高新技术在新型矿业机械设备中的应用

2012-12-29禚德安

中国新技术新产品 2012年17期

禚德安

（通钢集团大栗子矿业有限责任公司（动力厂），吉林临江 134602）

概述

随着高科技的发展，新能源得到不断的开发和利用，虽然传统能源——煤炭的地位有所下降，但是煤炭的总产量在我国还在不断的增加，这是因为我国工业生产对煤炭的需求，这种需求促进了煤炭生产能力的渴求，因此这要求煤炭企业利用高新生产技术，加速新型矿业机械设备的投入。今天在煤炭行业，新型矿业机械设备应用机电一体化的技术得到大幅度的利用，新型矿业机械设备的功能应用取得了巨大的进步，例如在新型矿业机械设备中，控制系统的电控设备已经将继电器改新换代，如今，在电控设备中无触点电力电子元件得到广泛的应用，同时，计算机技术也在新型矿业机械设备中得到应用，这为我国以人为本，在煤矿生产中提倡安全生产提供了工具基础，也促使新型矿业机械设备得到更广泛的应用。

1 新型矿业机械设备的电控系统

在新型矿业机械设备中大多采用TK-2PLC-BP型交流提升机电控系统，这种电控系统常用在矿山立井或其它要求提升的场合，适合于交流异步或同步电动机拖动的单绳缠绕式矿井提升机，这种电控系统的应用，取代传统的TKD等继电器形式的电控系统，它是主机采用变频调速的方式，它取代了传统绕线电机转子串电阻的调速方式。这种系统的结构由电源柜、变频调速柜、制动电阻柜、操作台、光电编码器等设备组成，它具有手动、半自动、全自动、故障检修开车方式。这种电控系统，解决了安全回路双线制问题，极大地提高了系统的安全可靠性；采用无接触长寿命的光电编码器进行速度和深度的精确计算，并作为速度反馈，实现深度定位和与速度相关的保护。这种电控系统一方面把新型矿业机械设备的操作变成计算机系统的指令编码，然后通过机械设备的通信手段将信号传输到主控器；当信号传输到主控器后，通过主控器处理后，就可以在显示器界面上显示结果，由于通过显示器的界面显示的结果可以利用汉字的形式显示，这非常有利于操作人员使用。

2 新型矿业机械设备的液压系统

新型矿业机械设备的液压系统是以油液作为工作介质，利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置。液压系统通过改变压强增大作用力。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的的优劣，系统的污染防护和处理。改革开放以来，随着我国先进技术的引进、开发到创新，近年来我国矿业机械设备利用国内液压技术有很大的提高。例如，新型掘进机大多采用国内生产的液压系统，例如，在新型掘进机的液压系统中，安装的是负载敏感式变量泵和负载敏感式多路阀，这样的液压系统，有利于矿业机械设备的使用。

2.1 静态状态下的液压系统

对于新型矿业机械设备的液压系统，在静止状态时，液压系统没有工作，因此，液压系统控制阀上没有负载LS的信号，液压系统中泵的流量——压力控制器上由于液压系统没有工作，呈静止状态它的LS也没有呈现压力信号，这时候静止的液压系统叫做无负载状态，这时候液压系统中泵的斜盘表示的压力在（2～3）MPa，在这种状态下可以使液压系统的液压泵摆角最小，呈现这种状态的原因是弹簧的特性曲线。液压泵在出厂检验时把泵的压力调整在2.5MPa的位置上，泵的压力在这个位置时，功率损失基本没有，这样就可以提高液压系统中液压油的使用寿命。

2.2 液压系统的配置

新型矿业机械设备中的液压系统油泵，为了使设备在组装和维修中方便用户，采用的是世界先进的负载敏感式双联变量泵，它的型号是用V30D140表示，也就是用V30D140变量泵配PSV552/230-3型7联和PSV55/230-3型4联的阀，也就是配备2组负载敏感式的多路阀。

2.3 对液压系统流量控制

新型矿业机械设备中的液压系统流量控制，与液压系统工作的变化负载无关，它的流量是恒定的，虽然液压系统可以在一定量的负载状态下发生不同的变化，但工作元件却不随之发生相应变化，它得到的是恒定的流量，显然，在液压系统的同一工作时间，压力和流量没有量的变化。为什么液压系统具有这样的功能？就是利用了液压系统联动阀的不同星轮，在不同的需要时能长时间的工作，不需要换向就能够适应负载的变化，从而保持了矿业机械设备工作的平稳性。

3 新型矿业机械设备的变频控制

新型矿业机械设备的变频控制采用直流或交——交变频。例如现在煤矿使用的矿井提升机，它也是一种矿业机械设备，它的变频调速控制系统的结构包括：主轴装置、动力站、变频柜、控制台和监控计算机部分。动力系统的组成包括：主电机、制动器、减速器和底座。在工作状态时，矿井提升机的主电机的牵引动力由减速器提供。这种动力是通过转换成一种频率的电能，来达到控制电动机不同转速。这样就使通过变频改造后的提升机的可靠性和安全性得到很大提高，保证了生产安全，同时也消除了设备在硬起动时对电网的冲击，节能效果明显。

4 新型矿业机械的胶带输送机控制系统

新型矿业机械的胶带输送机控制系统，是以PLC为胶带输送机的控制核心，这个控制核心的用户界面分为工业监测、监视、控制软件三部分，在主控站可实现以下控制功能:(1)主斜井皮带机与地面生产系统及井下给煤机之间设有连锁功能，做到“来去自由、方便停车”；(2)具有集控、单机、手动、检修等各种工作方式；(3)电控装置与变频器、调速型液力耦合器、CST、传动装置相互配合，将皮带机的软启动。控制设备和监控摄像头，安装在皮带运输机的机头、机尾和给煤机等位置，使监控总站利用监控摄像集中进行监控，就可以通过调度员发出开、停车指令，达到自动起、停的功能。由于采煤工业利用了自动控制，将矿井运煤系统变为自动控制，改变了传统人工操作的历史，不仅可以极大的提升原煤运输力度，而且降低了矿井工人的劳动强度，杜绝了运输事故的发生，实现了以人为本，安全生产的目标。