芻議機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用

何軍民

【摘 要】隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的提高，機(jī)電一體化逐漸成了機(jī)械電子行業(yè)的發(fā)展趨勢。機(jī)電一體化符合當(dāng)前科技社會(huì)的發(fā)展規(guī)律，一體化技術(shù)使得企業(yè)生產(chǎn)出來的機(jī)電產(chǎn)品具備了電子技術(shù)和機(jī)械有機(jī)結(jié)合的整體特征，推動(dòng)了傳統(tǒng)工業(yè)的重大變革，也促進(jìn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。而煤炭工業(yè)屬于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在煤炭產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，有利于促進(jìn)我國煤炭企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。筆者從研究我國綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化的現(xiàn)狀入手，分析機(jī)電一體化在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用情況，并對綜合采煤設(shè)備的改進(jìn)措施和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；綜合采煤設(shè)備；現(xiàn)狀；應(yīng)用情況；相關(guān)技術(shù)

引言

從80年代開始，西方發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)研究和推廣了機(jī)電一體化在綜合采煤設(shè)備中的使用，這些國家以微電子技術(shù)為前提，以計(jì)算機(jī)先進(jìn)技術(shù)為核心，大量運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤機(jī)械設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，大力發(fā)展了本國的煤炭工業(yè)。此外，這些發(fā)達(dá)國家在設(shè)備運(yùn)行方面，設(shè)備的全自動(dòng)化監(jiān)控水平也在逐漸完善。但是就我國目前形勢來看，我國煤炭企業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)和西方發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距。因此，加大對綜合采煤機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化的研究力度有著重要的意義。本文針對我國現(xiàn)階段機(jī)電一體化在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用情況進(jìn)行研究分析，探討改進(jìn)綜合采煤機(jī)械設(shè)備的相關(guān)技術(shù)，為我國煤炭企業(yè)加大機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用提供參考資料。

一、我國綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化的現(xiàn)狀

我國煤炭行業(yè)有一定程度的發(fā)展，尤其是近幾年煤炭的產(chǎn)量出現(xiàn)了大幅度的提高。隨著科技的飛速發(fā)展，國家綜合采煤設(shè)備的技術(shù)水平也得到了提升，國產(chǎn)采煤設(shè)備比重逐年呈高速上漲趨勢。為了進(jìn)一步滿足煤礦行業(yè)的高效高產(chǎn)要求，綜合采煤設(shè)備應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)能夠整體提升采煤設(shè)備的技術(shù)水平、工作效率與易維護(hù)性能。

雖然我國綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)有了一定程度的發(fā)展，但是和國際先進(jìn)煤炭企業(yè)還存在較大的差距。我國國家科研院和廠商合作研制出了交流型電牽引綜合采煤機(jī)，但是其中的電氣關(guān)鍵技術(shù)還是從國外引進(jìn)過來的。此外，重型工作面刮板的運(yùn)輸設(shè)備等還處于研究狀態(tài)，微機(jī)控制軟啟動(dòng)系統(tǒng)并不具有綜合采煤設(shè)備工況的故障檢測功能。總之，我國綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化還處于起步極端[1]。

二、機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用情況

為進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)的工作效率和安全性，我國一些煤礦企業(yè)不斷對綜合采煤設(shè)備的進(jìn)行技術(shù)的改進(jìn)。采煤機(jī)采用電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)從液壓牽引轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍碗姞恳岣吡藸恳乃俣龋部朔艘簤翰考y以避免的技術(shù)缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，交流變頻型電牽引系統(tǒng)逐漸取代直流型電牽引系統(tǒng)，使得采煤機(jī)采煤速度得到了大大的提升，采煤機(jī)的可靠性和工作效率也得到了提升。此外，隨著微電子技術(shù)和信息科技的發(fā)展和應(yīng)用，采煤機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)得到了改善，提高了綜合采煤設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)水平。使得綜合采煤設(shè)備具備了：自動(dòng)管理、監(jiān)控工況、診斷故障、采集和整理數(shù)據(jù)、人機(jī)對話、故障報(bào)警等功能。

機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中也得到了廣泛的應(yīng)用，提高了設(shè)備的性能和功效。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用體現(xiàn)在：增強(qiáng)了一些自動(dòng)化操作的功能與自動(dòng)化調(diào)節(jié)的功能，使得采煤設(shè)備的可靠性能得到提高。利用自動(dòng)化診斷和停電措施等先進(jìn)技術(shù)后，改善了綜合采煤設(shè)備的操作性能，具備了不同程度的自動(dòng)化監(jiān)控功能、自適應(yīng)能力和智能化等；使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡單化。因?yàn)榻涣餍蜋C(jī)電利用的是微機(jī)控制，使其具備了直流電機(jī)的調(diào)速功能，還具備了結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、機(jī)械光量小、工作效率高等特征。生產(chǎn)綜合采煤設(shè)備方式朝著柔性化和自動(dòng)化的方向發(fā)展和改進(jìn)。電子技術(shù)的大量應(yīng)用，使得綜合采煤設(shè)備的檢測盒控制水平得到了提升，提高了自動(dòng)化的程度、診斷設(shè)備故障的能力和監(jiān)控檢測水平[2]。

三、綜合采煤設(shè)備的改進(jìn)和相關(guān)技術(shù)的探討

（一）綜合采煤設(shè)備的改進(jìn)

綜合采煤設(shè)備具備重型化、強(qiáng)功能化、大功率化、高性能化等特征。而高效高產(chǎn)的綜合采煤設(shè)備技術(shù)將會(huì)朝著大功率采煤機(jī)、交流型電牽引、智能化監(jiān)控檢測、強(qiáng)功能化和軟啟動(dòng)的運(yùn)輸機(jī)、高操作阻力和電液控制的液壓支架等方面改進(jìn)[3]。

（二）相關(guān)技術(shù)的探討

（1）檢測傳感器

對檢測傳感器的研究包括電流電壓、功率測定、電機(jī)溫度、油液壓力、油液溫度、液位高度、牽引速度、電液閥等主要方面，但是還是存在著不同程度的問題。企業(yè)需要加大對核心部件的研制力度，例如：采煤機(jī)機(jī)身的傾角、擺臂角、牽引速度、牽引力、移動(dòng)方向、煤礦和巖石的分離等。此外，煤礦企業(yè)需要進(jìn)一步提高設(shè)備傳感器的結(jié)構(gòu)性能、測量的精度與測量可靠性。

（2）監(jiān)控裝置

在研究檢測傳感器的同時(shí)，企業(yè)也要加大對綜合采煤設(shè)備的控制性能和維護(hù)能力的研究力度、檢測各種工況參數(shù)的不同，在通過微電子計(jì)算機(jī)處理和運(yùn)算后，需要按照預(yù)設(shè)動(dòng)作值進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)動(dòng)作。此外，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，結(jié)合井下工作的實(shí)際情況，依靠光和聲發(fā)出警示信號，顯示故障的具體部位和故障的性質(zhì)，對于這些過程的完成需要利用微機(jī)控制。

利用微機(jī)軟件系統(tǒng)具備運(yùn)算簡便、靈活性強(qiáng)等特征，且對綜合采煤設(shè)備實(shí)行智能化和自動(dòng)化功率管理。企業(yè)需要進(jìn)一步研究對采煤機(jī)擺臂的自動(dòng)化調(diào)高控制技術(shù)。

（3）監(jiān)控工況與故障診斷

采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)診斷采煤設(shè)備是否存在故障，保障采煤設(shè)備能夠進(jìn)行自動(dòng)化診斷和自適應(yīng)。對監(jiān)控工況與故障診斷的研究主要包括：綜合采煤設(shè)備的故障診斷裝置、采煤機(jī)的綜合工況監(jiān)控裝置、采煤機(jī)故障診斷系統(tǒng)、刮板運(yùn)輸設(shè)備的故障診斷等內(nèi)容[4]。

四、結(jié)語

隨著科技的進(jìn)步和機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)為核心，并具備多種傳感設(shè)備的監(jiān)控檢測與故障診斷設(shè)備成了先進(jìn)綜合采煤設(shè)備的特征。企業(yè)要加大機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤中的應(yīng)用力度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉丹陽，李齊森，孫振華. 芻議機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用 [J].天津商學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，10（03）：121-145.

[2]王云霞，趙永良.試論機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用 [J].黑龍江科技信息，2010，22（09）：112-130.

[3]李群芳，王力軍.分析研究試論機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)[J].中華民居（下旬刊），2011，21（07）：145—163.

[4]宋東燕. 試論機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用思考[J]. 長江大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2010，22（09）：1112-1130.