機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用

馬永秋

摘要：近年來科學(xué)技術(shù)取得了較快的發(fā)展，各行各業(yè)發(fā)展過程中一些新技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，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(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)展趨勢進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)械；機(jī)電一體化；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引言

在當(dāng)前礦山機(jī)械中，由于微傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、軟件技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等的快速發(fā)展并在礦山機(jī)械中進(jìn)行應(yīng)用，有效地推動了礦山機(jī)械的智能化、數(shù)字化和自動化水平，全面提升了礦山機(jī)械的性能和實用性。通過在礦山機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，有效的促進(jìn)了新產(chǎn)品的開發(fā)和舊設(shè)備的改造，全面提升了采煤的安全性，對煤礦企業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。

1、機(jī)電一體化技術(shù)與煤礦機(jī)械相結(jié)合的特點

機(jī)電一體化技術(shù)與煤礦機(jī)械相結(jié)合的特點從目前我國的能源結(jié)構(gòu)來看，煤礦資源還占據(jù)著十分重要的地位，煤礦資源的生產(chǎn)效率在很大程度上影響著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度。將傳統(tǒng)的煤礦機(jī)械與新興技術(shù)相融合是十分必要的，機(jī)電一體化技術(shù)有著很大的優(yōu)勢，將其與煤礦機(jī)械相結(jié)合可以很快形成自身的特色。首先，這種結(jié)合能夠在很大程度上改善能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，在煤礦資源的開采和輸送方面都形成巨大的優(yōu)勢。其次，這種結(jié)合能夠形成一套有效的安全監(jiān)控體系，提高煤礦開采的安全保障，減少人員傷亡，降低工傷概率。最后，煤礦機(jī)械和機(jī)電一體化技術(shù)相結(jié)合，能夠形成高效的信息化管理系統(tǒng)，在機(jī)械管理方面形成自己的優(yōu)勢，發(fā)揮出機(jī)電一體化技術(shù)的先進(jìn)性和高效性。因此，機(jī)電一體化技術(shù)和煤礦機(jī)械相結(jié)合能夠取得一加一大于二的效果，實現(xiàn)技術(shù)和制度的創(chuàng)新。

2、煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)融合了機(jī)械、電子、液壓控制技術(shù)，是當(dāng)前煤礦機(jī)械安全可靠的機(jī)械性能的集成，具有安全好、精度高的優(yōu)勢，在安裝維護(hù)方面更加智能化。采用微機(jī)和微處理器的電子控制裝置在煤礦機(jī)械的應(yīng)用上目前來說存在普遍性。煤礦機(jī)械的電子控制技術(shù)利用了PLC系統(tǒng)和變頻控制系統(tǒng)，具有在線狀態(tài)監(jiān)控和故障自診的特點。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，煤礦機(jī)械的性能得到了提高，電子控制裝置的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，維護(hù)較為專業(yè)。煤礦采用機(jī)械機(jī)電一體化后，煤礦的生產(chǎn)施工呈現(xiàn)如下的特征：維修更加簡單，設(shè)備的特性更加堅固耐用，生產(chǎn)效率更高，自動化程度更強(qiáng)，使用的可靠性和安全性被大幅度提高，工人的勞動強(qiáng)度被大幅度地降低，操作員的工作條件得到了改善。線路運行能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)視、故障自診和報警功能等。故障部位能夠及時被發(fā)現(xiàn)，從而減少維修的時間，見圖1。

3、機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

3.1機(jī)電一體化技術(shù)在提升運輸設(shè)備上的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)設(shè)備信息的有效收集，并對設(shè)備上負(fù)荷的重量進(jìn)行計算，從而控制輸送設(shè)備的生產(chǎn)和運作狀況，防止因為負(fù)荷過重造成的設(shè)備損壞。而帶式輸送機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)物料的輸送和運載，在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，可以通過裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)實現(xiàn)輸送帶的及時停運，并對生產(chǎn)效率進(jìn)行控制。機(jī)電一體化技術(shù)能夠為輸送設(shè)備的動力輸送提供保障，并通過控制設(shè)備的運作狀況實現(xiàn)能耗的節(jié)省。輸送裝置能夠連接煤礦機(jī)械的各個組成部分，并為各個部分輸送需要的物料，在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后可以實現(xiàn)信息化調(diào)整，成為系統(tǒng)操作的重要輔助。

3.2機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用

傳統(tǒng)的煤炭施工中采用的機(jī)械裝置耗費的能源較多，在長時間的工作后會造成較大的能源消耗和成本。而在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，煤炭挖掘工作中可以引入電牽引采煤機(jī)，通過消耗電能進(jìn)行煤礦設(shè)備的牽引，不僅能節(jié)省能源的消耗，減少企業(yè)的運作成本，還能提高生產(chǎn)的效率，并進(jìn)行內(nèi)部調(diào)節(jié)，克服煤礦工作中遭遇的阻力，提供前進(jìn)的動力。此外，在大傾角煤層的開采和施工中，電牽引采煤機(jī)也可以發(fā)揮作用，實現(xiàn)有效的煤層開采，并減少開采使用的成本。電牽引采煤機(jī)主要依靠電流和電壓的作用進(jìn)行工作，裝置中使用電路原件，在發(fā)生故障時可以實現(xiàn)靈活的調(diào)整，減少維修工作造成的時間浪費。同時，電牽引采煤機(jī)具有靈活的運動和可操作性，能夠?qū)崿F(xiàn)自我狀態(tài)的有效調(diào)整，并通過機(jī)電一體化設(shè)備記錄自身在運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對運行的狀態(tài)進(jìn)行判斷和調(diào)整，延長設(shè)備的使用壽命。

3.3機(jī)電一體化技術(shù)在支護(hù)裝置上的應(yīng)用

在煤炭企業(yè)中主要使用液壓支護(hù)裝置進(jìn)行煤礦設(shè)備的支護(hù)，而應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，可以進(jìn)行支護(hù)裝置的信息化調(diào)整，不斷收集支護(hù)裝置中的狀態(tài)變化信息和數(shù)字信息，通過對收集到的信息分析后，可以對液壓支護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)和使用狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，對煤礦機(jī)械設(shè)備提供合適的支撐力，防止危險狀況的發(fā)生。此外，在液壓支護(hù)裝置進(jìn)行自我檢修和高壓液體的更換時，也可以對需要更換的裝置進(jìn)行記錄，對液壓裝置提供的壓力與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并將信息反饋給進(jìn)行檢修工作人員。檢修人員可以減少觀察判斷的時間，而根據(jù)機(jī)電一體化設(shè)備提供的信息開展更換和檢修。乳化液泵站能夠為液壓裝置提供高液壓的更換和檢修，其中的乳化液能夠為液壓支柱設(shè)備提供液壓標(biāo)準(zhǔn)，并在長期的使用中保持液壓支護(hù)裝置的正常工作狀態(tài)。

4、機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的發(fā)展前景

（1）智能化。人類對人工智能的研究從未停止過。今年，由谷歌研發(fā)的機(jī)器人公司AlphaDog擊敗了世界圍棋冠軍李世石，科學(xué)家們進(jìn)一步研究了機(jī)械智能的發(fā)展。今天，智能設(shè)備無處不在，極大地便利了我們的日常生活。因此，在未來的建筑機(jī)械中，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也將伴隨著智能參與。在設(shè)備的未來，你可以使用人工智能、心理學(xué)、算法和其他想法，使建筑機(jī)械有一定的計算能力和判斷能力。（2）模塊化。機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品具有種類繁多、生產(chǎn)廠家標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的特點，因而研制和開發(fā)具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的接口，對產(chǎn)品單元模塊化非常有必要，這也是未來機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)。比如在研究具有減速、變頻調(diào)速電機(jī)的一體化動力驅(qū)動單元，具有圖像處理、視覺識別和距離測試等功能電機(jī)一體化控制單元等。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，利用模塊化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，可以使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，避免資源的浪費和閑置。（3）環(huán)?；？沙掷m(xù)發(fā)展一直是我國發(fā)展環(huán)境保護(hù)的理念。這也是一個要求企業(yè)在發(fā)展過程中遵循的原則。在未來，建筑機(jī)械的高度發(fā)展可能會造成環(huán)境破壞和污染。這與中國想要實現(xiàn)綠色產(chǎn)品理念的愿望背道而馳。因此，這就要求機(jī)電一體化技術(shù)可以避免環(huán)境造成的污染，以及在應(yīng)用過程中可以回收利用能源的程度。

5、結(jié)束語

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。

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