機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展 劉強

機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展劉強摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都取得了很大的進(jìn)展，尤其是一些新技術(shù)的應(yīng)用，使我國工業(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：機(jī)電一體化；煤礦機(jī)械；應(yīng)用與發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)概述簡單來說，機(jī)電一體化技術(shù)就是在機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等，實現(xiàn)了煤礦企業(yè)生產(chǎn)運營的智能化發(fā)展。除此之外，煤礦企業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)還具有多樣化功能的特征，并且在實際的操作過程中操作步驟較為簡便，且具有較高的安全性，因此，在煤礦企業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)得到了廣泛地運用。在煤礦企業(yè)的日常生產(chǎn)過程中，機(jī)電一體化技術(shù)可以作用于煤礦企業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，并能夠?qū)Ω鱾€環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，從而提高企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)電一體化的發(fā)展歷史機(jī)電一體化發(fā)展的初級階段大致為上世紀(jì)六十年代，這時電子技術(shù)發(fā)展水平還不高，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)并沒有得到有效的結(jié)合，因此綜合兩項技術(shù)開發(fā)出來的產(chǎn)品數(shù)量也較少。到了上世紀(jì)七八十年代，機(jī)電一體技術(shù)取得了快速的發(fā)展，控制技術(shù)、通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)在社會各行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，在科技領(lǐng)域中出現(xiàn)了微型計算機(jī)和超大規(guī)模的集成電路，這也使機(jī)電一體化及其產(chǎn)品的發(fā)展和應(yīng)用得到大家的重視，這有效的推動了機(jī)電一體化的發(fā)展。從上世紀(jì)九十年代到今天，通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)及微細(xì)加工技術(shù)等在機(jī)電一體化中進(jìn)行應(yīng)用，同時微機(jī)電一體化和光機(jī)電一體化等機(jī)電一體化的分支也隨之出現(xiàn)，機(jī)電一體化加快了智能化發(fā)展的步伐，而且機(jī)電一體化產(chǎn)品呈現(xiàn)出較強的數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、集成化、綠色化和人性化的特點。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用機(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。在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用目前，掘進(jìn)機(jī)是我國煤礦開采過程中不可或缺的機(jī)械技術(shù)，掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)主要是由礦用隔爆型電鈴、礦本質(zhì)安全型操作箱、礦用隔爆兼安全型開關(guān)箱、隔爆照明燈等構(gòu)成。將煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)中，不僅可以實現(xiàn)對主控制器的保護(hù)與控制，而且還具備故障記憶功能，只需借助兩芯通訊電纜就能夠?qū)崿F(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。將煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)中，具有多方面的優(yōu)點，如較強的顯示功能、全新的設(shè)計理念、保護(hù)功能齊全、安裝簡便、結(jié)構(gòu)緊湊等，同時還可以對短路、油泵、二運電機(jī)的過壓、三相不平衡等事項進(jìn)行有效地監(jiān)控與保護(hù)，準(zhǔn)確的顯示各個電機(jī)的實際工作電壓、運行狀態(tài)及故障信息等信息。在提升機(jī)中的應(yīng)用目前，礦井提升機(jī)已經(jīng)逐漸成為煤礦機(jī)電一體化發(fā)展過程中應(yīng)用率最高的設(shè)備。借助PCL編程控制器能對提升機(jī)的多項功能進(jìn)行有效地改善和控制，確保提升機(jī)的正常、高效運行。在煤礦開采過程中，應(yīng)用最多的是全數(shù)字化交直流提升機(jī)，將滾筒和驅(qū)動有效的結(jié)合在一起，充分體現(xiàn)了機(jī)械-計算機(jī)-電力電子-自動控制的綜合應(yīng)用。同時，全數(shù)字化交直流提升機(jī)用總線方式，實現(xiàn)了對電器安裝的有效簡化，而且硬件配置相對簡單，可以實現(xiàn)互相兼容。我國自主研發(fā)的全數(shù)字化提升機(jī)中，ASCS是核心部分，是一套由雙CPU構(gòu)成的計算機(jī)系統(tǒng)，具有操作簡便、性能先進(jìn)、準(zhǔn)確可靠等特點，在煤礦開采中得到了廣泛應(yīng)用。在采煤機(jī)中的應(yīng)用在煤礦開采過程中，電牽引采煤機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，其與常規(guī)液壓牽引采煤機(jī)對比可以發(fā)現(xiàn)其具有多方面的特點［2］，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：1）良好的牽引特性，能夠在采煤機(jī)前進(jìn)過程中為其提供足夠的牽引力，從而有效地克服阻力移動。2）在牽引電動機(jī)軸端配備了停機(jī)時避免機(jī)器出現(xiàn)下滑的制動器，適用于大傾角煤層，如40°~50°傾角的煤層。3）反應(yīng)靈敏，動態(tài)特性好，根據(jù)實際情況對各項參數(shù)進(jìn)行實時調(diào)整，有效的避免了采煤機(jī)超載運行。4）運行可靠，使用壽命長。液壓牽和電牽引存在一定的差異，后者除了電動機(jī)的整流子和電刷有磨損外，其他元件均不會出現(xiàn)磨損，因此誘發(fā)的故障較少，使用壽命較長。5）電牽引采煤機(jī)尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，其電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率達(dá)到了99%，但是液壓采煤機(jī)僅為65%~70%。在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用在煤礦開采過程中，液壓支架是比較常用的支護(hù)設(shè)備。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，將液壓控制與計算機(jī)技術(shù)有效地結(jié)合在一起，形成了定壓雙向鄰架，不僅可以避免對支架與頂板的沖擊荷載，而且其最快移動速度可以達(dá)到3s一架。在液壓支護(hù)設(shè)備中，乳化液泵是常用的高壓液體裝置，能夠為液壓支架提供所需的供液能力。智能型乳化液泵站系統(tǒng)是我國自主研發(fā)和生產(chǎn)的高壓液體裝置，包括智能型乳化液泵站供液與智能型乳化液泵站自動配液兩個主要系統(tǒng)，其不僅可以實現(xiàn)對油箱與油位高度的準(zhǔn)確檢測，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)自動配液，確保支護(hù)設(shè)備正常、高效運行。煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在我國的發(fā)展趨勢近些年，全球工業(yè)制造領(lǐng)域面臨著全面轉(zhuǎn)型升級進(jìn)程發(fā)展格局，特別是生產(chǎn)的智能化更成為所有工業(yè)制造未來的主流趨勢。而中國機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)歷了多年的技術(shù)積累，雖有一定成果，但整體發(fā)展尚不完善?；诖?，中國在2015年提出了“2025制造行業(yè)發(fā)展綱領(lǐng)”，為中國工業(yè)制造的發(fā)展提出了具體方向和引導(dǎo)。而煤礦機(jī)電一體化進(jìn)程作為中國工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵板塊，其必然同中國機(jī)械制造的綱領(lǐng)相保持一致，因此其未來發(fā)展的主流必將是更加高度的智能化、網(wǎng)絡(luò)化與集成化。4.1自主知識產(chǎn)權(quán)核心裝置的發(fā)展趨勢當(dāng)前，我國煤礦企業(yè)面臨著激烈的市場經(jīng)常，為了在當(dāng)前的市場環(huán)境下穩(wěn)定發(fā)展，我國沒卡滾企業(yè)必須要不斷提高自生的機(jī)電一體化技術(shù)，從而開發(fā)出企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置，進(jìn)而提高企業(yè)的核心競爭力，促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)水平的提高。4.2智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，我國煤礦企業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)勢必會朝著智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向進(jìn)行發(fā)展。并且從我國各行各業(yè)的發(fā)展中來看，企業(yè)智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展更加能夠適應(yīng)時代的變化，有利于促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。5結(jié)束語近年來科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，這也使機(jī)電一體化技術(shù)取得了較大的進(jìn)步，由于機(jī)電一體化技術(shù)將多種先進(jìn)技術(shù)集于一身，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品也加快了向自動化、數(shù)字化和智能化的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用，為礦山綜合自動化的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，而且隨著機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦工程中的廣泛應(yīng)用，礦山機(jī)械的科技含量得以提升，其性能和功能得以增強，這不僅有效地提升了煤礦