機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用分析

郭偉杰,付 亮（林州重機(jī)集團(tuán)股份有限公司,河南 林州 456561）

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機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用分析

郭偉杰,付 亮
（林州重機(jī)集團(tuán)股份有限公司,河南 林州 456561）

摘 要：一直以來，礦產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，煤礦開采設(shè)備是否先進(jìn)直接決定著開采效率。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的礦產(chǎn)業(yè)的開采設(shè)備也在不斷的更新，逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。本文通過分析機(jī)電一體化的應(yīng)用，進(jìn)一步提出機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的具體應(yīng)用以及未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；煤礦機(jī)械；應(yīng)用

機(jī)電一體化是一門集信息技術(shù)、電子技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等多方面學(xué)科相互融合、相互滲透的綜合性學(xué)科。為提升煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，必須大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)在中國(guó)煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，只有這樣，才能在國(guó)際環(huán)境下提高重工業(yè)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。但目前，我國(guó)在這方面起步比較晚進(jìn)一步，因此，機(jī)電一體化技術(shù)如何應(yīng)用于煤礦機(jī)械，是有待我們研究解決的重要課題。

1 機(jī)電一體化

1.1 概念

整體看來，機(jī)電一體化具有多功能性、智能化、自動(dòng)化等特性，其主要目的是提高機(jī)械設(shè)備的功能性、智能性水平。在科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)軟件的基礎(chǔ)上，它將信息設(shè)備、機(jī)械設(shè)備以及軟件進(jìn)行了有機(jī)融合，使其能夠有效實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械的故障檢查、在線監(jiān)控以及自動(dòng)報(bào)警等功能，一旦出現(xiàn)故障將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)檢查定位。

1.2 發(fā)展歷史

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械起源于國(guó)外的上世紀(jì) 70 年代中期，80年代，我國(guó)就成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列為“863”計(jì)劃。以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起，推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機(jī)械上的應(yīng)用，極大促進(jìn)了煤礦機(jī)電產(chǎn)品的性能，使煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)飛躍的發(fā)展時(shí)期。現(xiàn)如今，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，以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國(guó)外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，而我國(guó)也正在朝這個(gè)方向大步邁進(jìn)。

1.3 價(jià)值分析

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用對(duì)于改善煤礦生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度、工作環(huán)境及安全系數(shù)都有重要的意義，同時(shí)其在降低能耗、保證安全生產(chǎn)方面也發(fā)揮了一定的作用。傳統(tǒng)的煤礦作業(yè)的環(huán)境比較惡劣，對(duì)于工人的身體健康以及生命安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，不利于企業(yè)的良性發(fā)展。而機(jī)電一體化的運(yùn)用能夠使煤礦企業(yè)作業(yè)環(huán)境得到優(yōu)化，同時(shí)降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)安全性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，還帶動(dòng)地區(qū)以及周邊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化的具體應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)煤礦開采中，帶式輸送機(jī)主要作用于輸送挖掘開采出來的煤炭資源，這要求帶式輸送機(jī)必須具有較高的機(jī)械效率，能保證其連續(xù)輸送較長(zhǎng)的距離?，F(xiàn)階段，帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為中國(guó)煤礦企業(yè)作業(yè)過程中的主要的運(yùn)輸設(shè)備。機(jī)電一體化技術(shù)的引進(jìn)，使得帶式輸送機(jī)具備了自我保護(hù)以及故障定位等功能，在作業(yè)的過程中，節(jié)約了檢測(cè)員檢測(cè)故障的時(shí)間，大大提高了工作效率。此外，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，中國(guó)現(xiàn)已有 1800多臺(tái)直徑超過 2m的提升機(jī)，約 90%以上的交流電提升機(jī)。這部分提升機(jī)中，絕大部分還是采用接觸—繼電器系統(tǒng)，因此，隨著機(jī)電一體化的發(fā)展，我們可以用可編程型 PLC 控制器替代之前的接觸—繼電器系統(tǒng)。它無須復(fù)雜的接口裝置與輸入輸出設(shè)備，操作比較方便，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能在比較惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間工作。

2.2 機(jī)電一體化在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)是煤炭生產(chǎn)的核心部分，采煤機(jī)開采的速度直接影響煤炭開采的質(zhì)量和數(shù)量。在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的大背景下，電牽引采煤機(jī)成為目前應(yīng)用最為廣泛的采煤機(jī)。它與傳統(tǒng)的液壓牽引系統(tǒng)不同之處在于其在發(fā)電、節(jié)約能源、控制及應(yīng)用方面有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。憑借這些優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行實(shí)際采煤作業(yè)的過程中，電牽引采煤機(jī)充分發(fā)揮強(qiáng)大的牽引功能，工作效率大幅度提升，此外，電牽引采煤機(jī)的操作也比較簡(jiǎn)單，而且工作性能良好。

2.3 機(jī)電一體化在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的支護(hù)設(shè)備以液壓控制為主，隨著機(jī)電一體化在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用，目前，煤礦企業(yè)采煤工作支護(hù)設(shè)備通過將液壓控制與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，向著電液控制的方向大步邁進(jìn)。這一應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了成組自動(dòng)移架或定壓雙向鄰架，有效避免了支架與頂板產(chǎn)生的荷載沖擊?，F(xiàn)階段，中國(guó)較為廣泛的應(yīng)用的由乳化液泵站智能型自動(dòng)配液系統(tǒng)與乳化液泵站智能型供液系統(tǒng)這兩部分構(gòu)成的乳化液智能型泵站。其不僅可以自動(dòng)檢驗(yàn)油箱內(nèi)部的油位高度，還可以自動(dòng)調(diào)控液位高、低程度，自動(dòng)配液，自動(dòng)檢測(cè)乳化液濃度并及時(shí)校正濃度。

3 機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中應(yīng)用的發(fā)展方向

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤電一體化在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用的發(fā)展方向主要集中于智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。這不僅是科技發(fā)展的必然方向，更是滿足人們需求的必然結(jié)果。人工智能已經(jīng)發(fā)展到一定的階段，煤炭企業(yè)在充分考慮自身的良性發(fā)展的基礎(chǔ)上，選擇智能化的機(jī)械、數(shù)字化的操控、網(wǎng)絡(luò)化的交流將成為必然趨勢(shì)。此外，對(duì)于煤炭企業(yè)的員工而言，在人工智能的背景下，這是一個(gè)減輕工作強(qiáng)度的絕佳機(jī)遇，煤炭企業(yè)員工極有可能不需要再深入一線進(jìn)行開采，不需要在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，他們也有可能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)控制室內(nèi)進(jìn)行采煤作業(yè)。但同時(shí)，人工智能的應(yīng)用對(duì)煤炭工人的綜合素質(zhì)也提出了更高的要求。因此，企業(yè)和個(gè)人都要提前做好充分的準(zhǔn)備，來應(yīng)對(duì)機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中未來的發(fā)展方向。

4 總結(jié)

機(jī)電一體化在煤礦企業(yè)中的應(yīng)用是社會(huì)化大生產(chǎn)的必然要求。時(shí)代發(fā)展的過程中，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，企業(yè)也需要結(jié)合自身的發(fā)展提前做好準(zhǔn)備。就目前而言，引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的必然要求。機(jī)電設(shè)備的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展的方向，煤炭企業(yè)要積極把握發(fā)展方向，同時(shí)高度注意“三化”背景下機(jī)械的安全性以及實(shí)際效率等各方面因素，才能夠保證煤礦企業(yè)健康有序的發(fā)展。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.140

作者簡(jiǎn)介：郭偉杰（1984-），男，河南林州人，助理工程師，主要從事刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)工作。