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機(jī)械電子學(xué)理論在煤礦機(jī)械的應(yīng)用
機(jī)械電子學(xué)理論在煤礦機(jī)械的應(yīng)用
摘要：當(dāng)前，我國的煤礦生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入一個機(jī)械設(shè)備與機(jī)械電子學(xué)理論緊密結(jié)合的時期。
本文就機(jī)械電子學(xué)理論進(jìn)行了簡要介紹，并以MGTY-930為例從機(jī)械化采煤、帶式輸送機(jī)、采煤機(jī)、礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)四方面闡述了其在煤礦機(jī)械中的實(shí)際應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：機(jī)械電子學(xué)理論;煤礦機(jī)械;應(yīng)用
一、機(jī)械電子學(xué)理論概述
機(jī)械電子學(xué)理論俗稱機(jī)械電子工程學(xué)，是一個涵蓋多門學(xué)科的綜合性較強(qiáng)、科技含量較高的技術(shù)。
它不是簡單的“機(jī)”和“電”相加，而是成為集自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、液壓技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及其他技術(shù)有機(jī)融為一體的一門全新技術(shù)。
這門技術(shù)首先應(yīng)用于機(jī)械，開始于20世紀(jì)70年代中期的國外。
80年代以后，隨著以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的發(fā)展，并與機(jī)械技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使機(jī)械制造技術(shù)得到質(zhì)的飛躍，特別是隨著微型計算機(jī)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(jī)械上的應(yīng)用，都極大增強(qiáng)了煤礦機(jī)械等機(jī)電產(chǎn)品的性能，使其翻開了一個智能化、自動化、數(shù)字化以及柔性化的新篇章。
就當(dāng)下而言，機(jī)械電子學(xué)理論設(shè)備或產(chǎn)品在國外機(jī)械上的應(yīng)用已在大范圍普及，在我國也是處于緊密結(jié)合的時期，是煤礦機(jī)械設(shè)備應(yīng)用與發(fā)展的趨勢。
二、機(jī)械電子學(xué)理論在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用
目前煤礦機(jī)械中引用機(jī)械電子學(xué)理論主要體現(xiàn)在以下幾方面：
(1)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用
第一套國產(chǎn)綜合機(jī)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(xù)試驗(yàn)到80年代后期。
該項技術(shù)的使用極大地推動了我國煤礦自動化進(jìn)程的發(fā)展，也標(biāo)志著我們國家的煤礦綜合機(jī)械化采煤技術(shù)有了長足的進(jìn)步。
與此同時，采煤設(shè)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(tǒng)也進(jìn)入了計算機(jī)智能控制化階段，形成了以計算機(jī)為控制核心，使用電液動力驅(qū)動，移架配合自動化的新格局。
另外，與之關(guān)聯(lián)的工作面刮板運(yùn)輸設(shè)備也配備了計算機(jī)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)自動化控制的改進(jìn)和升級。
采煤機(jī)控制系統(tǒng)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(jù)各種邏輯關(guān)系，輸出控制信號，送給執(zhí)行部件，進(jìn)行各種控制。
(2)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用
帶式輸送機(jī)在我國煤礦井下原煤輸送裝置中普遍使用，近年來，與機(jī)械電子學(xué)理論結(jié)合的愈加緊密。
目前主要為機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置的設(shè)計與應(yīng)用，該裝置專為實(shí)現(xiàn)在運(yùn)送大慣性負(fù)載時可平滑起動而研制，通常設(shè)計為一臺或多臺CST驅(qū)動一條帶式輸送機(jī)。
然而，受在線監(jiān)控術(shù)、動態(tài)分析和啟動延遲等技術(shù)的制約，我國帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動點(diǎn)一般僅為3點(diǎn)，尚不能設(shè)計過多，減低了輸送機(jī)的整機(jī)運(yùn)量和單機(jī)長度。
并且，與發(fā)達(dá)國家相比，設(shè)備普遍存在著可靠性不高、靈敏度較差、監(jiān)控設(shè)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(jī)中的應(yīng)用
機(jī)械電子學(xué)理論在采煤機(jī)中的應(yīng)用中，表現(xiàn)較佳的就是電牽引采煤機(jī)的使用。
與液壓裝置相比，該設(shè)備的動力牽引具有以下幾個突出優(yōu)點(diǎn)：①牽引具有雙向暢通的優(yōu)越性。
在采煤機(jī)上升時，它能提供足夠的向上牽引力，輕松克服阻力前行;在采煤機(jī)下滑時，也可實(shí)現(xiàn)把設(shè)備的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)施制動發(fā)電。
②牽引力更強(qiáng)，適應(yīng)于傾角更大的煤層運(yùn)送。
牽引電動機(jī)軸端停機(jī)防滑制動器的特別設(shè)計，使其電動機(jī)制動力矩甚至可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的2倍以上，較好的滿足40°～50°較大傾角煤層的輸送需求。
③運(yùn)行更平穩(wěn)可靠，使用壽命更長，產(chǎn)生的故障更少以及維修強(qiáng)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，不會出現(xiàn)由于零件相互接觸而產(chǎn)生磨損的情況，也不會出現(xiàn)像液壓牽引受液壓介質(zhì)的傳遞等影響造成運(yùn)行不穩(wěn)的狀況，所以具備了上述特點(diǎn)。
�、軝C(jī)械結(jié)構(gòu)更簡單，重量更輕，尺寸更小，使用效率更高。
電牽引采煤機(jī)大量電子器件的使用，使其機(jī)械結(jié)構(gòu)更加簡單，整機(jī)尺寸變得更小，重量也大幅度降低，而且實(shí)現(xiàn)電能變機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率更高，接近于100%。
適用于薄煤層、可強(qiáng)力爬底的電牽引采煤機(jī)于1991年在我國研制成功，它是我國第一臺使用交流變頻調(diào)速裝置的煤礦設(shè)備，為波蘭瑪克公司與我國煤礦總院上海分院聯(lián)合設(shè)計。
該設(shè)備的問世，帶動了我國其他煤礦企業(yè)的蓬勃發(fā)展。
經(jīng)過20多年的不斷完善，我國的電牽引采煤機(jī)技術(shù)已逐步完善，為我國煤礦事業(yè)的發(fā)展注入了強(qiáng)勁的動力。
(4)在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控環(huán)節(jié)中，主要針對煤礦機(jī)械的電動機(jī)、工作裝置、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和制動系統(tǒng)等裝置可能出現(xiàn)的問題，實(shí)施在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。
若設(shè)備產(chǎn)生故障，則可自動報警并準(zhǔn)確地判斷出故障的部位，給出合理的解決方案，從而提高設(shè)備的整體穩(wěn)定性，簡化設(shè)備維護(hù)檢查工序， 減低設(shè)備操作者的工作強(qiáng)度，減少使用維修消耗和停機(jī)維修時間，最終達(dá)到延長設(shè)備使用壽命、提高設(shè)備工作效率的目的。
但從我國多數(shù)煤礦企業(yè)使用監(jiān)控系統(tǒng)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(jié)尤為突出。
從設(shè)備使用情況看，普遍存在傳感器件使用壽命短、穩(wěn)定性較差等問題，雖然相關(guān)科研機(jī)構(gòu)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(jī)械中的實(shí)際應(yīng)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(zhǔn)，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(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控傳輸時代發(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(dá)到世界先進(jìn)水平。
930采煤機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測中心采用工業(yè)控制機(jī)。
采煤機(jī)監(jiān)測中心，利用微電腦技術(shù)及專家系統(tǒng)，把實(shí)時數(shù)據(jù)庫理論和相關(guān)的現(xiàn)代控制方法融合在一起。
通過接口電路板采煤機(jī)送來的信號.狀態(tài).數(shù)據(jù).進(jìn)行處理和分析，完成采煤機(jī)恒功率控制和故障診斷等功能;并對采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行記錄，預(yù)報警及相應(yīng)的緊急故障處理，故障狀態(tài)下的事故分析，操作指導(dǎo)及提示等功能。
三、結(jié)束語
從上面的敘述中我們可以看出，隨著當(dāng)代科技的不斷進(jìn)步，機(jī)械電子學(xué)理論在煤礦機(jī)械中得到越來越多的應(yīng)用，雖然其設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中還存在諸多問題，但與其他技術(shù)相比，其高智能化，高性能化以及高系統(tǒng)化等突出優(yōu)點(diǎn)，使它成為現(xiàn)在以及未來我們煤礦機(jī)械設(shè)計制造發(fā)展的趨勢，在我國的煤礦工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中扮演著越來越重要的角色。
參考文獻(xiàn)：
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