淺談礦山機(jī)械機(jī)電液一體化發(fā)展趨勢

季志才 郭子林 唐國茹

摘 要：近些年微型電子計算機(jī)以及電液控制等技術(shù)的逐漸成熟為礦山機(jī)械的發(fā)展提供了一定的助力，尤其體現(xiàn)在機(jī)電液一體化的技術(shù)方面。運(yùn)用機(jī)電液一體化技術(shù)所帶來的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在促進(jìn)礦山開采效率的進(jìn)一步提升，還為礦山的安全和經(jīng)濟(jì)這兩個方面都帶來了一定的保障。本篇文章也對礦山機(jī)械的機(jī)電液一體化技術(shù)進(jìn)行了探究，并簡要的介紹了其特點(diǎn)和發(fā)展過程，另外還從六個方面著手分析了機(jī)電液一體化的未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)械;機(jī)電液;發(fā)展趨勢

機(jī)電液一體化技術(shù)具備旺盛的生命力，除此之外該技術(shù)的發(fā)展趨勢在很大程度上是與時代發(fā)展的軌跡和方向相吻合的。并且在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域中機(jī)電液一體化技術(shù)憑借自身較為全面的優(yōu)勢以及獨(dú)特的特點(diǎn)贏得了相關(guān)工程技術(shù)人員的青睞，使其被廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械領(lǐng)域，在促進(jìn)礦山生產(chǎn)采選效率得以提升的同時也提供了多種功能。

1 礦山機(jī)電液一體化系統(tǒng)簡介

1.1 機(jī)電液系統(tǒng)簡介

機(jī)電液一體化系統(tǒng)不能字面意思上將其理解為簡單的將機(jī)械、液壓以及電子電器結(jié)合為一體，而一旦這樣理解就表明只要包含這三部分的礦山機(jī)械就可以將其稱之為完成了機(jī)電液一體化。實(shí)際上礦山機(jī)械設(shè)備的機(jī)電液一體化在許多方面都做出了改變與提升，它不僅利用傳感器裝置為礦山機(jī)械安置上了新的感覺器官，還利用傳輸線路和單片機(jī)等為礦山機(jī)械安置了神經(jīng)系統(tǒng)和分析信號的單元。而這三個部分所發(fā)生的變化都會使礦山機(jī)械設(shè)備的整體性能得到提升，使其向更好的方向發(fā)展。

1.2 機(jī)電液系統(tǒng)發(fā)展

國內(nèi)已經(jīng)對機(jī)電液系統(tǒng)進(jìn)行了長期的研究，上世紀(jì)70年代，在天津工程機(jī)械研究方面就研究出了水陸兩用且用電線進(jìn)行遙控操作的推土機(jī)。石人溝鐵礦于2018年利用無線遙控技術(shù)將2m3鏟運(yùn)機(jī)改造成無線遙控鏟運(yùn)機(jī)。現(xiàn)階段國內(nèi)礦山機(jī)械領(lǐng)域雖然一直以積極引進(jìn)和創(chuàng)新的方式對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，然而仍然會受到一些因素的限制，其主要因素還是國外對核心技術(shù)的封鎖以及國內(nèi)在創(chuàng)新方面的不足，最終導(dǎo)致國內(nèi)礦山機(jī)械的機(jī)電液一體化技術(shù)相較于發(fā)達(dá)國家仍然存在許多需要改進(jìn)的地方。

2 礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)發(fā)展趨勢

2.1 液壓系統(tǒng)效率提高

液態(tài)系統(tǒng)所具備的優(yōu)勢在于其體積、重量以及傳輸功率上的小、輕、快;能夠在保持無極調(diào)速的同時進(jìn)行著重復(fù)往返的運(yùn)動，該特點(diǎn)及其適合被運(yùn)用在礦山機(jī)械的相關(guān)工作中;并且液態(tài)系統(tǒng)的控制操作較為簡單，還便于自動化控制工作的完成;組成液態(tài)系統(tǒng)所需的各個元件都較為標(biāo)準(zhǔn)且通用，因此也方便完成相關(guān)的元器件的維護(hù)工作。新型礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個方面，其一將液壓泵進(jìn)行合理的配置，并對相關(guān)的液壓元件在數(shù)量和安裝位置方面的工作做到有效控制，從而盡可能的將液壓元件所消耗的能量降到最低，進(jìn)而提高其傳動效率。其二高質(zhì)量的液壓元件以及密封效果較為良好的措施都足以為礦山機(jī)械工作提供一定的保障，尤其是在防止外界震蕩的抗干擾方面取得較為良好的效果，從而盡可能的將液壓油泄漏的故障降到最低。三在對液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)該全面的考慮到防振降噪這一方面，將相關(guān)措施工作執(zhí)行到位，不僅需要對液壓泵和油箱設(shè)置必需的防振墊，還需要將液壓油管轉(zhuǎn)換成液壓模塊。另外還應(yīng)該利用蓄能器對噪聲進(jìn)行吸收處理，管徑的擴(kuò)大以及軟管的使用都能夠有效的處理高頻噪聲。

2.2 使用高速微處理器、敏感元件和傳感器

為了盡可能的滿足礦山機(jī)械開采的各項(xiàng)需求，礦山機(jī)械需要在功能和智能化方面做出適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，所以也就使得礦山機(jī)械除了需要具備高質(zhì)量且可靠的硬件之外，還需要盡可能的將自身對數(shù)據(jù)的分析處理能力以及感測能力得到提升，從而更準(zhǔn)確的掌握礦山機(jī)械的實(shí)際狀態(tài)。將微處理器、敏感元件以及傳感器進(jìn)行合理的調(diào)動能夠有效的將整機(jī)的回應(yīng)時間達(dá)到進(jìn)一步的提升，從而使其具備更好的敏捷性以及更高的效率，以便于在相對復(fù)雜的環(huán)境情況下礦山機(jī)械仍然能夠在最短的時間內(nèi)做出反應(yīng)。而對先進(jìn)傳感器的引用能夠在很大程度上使得機(jī)器具備較高的智能化程度，而能夠?qū)崿F(xiàn)整體的柔性控制。

2.3 更注重節(jié)能增效

二十一世紀(jì)全球最為重視的問題就是能源危機(jī)問題，為了能夠有效地節(jié)約能源，避免不必要的能源損耗全球都加入了節(jié)能減排的隊伍中，所以在此大背景下所設(shè)計的礦山機(jī)械就需要將降低能源損耗考慮在內(nèi)。在選取適當(dāng)?shù)膭恿r可以選擇采用電噴式發(fā)動機(jī)，在自動控制的同時來實(shí)現(xiàn)燃油效率的進(jìn)一步提升。而在液壓驅(qū)動方面應(yīng)該采用有效措施盡可能的將傳動效率提升起來，除此之外還需要盡量降低油液泄漏的次數(shù)，避免造成不必要損失的同時防止油液泄漏對環(huán)境的污染。在選取材料時則應(yīng)該優(yōu)先選擇新型金屬材料，該材料的選用不僅有利于礦山機(jī)械的強(qiáng)度得到增強(qiáng)，還會使得整體機(jī)械的重量得到降低，從而減少了整個驅(qū)動過程不必要的能源損耗。

2.4 軟件發(fā)揮更大作用

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化的智能化除了使其具備微處理器、傳感器以及元件之外，還需要具備與之相匹配且功能強(qiáng)大的軟件。信息化時代推進(jìn)了各類匯編和高級語言完善和發(fā)展，而新型編程平臺的產(chǎn)生也使得與礦山機(jī)械相關(guān)的控制軟件有了開發(fā)的機(jī)會和條件，而其中控制算法的重要性也日益凸顯出來。

2.5 智能化機(jī)群的協(xié)同作業(yè)

礦山開采規(guī)模的擴(kuò)大以及開采進(jìn)度等方面的更高要求會使得礦山機(jī)械未來的發(fā)展趨向于智能化模式的協(xié)同作業(yè)。而實(shí)現(xiàn)機(jī)群的協(xié)同作業(yè)主要還是依賴于現(xiàn)代通訊、遙控等設(shè)備和工業(yè)的有效結(jié)合。雖然這是可以預(yù)見的礦山機(jī)械的未來發(fā)展趨勢，并且很可能無人開采的目的能夠在未來實(shí)現(xiàn)，然而現(xiàn)階段礦山機(jī)械仍然還處于智能化的發(fā)展過程中，相關(guān)人員依舊需要一步一腳印的進(jìn)行必要的技術(shù)研究和突破。

2.6 電流變流體技術(shù)

在進(jìn)行信號傳輸以及使用傳感器的過程中很容易受到來自自身和外界的電磁阻擾，因此應(yīng)該加大對電流變流體技術(shù)的研究。電流變流體的特點(diǎn)是其處于自由狀態(tài)時本應(yīng)是隨意流動的液體，一旦受到電場的影響電流變流體會因?yàn)殡妶鰪?qiáng)度的不同而處于不同程度的固化狀態(tài)，固化度和電場強(qiáng)度之間維持正比的關(guān)系。電流變流體的獨(dú)特特性使其能夠被使用在液壓系統(tǒng)以及動力傳輸?shù)妊b置中。并且它在響應(yīng)電信號時十分迅速，除此之外它還能實(shí)現(xiàn)能源消耗的降低，設(shè)計簡便的同時還可以延長其使用壽命。

3 結(jié)語

礦山開采所依賴的主要工具就是礦山機(jī)械，而實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械的快速發(fā)展也離不開機(jī)電液一體化技術(shù)。本篇文章主要對該技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展過程進(jìn)行簡要概述，并從提升液壓效率等六個方面分析了該技術(shù)的未來發(fā)展趨向。

參考文獻(xiàn)：

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