機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)械制造中的應(yīng)用

秦陽(yáng) 梁曉

山東新巨龍能源有限責(zé)任公司，中國(guó)·山東 菏澤 274000

隨著“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)”這個(gè)新名字新概念的出現(xiàn)，人們?cè)絹碓街匾暋案邩?biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求”的工作原則，并將這一原則運(yùn)用至許多工程領(lǐng)域，尤其是對(duì)于石油鉆井機(jī)械鉆速扭矩自動(dòng)控制方法。煤礦質(zhì)量管理關(guān)乎民生，對(duì)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工程質(zhì)量保障與施工質(zhì)量安全有著至關(guān)重要的作用，在工程建設(shè)實(shí)踐中，人們更應(yīng)該注重其重要性。筆者通過對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦機(jī)械制造中的應(yīng)用，來為中國(guó)工程機(jī)械控制領(lǐng)域做出一分貢獻(xiàn)。

機(jī)械設(shè)計(jì)；制造；自動(dòng)化；煤礦機(jī)制造

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向的重要性

機(jī)械自動(dòng)化主要包括以下兩個(gè)方面，在它的技術(shù)領(lǐng)域中，它并不僅只有一些單純的機(jī)器技術(shù)，而且能夠融合了各種科學(xué)技術(shù)以及在各個(gè)領(lǐng)域中所進(jìn)行運(yùn)用的，因?yàn)樗c以前較為簡(jiǎn)單的機(jī)器操作并不相同，其技術(shù)特點(diǎn)是與多種科學(xué)技術(shù)同時(shí)加以開發(fā)和創(chuàng)新的產(chǎn)物，所以相對(duì)于當(dāng)前單一的機(jī)器技術(shù)來說，所謂智能化的機(jī)器技術(shù)更為適應(yīng)了不斷發(fā)展的信息化進(jìn)程中的科技發(fā)展的要求，而且它還結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等諸多領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的精髓，每一方面都緊湊而又高效地融合在一起，將其總體特點(diǎn)和作用都進(jìn)行了提高，從而可以更為有效的實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)，并進(jìn)行了有效的管理和檢測(cè)，同時(shí)由于智能化的迅速發(fā)展，它也取代了人工，從而減少了人工的而自動(dòng)化的出現(xiàn)有效的代替了中國(guó)原有的傳統(tǒng)機(jī)械的作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)了智能化的統(tǒng)一。

1.1 建立自動(dòng)送鉆控制模型

自動(dòng)矢量送料直鉆鉆速控制系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)建立的主要基本原理主要是通過自動(dòng)鉆速矢量傳感器自動(dòng)確定鉆速定子值和電流驅(qū)動(dòng)矢量，將調(diào)速變頻器和調(diào)速控制裝置電路中的鉆速定子值和電流驅(qū)動(dòng)矢量分別傳遞過來到一個(gè)扭矩相位環(huán)和兩個(gè)鉆速分量環(huán)，利用自動(dòng)矢量鉆速控制器的方式對(duì)兩個(gè)鉆速分量間的鉆速幅值和扭矩相位關(guān)系進(jìn)行正確控制在中國(guó)石油油氣鉆井機(jī)的工作管理過程當(dāng)中，鉆速環(huán)和扭矩的控制取向數(shù)值通常會(huì)直接受到多種環(huán)境因素的相互綜合作用影響，這就要求需要對(duì)控制鉆速環(huán)和扭矩的矢量控制參數(shù)取值進(jìn)行正確設(shè)定。通過在現(xiàn)代鉆井動(dòng)力工作機(jī)械中的積累經(jīng)驗(yàn)和臨床實(shí)踐研究可知，鉆速和傳動(dòng)扭矩測(cè)量是現(xiàn)代鉆井工作機(jī)械中兩個(gè)主要的基本可控測(cè)量參數(shù)。目前大量鉆井運(yùn)用楊格計(jì)算模式對(duì)鉆井主要參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次修正，在其參數(shù)基礎(chǔ)上重新引入了鉆井底電力壓差和其他電力驅(qū)動(dòng)參數(shù)，并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行了多次修正[1]。

1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)自調(diào)整自動(dòng)控制器

基于自動(dòng)調(diào)整送料輸鉆加工控制系統(tǒng)模型的電機(jī)動(dòng)態(tài)送鉆特性相對(duì)較好，但靜態(tài)穩(wěn)定性相對(duì)較差，而基于參數(shù)自自動(dòng)調(diào)整送鉆自動(dòng)控制器則與之正好相反，所以將二者有機(jī)結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)出了新的一種參數(shù)自自動(dòng)調(diào)整送鉆自動(dòng)控制器。參數(shù)自動(dòng)化調(diào)整鉆機(jī)自動(dòng)控制器處理是將鉆機(jī)已知的確切控制條件、參數(shù)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)化控制處理，結(jié)合自動(dòng)控制送料式鉆機(jī)的控制處理模型，把這些條件處理后的控制信息直接存入自動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)庫(kù)，在一個(gè)pid 自動(dòng)控制器中對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制推理，從而可以得到自動(dòng)控制處理對(duì)象最優(yōu)的pld 控制參數(shù)。

1.3 控制鉆井機(jī)械鉆速扭矩

石油推進(jìn)鉆井設(shè)備機(jī)械鉆速度和扭矩自動(dòng)控制設(shè)計(jì)方法的主要技術(shù)點(diǎn)和難點(diǎn)主要還是體現(xiàn)在精準(zhǔn)的自動(dòng)控制，以及在石油鉆井鉆出過程中鉆井機(jī)械鉆的本體運(yùn)動(dòng)是否完全能夠平穩(wěn)地連續(xù)運(yùn)行。在大型石油油氣鉆井的鉆進(jìn)過程中，需要進(jìn)行參數(shù)自動(dòng)化調(diào)整或由自動(dòng)控制器對(duì)油井鉆進(jìn)石油路線情況進(jìn)行自動(dòng)判別。在這個(gè)工作過程中，利用一個(gè)開閉環(huán)傳遞函數(shù)可以完成直線插入修補(bǔ)，工作設(shè)計(jì)原理主要是根據(jù)一個(gè)給定直線起始移動(dòng)點(diǎn)和給定終點(diǎn)曲率構(gòu)成兩條直線的兩個(gè)斜線曲率與給定起點(diǎn)和被移動(dòng)點(diǎn)的曲率構(gòu)成兩條直線的兩個(gè)斜線曲率之差大小之比進(jìn)行數(shù)值判別并改進(jìn)給插補(bǔ)策略[2]。

2 鉆井機(jī)械設(shè)備的管理方法

2.1 前期工作的質(zhì)量控制

在前期相關(guān)工作人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于法律法規(guī)的了解度，企業(yè)嚴(yán)格落實(shí)鉆井機(jī)械設(shè)備安裝法規(guī)的宣傳更新企業(yè)或者單位的工程質(zhì)量管理體系文件，并讓工作人員深入了解相關(guān)知識(shí)，樹立正確的理念，盡量避免因?yàn)楣ぷ魅藛T操作不當(dāng)而引起的安全隱患問題。嚴(yán)格確保安全工作人員的從業(yè)技術(shù)資格，針對(duì)安全工作人員就業(yè)流動(dòng)性大的突出問題，企業(yè)一定要嚴(yán)格確保安全工作人員的從業(yè)技術(shù)資格與應(yīng)用技術(shù)水平，從而有效保證企業(yè)設(shè)備質(zhì)量水平，這也是企業(yè)保障設(shè)備質(zhì)量的一個(gè)重要措施。是同時(shí)加強(qiáng)對(duì)材料安裝竣工材料的保存管理和安裝竣工質(zhì)量資料的長(zhǎng)期保存，對(duì)安全材料部件安裝質(zhì)量和安裝出廠檢驗(yàn)合格證或安裝檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)合格證與報(bào)告的安全問題，要及時(shí)加強(qiáng)對(duì)材料安裝竣工材料的保存管理和用來保證確保材料安裝后的質(zhì)量資料還要長(zhǎng)期保存好?？⒐べp罰資料對(duì)以后的生產(chǎn)安裝管理作為重要參考，加強(qiáng)生產(chǎn)監(jiān)督檢查管理工作，明確企業(yè)鉆井工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)安裝操作人員每一個(gè)操作人的主體責(zé)任，加強(qiáng)生產(chǎn)監(jiān)管部門的經(jīng)督監(jiān)管管理意識(shí)，制定合理的竣工賞罰執(zhí)行政策，讓生產(chǎn)管理人員和其他監(jiān)管部門能夠充分發(fā)揮自己的經(jīng)督監(jiān)管管理工作，保障鉆井設(shè)備的生產(chǎn)安裝工作質(zhì)量，且設(shè)備安裝前，檢查他的嶄新程度，并對(duì)其個(gè)零件進(jìn)行清洗，涂上防銹漆[3]。

而且在前期采購(gòu)設(shè)備的時(shí)候，在驗(yàn)收的同時(shí)應(yīng)該注重質(zhì)量的檢測(cè)，其必須是性能和特性兼顧，有正規(guī)工廠認(rèn)證質(zhì)量規(guī)范，檢查其是否存在安全證書或者是工廠的合格證件。不是“三無(wú)”產(chǎn)品。在檢測(cè)的同時(shí)要檢查設(shè)備是不是有物理上的缺陷，并且向有關(guān)負(fù)責(zé)人員尋求設(shè)備在生產(chǎn)途中的全部質(zhì)檢記錄，并檢查機(jī)身是否有損壞現(xiàn)象，查看設(shè)備所有的維修記錄，確保驗(yàn)收的設(shè)備是符合安全規(guī)范的，尤其是對(duì)于一些小零件，其尺寸精度應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)并且要結(jié)合生產(chǎn)條件和自身企業(yè)圖紙的各項(xiàng)要求。在安裝前要確定安裝的時(shí)間計(jì)劃，由于機(jī)械設(shè)備的差異性，鉆井設(shè)備安裝過程較為煩瑣，需要強(qiáng)大的人力和時(shí)間成本，所以在安裝前期制定安裝計(jì)劃是必要的，比如不要將施工時(shí)間選定在惡劣天氣期間，而對(duì)于零件問題，應(yīng)該確保各個(gè)零件能符合質(zhì)量要求并一一記錄。這是安裝前應(yīng)該做好的準(zhǔn)備，以便于安裝能夠?qū)Ω鱾€(gè)部件。信息有著熟悉的了解，安裝能夠更加實(shí)效。

除此之外，有些企業(yè)對(duì)于機(jī)械化設(shè)備精英技術(shù)人員數(shù)量較少，那么要控制機(jī)械設(shè)備的施工質(zhì)量，就要在安裝前期，對(duì)相關(guān)員工進(jìn)行培訓(xùn)，挑選一些責(zé)任心強(qiáng)，技術(shù)較為高的員工，嚴(yán)格對(duì)其進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量檢查的能力，確保其在安裝過程中少失誤，零失誤。而在安裝前期員工也應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全質(zhì)量的檢測(cè)，依照上文條件多方位審查，以便設(shè)備能夠順利安裝。如果出現(xiàn)了非法行為，應(yīng)立即使用法律手段維護(hù)自身的利益。

2.2 質(zhì)量控制

要求使用熟練的技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)備的安裝，避免因碰撞而對(duì)設(shè)備造成一定影響，并且安裝過程中應(yīng)將設(shè)備放在指定位置，對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定設(shè)備潤(rùn)滑處理，保證在接下來的調(diào)試階段其運(yùn)行不會(huì)受到阻礙。

由于安裝現(xiàn)場(chǎng)過于復(fù)雜，所以一些安裝材料需要進(jìn)行相應(yīng)的管理，防止其缺少零件等問題的出現(xiàn)，尤其是對(duì)一些設(shè)備零碎的組件，更應(yīng)該給予非常大的重視，小心對(duì)待這些安裝材料并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量監(jiān)測(cè)和記錄確保材料的可用性，并加強(qiáng)對(duì)材料的管理制度，避免不符合規(guī)格的材料出現(xiàn)在安裝現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)安裝秩序造成損壞。

質(zhì)量控制不僅僅是對(duì)機(jī)械部件的質(zhì)量控制還是對(duì)企業(yè)的科學(xué)技術(shù)和工程人員技術(shù)的質(zhì)量考驗(yàn)。安裝技術(shù)人員應(yīng)需要過硬的技術(shù)條件和強(qiáng)大的心理素質(zhì)和抗壓能力，并且能夠熟練運(yùn)用新技能，新科技，理解當(dāng)下設(shè)備的運(yùn)作模式和規(guī)則，確保其的安裝達(dá)到了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但凡是設(shè)備的安裝都會(huì)存在誤差。但為了確保誤差能夠減小，相關(guān)人員需要進(jìn)行尺度的精準(zhǔn)問題。在安裝中，需要對(duì)各個(gè)零件的尺寸進(jìn)行對(duì)比和分類，以便安裝時(shí)能夠正確地，將零件安裝在鉆井機(jī)械設(shè)備上[4]。而安裝過程中的環(huán)境是必不可少的，尤其是惡劣的天氣，安裝前就應(yīng)該選定日期進(jìn)行安裝，而在安裝時(shí)，如真發(fā)生天氣問題應(yīng)停止安裝，將設(shè)備搬到避雨的地方，減少雨水對(duì)設(shè)備的腐蝕。

2.3 過程中的調(diào)試

在過程中應(yīng)對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，保證其質(zhì)量控制。比如有些設(shè)備在熾熱條件或寒冷條件下，對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，充分了解其特點(diǎn)，保證機(jī)械設(shè)備能夠滿足在此條件下的安全運(yùn)行，當(dāng)調(diào)試的設(shè)備能夠獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，檢測(cè)其質(zhì)量大概沒有問題，再進(jìn)行下一個(gè)階段的調(diào)試，確保其無(wú)噪聲，不會(huì)發(fā)出類似于摩擦聲響，并且保證其在特殊條件下內(nèi)部溫度恒定，調(diào)試結(jié)束后要及時(shí)根據(jù)每個(gè)設(shè)備不同的情況進(jìn)行記錄并實(shí)時(shí)跟進(jìn)記錄。

在設(shè)備安裝過程中調(diào)試階段，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。第一，設(shè)備進(jìn)出口管道出現(xiàn)堵塞及泄漏現(xiàn)象。第二，設(shè)備反轉(zhuǎn)問題。第三，設(shè)備轉(zhuǎn)速過低。第四，設(shè)備振動(dòng)異常。第五，設(shè)備溫度過高。一旦發(fā)現(xiàn)這些問題的出現(xiàn)，應(yīng)立即重新安裝或進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)，出現(xiàn)此現(xiàn)象。除了自身電壓過低，場(chǎng)地的條件、安裝員技術(shù)問題之外，其余的問題可能是其質(zhì)量的問題。這時(shí)應(yīng)立刻更換設(shè)備并按照記錄尋找該設(shè)備相關(guān)資料以及出廠商。

2.4 質(zhì)量控制問題

在鉆井機(jī)械設(shè)備部件安裝驗(yàn)收完成后，需要配備相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員，擁有較強(qiáng)的相關(guān)專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，并且他們能夠在完成安裝驗(yàn)收過程后及時(shí)地對(duì)已經(jīng)安裝鉆井機(jī)械設(shè)備部件進(jìn)行安裝驗(yàn)收，按照嚴(yán)格的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)地檢查，檢查其安裝是否規(guī)范，并重復(fù)安裝前所做的質(zhì)量檢查，再一次檢查其出廠證書，檢驗(yàn)報(bào)告和機(jī)械記錄等。并且施工企業(yè)在日常管理實(shí)施傳統(tǒng)施工企業(yè)質(zhì)量監(jiān)督管理的工作模式下面也需要徹底摒棄質(zhì)量管理中可能帶來的糟粕惡劣現(xiàn)象，堅(jiān)持運(yùn)用科學(xué)的傳統(tǒng)現(xiàn)代質(zhì)量管理的新理念，全方位的努力實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)現(xiàn)代質(zhì)量管理的新理念在施工企業(yè)各一個(gè)方面的有效滲透，目前沒有科學(xué)的施工質(zhì)量監(jiān)督管理工作程序，在每一次工程安裝工作完成后都要總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，抓住施工質(zhì)量管理形成的關(guān)鍵幾個(gè)階段，控制好這些影響施工質(zhì)量的主要影響因素，落實(shí)施工質(zhì)量監(jiān)督管理的基本規(guī)章制度。并且在這種經(jīng)營(yíng)理念不斷發(fā)展下對(duì)技術(shù)人員和生產(chǎn)廠商素質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格考察，保證機(jī)械施工設(shè)備質(zhì)量的不斷提升，做到保證機(jī)械設(shè)備施工質(zhì)量的穩(wěn)定安全性，并建立健全了在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)安裝使用過程中對(duì)施工質(zhì)量過程控制的完全管理體系。從而有效保證工業(yè)機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)安裝過程中的所有質(zhì)量安全問題。使其在后期工作中更有安全性、可靠性，并為企業(yè)帶來一定的收益。

3 結(jié)論

機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化的應(yīng)用目前已應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，比較符合現(xiàn)代的信息化數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)，其在工程機(jī)械控制領(lǐng)域上有著許多有益的功能，對(duì)其工作進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，降低人力成本，提高工作實(shí)效。而筆者由于學(xué)識(shí)較淺，論文提出的應(yīng)用及問題可能出現(xiàn)一定的弊端，在研究機(jī)械制造的應(yīng)用時(shí)，企業(yè)應(yīng)該結(jié)合自身發(fā)展，尋找適合自己的系統(tǒng)。