機電一體化在煤礦機械的應(yīng)用

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摘要：煤礦行業(yè)的發(fā)展要緊跟時代潮流，在發(fā)展過程中應(yīng)用機電一體化進(jìn)行作業(yè)，可以極大的提高煤礦行業(yè)的發(fā)展水平及工作效率。本文目的在于通過對研究煤礦機械中應(yīng)用機電一體化解決現(xiàn)有問題，可以有效提高機電一體化在煤礦機械中的應(yīng)用水平，以促進(jìn)煤礦行業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

關(guān)鍵詞：煤礦機械；機電一體化；應(yīng)用

1機電一體化

1.1何為機電一體化

機電一體化又稱機械電子學(xué)，是機械工程與自動化的一種，日本雜志《機械設(shè)計》早在1971年就提出了機電一體化一詞，如今隨著機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，機電一體化的概念得到了社會各界的廣泛關(guān)注，并取得了前所未有的成就。如今的機電一體化技術(shù)實現(xiàn)了微電子技術(shù)和機械技術(shù)的有效結(jié)合，其使冷冰冰的機器賦予了智能化和人性化。實際上，機電一體化技術(shù)集微電子技術(shù)、機械技術(shù)、傳感器技術(shù)、電工電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息技術(shù)、信號變換技術(shù)等為一體，并將所有技術(shù)更好的應(yīng)用到實際生活中，有效的提高了機械生產(chǎn)效率。如今，幾乎所有的自動生產(chǎn)設(shè)備均屬于機電一體化設(shè)備，其是研究在機械裝置中融入電子器件的控制功能和信息處理功能的一種復(fù)合化技術(shù)，全稱為機械電子工程學(xué)，在實際使用過程中簡稱機電一體化。

1.2機電一體化特點

通常情況下，機電一體化技術(shù)應(yīng)用了電腦技術(shù)、自動技術(shù)、機械技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、傳感技術(shù)、伺服技術(shù)，每一個機電一體化系統(tǒng)都是由動力組成要素、結(jié)構(gòu)組成要素、感知組成要素、運動組成要素、職能組成要素等組成，而且其內(nèi)部及相互間的作用均需要遵循運動傳遞、接口耦合、能量轉(zhuǎn)換與信息控制等原則。它以機械技術(shù)作為基礎(chǔ)，著眼于如何與機電一體化技術(shù)保持一致，并借助其它高新技術(shù)手段來從材料上、結(jié)構(gòu)上、性能上進(jìn)行改變，以期更好的滿足縮小體積、減小重量、提高剛度、提高精度及改善性能等方面的要求。在進(jìn)行機電一體化系統(tǒng)生產(chǎn)階段，傳統(tǒng)的機械工藝與理論知識往往需要借助計算機輔助技術(shù)，并借助專家系統(tǒng)與人工智能系統(tǒng)等，來構(gòu)建全新的機械制造技術(shù)。

2在煤礦機械中機電一體化應(yīng)用的重要性

如今，機電一體化技術(shù)在我國得到了快速的發(fā)展，而且在煤礦機械中，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以使煤礦機電產(chǎn)品的功能更加強大、外觀更加人性化、可靠性更高、體積和重量更加輕巧等。實際上，與傳統(tǒng)煤礦機電產(chǎn)品進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，在煤礦機械中機電一體化技術(shù)所發(fā)揮的重要性如下。

2.1功能增強

傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)過程中，由于工作條件比較惡劣，導(dǎo)致煤礦開采方法與機械設(shè)施比較落后，這些問題極大地影響了煤礦開采工作的效率與質(zhì)量，而機電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以有效突破傳統(tǒng)機械單一功能和單一技術(shù)的局限，其可以實現(xiàn)多種技術(shù)的結(jié)合，有效提高煤礦機械的功能，并且可以在不同情況和不同場合中得到廣泛應(yīng)用，更好的滿足用戶需求，有效提高煤礦機械生產(chǎn)效率。

2.2精度大大提高

在煤礦機械中引入機電一體化技術(shù)，不僅可以有效降低機械中的傳動部件，而且還可以降低機械磨損、受力變形及機械配合等方面的誤差。同時，借助計算機檢測與控制技術(shù)還能夠有效避免外界因素的影響而誘發(fā)的動態(tài)誤差，有效提高煤礦機械的運行精度。同時，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用還可以更加準(zhǔn)確的對煤礦開采工作進(jìn)行找點，避免因為誤差造成的煤礦開采位置錯誤的情況，節(jié)省人力物力，降低煤礦開采成本。

2.3安全性和可靠性提高

由于機電一體化技術(shù)具有自動監(jiān)控、報警、自動保護(hù)、自動診斷、安全聯(lián)鎖控制等多方面的功能，并且其在煤礦機械中的應(yīng)用，使得煤礦機械可以檢測出礦井中的情況，并實時監(jiān)控施工環(huán)境，為工作人員提供礦井中的信息，以便工作人員準(zhǔn)備萬全的應(yīng)對方案，可隨時解決開采過程中出現(xiàn)的各種問題，既可以避免設(shè)備事故和人身傷害的發(fā)生，而且還可以有效提高煤礦機械設(shè)備的可靠性，保障了施工環(huán)境，保障了煤礦工人的生命財產(chǎn)安全。

2.4優(yōu)化操作流程，提升經(jīng)濟(jì)效益

在煤礦機械生產(chǎn)過程中，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以呈現(xiàn)良好的人機界面，有效降低操作按鈕及手柄，這就減少了工作人員的數(shù)量，并且使煤礦機械設(shè)備的操作性能得到有效改善，降低操作人員的培訓(xùn)時間。實際上，機電一體化在煤礦機械中的應(yīng)用大大節(jié)約了煤礦開采過程中的人力物力，提升了現(xiàn)有資源的利用率，極大的節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，在一定程度上提升了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5提高柔性

所謂柔性一般是指可以借助軟件來對機器的工作程序進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以更好的滿足機械設(shè)備的運行需求。例如，工業(yè)機器人的運動自由度比較好，手爪部分能夠?qū)崿F(xiàn)對不同工具的有效替換，此時可以通過改變控制程序的方式來實現(xiàn)對運動姿態(tài)和運動軌跡的有效改變，以期更好的滿足不同的作業(yè)要求。機電一體化的柔性使煤礦機械可以靈活應(yīng)對各種突發(fā)事件，通過軟件隨時改變施工方法，保證煤礦施工有條不紊的進(jìn)行。

3在煤礦機械中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1在采煤機中的應(yīng)用

采煤機是綜采成套裝備的主要設(shè)備之一，采煤機是從截煤機發(fā)展演變而來。采煤機是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)，在長壁采煤工作面，借助工作機構(gòu)來將煤從煤體上破落下來，然后通過工作面輸送機運輸至煤場，該過程中采煤機一般是按照調(diào)定的牽引速度進(jìn)行工作，以確保破煤和裝煤工序的有效開展。與傳統(tǒng)液壓牽引式采煤機進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，電牽引采煤機能提供更大更強的牽引力，在下滑的過程中能發(fā)電制動，節(jié)約能源，還能在大傾角的煤層中牽引運行。機械化采煤能夠有效降低體力勞動，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，并達(dá)到高產(chǎn)量、低消耗、高效率的效果。

3.2在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤礦行業(yè)在進(jìn)行煤礦生產(chǎn)過程中，需要安裝監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)對煤礦開采過程的實時、動態(tài)監(jiān)控，隨時觀察地下情況，了解生產(chǎn)過程的各項狀況，防止出現(xiàn)意外，并且通過監(jiān)控系統(tǒng)可以對情況進(jìn)行自行判斷，分析故障原因，從而實現(xiàn)對故障的及時報警，然后采取有效措施給予解決，有效提高煤礦機械設(shè)備的使用壽命。

3.3在煤礦運輸機械中的應(yīng)用

如今，在煤礦生產(chǎn)過程煤礦運輸主要采用的是帶式運輸機，其一般是靠摩擦驅(qū)動的方式來實現(xiàn)對煤炭的有效運輸。借助機電一體化技術(shù)可以實現(xiàn)帶式運輸機與煤礦各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)流暢有效銜接，從而構(gòu)成一套有節(jié)奏的、連續(xù)的流水作業(yè)運輸線。帶式運輸機中的液壓調(diào)速軟制動器具有自適應(yīng)能力，可以自己辨識過程參數(shù)，并自行適當(dāng)調(diào)整控制參數(shù)，控制機動電機的功率平衡，保證帶式運輸機的平穩(wěn)。

4煤礦機械中機電一體化的發(fā)展前景

目前我國機電一體化水平與發(fā)達(dá)國家相比還有待提高，隨著信息時代的發(fā)展，有效的推動了機電一體化技術(shù)的發(fā)展，并實現(xiàn)與其他技術(shù)的有效結(jié)合，以推動煤礦機械的信息化、智能化發(fā)展，在使用時減少設(shè)備的占用空間，在秉承綠色環(huán)保發(fā)展理念的同時，提高煤礦機械設(shè)備的運行效率。在煤礦機械生產(chǎn)過程中，未來機電一體化的應(yīng)用將會朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、高性能化、綠色化的方向不斷發(fā)展。

5結(jié)語

綜上所述，在煤礦機械中引入機電一體化技術(shù)可以實現(xiàn)對傳統(tǒng)煤礦作業(yè)模式的有效改變，提高了煤礦作業(yè)的效率與安全性，節(jié)省了大量的人力物力，降低能耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了煤礦企業(yè)的發(fā)展。

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作者：李紀(jì)委 單位：山西西山煤電鎮(zhèn)城底礦機電科