時間：2022-07-24 11:25:08
導(dǎo)語：在煤礦機(jī)械機(jī)電一體化研究的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
摘 要：機(jī)電一體化已經(jīng)成為了煤礦機(jī)械發(fā)展的主要趨勢，作為新時代的煤礦業(yè)，其正處于一個更新?lián)Q代的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，現(xiàn)在的煤礦機(jī)械正處在一個向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時代，隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的重視，煤礦設(shè)備投入的不斷增加，煤礦機(jī)械也處在一個更新?lián)Q代的時期。煤礦業(yè)在投入設(shè)備的基礎(chǔ)上重視安全生產(chǎn)，文章著重對煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化情況進(jìn)行了探討，并闡釋了其在煤礦生產(chǎn)中的主要作用。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；煤礦機(jī)械；作用；應(yīng)用
科技的進(jìn)步為新時代的各行各業(yè)都帶來了新型的先進(jìn)技術(shù)，煤礦業(yè)也不例外，在煤礦生產(chǎn)中對于機(jī)械性能的要求也不斷的在提高，煤礦機(jī)械中微電腦的應(yīng)用會更加的廣泛，且機(jī)械結(jié)構(gòu)會更加復(fù)雜，其對于維護(hù)的要求也向著更加專業(yè)的方向發(fā)展。以下就通過文章對煤礦機(jī)械中電子裝置的控制功能、特性和類別以及電氣的功能、特性和類別進(jìn)行初步的介紹。用以幫助工作人員以及管理人員更加了解煤礦機(jī)械。
1 機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué)，是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。目前各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。
在現(xiàn)代的煤礦生產(chǎn)中，機(jī)械性能會直接影響到煤礦的產(chǎn)出，機(jī)械的自動化程度以及經(jīng)濟(jì)性都會對生產(chǎn)造成一定的影響，也會對煤礦的供電、通風(fēng)以及排水、提升造成安全性影響。煤礦機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及動力性會直接受到機(jī)械電氣以及電子系統(tǒng)中控制部分的性能以及質(zhì)量好壞的影響，在此影響下會直接對機(jī)械的壽命施工質(zhì)量以及生產(chǎn)效率造成影響。微電子系統(tǒng)在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中越來越不可或缺，已經(jīng)成為了現(xiàn)代煤礦機(jī)械的核心組成部分，同時，也成為了評判煤礦機(jī)械水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。隨著科技的進(jìn)步和機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電在性能上不斷提高，微電子開始在煤礦機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用、推廣，成為了煤礦機(jī)械的重要組成部分。換言之，煤礦機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜程度會越來越高，功能也會越來越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍相對也會隨之變廣，但是隨之而來的問題便是其維護(hù)和維修要求也相對開始變得越來越專業(yè)，這就使得煤礦的工作人員所面臨的專業(yè)機(jī)械問題更加復(fù)雜。為了更好的適應(yīng)更加復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備以及控制系統(tǒng)，對煤礦員工的技術(shù)培訓(xùn)就顯得尤為重要，同樣對設(shè)備的管理也成為了煤礦管理工作的中心內(nèi)容。
隨著開采技術(shù)的提高，以及新時期對于煤礦生產(chǎn)的要求，煤礦機(jī)械的使用中僅僅依靠液壓技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代機(jī)械性能要求。對于煤礦機(jī)械應(yīng)用，現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求煤礦機(jī)械具有更好的可控性，更加智能化。因此微電子的技術(shù)引入成為了煤礦機(jī)械的必然發(fā)展趨勢，在對煤礦機(jī)械的控制上微電子控制成為了必然的選擇。機(jī)電一體化作為新興的技術(shù)，以其獨(dú)特的適應(yīng)性開始受到煤礦業(yè)的關(guān)注，將機(jī)電一體化技術(shù)引入煤礦生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備中，不僅僅是對于煤礦機(jī)械的技術(shù)革新，同時也使得煤礦機(jī)械設(shè)備從性能上有了本質(zhì)的改變。
機(jī)電一體化又被稱作電子機(jī)械工程學(xué)，是一門綜合性技術(shù)，同時也是一門跨學(xué)科技術(shù)，由多種學(xué)科技術(shù)（計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)以及液壓技術(shù)）相互融合形成的交叉學(xué)科，卻又獨(dú)立于上述任何一門學(xué)科。機(jī)電一體化的技術(shù)最先得到應(yīng)用是在上世紀(jì)七十年代，得以應(yīng)用于國外機(jī)械中。而隨著微電子技術(shù)在八十年代末期逐步的發(fā)展，并成為了核心技術(shù)開始，機(jī)械制造的發(fā)展速度日新月異，并且隨著微處理、計算機(jī)、檢測、傳感以及信息處理等技術(shù)在煤礦機(jī)械中得到引用并逐步發(fā)展，對煤礦機(jī)電產(chǎn)品性能產(chǎn)生了極大的促進(jìn)，使得煤礦機(jī)械發(fā)展進(jìn)入了一個快速轉(zhuǎn)變階段。目前以微處理器或者是微電腦為核心的電控系統(tǒng)已成為了我國煤礦機(jī)械的發(fā)展趨勢，雖然同發(fā)達(dá)的西方國家相比，我國的微控系統(tǒng)還存在一定的差距，但是隨著技術(shù)的引入和研究發(fā)展，煤礦機(jī)械技術(shù)的提升也會十分迅速。
我國煤礦業(yè)引入微電子控制系統(tǒng)主要用于對煤礦機(jī)械功能進(jìn)行提升，其主要實(shí)現(xiàn)了以下幾方面功能。
2 在線監(jiān)控、自動報警及故障自診
即對煤礦機(jī)械的電動機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能自動報警并準(zhǔn)確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低使用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時間，延長設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用PLC控制，可實(shí)現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診，還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來越智能化。
3 節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率
例如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，使用變頻起動、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時生產(chǎn)效率也大大提高了。
4 有效提高生產(chǎn)的自動化、半自動化
自動化煤礦機(jī)械設(shè)備是今后的發(fā)展趨勢，而半自動化的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用也會越來越廣泛，不但從勞動強(qiáng)度上減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)，同時也是對生產(chǎn)效率的有效提升。另外可以最大程度避免由于操作人員經(jīng)驗(yàn)不足而對作業(yè)精度造成的影響。微電子在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用也是其自動化智能化發(fā)展的重要保障，去推廣以及應(yīng)用，使得機(jī)械系統(tǒng)的構(gòu)造越來越復(fù)雜，但是功能以及適用范圍也會隨之而擴(kuò)大。
5 其他應(yīng)用
一些國外生產(chǎn)的輸送機(jī)、采煤機(jī)、綜掘機(jī)等采用了電子（微電腦）控制的自動變速器，能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動改變傳動系的傳動比，從而改變功率，這不僅充分利用了電動機(jī)功率，大大提高了能耗經(jīng)濟(jì)性，而且也簡化了操作，降低了勞動強(qiáng)度，提高了設(shè)備的安全性能，提高作業(yè)人員操作的安全性。目前我國在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子（微電腦）控制，可實(shí)現(xiàn)無人操作，使機(jī)械能在危險地帶或人無法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，也配備了無線遙控裝置，可遠(yuǎn)程遙控也可微電腦編程控制。電子（微電腦）系統(tǒng)的可靠性是煤礦機(jī)械非常重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)。由于煤礦機(jī)械一般井下作業(yè)，其直接受到潮氣、煤塵、通風(fēng)、石塊、地質(zhì)變化等的侵襲，此外還受到采煤振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環(huán)境非常惡劣，因此電子（微電腦）控制系統(tǒng)必須滿足井下性能環(huán)境要求，能在井下環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作；抗壓強(qiáng)度高、抗老化，具有較長的使用壽命；密封性能好，能防止水分和污物的侵入；較好耐沖擊和抗振性能；較強(qiáng)的抗干擾能力，系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。
6 結(jié)束語
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步所帶來的便是煤礦機(jī)械的發(fā)展，而機(jī)械技術(shù)的發(fā)展使得煤礦機(jī)械在性能上的適應(yīng)性越來越高。隨著機(jī)電一體化程度的加深，以及先進(jìn)技術(shù)的引入，我國的煤礦機(jī)械技術(shù)發(fā)展開始向著微電子控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，在應(yīng)用上更加的廣泛，同時對于相關(guān)維修以及管理工作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求也越來越高。即便如此，機(jī)電一體化也越來越得到廣大煤礦業(yè)生產(chǎn)者以及管理者的推崇，在應(yīng)用中不斷的吸取經(jīng)驗(yàn)，從而得以發(fā)展提高。雖然世界機(jī)電一體化的微電子控制技術(shù)發(fā)展較早，但是我國的技術(shù)應(yīng)用起步較晚，因此在煤礦的生產(chǎn)上還存在很多的差距。但是社會對于煤礦生產(chǎn)的要求不會因此而降低，因此機(jī)電一體化變革刻不容緩，需要煤礦生產(chǎn)工作中每一個環(huán)節(jié)的相互配合，以及每一個環(huán)節(jié)的工作人員的共同努力。
摘要：近年來，隨著世界科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國煤礦機(jī)械中微處理器和計算機(jī)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。社會上不時出現(xiàn)煤礦開采過程的安全事故，煤礦企業(yè)的技術(shù)系統(tǒng)安全已成了人們關(guān)注的問題，對煤礦企業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，不僅降低煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且極大的提高了煤礦率，有利于煤礦企業(yè)的安全開采。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械領(lǐng)域中的發(fā)展日益加快，影響煤礦企業(yè)向全新的一體化階段邁進(jìn)，給企業(yè)創(chuàng)造了更大的利潤。本文從機(jī)電一體化技術(shù)的概念開始探究，圍繞機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，指出了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中應(yīng)用的重要意義。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；煤礦機(jī)械；應(yīng)用
1.機(jī)電一體化技術(shù)的介紹
1.1.機(jī)電一體化技術(shù)的概念。機(jī)電一體化技術(shù)是指融合電氣工程、機(jī)械工程、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等為一體的一項(xiàng)新興綜合技術(shù)，它是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透的結(jié)果。機(jī)電一體化作為企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，它還是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。我國煤礦企業(yè)的煤礦開采、挖掘、運(yùn)輸過程中機(jī)電一體化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，從而很大程度的提高了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力，為我國煤炭工業(yè)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的生產(chǎn)提供了有力的保障。機(jī)電一體化技術(shù)的工作系統(tǒng)由許多的機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備組成，它們是一個統(tǒng)一的整體，這些統(tǒng)一的整體在一體化原理的指導(dǎo)下完美的運(yùn)行就能形成機(jī)械化系統(tǒng)。它形成的機(jī)械化系統(tǒng)在滿足人們需求的基礎(chǔ)上，使得人們的使用功能得到滿足。機(jī)電一體化技術(shù)中說的電子設(shè)備就是指微電子系統(tǒng)，它能形成具有新性能和功能的先進(jìn)的科技產(chǎn)品，它們的超高智能能夠滿足人們的使用需求。
1.2.機(jī)電一體化系統(tǒng)各個部分的功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)由很多部分組成，其中最重要的是傳感裝置、動力裝置和機(jī)械裝置等，這些裝置在與人的統(tǒng)一之下通過一定的設(shè)計原理鏈接起來，才能發(fā)揮機(jī)電一體化設(shè)備的功能。機(jī)電一體化由很多部分組成，每一個部分的功能有所不同，下面介紹各個部分的功能：
1.2.1.執(zhí)行部分：機(jī)電一體化系統(tǒng)的執(zhí)行過程由計算機(jī)給出的控制指令開始，按照控制指令做出相應(yīng)的反應(yīng)來完成執(zhí)行過程。機(jī)電一體化的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由許多機(jī)械部件構(gòu)成，當(dāng)計算機(jī)發(fā)出控制指令后做出相應(yīng)的反應(yīng)，這就是機(jī)電一體化系統(tǒng)大概的執(zhí)行過程。
1.2.2.動力部分：它為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供安全執(zhí)行的動力，就像人體中提供人體運(yùn)動所需的糖原一樣，為系統(tǒng)預(yù)定的控制指令提供所需的動力。
1.2.3.傳感部分：就是完成機(jī)電一體化中的信息傳遞的部分。機(jī)電一體化系統(tǒng)中工作人員通過相應(yīng)的儀器來接受執(zhí)行部分和動力部分發(fā)出的數(shù)據(jù)信息，再將這些信息轉(zhuǎn)化成他們能夠看懂的信號，完成信息在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳遞。
2.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用
2.1.機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用。這是機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中應(yīng)用的典型例子。電牽引采煤機(jī)是通過機(jī)電一體化技術(shù)研制而成的，與傳統(tǒng)的液壓牽引式采煤機(jī)相比，它能提供更大更強(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。總之，電牽引采煤機(jī)具有系統(tǒng)整機(jī)效率高、可靠性好、磨損小、動態(tài)特性良好和維修量小等很多優(yōu)點(diǎn)，為煤礦企業(yè)降低生產(chǎn)成本，增加利潤。
2.2.機(jī)電一體化在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。這是煤礦機(jī)械中最能體現(xiàn)機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)。雖然安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)在我國的發(fā)展相對較晚，但是從上個世紀(jì)80年代開始，我國研究人員開始研究國外先進(jìn)的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)，研究結(jié)果在一定程度上促進(jìn)了我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。我國研究人員通過吸收并消化國外先進(jìn)的煤礦監(jiān)控技術(shù)，根據(jù)我國現(xiàn)有的國情，研制出了比較先進(jìn)的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。新研制出的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)具有較高的智能化水平，從煤礦生產(chǎn)中長期應(yīng)用情況看，這個系統(tǒng)在采煤的安全生產(chǎn)管理過程中體現(xiàn)的至關(guān)重要。
2.3.機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)上的應(yīng)用。內(nèi)裝式提升機(jī)和全數(shù)字化提升機(jī)都是機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中應(yīng)用的結(jié)果，總體上并用許多相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，不僅簡化了電器的安裝過程，而且使電器達(dá)到了高度可靠的程度。其中內(nèi)裝式提升機(jī)是并用以及整合通信、電力電子、自動控制、機(jī)械等先進(jìn)技術(shù)的，把滾筒和機(jī)械的結(jié)構(gòu)合二為一的提升機(jī)系統(tǒng)。全數(shù)字化提升機(jī)是通過采用總線的方式，簡化電器安裝的過程，使得電器具有較高的可靠性。
3.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中應(yīng)用的意義
3.1.實(shí)現(xiàn)了煤礦開采的高效生產(chǎn)一體化技術(shù)。機(jī)電一體化在采煤機(jī)和提升機(jī)上的應(yīng)用在很大程度上提高礦山的開采效率，極大的簡化生產(chǎn)方式，改善落后的作業(yè)模式，降低操作人員的勞動強(qiáng)度。
3.2.提高了礦山開采的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)電一體化系統(tǒng)整體上融合電氣工程、機(jī)械工程、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等為一體的一項(xiàng)新興綜合技術(shù)，具有效率高、可靠性好、磨損小、動態(tài)特性良好和維修量小等很多優(yōu)點(diǎn)。因此，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的廣泛應(yīng)用降低煤炭生產(chǎn)成本的同時增加了煤礦企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，推動了煤炭企業(yè)的健康快速發(fā)展。21世紀(jì)是信息化時代，每個人都在強(qiáng)調(diào)工作效率和質(zhì)量，煤炭企業(yè)的安全、高效率、高質(zhì)量的煤礦生產(chǎn)是企業(yè)在市場競爭中制勝的基礎(chǔ)，機(jī)電一體化技術(shù)提升了煤炭企業(yè)的工作效率，它是煤炭企業(yè)制勝采取的必然措施。
3.3.提高了安全的煤礦開采工作環(huán)境。煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用不僅提高煤礦機(jī)械的工作效率，而且還能創(chuàng)造安全的煤礦開采工作環(huán)境，降低了安全事故的發(fā)生，使得礦工的人身安全得到了有力的保障，減少了煤炭企業(yè)的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用提高了煤礦開采工作環(huán)境的安全度和可靠性，不僅減少了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，而且增強(qiáng)了人們?nèi)罕妼γ旱V企業(yè)工作環(huán)境安全的信賴。
結(jié)語：總之，機(jī)電一體化技術(shù)是融合電氣工程、機(jī)械工程、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)，它具有良好的性能、功能，電牽引采煤機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)和全數(shù)字化提升機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，在煤礦機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用并推廣，一定程度上提升了煤礦開采的工作效率，使得煤礦開采更加安全。
作者簡介：齊景榮 （1979.9--）男 本科 實(shí)驗(yàn)師 研究方向：機(jī)械工程
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域運(yùn)用新技術(shù)來推動自身的發(fā)展，這也包括了煤炭領(lǐng)域。機(jī)電一體化應(yīng)用在煤炭系統(tǒng)可以有效地改良舊設(shè)備，并開發(fā)出新產(chǎn)品，成效有目共睹。這一應(yīng)用使人們意識到如果要實(shí)現(xiàn)高效安全的機(jī)械化采煤，就要采用機(jī)電一體化，這是實(shí)現(xiàn)其目的的關(guān)鍵所在。此外，機(jī)電一體化的運(yùn)用還可以加快煤礦機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代步伐。因此，本文主要闡述了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用，同時也分析了其未來發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù) 煤礦機(jī)械 應(yīng)用
1 概述
機(jī)電一體化是一門復(fù)合型技術(shù)，它集機(jī)械、電子、計算機(jī)和信息為一體，機(jī)械是其主功能、依托計算機(jī)和電子技術(shù)發(fā)展動力功能，把機(jī)械裝置、電子設(shè)備和軟件等結(jié)合起來，發(fā)揮其獨(dú)特的作用。數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化是其未來主要發(fā)展方向。煤礦業(yè)未來往高效安全、清潔、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向發(fā)展，而煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用能夠推動其快速往這個方向發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)煤礦綜合自動化。此外，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)是煤礦企業(yè)信息化的關(guān)鍵支撐技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于煤礦采掘和裝備應(yīng)用與推廣上，促使其快速健康的發(fā)展，為整個煤礦工業(yè)打下穩(wěn)固基礎(chǔ)。本文分析了煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其研究意義、它在煤礦業(yè)的應(yīng)用和其未來發(fā)展趨勢，希望對煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推動作用。
2 對我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀的研究
中國的機(jī)電一體化技術(shù)萌芽期是從20世紀(jì)70年代開始，到了80年代后期，在綜合機(jī)械化采煤這一領(lǐng)域得到飛躍發(fā)展，并推動了煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。在這一年代，采煤機(jī)已經(jīng)發(fā)展為電牽引。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，在已有基礎(chǔ)上研發(fā)了大功率電牽引采煤機(jī)。到了21世紀(jì)，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，并在某些領(lǐng)域取得極佳的成績，如煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控、大型固定設(shè)備的后備保護(hù)等。但與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國的機(jī)電一體化技術(shù)起步較晚，因此，在對該技術(shù)的研發(fā)水平、應(yīng)用領(lǐng)域、投資規(guī)模和技術(shù)管理上都稍微落后于采煤業(yè)發(fā)達(dá)的國家。
3 分析煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的研究意義
隨著煤炭機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，分析研究該技術(shù)有著重大的意義。本文主要從三個方面分析了其研究意義。
3.1 有效提高了煤礦作業(yè)的勞動效率 傳統(tǒng)的煤礦作業(yè)大多數(shù)是以手工為主，而引用機(jī)電一體化可以大大提高勞動效率，降低工人的勞動強(qiáng)度，縮短作業(yè)時間，生產(chǎn)效率明顯得到明顯提高。
3.2 有效提高勞動安全保障 傳統(tǒng)煤礦工人的工作環(huán)境都比較差，如潮濕、灰塵大，這嚴(yán)重影響工人的身體健康，有時還會危及到他們的生命安全。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在煤礦領(lǐng)域能夠保障工人勞動安全，防止灰塵和潮濕等惡劣環(huán)境危害他們的身體健康。
3.3 明顯增加勞動收入 機(jī)電一體化運(yùn)用在煤礦機(jī)械中不僅能提高勞動生產(chǎn)率，同時也提高了煤炭產(chǎn)量。這直接受益的是煤礦企業(yè)，而煤礦企業(yè)效益的提高，煤礦工人的勞動收入也明顯上升，改善其生活水平。此外，煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還能帶動當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為當(dāng)?shù)貛硪欢ǖ慕?jīng)濟(jì)效益。
4 對機(jī)電一體化在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用研究
工業(yè)化的快速發(fā)展也帶動了煤礦業(yè)的發(fā)展，在煤礦產(chǎn)業(yè)引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)，并廣泛應(yīng)用在煤礦產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域。以下從三個方面進(jìn)行闡述，它們分別是機(jī)電一體化在礦井綜合采煤方面的應(yīng)用、礦井運(yùn)輸提升設(shè)備的應(yīng)用和煤礦安全生產(chǎn)方面的應(yīng)用。①應(yīng)用于礦井綜合采煤方面。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的一個典型應(yīng)用就是電牽引采煤礦機(jī)，它具有牽引特性好、反映快捷、結(jié)構(gòu)簡單易用、工作效率高和壽命長等良好特點(diǎn)。因此，它被廣泛應(yīng)用于大傾角煤層。②應(yīng)用于礦井運(yùn)輸提升設(shè)備。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)的另一主要應(yīng)用是帶式輸送機(jī)和礦井提升機(jī)。其中帶式輸送機(jī)因能長距離運(yùn)送、運(yùn)行期間安全性能高，并能實(shí)現(xiàn)自動化而成為我國煤礦井下原煤礦輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。而礦井提升機(jī)其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，能實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化交流提升。③應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)方面。最能強(qiáng)有力的體現(xiàn)出煤礦業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)的就是應(yīng)用于礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，這不僅能保證煤礦進(jìn)行安全生產(chǎn)，還能促進(jìn)煤礦安全管理的發(fā)展。這也符合了我國規(guī)定的礦井必須配備礦井監(jiān)測控制系統(tǒng)的規(guī)定，使工人在安全的條件下進(jìn)行生產(chǎn)。
5 對煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢的研究
國產(chǎn)煤礦機(jī)電一體化設(shè)備的特點(diǎn)是：智能化、程序化、信息化，并具有很多無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如便于操作維護(hù)、設(shè)備體積小、安全可靠度高等。這一技術(shù)廣泛應(yīng)用與煤礦業(yè)能有效減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益，拉動社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但目前為止，我國的機(jī)電一體化技術(shù)還落后于其他煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國家，本文特分析了其未來發(fā)展的三個主要趨勢。第一，研究發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤礦開采技術(shù)，特別是在關(guān)鍵裝置方面；第二，在產(chǎn)品功能方面增家通信功能，以配合綜合自動化的發(fā)展需求。第三，機(jī)電一體化技術(shù)的日后研究重點(diǎn)之一是研究發(fā)展煤礦機(jī)器人。
6 結(jié)語
綜上所述，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展能夠有效推動機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于煤礦產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域，加快煤礦產(chǎn)業(yè)快速向前發(fā)展，進(jìn)而推動社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還保障了工人操作的安全性。國家也越來越重視煤礦產(chǎn)業(yè)的安全性生產(chǎn)，這使煤礦產(chǎn)業(yè)大幅度增加煤礦設(shè)備的投入。因此，它的發(fā)展必能創(chuàng)作出更大的社會價值。
作者簡介：武國強(qiáng)（1978-），男，山西武鄉(xiāng)人，主要研究方向：機(jī)械與煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)，機(jī)械助理工程師。
【摘 要】機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。近年來，機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中運(yùn)用，大大改善了煤礦生產(chǎn)的勞動強(qiáng)度、工作環(huán)境及安全系數(shù)，同時實(shí)現(xiàn)了高效、安全、機(jī)械化采煤。隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的重視 ， 煤礦設(shè)備投入的不斷增加，機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用將更加廣泛。鑒于此，本文對機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
【關(guān)鍵詞】煤礦機(jī)械；機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用
一、前言
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué)，是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)。機(jī)電一體化是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、軟件編程技術(shù)等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步也促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化技術(shù)從 20 世紀(jì) 70 年代中期開始在國外機(jī)械上得到應(yīng)用。20 世紀(jì)80 年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起，推動了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著微型計算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機(jī)械上的應(yīng)用，極大促進(jìn)了煤礦機(jī)電產(chǎn)品的性能，使煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個飛躍的發(fā)展時期。由于煤炭生產(chǎn)是將數(shù)百、數(shù)千萬噸煤炭從地層深處采掘、運(yùn)送到地面，因此需采用大量的機(jī)電設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，而機(jī)電一體化煤礦產(chǎn)品則是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的最好選擇。采用機(jī)電一體化產(chǎn)品將大大改善煤礦生產(chǎn)的勞動強(qiáng)度、工作環(huán)境及安全系數(shù)，同時在降低能耗、保證安全生產(chǎn)方面也實(shí)現(xiàn)了特定的價值。目前，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域均有重大突破， 在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控、大型固定設(shè)備的后備保護(hù)等方面已取得了喜人的成績。但與國外發(fā)達(dá)國家相比，還有不小差距。
二、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用
1、機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用
近年來， 我國電牽引采煤機(jī)的研發(fā)取得了長足的進(jìn)步， 在消化吸收國外引進(jìn)采煤機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上， 進(jìn)行二次開發(fā)， 擁有了許多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的換代產(chǎn)品， 在我國煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面， 國產(chǎn)采煤機(jī)已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位， 完全采用國產(chǎn)裝備的高產(chǎn)高效工作面不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)的采煤機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且體積比較大，移動不便，使用范圍也比較局限。目前采用的電牽引采煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，尺寸小，重量輕，其在為采煤機(jī)提供前進(jìn)牽引力過程中，克服了采煤機(jī)移動時產(chǎn)生的阻力，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且有效的提高了煤礦產(chǎn)量，充分發(fā)揮了機(jī)電一體化的絕對優(yōu)勢。比如，在煤礦開采過程中，隨著開采深度的進(jìn)一步加深，經(jīng)常會遇到大傾角的煤層，有的呈現(xiàn)40～50°的傾斜角，由于傾角大，要求采煤機(jī)要具備良好的制動性，坡度陡的特點(diǎn)對采煤機(jī)的要求十分嚴(yán)格。利用機(jī)電一體化的設(shè)備在電動機(jī)的軸端安置了防滑制動器，該裝置有很好的停電設(shè)置功能，可有效將電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩提升1.6―2倍，避免采煤機(jī)出現(xiàn)下滑的情況發(fā)生，同時將剩下的電能返回到電網(wǎng)中。國內(nèi)研發(fā)的采煤機(jī)大多能夠熟練的使用機(jī)電一體化技術(shù)，例如MGD150N W 型采煤機(jī)，在其實(shí)際應(yīng)用過程中就取得了較好的效果。
2、機(jī)電一體化技術(shù)在輸送機(jī)中的應(yīng)用
輸送機(jī)的使用是煤炭生產(chǎn)機(jī)電一體化的有力體現(xiàn)。當(dāng)前，我國關(guān)于帶式輸送機(jī)方面的核心技術(shù)方面的研究與新產(chǎn)品的開發(fā)相繼取得了較好的進(jìn)展，我國已自行生產(chǎn)制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機(jī)，極大地提高了帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平， 煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的研發(fā)也取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)的空白。同時，還開展了帶式輸送機(jī)的核心技術(shù)與關(guān)鍵元部件的理論研究及產(chǎn)品開發(fā)活動，很多運(yùn)輸機(jī)具有及時故障診斷和自我保護(hù)等功能，在使用過程中如果出現(xiàn)軸承溫度過高、跑偏以及斷帶等故障，可以自行進(jìn)行保護(hù)。例如目前應(yīng)用比較廣泛的機(jī)、電、液一體化的CST 可控軟啟動裝置，這種裝置適用于運(yùn)用平滑起動來輸送荷載大、慣性強(qiáng)的材料或設(shè)備，可以說是專門為煤礦長距離皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)計的軟驅(qū)動裝置。一臺帶式輸送機(jī)可同時受到一臺或幾臺CST驅(qū)動，解決了帶式輸送機(jī)的大運(yùn)量、長距離的驅(qū)動難題，促進(jìn)了煤礦開采的進(jìn)度和步伐。
3、機(jī)電一體化技術(shù)在礦井提升中的應(yīng)用
在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。礦井提升是將井下煤炭運(yùn)送至地面的過程，提升效率與安全度是關(guān)系礦井效益的重要環(huán)節(jié)。礦井專用提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動化水平最高的設(shè)備。目前國產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)已成為各煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型，我國自主研發(fā)的第一臺全數(shù)字化的直交流提升機(jī)，核心部分就是利用雙CPU計算機(jī)操作系統(tǒng)，真正做到了主、副提升機(jī)的全方位自動化。我國直徑達(dá)到兩米以上的提升機(jī)有 90% 的都是交流提升機(jī)。不僅高度可靠，而且具有可重復(fù)性故障尋址、完整的診斷設(shè)施和自診斷功能。這種全數(shù)字化的提升機(jī)采用總線的方式來達(dá)到將電氣安裝進(jìn)一步簡化的目的，可以方便地實(shí)現(xiàn)軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度，進(jìn)一步提高礦井提升機(jī)的工作效率。在交流提升機(jī)中，最常見的是內(nèi)裝式提升機(jī)，內(nèi)裝式提升機(jī)占據(jù)了非常重要的地位，該提升機(jī)將滾筒和驅(qū)動合為一個整體，是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，從結(jié)構(gòu)的角度將滾筒與驅(qū)動有機(jī)的結(jié)合，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，具有硬件配置簡單、互相兼容等特點(diǎn)，是機(jī)械-電力電子-計算機(jī)-自動控制的綜合體，更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。
4、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)中的應(yīng)用
煤炭生產(chǎn)過程主要包括“掘進(jìn)、采煤、裝、運(yùn)輸、提升”等幾大系統(tǒng)。掘進(jìn)作為煤礦開采的基礎(chǔ)工作，掘進(jìn)的效率影響采煤的效率，為此在現(xiàn)代化礦井中將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于掘進(jìn)中是必然的。掘進(jìn)機(jī)是目前大多數(shù)煤礦廣泛使用的掘進(jìn)機(jī)械，其電氣部分普遍采用了由礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開關(guān)箱、礦用本質(zhì)安全型操作箱、礦用隔爆型電鈴、礦用隔爆型壓扣控制按鈕、隔爆照明燈、掘進(jìn)機(jī)用隔爆型三相異步電動機(jī)、GJC4 低濃度甲烷傳感器等組成的掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)。與液壓系統(tǒng)配合操作可實(shí)現(xiàn)整機(jī)的各種生產(chǎn)作業(yè)。其控制系統(tǒng)將控制和保護(hù)功能模塊化（主控制器）、有故障記憶功能、有應(yīng)急遙控功能（遙控器）、操作箱液晶屏與開關(guān)箱顯示儀表同步顯示、開關(guān)箱與操作箱之間的通訊采用動力載波技術(shù)，僅用兩芯通訊電纜便可實(shí)現(xiàn)，通訊電纜采用快速插頭連接方式。 整個電氣系統(tǒng)具有設(shè)計理念新、保護(hù)功能全、顯示功能強(qiáng)大、內(nèi)部元件配置高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、可靠性高等特點(diǎn)。 以可編程控制器 PLC 為核心，對油泵、截割、欠壓、短路、超溫、過載、過流、三相不平衡、電機(jī)絕緣進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)，同時顯示各電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、工作電壓、截割電機(jī)負(fù)荷和各種故障信息。
三、結(jié)語
總之，機(jī)電一體化在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是，我國的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，還有一定的差距。隨著諸多的新型機(jī)電一體化產(chǎn)品的廣泛使用，今后我們應(yīng)該在在下面幾方面加強(qiáng)研究：一是加強(qiáng)科研，投入資金，積極研發(fā)具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)，并將其作為煤炭生產(chǎn)的關(guān)鍵和核心技術(shù)。二是在通信功能上要進(jìn)一步加強(qiáng)改進(jìn)，以適應(yīng)煤炭生產(chǎn)的需要。