淺談礦山機械機電液一體化發展趨勢

季志才 郭子林 唐國茹

摘 要：近些年微型電子計算機以及電液控制等技術的逐漸成熟為礦山機械的發展提供了一定的助力，尤其體現在機電液一體化的技術方面。運用機電液一體化技術所帶來的優勢不僅體現在促進礦山開采效率的進一步提升，還為礦山的安全和經濟這兩個方面都帶來了一定的保障。本篇文章也對礦山機械的機電液一體化技術進行了探究，并簡要的介紹了其特點和發展過程，另外還從六個方面著手分析了機電液一體化的未來發展方向。

關鍵詞：礦山機械;機電液;發展趨勢

機電液一體化技術具備旺盛的生命力，除此之外該技術的發展趨勢在很大程度上是與時代發展的軌跡和方向相吻合的。并且在當前的工業領域中機電液一體化技術憑借自身較為全面的優勢以及獨特的特點贏得了相關工程技術人員的青睞，使其被廣泛應用于礦山機械領域，在促進礦山生產采選效率得以提升的同時也提供了多種功能。

1 礦山機電液一體化系統簡介

1.1 機電液系統簡介

機電液一體化系統不能字面意思上將其理解為簡單的將機械、液壓以及電子電器結合為一體，而一旦這樣理解就表明只要包含這三部分的礦山機械就可以將其稱之為完成了機電液一體化。實際上礦山機械設備的機電液一體化在許多方面都做出了改變與提升，它不僅利用傳感器裝置為礦山機械安置上了新的感覺器官，還利用傳輸線路和單片機等為礦山機械安置了神經系統和分析信號的單元。而這三個部分所發生的變化都會使礦山機械設備的整體性能得到提升，使其向更好的方向發展。

1.2 機電液系統發展

國內已經對機電液系統進行了長期的研究，上世紀70年代，在天津工程機械研究方面就研究出了水陸兩用且用電線進行遙控操作的推土機。石人溝鐵礦于2018年利用無線遙控技術將2m3鏟運機改造成無線遙控鏟運機。現階段國內礦山機械領域雖然一直以積極引進和創新的方式對相關技術進行不斷的改進和完善，然而仍然會受到一些因素的限制，其主要因素還是國外對核心技術的封鎖以及國內在創新方面的不足，最終導致國內礦山機械的機電液一體化技術相較于發達國家仍然存在許多需要改進的地方。

2 礦山機械液壓系統發展趨勢

2.1 液壓系統效率提高

液態系統所具備的優勢在于其體積、重量以及傳輸功率上的小、輕、快;能夠在保持無極調速的同時進行著重復往返的運動，該特點及其適合被運用在礦山機械的相關工作中;并且液態系統的控制操作較為簡單，還便于自動化控制工作的完成;組成液態系統所需的各個元件都較為標準且通用，因此也方便完成相關的元器件的維護工作。新型礦山機械液壓系統的特點主要體現在三個方面，其一將液壓泵進行合理的配置，并對相關的液壓元件在數量和安裝位置方面的工作做到有效控制，從而盡可能的將液壓元件所消耗的能量降到最低，進而提高其傳動效率。其二高質量的液壓元件以及密封效果較為良好的措施都足以為礦山機械工作提供一定的保障，尤其是在防止外界震蕩的抗干擾方面取得較為良好的效果，從而盡可能的將液壓油泄漏的故障降到最低。三在對液壓系統進行設計時應該全面的考慮到防振降噪這一方面，將相關措施工作執行到位，不僅需要對液壓泵和油箱設置必需的防振墊，還需要將液壓油管轉換成液壓模塊。另外還應該利用蓄能器對噪聲進行吸收處理，管徑的擴大以及軟管的使用都能夠有效的處理高頻噪聲。

2.2 使用高速微處理器、敏感元件和傳感器

為了盡可能的滿足礦山機械開采的各項需求，礦山機械需要在功能和智能化方面做出適當的改進，所以也就使得礦山機械除了需要具備高質量且可靠的硬件之外，還需要盡可能的將自身對數據的分析處理能力以及感測能力得到提升，從而更準確的掌握礦山機械的實際狀態。將微處理器、敏感元件以及傳感器進行合理的調動能夠有效的將整機的回應時間達到進一步的提升，從而使其具備更好的敏捷性以及更高的效率，以便于在相對復雜的環境情況下礦山機械仍然能夠在最短的時間內做出反應。而對先進傳感器的引用能夠在很大程度上使得機器具備較高的智能化程度，而能夠實現整體的柔性控制。

2.3 更注重節能增效

二十一世紀全球最為重視的問題就是能源危機問題，為了能夠有效地節約能源，避免不必要的能源損耗全球都加入了節能減排的隊伍中，所以在此大背景下所設計的礦山機械就需要將降低能源損耗考慮在內。在選取適當的動力時可以選擇采用電噴式發動機，在自動控制的同時來實現燃油效率的進一步提升。而在液壓驅動方面應該采用有效措施盡可能的將傳動效率提升起來，除此之外還需要盡量降低油液泄漏的次數，避免造成不必要損失的同時防止油液泄漏對環境的污染。在選取材料時則應該優先選擇新型金屬材料，該材料的選用不僅有利于礦山機械的強度得到增強，還會使得整體機械的重量得到降低，從而減少了整個驅動過程不必要的能源損耗。

2.4 軟件發揮更大作用

為了實現機電液一體化的智能化除了使其具備微處理器、傳感器以及元件之外，還需要具備與之相匹配且功能強大的軟件。信息化時代推進了各類匯編和高級語言完善和發展，而新型編程平臺的產生也使得與礦山機械相關的控制軟件有了開發的機會和條件，而其中控制算法的重要性也日益凸顯出來。

2.5 智能化機群的協同作業

礦山開采規模的擴大以及開采進度等方面的更高要求會使得礦山機械未來的發展趨向于智能化模式的協同作業。而實現機群的協同作業主要還是依賴于現代通訊、遙控等設備和工業的有效結合。雖然這是可以預見的礦山機械的未來發展趨勢，并且很可能無人開采的目的能夠在未來實現，然而現階段礦山機械仍然還處于智能化的發展過程中，相關人員依舊需要一步一腳印的進行必要的技術研究和突破。

2.6 電流變流體技術

在進行信號傳輸以及使用傳感器的過程中很容易受到來自自身和外界的電磁阻擾，因此應該加大對電流變流體技術的研究。電流變流體的特點是其處于自由狀態時本應是隨意流動的液體，一旦受到電場的影響電流變流體會因為電場強度的不同而處于不同程度的固化狀態，固化度和電場強度之間維持正比的關系。電流變流體的獨特特性使其能夠被使用在液壓系統以及動力傳輸等裝置中。并且它在響應電信號時十分迅速，除此之外它還能實現能源消耗的降低，設計簡便的同時還可以延長其使用壽命。

3 結語

礦山開采所依賴的主要工具就是礦山機械，而實現礦山機械的快速發展也離不開機電液一體化技術。本篇文章主要對該技術的特點和發展過程進行簡要概述，并從提升液壓效率等六個方面分析了該技術的未來發展趨向。

參考文獻：

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