芻議機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用

何軍民

【摘 要】隨著我國科學技術水平的提高，機電一體化逐漸成了機械電子行業的發展趨勢。機電一體化符合當前科技社會的發展規律，一體化技術使得企業生產出來的機電產品具備了電子技術和機械有機結合的整體特征，推動了傳統工業的重大變革，也促進了企業經濟效益的提升。而煤炭工業屬于傳統產業，在煤炭產業中應用機電一體化技術，有利于促進我國煤炭企業的現代化發展。筆者從研究我國綜合采煤設備機電一體化的現狀入手，分析機電一體化在綜合采煤設備中的應用情況，并對綜合采煤設備的改進措施和相關技術進行探討。

【關鍵詞】機電一體化；綜合采煤設備；現狀；應用情況；相關技術

引言

從80年代開始，西方發達國家就已經研究和推廣了機電一體化在綜合采煤設備中的使用，這些國家以微電子技術為前提，以計算機先進技術為核心，大量運用自動化技術推動機電一體化技術在綜合采煤機械設備中的廣泛應用，大力發展了本國的煤炭工業。此外，這些發達國家在設備運行方面，設備的全自動化監控水平也在逐漸完善。但是就我國目前形勢來看，我國煤炭企業機電一體化技術和西方發達國家還存在一定的差距。因此，加大對綜合采煤機械設備機電一體化的研究力度有著重要的意義。本文針對我國現階段機電一體化在綜合采煤設備中的應用情況進行研究分析，探討改進綜合采煤機械設備的相關技術，為我國煤炭企業加大機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用提供參考資料。

一、我國綜合采煤設備機電一體化的現狀

我國煤炭行業有一定程度的發展，尤其是近幾年煤炭的產量出現了大幅度的提高。隨著科技的飛速發展，國家綜合采煤設備的技術水平也得到了提升，國產采煤設備比重逐年呈高速上漲趨勢。為了進一步滿足煤礦行業的高效高產要求，綜合采煤設備應用計算機技術與微電子技術能夠整體提升采煤設備的技術水平、工作效率與易維護性能。

雖然我國綜合采煤設備機電一體化技術有了一定程度的發展，但是和國際先進煤炭企業還存在較大的差距。我國國家科研院和廠商合作研制出了交流型電牽引綜合采煤機，但是其中的電氣關鍵技術還是從國外引進過來的。此外，重型工作面刮板的運輸設備等還處于研究狀態，微機控制軟啟動系統并不具有綜合采煤設備工況的故障檢測功能。總之，我國綜合采煤設備機電一體化還處于起步極端[1]。

二、機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用情況

為進一步提高煤礦生產的工作效率和安全性，我國一些煤礦企業不斷對綜合采煤設備的進行技術的改進。采煤機采用電力電子技術和微電子技術從液壓牽引轉變為直流型電牽引，提高了牽引的速度，也克服了液壓部件難以避免的技術缺點。隨著科學技術的進一步發展，交流變頻型電牽引系統逐漸取代直流型電牽引系統，使得采煤機采煤速度得到了大大的提升，采煤機的可靠性和工作效率也得到了提升。此外，隨著微電子技術和信息科技的發展和應用，采煤機的監控系統得到了改善，提高了綜合采煤設備的自動化技術水平。使得綜合采煤設備具備了：自動管理、監控工況、診斷故障、采集和整理數據、人機對話、故障報警等功能。

機電一體化技術在綜合采煤設備中也得到了廣泛的應用，提高了設備的性能和功效。機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用體現在：增強了一些自動化操作的功能與自動化調節的功能，使得采煤設備的可靠性能得到提高。利用自動化診斷和停電措施等先進技術后，改善了綜合采煤設備的操作性能，具備了不同程度的自動化監控功能、自適應能力和智能化等；使得設備結構更加簡單化。因為交流型機電利用的是微機控制，使其具備了直流電機的調速功能，還具備了結構簡單、可靠性高、機械光量小、工作效率高等特征。生產綜合采煤設備方式朝著柔性化和自動化的方向發展和改進。電子技術的大量應用，使得綜合采煤設備的檢測盒控制水平得到了提升，提高了自動化的程度、診斷設備故障的能力和監控檢測水平[2]。

三、綜合采煤設備的改進和相關技術的探討

（一）綜合采煤設備的改進

綜合采煤設備具備重型化、強功能化、大功率化、高性能化等特征。而高效高產的綜合采煤設備技術將會朝著大功率采煤機、交流型電牽引、智能化監控檢測、強功能化和軟啟動的運輸機、高操作阻力和電液控制的液壓支架等方面改進[3]。

（二）相關技術的探討

（1）檢測傳感器

對檢測傳感器的研究包括電流電壓、功率測定、電機溫度、油液壓力、油液溫度、液位高度、牽引速度、電液閥等主要方面，但是還是存在著不同程度的問題。企業需要加大對核心部件的研制力度，例如：采煤機機身的傾角、擺臂角、牽引速度、牽引力、移動方向、煤礦和巖石的分離等。此外，煤礦企業需要進一步提高設備傳感器的結構性能、測量的精度與測量可靠性。

（2）監控裝置

在研究檢測傳感器的同時，企業也要加大對綜合采煤設備的控制性能和維護能力的研究力度、檢測各種工況參數的不同，在通過微電子計算機處理和運算后，需要按照預設動作值進行相應的維護動作。此外，當機組出現故障時，結合井下工作的實際情況，依靠光和聲發出警示信號，顯示故障的具體部位和故障的性質，對于這些過程的完成需要利用微機控制。

利用微機軟件系統具備運算簡便、靈活性強等特征，且對綜合采煤設備實行智能化和自動化功率管理。企業需要進一步研究對采煤機擺臂的自動化調高控制技術。

（3）監控工況與故障診斷

采用計算機技術和微電子技術診斷采煤設備是否存在故障，保障采煤設備能夠進行自動化診斷和自適應。對監控工況與故障診斷的研究主要包括：綜合采煤設備的故障診斷裝置、采煤機的綜合工況監控裝置、采煤機故障診斷系統、刮板運輸設備的故障診斷等內容[4]。

四、結語

隨著科技的進步和機電一體化技術的發展，以微電子技術、計算機技術、電力電子技術為核心，并具備多種傳感設備的監控檢測與故障診斷設備成了先進綜合采煤設備的特征。企業要加大機電一體化技術在綜合采煤中的應用力度。

參考文獻：

[1]劉丹陽，李齊森，孫振華. 芻議機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用 [J].天津商學院學報，2011，10（03）：121-145.

[2]王云霞，趙永良.試論機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用 [J].黑龍江科技信息，2010，22（09）：112-130.

[3]李群芳，王力軍.分析研究試論機電一體化技術在綜合采煤設備中的應[J].中華民居（下旬刊），2011，21（07）：145—163.

[4]宋東燕. 試論機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用思考[J]. 長江大學學報（社會科學版），2010，22（09）：1112-1130.