機電一體化在煤礦機械的應用

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摘要：煤礦行業的發展要緊跟時代潮流，在發展過程中應用機電一體化進行作業，可以極大的提高煤礦行業的發展水平及工作效率。本文目的在于通過對研究煤礦機械中應用機電一體化解決現有問題，可以有效提高機電一體化在煤礦機械中的應用水平，以促進煤礦行業的發展，創造出最大化的經濟與社會效益。

關鍵詞：煤礦機械；機電一體化；應用

1機電一體化

1.1何為機電一體化

機電一體化又稱機械電子學，是機械工程與自動化的一種，日本雜志《機械設計》早在1971年就提出了機電一體化一詞，如今隨著機電一體化技術的不斷發展和完善，機電一體化的概念得到了社會各界的廣泛關注，并取得了前所未有的成就。如今的機電一體化技術實現了微電子技術和機械技術的有效結合，其使冷冰冰的機器賦予了智能化和人性化。實際上，機電一體化技術集微電子技術、機械技術、傳感器技術、電工電子技術、接口技術、信息技術、信號變換技術等為一體，并將所有技術更好的應用到實際生活中，有效的提高了機械生產效率。如今，幾乎所有的自動生產設備均屬于機電一體化設備，其是研究在機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合化技術，全稱為機械電子工程學，在實際使用過程中簡稱機電一體化。

1.2機電一體化特點

通常情況下，機電一體化技術應用了電腦技術、自動技術、機械技術、系統技術、傳感技術、伺服技術，每一個機電一體化系統都是由動力組成要素、結構組成要素、感知組成要素、運動組成要素、職能組成要素等組成，而且其內部及相互間的作用均需要遵循運動傳遞、接口耦合、能量轉換與信息控制等原則。它以機械技術作為基礎，著眼于如何與機電一體化技術保持一致，并借助其它高新技術手段來從材料上、結構上、性能上進行改變，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。在進行機電一體化系統生產階段，傳統的機械工藝與理論知識往往需要借助計算機輔助技術，并借助專家系統與人工智能系統等，來構建全新的機械制造技術。

2在煤礦機械中機電一體化應用的重要性

如今，機電一體化技術在我國得到了快速的發展，而且在煤礦機械中，機電一體化技術的應用可以使煤礦機電產品的功能更加強大、外觀更加人性化、可靠性更高、體積和重量更加輕巧等。實際上，與傳統煤礦機電產品進行對比可以發現，在煤礦機械中機電一體化技術所發揮的重要性如下。

2.1功能增強

傳統煤礦生產過程中，由于工作條件比較惡劣，導致煤礦開采方法與機械設施比較落后，這些問題極大地影響了煤礦開采工作的效率與質量，而機電一體化技術的應用可以有效突破傳統機械單一功能和單一技術的局限，其可以實現多種技術的結合，有效提高煤礦機械的功能，并且可以在不同情況和不同場合中得到廣泛應用，更好的滿足用戶需求，有效提高煤礦機械生產效率。

2.2精度大大提高

在煤礦機械中引入機電一體化技術，不僅可以有效降低機械中的傳動部件，而且還可以降低機械磨損、受力變形及機械配合等方面的誤差。同時，借助計算機檢測與控制技術還能夠有效避免外界因素的影響而誘發的動態誤差，有效提高煤礦機械的運行精度。同時，機電一體化技術的應用還可以更加準確的對煤礦開采工作進行找點，避免因為誤差造成的煤礦開采位置錯誤的情況，節省人力物力，降低煤礦開采成本。

2.3安全性和可靠性提高

由于機電一體化技術具有自動監控、報警、自動保護、自動診斷、安全聯鎖控制等多方面的功能，并且其在煤礦機械中的應用，使得煤礦機械可以檢測出礦井中的情況，并實時監控施工環境，為工作人員提供礦井中的信息，以便工作人員準備萬全的應對方案，可隨時解決開采過程中出現的各種問題，既可以避免設備事故和人身傷害的發生，而且還可以有效提高煤礦機械設備的可靠性，保障了施工環境，保障了煤礦工人的生命財產安全。

2.4優化操作流程，提升經濟效益

在煤礦機械生產過程中，機電一體化技術的應用可以呈現良好的人機界面，有效降低操作按鈕及手柄，這就減少了工作人員的數量，并且使煤礦機械設備的操作性能得到有效改善，降低操作人員的培訓時間。實際上，機電一體化在煤礦機械中的應用大大節約了煤礦開采過程中的人力物力，提升了現有資源的利用率，極大的節約了經濟成本，在一定程度上提升了煤礦企業的經濟效益。

2.5提高柔性

所謂柔性一般是指可以借助軟件來對機器的工作程序進行優化和調整，以更好的滿足機械設備的運行需求。例如，工業機器人的運動自由度比較好，手爪部分能夠實現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現對運動姿態和運動軌跡的有效改變，以期更好的滿足不同的作業要求。機電一體化的柔性使煤礦機械可以靈活應對各種突發事件，通過軟件隨時改變施工方法，保證煤礦施工有條不紊的進行。

3在煤礦機械中機電一體化技術的應用

3.1在采煤機中的應用

采煤機是綜采成套裝備的主要設備之一，采煤機是從截煤機發展演變而來。采煤機是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復雜系統，在長壁采煤工作面，借助工作機構來將煤從煤體上破落下來，然后通過工作面輸送機運輸至煤場，該過程中采煤機一般是按照調定的牽引速度進行工作，以確保破煤和裝煤工序的有效開展。與傳統液壓牽引式采煤機進行對比可以發現，電牽引采煤機能提供更大更強的牽引力，在下滑的過程中能發電制動，節約能源，還能在大傾角的煤層中牽引運行。機械化采煤能夠有效降低體力勞動，提高企業經濟效益，并達到高產量、低消耗、高效率的效果。

3.2在煤礦監控系統中的應用

煤礦行業在進行煤礦生產過程中，需要安裝監控系統，以實現對煤礦開采過程的實時、動態監控，隨時觀察地下情況，了解生產過程的各項狀況，防止出現意外，并且通過監控系統可以對情況進行自行判斷，分析故障原因，從而實現對故障的及時報警，然后采取有效措施給予解決，有效提高煤礦機械設備的使用壽命。

3.3在煤礦運輸機械中的應用

如今，在煤礦生產過程煤礦運輸主要采用的是帶式運輸機，其一般是靠摩擦驅動的方式來實現對煤炭的有效運輸。借助機電一體化技術可以實現帶式運輸機與煤礦各個環節的生產流暢有效銜接，從而構成一套有節奏的、連續的流水作業運輸線。帶式運輸機中的液壓調速軟制動器具有自適應能力，可以自己辨識過程參數，并自行適當調整控制參數，控制機動電機的功率平衡，保證帶式運輸機的平穩。

4煤礦機械中機電一體化的發展前景

目前我國機電一體化水平與發達國家相比還有待提高，隨著信息時代的發展，有效的推動了機電一體化技術的發展，并實現與其他技術的有效結合，以推動煤礦機械的信息化、智能化發展，在使用時減少設備的占用空間，在秉承綠色環保發展理念的同時，提高煤礦機械設備的運行效率。在煤礦機械生產過程中，未來機電一體化的應用將會朝著智能化、網絡化、微型化、高性能化、綠色化的方向不斷發展。

5結語

綜上所述，在煤礦機械中引入機電一體化技術可以實現對傳統煤礦作業模式的有效改變，提高了煤礦作業的效率與安全性，節省了大量的人力物力，降低能耗，提高了經濟效益，促進了煤礦企業的發展。

參考文獻：

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作者：李紀委 單位：山西西山煤電鎮城底礦機電科