淺談機電一體化技術在煤炭機械中的應用與發展

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引言

隨著經濟的持續增長，各行各業對能源的需求也在增長。越來越多地使用各種能源為社會進步和經濟建設做出了貢獻。煤炭資源是目前最重要的能源之一。它起著重要作用，與國民經濟的發展直接相關。近年來，技術發展進步促進煤炭工業的創新發展，特別是在煤炭開采過程中，機電設備的集成已完全實現。采礦更可靠，更安全，可最大限度地減少人工成本并提供礦工自身的安全。機電一體化技術正在成為煤礦的現代發展總體方向提供全面的煤礦開采服務。

1 機電一體化技術

機電一體化是一種交叉集成的技術，結合了包括機械、電子、計算機和信息技術等多種技術。機電一體化是一種新興的集成技術，它將計算機和電子技術引入機械的主要功能、動力功能和控制功能當中，并將機械設備，電子設備和軟件等技術相互融合，形成了相互交叉的一門綜合性的新興技術。其實質不僅是利用電子技術來取代或者簡化機械功能，重點是將機械系統，微電子學和計算機技術，信息技術構成了完美的系統[1]。機電一體化技術具備以下優點：使使用的安全性和可靠性提升，并使性能更卓越。機電一體化產品均具備自動監控、診斷和報警等功能，對步驟進行了極大的優化且靈活方便；應用范圍廣，生產率高，工作效率高。機電產品的不同功能對于場合和領域的適應性較強，具有很強的適應能力，大大提高了控制以及檢測的靈敏度和準確性；機電一體化產品復合功能強，同樣具備調整和維護的功能，其自動檢測和自動監視功能可以自動采取措施來應對工作中面臨的故障進行防護，使得工作能夠順利開展。

2 機電一體化技術在煤炭機械中的應用

（1）綜合采煤設備。機電一體化技術在各種類型的采煤機中應用較為廣泛，顯著改善了煤礦開采作業效果。首先，電牽引采煤機。本種采煤機能夠平穩調速，牽引力較大，工作人員借助于微機操作即可良好控制各項電控參數，促使微機自動控制作業需求得到滿足。同時，電牽引采煤機的操作難度、維護難度較小，具有較強的適用性能，應用范圍在不斷擴大。其次，液壓牽引采煤機。相較于電牽引采煤機，本種采煤機較為傳統，不具備較高的機電一體化技術應用水平，在牽引力、可靠性、連續性等方面不夠突出，應用過程中容易出現各種故障和問題。最后，滾筒式采煤機。本種采煤機也將機電一體化深度應用過來，被廣泛運用于煤礦作業生產實踐中[2]。為促使采煤機的生產效能得到進一步改善，技術人員對采煤機牽引部傳動箱的結構形式進行了優化設計，合理分配了行星齒輪、直齒齒輪的傳動比。其中，采煤機的功率傳輸受牽引部減速器的影響較大，通過對多級行星減速器進行增設，可促使減速器傳動比得到增大，齒輪數量得到減少，減速器結構也得到了較大程度的簡化。由于采煤機牽引部需要在惡劣環境中作業，部分作業空間較小，因此，需進一步縮小采煤機牽引部的整體面積。

（2）提升機。煤礦生產自動化水平的提升，可以減少礦業工人的勞動量，提高煤礦資源的生產率，也可以防止操作人員水平和經驗不足，對生產精度造成影響。比如，薄煤綜采設備采用液壓支架電液控制系統，通過控制程序對支架動作進行控制，保證支架可以在無人操作的情況下運行，操作人員可以采用遠程操作或者自動運行方式。交-直數字化提升機是煤礦機電一體化典型應用，把驅動裝置與滾筒進行結合，采用了電力電子技術、自動控制技術、通信技術等，總線通信方式將提升數字信號的傳輸質量，不再采用傳統的繼電器控制，有效地簡化了電器元件的數量，有著很高的可靠性。提升機的硬件具有很好的通用性，通信協議也可以實現兼容，配置起來更為簡單。國內研發的數字化交-直提升機，控制核心采用雙處理器方式，可以更好地保證提升機的運行穩定性和可靠性。

（3）帶式輸送機。在國內，帶式輸送機包含傳輸量多、操作可靠、可形成自動化、質量高等特征，主要作為煤礦井下傳輸體系的運輸裝置。所以在機電一體化技術上，帶式輸送機目前已作為其分析重點。如今，基于機、液、電一體化的CST可控軟開啟設備獲得了大量應用。它作為某種軟驅動設備，專門應用于金屬礦石或者煤炭的長距離皮帶輸送機。一個皮帶輸送機主要由數臺或者1臺CST來進行驅動。相比發達國家，我國傳輸機的監控裝置的可行性與性能、壽命以及敏感度均有所不同。與此同時，國內帶式傳輸機通常進行3點驅動，主要是因為沒有解決開啟延遲技術及監控網絡技術與動態研究，從傳輸機角度來看，單機運量及長度具有限制性。

3 機電一體化技術在煤炭機械中的應用發展

①智能化。智能化是煤礦機電一體化技術的重要發展方向，近些年來，受人工智能領域高速發展的影響，煤礦生產技術、設備的智能化程度也在穩步提高。未來發展過程中，煤礦企業為進一步提高生產效率和安全程度，要進一步加強技術研發和應用，將智能化技術作為應用的重點。積極開發應用專家系統等軟件設備，促使作業效率與安全得到保障。②環保化。煤礦生產的能耗、污染問題較為突出，與可持續發展理念不相適應[3]。因此煤礦企業需把握產業結構調整這一契機，積極轉變生產模式，創新生產流程，通過改進優化機電一體化技術，促使煤礦生產的綠色性、環保性得到增強。

4 結束語

綜上所述，隨著機電技術的不斷進步，煤礦開采技術也得到了快速發展，將機電一體化技術與煤礦生產設備等進行結合，可以在保證作業人員安全的前提下，進一步提升煤炭開采效率，推動煤炭企業走向持續健康發展道路。