煤矿机械中机电一体化技术的应用

2015-03-20卢剑波

机械管理开发 2015年7期

关键词：提升机采煤机机电

卢剑波

（山西省大同市同煤集团地煤公司东周窑煤矿，山西大同 037103）

引言

机电一体化技术是一种复合性的技术，它包括机械、计算机以及信息的处理或自动控制技术的综合运用。运用机电一体化技术，适应了当下飞速发展的科学技术现状，以独特的优势发挥着重要的功能，在现代煤矿机械的使用中展现出较旺盛的生命力。

1 机电一体化技术的含义及作用

机电一体化技术包含了很多种类的技术，例如自动控制技术、液压技术或者机械技术等。机电一体化技术发展的初期阶段是20世纪70年代，这项技术首先在国外的一些发达国家应用。伴随计算机时代的到来以及随着科学技术的不断更新与发展，煤矿机械中开始大量的运用机电技术一体化，因此在不断的使用中也得到了较快地发展。

在最近几年来机电技术一体化广泛地应用于煤炭机械中。机电一体化技术在煤矿机械当中的作用为广泛地运用机电一体化技术有效地提高了劳动效率，突出表现在煤矿的生产过程中微处理设备和自动化技术的应用上，在煤矿中应用机电一体化技术大大减少了工作人员的体力劳动，有效地提高了劳动效率，增加了煤炭的生产量；机电一体化确保了生产过程中的安全性，在以前的煤炭开采工作中，较容易发生一系列的安全事故，应用机电技术一体化后，先进技术取代了大量的劳动力，提供了更加可靠的劳动环境，使劳动工作者有了更加安全的保障［1］。

2 煤矿机械中机电一体化技术的应用

2.1 机电一体化在矿井提升机中的应用

现代煤矿机电一体化中具有最高的自动化水平的设备就是矿井提升机。全数字化交直流提升机特别是内装饰提升机，把滚筒与驱动有效的合并在一起，简化了原有的较复杂的机械结构，表现出了机械、电力电子以及计算机和自动控制的同时运作。全数字化提升机具有较高的可靠性，运用了总线的方法，将电器的安装进行了简化。同时，硬件的配置也很简单，并且能够互相的交融工作。在我国自主研制的全数字化直流提升机，已经被当作是煤矿提升机的首要选择，并被广泛的应用［2］。

2.2 机电一体化在采煤机中的应用

在采煤机械中电牵引采煤机是机电一体化技术中最广泛应用的代表之一，借助可编程逻辑控制器实现对变频器的控制，它有一些独特的优势：首先，牵引特性较强，在采煤机的工作过程中，可以增加其充足的牵引力，将阻力大大的减少，可以在前进的时候能够更加顺畅。同时也能够在采煤机进行下滑的时候发电制动，提供给电网一定的电能；其次是电牵引具有较强的运行可靠性，并且能够延长使用期。在运用电牵引的过程中，电动机中除了电刷与整流子具有一些轻微的损伤外，没有造成对别的元件的磨损情况，所以工作状态较稳定，可以减少故障的发生，将电牵引采煤机使用期限延长增加经济效益。电牵引的结构较简单，并且工作效率高。电牵引采煤机机械中的机械传动部分是由简单而尺寸小的结构构成，将电能转换为机械能也只用一次的转换就可以了，更是可以做到99%的高效率，相对于有些只能做到65%～70%的采煤机的效率而言电牵引采煤机效率更高［3］。

2.3 机电一体化技术在煤矿机械中的综合应用

煤矿机电一体化技术在煤矿中的综合应用主要是在线监控、自动报警、以及故障诊断。所谓在线控制，主要是指利用机电一体化技术监控煤矿机械的电动机、土作装置、传动系统、液压系统以及制动系统等在线运行情况；自动报警，主要是指在对上述设备及系统的工作状态进行监控的过程中，一旦发现异常情况，可以自动、及时地发出警报，向相关人员提示煤矿设备出现故障的准确位置，这样可以在很大程度上减轻设备维护人员的工作量，降低工作难度，促进煤矿机械设备工作效率的进一步提升，实现对机械设备维护成本的有效控制，不仅如此，还可以有效减少用于机械设备的维修时间，尽可能的延长煤矿机械设备的使用时间。基于机电一体化的煤矿在线监控、自动报警以及故障诊断系统构造如图1所示。一旦井下发生事故时，井下监控系统会在第一时间完成数据采集，通过微波把信号传给中央控制中心，有中央控制中心采取措施对事故进行处理［4］。

3 机电一体化技术的发展前景

图1 基于机电一体化的煤矿在线监控、自动报警以及故障诊断系统

当今世界上拥有一定煤炭资源的国家，大多都将大力研究机电一体化技术作为重要的发展内容。煤矿机械机电一体化技术也将向着更加智能化、程序化、信息化的方面迅速发展，这将成为未来发展的一个主要方向。未来也将会有更广泛的资金以及科技作为支撑，进行大量的科研工作。这在一定程度上也将促进煤矿企业提高自身的开采能力，将机电一体化领进一个更加自动化、智能化的阶段，使它与时俱进，紧紧跟随时代发展的步伐适合现代市场经济发展的现实需要。与此同时也能很好的帮助企业获得更多的经济效益，增加企业的经济收入，使经济呈现出质的飞跃。此外，机电一体化技术在煤矿机械中的应用，更能有效地减少安全事故的发生，增强煤炭开采的安全性，充分的体现以人为本的企业发展准则。

对我国目前的煤矿机电一体化技术的发展而言，未来的煤矿机械中机电一体化技术的发展还应该在通信能力上进行不断地钻研，这是为了满足将生产发展为自动化的现实需要。并且还要不断地推出新的矿井安全监督系统，还要考虑到进行对煤矿开采中的各种设备应用的有关部件的研制与开发，比如可以研制并使用具有多种功能的煤矿机器人等等［5］。