機(jī)電一體化在煤礦機(jī)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(jī)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(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化解決現(xiàn)有問題，可以有效提高機(jī)電一體化在煤礦機(jī)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(jī)械；機(jī)電一體化；應(yīng)用

1機(jī)電一體化

1.1何為機(jī)電一體化

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，是機(jī)械工程與自動化的一種，日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》早在1971年就提出了機(jī)電一體化一詞，如今隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了微電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的有效結(jié)合，其使冷冰冰的機(jī)器賦予了智能化和人性化。實(shí)際上，機(jī)電一體化技術(shù)集微電子技術(shù)、機(jī)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(shí)際生活中，有效的提高了機(jī)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(jī)電一體化設(shè)備，其是研究在機(jī)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(jī)械電子工程學(xué)，在實(shí)際使用過程中簡稱機(jī)電一體化。

1.2機(jī)電一體化特點(diǎn)

通常情況下，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用了電腦技術(shù)、自動技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、傳感技術(shù)、伺服技術(shù)，每一個機(jī)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(yùn)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(yùn)動傳遞、接口耦合、能量轉(zhuǎn)換與信息控制等原則。它以機(jī)械技術(shù)作為基礎(chǔ)，著眼于如何與機(jī)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(jī)電一體化系統(tǒng)生產(chǎn)階段，傳統(tǒng)的機(jī)械工藝與理論知識往往需要借助計(jì)算機(jī)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(jī)械制造技術(shù)。

2在煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化應(yīng)用的重要性

如今，機(jī)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(jī)械中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以使煤礦機(jī)電產(chǎn)品的功能更加強(qiáng)大、外觀更加人性化、可靠性更高、體積和重量更加輕巧等。實(shí)際上，與傳統(tǒng)煤礦機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，在煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)所發(fā)揮的重要性如下。

2.1功能增強(qiáng)

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(jī)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(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以有效突破傳統(tǒng)機(jī)械單一功能和單一技術(shù)的局限，其可以實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)的結(jié)合，有效提高煤礦機(jī)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(jī)械生產(chǎn)效率。

2.2精度大大提高

在煤礦機(jī)械中引入機(jī)電一體化技術(shù)，不僅可以有效降低機(jī)械中的傳動部件，而且還可以降低機(jī)械磨損、受力變形及機(jī)械配合等方面的誤差。同時，借助計(jì)算機(jī)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(jī)械的運(yùn)行精度。同時，機(jī)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(diǎn)，避免因?yàn)檎`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(jī)電一體化技術(shù)具有自動監(jiān)控、報(bào)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(jī)械中的應(yīng)用，使得煤礦機(jī)械可以檢測出礦井中的情況，并實(shí)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(jī)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(cái)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(jī)械生產(chǎn)過程中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以呈現(xiàn)良好的人機(jī)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(jī)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(shí)際上，機(jī)電一體化在煤礦機(jī)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(jī)器的工作程序進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以更好的滿足機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行需求。例如，工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)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(shí)現(xiàn)對運(yùn)動姿態(tài)和運(yùn)動軌跡的有效改變，以期更好的滿足不同的作業(yè)要求。機(jī)電一體化的柔性使煤礦機(jī)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(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)是綜采成套裝備的主要設(shè)備之一，采煤機(jī)是從截煤機(jī)發(fā)展演變而來。采煤機(jī)是一個集機(jī)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(jī)構(gòu)來將煤從煤體上破落下來，然后通過工作面輸送機(jī)運(yùn)輸至煤場，該過程中采煤機(jī)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(jī)進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，電牽引采煤機(jī)能提供更大更強(qiáng)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(yùn)行。機(jī)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(shí)現(xiàn)對煤礦開采過程的實(shí)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)對故障的及時報(bào)警，然后采取有效措施給予解決，有效提高煤礦機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

3.3在煤礦運(yùn)輸機(jī)械中的應(yīng)用

如今，在煤礦生產(chǎn)過程煤礦運(yùn)輸主要采用的是帶式運(yùn)輸機(jī)，其一般是靠摩擦驅(qū)動的方式來實(shí)現(xiàn)對煤炭的有效運(yùn)輸。借助機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)帶式運(yùn)輸機(jī)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(yùn)輸線。帶式運(yùn)輸機(jī)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(jī)動電機(jī)的功率平衡，保證帶式運(yùn)輸機(jī)的平穩(wěn)。

4煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化的發(fā)展前景

目前我國機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)與其他技術(shù)的有效結(jié)合，以推動煤礦機(jī)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(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率。在煤礦機(jī)械生產(chǎn)過程中，未來機(jī)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(jī)械中引入機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)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(jī)電科