機(jī)電一體化在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用分析

吳亞?wèn)|

【摘 要】 近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，并且在礦山機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用，不僅降低了礦山機(jī)械能耗，而且提高了礦山機(jī)械采礦效率，有效促進(jìn)煤礦行業(yè)的快速發(fā)展?；诖?，本文闡述了煤礦電一體化技術(shù)的主要特征，對(duì)煤礦機(jī)電一體化應(yīng)用的現(xiàn)狀問(wèn)題與機(jī)電一體化在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】 煤礦機(jī)電一體化 特征 現(xiàn)狀問(wèn)題 生產(chǎn)設(shè)備 應(yīng)用

一、煤礦電一體化技術(shù)的主要特征

1、具有提高生產(chǎn)效率的特征。例如井下應(yīng)用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，應(yīng)用變頻起動(dòng)、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率。

2、適用范圍大的特征。機(jī)電一體化具有復(fù)合技術(shù)和功能，不具有單技術(shù)、單功能的局限性，這使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能得到很大提高，也深化了自動(dòng)化的程度。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的自動(dòng)和智能功能可以輕松應(yīng)對(duì)用戶的需求。

3、具有在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診的特征。即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低應(yīng)用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的應(yīng)用壽命。

二、煤礦機(jī)電一體化應(yīng)用的現(xiàn)狀問(wèn)題分析

科技的進(jìn)步發(fā)展以及各種智能技術(shù)的開發(fā)與利用，全方位提高了機(jī)電一體化水平，并且有效結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)。目前我國(guó)煤礦機(jī)電一體化還存在著很明顯的不足，但仍然取得了顯著進(jìn)步，比如先進(jìn)采煤機(jī)的應(yīng)用是最明顯標(biāo)志，其不僅大大的提高了產(chǎn)量，還增加了安全性；綜合液壓支架的應(yīng)用不僅僅大量減輕了重力的壓力，也提高了人身設(shè)備的安全；鋼絲繩損耗定量檢測(cè)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)就充分利用了計(jì)算機(jī)的作用，精確的計(jì)算了鋼絲繩的損耗程度，使安全隱患消失于無(wú)形；此外，還有很多其他技術(shù)的利用也充分體現(xiàn)了我國(guó)煤礦機(jī)電一體化的進(jìn)程，例如：提升機(jī)交流電控系統(tǒng)、LC煤礦提升機(jī)綜合后備保護(hù)裝置、ZDC30/30煤礦用斜巷防跑車擋車裝置等等。雖然我國(guó)在機(jī)電一體化的進(jìn)程方面和西方發(fā)達(dá)國(guó)家差不多，但在具體的技術(shù)和應(yīng)用上卻還是存在著很大的差距，不僅僅在整體的技術(shù)水平和利用范圍上存在著明顯差距，就算在具體的機(jī)械設(shè)備上也存在著明顯的落后趨勢(shì)，舉例來(lái)說(shuō)：國(guó)外現(xiàn)在最流行的一種SL500系列采煤機(jī)的各種數(shù)據(jù)在我國(guó)暫時(shí)研制不出來(lái)，并且在交流變頻開采技術(shù)等方面也存在著明顯的差距，最大的差距是存在于自動(dòng)化技術(shù)方面。

三、機(jī)電一體化在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用分析

1、機(jī)電一體化在采煤機(jī)中的應(yīng)用分析。電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化在采煤

機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，其具有以下特征：

1.1具有良好牽引特性的特征?？梢栽诓擅簷C(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(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。

1.2可用于大傾角煤層的特征。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。

1.3運(yùn)行可靠且應(yīng)用壽命長(zhǎng)的特征。電牽引和液壓牽引不同，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(wú)磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長(zhǎng)，維修工作量小。

1.4反應(yīng)靈敏且動(dòng)態(tài)特性好的特征。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。

1.5結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高的特征。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)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)99%，而液壓采煤機(jī)的效率只有65%-70%左右。

2、機(jī)電一體化在提升機(jī)中的應(yīng)用分析。礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，大大簡(jiǎn)化了電器安裝，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。

3、機(jī)電一體化在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用分析。煤礦帶式輸送機(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)化等特征，已成為我國(guó)煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。因此，成為近幾年來(lái)機(jī)電一體化的研究重點(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門為平滑起動(dòng)運(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺(tái)或幾臺(tái)CST驅(qū)動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我國(guó)帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不能不知過(guò)多，一般為3點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，這樣就限制了輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度和運(yùn)量。

4、機(jī)電一體化在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用分析。多數(shù)煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用還存在一些問(wèn)題，主要問(wèn)題是傳感器的不足，并且應(yīng)用過(guò)程中，其穩(wěn)定性相對(duì)較差，應(yīng)用壽命不足，一些研究所和應(yīng)用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究，對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，但仍然沒(méi)有得到預(yù)期的效果，因此這些在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用率不是很高。在國(guó)外，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機(jī)電一體化在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化的應(yīng)用發(fā)展是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電設(shè)備更新?lián)Q代的重要途徑。并且隨著微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化在工程機(jī)械領(lǐng)域占據(jù)的優(yōu)勢(shì)，受到了越來(lái)越多企業(yè)的重視，其在煤礦開采中發(fā)揮著重要作用，因此對(duì)機(jī)電一體化在煤礦生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。

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