機械電子學(xué)理論在煤礦機械的應用
機械電子學(xué)理論在煤礦機械的應用
摘要：當前，我國的煤礦生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)機械設備與機械電子學(xué)理論緊密結合的時(shí)期。
本文就機械電子學(xué)理論進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并以MGTY-930為例從機械化采煤、帶式輸送機、采煤機、礦井安全生產(chǎn)監控系統四方面闡述了其在煤礦機械中的實(shí)際應用。
關(guān)鍵詞：機械電子學(xué)理論;煤礦機械;應用
一、機械電子學(xué)理論概述
機械電子學(xué)理論俗稱(chēng)機械電子工程學(xué)，是一個(gè)涵蓋多門(mén)學(xué)科的綜合性較強、科技含量較高的技術(shù)。
它不是簡(jiǎn)單的“機”和“電”相加，而是成為集自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、液壓技術(shù)、機械技術(shù)以及其他技術(shù)有機融為一體的一門(mén)全新技術(shù)。
這門(mén)技術(shù)首先應用于機械，開(kāi)始于20世紀70年代中期的國外。
80年代以后，隨著(zhù)以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的發(fā)展，并與機械技術(shù)的有機結合，使機械制造技術(shù)得到質(zhì)的飛躍，特別是隨著(zhù)微型計算機及微處理技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感技術(shù)和檢測技術(shù)等的發(fā)展，以及這些技術(shù)在機械上的應用，都極大增強了煤礦機械等機電產(chǎn)品的性能，使其翻開(kāi)了一個(gè)智能化、自動(dòng)化、數字化以及柔性化的新篇章。
就當下而言，機械電子學(xué)理論設備或產(chǎn)品在國外機械上的應用已在大范圍普及，在我國也是處于緊密結合的時(shí)期，是煤礦機械設備應用與發(fā)展的趨勢。
二、機械電子學(xué)理論在煤礦機械中的應用
目前煤礦機械中引用機械電子學(xué)理論主要體現在以下幾方面：
(1)在綜合機械化采煤中的應用
第一套國產(chǎn)綜合機械化采煤工作面于1970年在我國研制成功，并在大同礦務(wù)局持續試驗到80年代后期。
該項技術(shù)的使用極大地推動(dòng)了我國煤礦自動(dòng)化進(jìn)程的發(fā)展，也標志著(zhù)我們國家的煤礦綜合機械化采煤技術(shù)有了長(cháng)足的進(jìn)步。
與此同時(shí)，采煤設備也逐漸由電牽引替代液壓牽引的方向發(fā)展，其液壓支架的控制系統也進(jìn)入了計算機智能控制化階段，形成了以計算機為控制核心，使用電液動(dòng)力驅動(dòng)，移架配合自動(dòng)化的新格局。
另外，與之關(guān)聯(lián)的工作面刮板運輸設備也配備了計算機監控設備，實(shí)現了計算機自動(dòng)化控制的改進(jìn)和升級。
采煤機控制系統控制中心采用工業(yè)可編程控制器。
控制箱體和端頭站的操作按鈕，把各種操作信號送給控制中心，控制中心根據各種邏輯關(guān)系，輸出控制信號，送給執行部件，進(jìn)行各種控制。
(2)在帶式輸送機中的應用
帶式輸送機在我國煤礦井下原煤輸送裝置中普遍使用，近年來(lái)，與機械電子學(xué)理論結合的愈加緊密。
目前主要為機、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置的設計與應用，該裝置專(zhuān)為實(shí)現在運送大慣性負載時(shí)可平滑起動(dòng)而研制，通常設計為一臺或多臺CST驅動(dòng)一條帶式輸送機。
然而，受在線(xiàn)監控術(shù)、動(dòng)態(tài)分析和啟動(dòng)延遲等技術(shù)的制約，我國帶式輸送機的中間驅動(dòng)點(diǎn)一般僅為3點(diǎn)，尚不能設計過(guò)多，減低了輸送機的整機運量和單機長(cháng)度。
并且，與發(fā)達國家相比，設備普遍存在著(zhù)可靠性不高、靈敏度較差、監控設備功能弱以及使用壽命較短等較大差距。
(3)在電牽引采煤機中的應用
機械電子學(xué)理論在采煤機中的應用中，表現較佳的就是電牽引采煤機的使用。
與液壓裝置相比，該設備的動(dòng)力牽引具有以下幾個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：①牽引具有雙向暢通的優(yōu)越性。
在采煤機上升時(shí)，它能提供足夠的向上牽引力，輕松克服阻力前行;在采煤機下滑時(shí)，也可實(shí)現把設備的機械能轉換為電能，實(shí)施制動(dòng)發(fā)電。
�、跔恳Ω鼜�，適應于傾角更大的煤層運送。
牽引電動(dòng)機軸端停機防滑制動(dòng)器的特別設計，使其電動(dòng)機制動(dòng)力矩甚至可達額定轉矩的2倍以上，較好的滿(mǎn)足40°～50°較大傾角煤層的輸送需求。
�、圻\行更平穩可靠，使用壽命更長(cháng)，產(chǎn)生的故障更少以及維修強度更小等特點(diǎn)。
與液壓牽引裝置不同的是，電牽引大量的使用了電子元器件，不會(huì )出現由于零件相互接觸而產(chǎn)生磨損的情況，也不會(huì )出現像液壓牽引受液壓介質(zhì)的傳遞等影響造成運行不穩的狀況，所以具備了上述特點(diǎn)。
�、軝C械結構更簡(jiǎn)單，重量更輕，尺寸更小，使用效率更高。
電牽引采煤機大量電子器件的使用，使其機械結構更加簡(jiǎn)單，整機尺寸變得更小，重量也大幅度降低，而且實(shí)現電能變機械能的轉換效率更高，接近于100%。
適用于薄煤層、可強力爬底的電牽引采煤機于1991年在我國研制成功，它是我國第一臺使用交流變頻調速裝置的煤礦設備，為波蘭瑪克公司與我國煤礦總院上海分院聯(lián)合設計。
該設備的問(wèn)世，帶動(dòng)了我國其他煤礦企業(yè)的蓬勃發(fā)展。
經(jīng)過(guò)20多年的不斷完善，我國的電牽引采煤機技術(shù)已逐步完善，為我國煤礦事業(yè)的發(fā)展注入了強勁的動(dòng)力。
(4)在礦井安全生產(chǎn)監控系統中的應用
在礦井安全生產(chǎn)監控環(huán)節中，主要針對煤礦機械的電動(dòng)機、工作裝置、傳動(dòng)系統、液壓系統和制動(dòng)系統等裝置可能出現的問(wèn)題，實(shí)施在線(xiàn)運行狀態(tài)監控。
若設備產(chǎn)生故障，則可自動(dòng)報警并準確地判斷出故障的部位，給出合理的解決方案，從而提高設備的整體穩定性，簡(jiǎn)化設備維護檢查工序， 減低設備操作者的工作強度，減少使用維修消耗和停機維修時(shí)間，最終達到延長(cháng)設備使用壽命、提高設備工作效率的目的。
但從我國多數煤礦企業(yè)使用監控系統的實(shí)際情況分析，任有一些技術(shù)需要改進(jìn)，傳感接收這一環(huán)節尤為突出。
從設備使用情況看，普遍存在傳感器件使用壽命短、穩定性較差等問(wèn)題，雖然相關(guān)科研機構也投入了大量資金和人力，對一些關(guān)鍵技術(shù)也積極進(jìn)行改進(jìn)和提高，但整體效果仍顯欠佳，致使其在煤礦機械中的實(shí)際應用受到了限制。
而在國外，由于其科技水平有相對較高的水準，以發(fā)展為信息傳輸介質(zhì)由光纜代替同軸電纜、信息媒介由聲像代替字符的計算機網(wǎng)絡(luò )監控傳輸時(shí)代發(fā)。
這些較大的差距，還需要我們國家的加大投資力度，煤礦企業(yè)與科研單位一起合作，早日達到世界先進(jìn)水平。
930采煤機監測系統監測中心采用工業(yè)控制機。
采煤機監測中心，利用微電腦技術(shù)及專(zhuān)家系統，把實(shí)時(shí)數據庫理論和相關(guān)的現代控制方法融合在一起。
通過(guò)接口電路板采煤機送來(lái)的信號.狀態(tài).數據.進(jìn)行處理和分析，完成采煤機恒功率控制和故障診斷等功能;并對采煤機運行狀態(tài)進(jìn)行記錄，預報警及相應的緊急故障處理，故障狀態(tài)下的事故分析，操作指導及提示等功能。
三、結束語(yǔ)
從上面的敘述中我們可以看出，隨著(zhù)當代科技的不斷進(jìn)步，機械電子學(xué)理論在煤礦機械中得到越來(lái)越多的應用，雖然其設備在實(shí)際應用中還存在諸多問(wèn)題，但與其他技術(shù)相比，其高智能化，高性能化以及高系統化等突出優(yōu)點(diǎn)，使它成為現在以及未來(lái)我們煤礦機械設計制造發(fā)展的趨勢，在我國的煤礦工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。
參考文獻：
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