構(gòu)成。將煤礦機電一體化技術(shù)應用到掘進機中，不僅可以實現(xiàn)對主控制器的保護與控制，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)對整個系統(tǒng)的控制。將煤礦機電一體化技術(shù)應用到掘進機中，具有多方面的優(yōu)點，如較強的顯示功能、全新的設計理念、保護功能齊全、安裝簡便、結(jié)構(gòu)緊湊等，同時還可以對短路、油泵、二運電機的過壓、三相不平衡等事項進行有效地監(jiān)控與保護，準確的顯示各個電機的實際工作電壓、運行狀態(tài)及故障信息等信息。在提升機中的應用目前，礦井提升機已經(jīng)逐漸成為煤礦機電一體化發(fā)展過程中應用率最高的設備。借助PCL編程控制器能對提升機的多項功能進行有效地改善和控制，確保提升機的正常、高效運行。在煤礦開采過程中，應用最多的是全數(shù)字化交直流提升機，將滾筒和驅(qū)動有效的結(jié)合在一起，充分體現(xiàn)了機械-計算機-電力電子-自動控制的綜合應用。同時，全數(shù)字化交直流提升機用總線方式，實現(xiàn)了對電器安裝的有效簡化，而且硬件配置相對簡單，可以實現(xiàn)互相兼容。我國自主研發(fā)的全數(shù)字化提升機中，ASCS是核心部分，是一套由雙CPU構(gòu)成的計算機系統(tǒng)，具有操作簡便、性能先進、準確可靠等特點，在煤礦開采中得到了廣泛應用。在采煤機中的應用在煤礦開采過程中，電牽引采煤機得到了廣泛的應用，其與常規(guī)液壓牽引采煤機對比可以發(fā)現(xiàn)其具有多方面的特點［2］，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：1）良好的牽引特性，能夠在采煤機前進過程中為其提供足夠的牽引力，從而有效地克服阻力移動。2）在牽引電動機軸端配備了停機時避免機器出現(xiàn)下滑的制動器，適用于大傾角煤層，如40°~50°傾角的煤層。3）反應靈敏，動態(tài)特性好，根據(jù)實際情況對各項參數(shù)進行實時調(diào)整，有效的避免了采煤機超載運行。4）運行可靠，使用壽命長。液壓牽和電牽引存在一定的差異，后者除了電動機的整流子和電刷有磨損外，其他元件均不會出現(xiàn)磨損，因此誘發(fā)的故障較少，使用壽命較長。5）電牽引采煤機尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，其電能轉(zhuǎn)換為機械能的效率達到了99%，但是液壓采煤機僅為65%~70%。在支護設備中的應用在煤礦開采過程中，液壓支架是比較常用的支護設備。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，將液壓控制與計算機技術(shù)有效地結(jié)合在一起，形成了定壓雙向鄰架，不僅可以避免對支架與頂板的沖擊荷載，而且其最快移動速度可以達到3s一架。在液壓支護設備中，乳化液泵是常用的高壓液體裝置，能夠為液壓支架提供所需的供液能力。智能型乳化液泵站系統(tǒng)是我國自主研發(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配液兩個主要系統(tǒng)，其不僅可以實現(xiàn)對油箱與油位高度的準確檢測，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)自動配液，確保支護設備正常、高效運行。煤礦機電一體化技術(shù)在我國的發(fā)展趨勢近些年，全球工業(yè)制造領域面臨著全面轉(zhuǎn)型升級進程發(fā)展格局，特別是生產(chǎn)的智能化更成為所有工業(yè)制造未來的主流趨勢。而中國機電一體化技術(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?；诖耍袊?015年提出了“2025制造行業(yè)發(fā)展綱領”，為中國工業(yè)制造的發(fā)展提出了具體方向和引導。而煤礦機電一體化進程作為中國工業(yè)領域的關鍵板塊，其必然同中國機械制造的綱領相保持一致，因此其未來發(fā)展的主流必將是更加高度的智能化、網(wǎng)絡化與集成化。4.1自主知識產(chǎn)權(quán)核心裝置的發(fā)展趨勢當前，我國煤礦企業(yè)面臨著激烈的市場經(jīng)常，為了在當前的市場環(huán)境下穩(wěn)定發(fā)展，我國沒卡滾企業(yè)必須要不斷提高自生的機電一體化技術(shù)，從而開發(fā)出企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置，進而提高企業(yè)的核心競爭力，促進企業(yè)的生產(chǎn)水平的提高。4.2智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，我國煤礦企業(yè)的機電一體化技術(shù)勢必會朝著智能化和網(wǎng)絡化方向進行發(fā)展。并且從我國各行各業(yè)的發(fā)展中來看，企業(yè)智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展更加能夠適應時代的變化，有利于促進企業(yè)的發(fā)展。5結(jié)束語近年來科學技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，這也使機電一體化技術(shù)取得了較大的進步，由于機電一體化技術(shù)將多種先進技術(shù)集于一身，其應用范圍不斷擴大，產(chǎn)品也加快了向自動化、數(shù)字化和智能化的發(fā)展。機電一體化技術(shù)在礦山機械中的應用，為礦山綜合自動化的發(fā)展奠定了良好的基礎，而且隨著機電一體化技術(shù)在煤礦工程中的廣泛應用，礦山機械的科技含量得以提升，其性能和功能得以增強，這不僅有效地提升了煤礦