礦山機(jī)械機(jī)電液一體化發(fā)展的思考

呂宏軍

徐州華東機(jī)械有限公司，中國·江蘇 徐州 221000

1 引言

近些年，大規(guī)模集成電路和電液控制技術(shù)飛速發(fā)展，礦山機(jī)械的機(jī)電液一體化技術(shù)也備受矚目，其在穩(wěn)步發(fā)展的進(jìn)程中，憑借著自身的優(yōu)勢(shì)和影響力受到重視[1]。在具體發(fā)展的過程中，機(jī)電液一體化技術(shù)的生命力充分地體現(xiàn)了出來，同時(shí)也順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的整體趨勢(shì)。機(jī)電液一體化技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用的過程中，能更好地強(qiáng)化礦山機(jī)械開采的基本效率，同時(shí)還可穩(wěn)步地提升礦山具體的安全程度和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。根據(jù)相關(guān)的實(shí)踐證實(shí)，機(jī)電液一體化技術(shù)得以廣泛地運(yùn)用至工業(yè)領(lǐng)域，特別是礦山機(jī)械行業(yè)中，可以清楚地看到機(jī)電液一體化技術(shù)的身影，其能穩(wěn)步提升礦山機(jī)械輸出效率，還可讓自動(dòng)化控制目標(biāo)順利達(dá)成，起到有效的安全防護(hù)作用。

2 礦山機(jī)械機(jī)電液一體化的基本概述

2.1 相關(guān)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

礦山機(jī)械機(jī)電液一體化系統(tǒng)并不是單純的機(jī)械、液壓和電子電器的組合，而是一種相對(duì)高端的組合產(chǎn)物，通過礦山機(jī)械機(jī)電液一體化的運(yùn)用，使傳感器發(fā)揮出感覺器官的作用，同時(shí)也在傳輸線路的影響之下，實(shí)現(xiàn)了更好地信息傳遞，加之單片機(jī)和微機(jī)的作用，讓礦山機(jī)械性能發(fā)生了明顯的變化，真正提升了作業(yè)的效率[2]。

2.2 機(jī)電液系統(tǒng)發(fā)展

中國在此方面的研究較早，以天津工程機(jī)械研究所為例，其在20世紀(jì)70年代就開始使用全液壓機(jī)無線控制技術(shù)，研發(fā)出線電遙控水陸兩用推土機(jī)。因中國的多數(shù)礦山機(jī)械都是運(yùn)用了先進(jìn)的創(chuàng)新發(fā)展路徑，但在國際關(guān)鍵技術(shù)的影響之下，中國的礦山機(jī)械機(jī)電液一體化技術(shù)發(fā)展情況并不理想，相較發(fā)達(dá)國家，仍然存在十分明顯的差距。

3 礦山機(jī)械液壓一體化系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 液壓系統(tǒng)發(fā)展優(yōu)勢(shì)

液壓系統(tǒng)體現(xiàn)出重量較小、傳遞功率較大的優(yōu)勢(shì)，還易實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速的目標(biāo)，特別是往復(fù)運(yùn)動(dòng)的存在，能更好地運(yùn)用至礦山機(jī)械中?？刂破饋硐鄬?duì)簡(jiǎn)易，能真正的自動(dòng)化控制的具體目標(biāo)。液壓系統(tǒng)內(nèi)部的元器件相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)且通用，為推廣和維護(hù)創(chuàng)造了便利的條件[3]。在新的時(shí)代背景下，液壓系統(tǒng)彰顯出以下優(yōu)勢(shì)。

第一，液壓系統(tǒng)可以更好地匹配液壓泵和負(fù)載運(yùn)動(dòng)的基本特性，對(duì)于液壓元件的數(shù)量和位置展開科學(xué)布局，適當(dāng)?shù)乜刂瓶赡艹霈F(xiàn)的能量損失，使液壓傳動(dòng)的基本效率得到強(qiáng)化。

第二，選擇適宜的液壓元件和具體的密封舉措，確保礦山機(jī)械作業(yè)中不會(huì)受到外界的干擾，同時(shí)也避免沖擊過程所造成的液壓油泄露問題。

第三，液壓系統(tǒng)在具體設(shè)計(jì)的階段，需要重視防震降噪措施，除可以在液壓泵和郵箱安裝面上設(shè)置上對(duì)應(yīng)的防震腳墊外，還應(yīng)該重視液壓集成模塊的運(yùn)用，使其更好的代替液壓油管?？梢赃m當(dāng)選擇蓄能器將噪聲進(jìn)行有效控制，通過增大管徑和科學(xué)使用軟管的方法，將高頻噪聲加以吸收。

3.2 高速微處理器和元件的使用

依照當(dāng)前礦山機(jī)械開采的基本需求，礦山機(jī)械已經(jīng)具備了豐富的功能，且相關(guān)的功能呈現(xiàn)出智能化的趨勢(shì)。礦山機(jī)械不僅擁有著相應(yīng)的可靠硬件，還具備著數(shù)據(jù)信息的分析能力和感測(cè)能力等，可以明確的概括礦山機(jī)械實(shí)際情況。通過科學(xué)地使用高端的微處理器和性能較高的敏感元件，能讓整機(jī)響應(yīng)時(shí)間得到提升，并且對(duì)于復(fù)雜的環(huán)境，也能做出可靠的反應(yīng)。引入先進(jìn)激光傳感器等設(shè)備，可以保證機(jī)器的機(jī)器人化程度明顯提升，也能完成對(duì)整個(gè)機(jī)械的柔性控制目標(biāo)。礦山機(jī)械和控制系統(tǒng)間的通信傳輸一般是借助于CAN-BUS通訊技術(shù)展開具體的操作，這樣可以保證信號(hào)傳輸中的衰減程度有效縮減，保證基本的控制精度達(dá)標(biāo)。

3.3 積極的重視節(jié)能增效的途徑

在新的世紀(jì)，能源危機(jī)讓全球人感到恐慌，為了更好地節(jié)能增效，可以采取科學(xué)的途徑落實(shí)好實(shí)際行動(dòng)，如節(jié)能減排活動(dòng)的推進(jìn)，就是改善能源危機(jī)的關(guān)鍵。礦山機(jī)械設(shè)計(jì)的初期，可以適當(dāng)?shù)厝谌牍?jié)能減排的理念，充分考慮降低能耗的最佳設(shè)計(jì)方案[4]。動(dòng)力方面可以考慮運(yùn)用電噴式發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣能真正的提升燃油效率，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)。液壓驅(qū)動(dòng)方面，應(yīng)該考慮液壓傳動(dòng)效率的提升對(duì)策，合理減少油液的泄露程度，避免造成巨大的損失，也可降低對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的干擾。材料上，需要注重新型金屬材料的選擇，由此保證礦山機(jī)械強(qiáng)度明顯提升，同時(shí)降低整機(jī)的重量，促使驅(qū)動(dòng)中的能耗合理節(jié)省下來。

3.4 將軟件的作用充分的體現(xiàn)出來

微處理器和傳感器等合理的搭配之后，還應(yīng)該借助于科學(xué)化的手段，開發(fā)與之相適應(yīng)的軟件，使其體現(xiàn)出實(shí)用性、可靠性和功能性等。在具體實(shí)踐的過程中，應(yīng)該明確機(jī)電液一體化智能顯示控制的具體要求，只有運(yùn)用有效的方式，才能保證具體的實(shí)踐成果達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)代多種匯編語言和高級(jí)語言的發(fā)展進(jìn)程中，新的編程平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，礦山機(jī)械控制軟件的開發(fā)也獲取了理想的條件。軟件開發(fā)階段，控制算法的重要性日漸凸顯出來，根據(jù)實(shí)際的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以通過專家系統(tǒng)構(gòu)建起控制算法，PID 和模糊控制等各種的綜合控制算法也能施展出來。軟件開發(fā)階段的二次開發(fā)也應(yīng)該保留出特定位置，使個(gè)性化和差異化功能得以實(shí)現(xiàn)。

3.5 實(shí)現(xiàn)智能化機(jī)群的協(xié)同作業(yè)

在礦山大規(guī)模作業(yè)階段，多巷道也積極地開展起來，開采進(jìn)度要求隨之提升，智能化成為協(xié)同作業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)群協(xié)同作業(yè)屬于一種新的趨勢(shì)，也是新時(shí)代發(fā)展至今的重要產(chǎn)物，通過將智能化單機(jī)、現(xiàn)代通訊設(shè)備等融合到一起，真正的構(gòu)建起理想化的作業(yè)模式。該領(lǐng)域讓機(jī)電液一體化系統(tǒng)發(fā)揮出理想的作用，擁有了相對(duì)廣闊的發(fā)展空間。雖然這是礦山機(jī)械的具體發(fā)展方向，但是隨著智能化趨勢(shì)的演進(jìn)，還需有足夠的耐心逐步推進(jìn)，避免急于求成[5]。

3.6 合理使用電流變流體技術(shù)

為讓信號(hào)傳輸更加的到位，同時(shí)發(fā)揮出傳感器本身的效力，合理規(guī)避外界電磁干擾，應(yīng)該重視電流變流體技術(shù)的運(yùn)用。該項(xiàng)技術(shù)重點(diǎn)是電流變流體（ER 流體）在自由狀態(tài)下使用到的技術(shù)手段，其屬于一種可自由流動(dòng)的混懸液體，若是受到電場(chǎng)的影響，便可迅速固化，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)弱程度劃分出粘稠、膠凝和堅(jiān)硬的狀態(tài)，且固化度與場(chǎng)強(qiáng)成正比。該類特性讓其能更好地適用至液壓系統(tǒng)和動(dòng)力傳輸裝置等。這一物質(zhì)的電信號(hào)響應(yīng)較為迅速，能在1ms 以內(nèi)的時(shí)間實(shí)現(xiàn)狀態(tài)變化。

4 結(jié)語

礦山機(jī)械屬于現(xiàn)代礦山開采中至關(guān)重要的工具，一體化技術(shù)推動(dòng)著礦山機(jī)械的不斷發(fā)展。論文重點(diǎn)分析了相關(guān)的概述和發(fā)展，從不同的方面介紹了礦山機(jī)械機(jī)電液一體化的未來發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)相關(guān)研究工作的開展創(chuàng)造了良好的條件，使相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以彰顯出來。