針對煤礦機械中的數控技術研究

鄧 霞（北京匯基鑫技術咨詢有限公司,北京 100195）

針對煤礦機械中的數控技術研究

鄧 霞
（北京匯基鑫技術咨詢有限公司,北京 100195）

摘 要：作為現代煤礦機械制造生產的重要技術，數控技術的應用對于改善煤礦機械設備運行質量具有重要的現實意義。本文首先分析了煤礦機械中的數控技術應用特點，然后探討了數控技術在煤礦機械中的具體應用，以期為相關技術與研究人員提供參考。

關鍵詞：煤礦機械；數控技術；探討

當前數控技術正逐步形成一個良好的發展模式，其在主板上重點應用超大集成電路板，處理器則采用PLC或單片機，控制過程則更朝向自動化發展。在煤礦機械運行中，數控技術不僅能提升采礦機的整體采割效率，提升煤礦生產效率，且能消除采礦的大量安全隱患，提高煤礦生產安全性。

1 煤礦機械中數控技術的應用特點

（1）綠色化：早期的采煤生產中對生產人員和環境都會造成非常不利的影響，其能源消耗量也比較大，采用數控操作平臺的煤礦機械設備則可有效克服此類難題，其人性化、高效、優質的工作性能可明顯促進煤礦企業高收益、低成本的綠色發展。

（2）網絡化：在煤礦生產中的數控機械設備中應用“網絡化”、“智能化”技術，不僅能完成對機械設備的網絡化控制過程，在不同程度上降低生產成本，且能大幅度提升煤礦生產的安全性及生產效率。

（3）功能化：1）多樣化的補償與插補方式：可采用的有象限誤差補償、速度相關的前饋補償、垂直度補償、間隙補償等多種補償功能；多樣化的插補方式有非均勻有理B樣條插補、空間橢圓曲面插補、NΑNO插補、螺紋插補、2D+2螺旋插補、圓弧插補、直線插補等[1]。2）高性能控制技術：編程工具中具有大量的符合車床標準的PLC用戶程序實例，技術人員在對標準PLC用戶程序實施修改編輯，以便于構建滿足自己需求的應用程序。3）用戶界面的圖形化：在煤礦生產機械設備操作過程中，用戶界面起著非常重要的作用，其是技術人員與煤礦機械裝置及數控系統間相互溝通的中介；目前煤礦機械設備的數控操作用戶界面更富于人性化及可操作性，圖形化用戶界面的應用，更便于三維彩色立體動態圖形模擬、圖形仿真及動態跟蹤、全方位視圖與局部顯示比例縮放等功能的完成。4）科學運算的可視化：煤礦生產中需要分析與處理大量復雜的地質及各類數據，利用可視化科學運算過程可提高數據操作處理的效率，其可使煤礦生產的信息不僅通過文字符號反映，還能利用可視化程度較高的圖形及視頻進行表現，由此保證煤礦生產信息的有效處理。

2 數控技術在煤礦機械中的具體應用

2.1 礦用本安型振動監測分析儀

振動監測分析儀將實時診斷與在線監測集成為一體，可有效促進機械設備的智能化及信息化發展，并實現設備全周期的故障實時診斷分析與狀態監控[2]。

該分析儀可完成的功能有：（1）先進的智能診斷及故障定量分析，其采用獨特的信號表征及識別技術，內部集成基于小波、頻域、時域理論故障特征提取技術及智能診斷和故障定量算法，可準確測定分析故障損壞部位及損壞程度，并將振動監測數據資料自動轉化成預測性機械狀態報警，以解決原有故障診斷對維護人員過于依賴的問題；（2）12通道數據同步快速采集，其以對振動模擬信號實施抗混濾波處理為前提，使用精度為16位的ΑD采集芯片完成12通道振動信號的同步快速采集；（3）利用快速以太網接口/RS485接口實現診斷結果與原始數據的實時上傳及記錄；（4）安置250M電子盤，可本地存儲故障狀況及振動數據，保證設備以外停運時可完成“黑匣子”功能；（5）以故障機理作為理論基礎，利用被檢測設備零部件的機械參數設置，自動完成不同設備故障頻率運算。

2.2 帶式輸送機

煤礦生產工作環境通常異常惡劣，空氣濕度高，且包含電磁波干擾、塵土及振動污染等，所以數控設備應保證避免受環境影響而正常工作，因此設備應采用良好密封技術處理，且具有較高的抗電磁干擾、防潮、抗震性能。當前國內使用的帶式輸送機數控技術水平不斷提高，已普遍使用調速型液力耦合器及行星齒輪減速器兩類驅動系統。液力耦合器的渦輪機泵輪間不存在機械聯系，轉矩利用工作液體進行傳遞，具備優良的隔振效果，且其能在轉速穩定狀態下，輸出無級持續變化的、變化范圍較寬的轉速，具有良好的節能效用；行星齒輪減速器具有減速裕度廣、體積小、精度高、傳動速度快等優點，在帶式輸送機中可有效改善煤炭的輸送效率。在帶式輸送機中應用數控技術不僅能降低30%以上的電量消耗，且能大幅度提升煤礦生產質量。

2.3 掘進機

掘進機是當前煤礦生產中的非常重要的機械設備，數控技術在掘進挖掘機中的應用有兩大優勢：（1）可在運行過程中對設備自身進行實時監測，并能即時反饋與診斷出現的故障問題，如溫度監控等；（2）實現了掘進機的自動化，即前進方向自動監控、切割電機功率自行調整、切割面大小尺寸自行檢測等。

2.4 采煤機

（1）在無鏈牽引采煤行走機構中，擺線銷軌輪與驅動輪參數通常采用少齒數與大模數，在加工中因受到齒輪刀具及齒輪加工機床的限制，完成仿形加工及范成加工的難度較高，而采用數控鏜銑床實施編程加工可大幅度降低工藝準備周期及生產投入；（2）數控氣割機安裝有自動可調整切縫補償裝置，其可方便對構件輪廓開展程序控制，即能準確調整修補切縫補償值，以精確控制毛坯加工余量，因此其在零件粗加工中可廣泛應用，如采用數控氣割粗加工齒槽，齒形的加工余量分布均勻，切割補償調整適當，可精準控制余量大小；切割完成后再實施退火處理，不僅能改善晶粒與組織的細化程度，且能提升精加工的切削性[3]。

3 結束語

數控技術的應用水平將直接影響著煤礦機械設備的運行質量和使用壽命，因此，相關技術與研究人員應加強有關煤礦機械中的數控技術研究，總結數控技術的應用要點及關鍵技術應用措施，以逐步改善數控技術在煤礦機械設備中的應用質量。

參考文獻：

[1]閆寧.煤礦機電現代化[J].科技信息,2012(21).

[2]方媛,卞奕明,李艷平.機電一體化數控技術在煤礦機械中的應用[J].煤炭技術,2012(07).

[3]李民中.狀態監測與故障診斷技術在煤礦大型機械設備上的應用[J].煤礦機械,2006(03).

作者簡介：鄧霞（1982-），女,山西文水人，本科，研究方向：機械設計及其自動化。