礦山機械機電液一體化發展的思考

呂宏軍

徐州華東機械有限公司，中國·江蘇 徐州 221000

1 引言

近些年，大規模集成電路和電液控制技術飛速發展，礦山機械的機電液一體化技術也備受矚目，其在穩步發展的進程中，憑借著自身的優勢和影響力受到重視[1]。在具體發展的過程中，機電液一體化技術的生命力充分地體現了出來，同時也順應了時代發展的整體趨勢。機電液一體化技術在實際運用的過程中，能更好地強化礦山機械開采的基本效率，同時還可穩步地提升礦山具體的安全程度和經濟實用性。根據相關的實踐證實，機電液一體化技術得以廣泛地運用至工業領域，特別是礦山機械行業中，可以清楚地看到機電液一體化技術的身影，其能穩步提升礦山機械輸出效率，還可讓自動化控制目標順利達成，起到有效的安全防護作用。

2 礦山機械機電液一體化的基本概述

2.1 相關系統簡介

礦山機械機電液一體化系統并不是單純的機械、液壓和電子電器的組合，而是一種相對高端的組合產物，通過礦山機械機電液一體化的運用，使傳感器發揮出感覺器官的作用，同時也在傳輸線路的影響之下，實現了更好地信息傳遞，加之單片機和微機的作用，讓礦山機械性能發生了明顯的變化，真正提升了作業的效率[2]。

2.2 機電液系統發展

中國在此方面的研究較早，以天津工程機械研究所為例，其在20世紀70年代就開始使用全液壓機無線控制技術，研發出線電遙控水陸兩用推土機。因中國的多數礦山機械都是運用了先進的創新發展路徑，但在國際關鍵技術的影響之下，中國的礦山機械機電液一體化技術發展情況并不理想，相較發達國家，仍然存在十分明顯的差距。

3 礦山機械液壓一體化系統發展趨勢

3.1 液壓系統發展優勢

液壓系統體現出重量較小、傳遞功率較大的優勢，還易實現無極調速的目標，特別是往復運動的存在，能更好地運用至礦山機械中。控制起來相對簡易，能真正的自動化控制的具體目標。液壓系統內部的元器件相對標準且通用，為推廣和維護創造了便利的條件[3]。在新的時代背景下，液壓系統彰顯出以下優勢。

第一，液壓系統可以更好地匹配液壓泵和負載運動的基本特性，對于液壓元件的數量和位置展開科學布局，適當地控制可能出現的能量損失，使液壓傳動的基本效率得到強化。

第二，選擇適宜的液壓元件和具體的密封舉措，確保礦山機械作業中不會受到外界的干擾，同時也避免沖擊過程所造成的液壓油泄露問題。

第三，液壓系統在具體設計的階段，需要重視防震降噪措施，除可以在液壓泵和郵箱安裝面上設置上對應的防震腳墊外，還應該重視液壓集成模塊的運用，使其更好的代替液壓油管。可以適當選擇蓄能器將噪聲進行有效控制，通過增大管徑和科學使用軟管的方法，將高頻噪聲加以吸收。

3.2 高速微處理器和元件的使用

依照當前礦山機械開采的基本需求，礦山機械已經具備了豐富的功能，且相關的功能呈現出智能化的趨勢。礦山機械不僅擁有著相應的可靠硬件，還具備著數據信息的分析能力和感測能力等，可以明確的概括礦山機械實際情況。通過科學地使用高端的微處理器和性能較高的敏感元件，能讓整機響應時間得到提升，并且對于復雜的環境，也能做出可靠的反應。引入先進激光傳感器等設備，可以保證機器的機器人化程度明顯提升，也能完成對整個機械的柔性控制目標。礦山機械和控制系統間的通信傳輸一般是借助于CAN-BUS通訊技術展開具體的操作，這樣可以保證信號傳輸中的衰減程度有效縮減，保證基本的控制精度達標。

3.3 積極的重視節能增效的途徑

在新的世紀，能源危機讓全球人感到恐慌，為了更好地節能增效，可以采取科學的途徑落實好實際行動，如節能減排活動的推進，就是改善能源危機的關鍵。礦山機械設計的初期，可以適當地融入節能減排的理念，充分考慮降低能耗的最佳設計方案[4]。動力方面可以考慮運用電噴式發動機，這樣能真正的提升燃油效率，還可實現自動化控制的目標。液壓驅動方面，應該考慮液壓傳動效率的提升對策，合理減少油液的泄露程度，避免造成巨大的損失，也可降低對環境產生的干擾。材料上，需要注重新型金屬材料的選擇，由此保證礦山機械強度明顯提升，同時降低整機的重量，促使驅動中的能耗合理節省下來。

3.4 將軟件的作用充分的體現出來

微處理器和傳感器等合理的搭配之后，還應該借助于科學化的手段，開發與之相適應的軟件，使其體現出實用性、可靠性和功能性等。在具體實踐的過程中，應該明確機電液一體化智能顯示控制的具體要求，只有運用有效的方式，才能保證具體的實踐成果達標。現代多種匯編語言和高級語言的發展進程中，新的編程平臺應運而生，礦山機械控制軟件的開發也獲取了理想的條件。軟件開發階段，控制算法的重要性日漸凸顯出來，根據實際的作業標準，可以通過專家系統構建起控制算法，PID 和模糊控制等各種的綜合控制算法也能施展出來。軟件開發階段的二次開發也應該保留出特定位置，使個性化和差異化功能得以實現。

3.5 實現智能化機群的協同作業

在礦山大規模作業階段，多巷道也積極地開展起來，開采進度要求隨之提升，智能化成為協同作業的必然發展趨勢。機群協同作業屬于一種新的趨勢，也是新時代發展至今的重要產物，通過將智能化單機、現代通訊設備等融合到一起，真正的構建起理想化的作業模式。該領域讓機電液一體化系統發揮出理想的作用，擁有了相對廣闊的發展空間。雖然這是礦山機械的具體發展方向，但是隨著智能化趨勢的演進，還需有足夠的耐心逐步推進，避免急于求成[5]。

3.6 合理使用電流變流體技術

為讓信號傳輸更加的到位，同時發揮出傳感器本身的效力，合理規避外界電磁干擾，應該重視電流變流體技術的運用。該項技術重點是電流變流體（ER 流體）在自由狀態下使用到的技術手段，其屬于一種可自由流動的混懸液體，若是受到電場的影響，便可迅速固化，根據電場強弱程度劃分出粘稠、膠凝和堅硬的狀態，且固化度與場強成正比。該類特性讓其能更好地適用至液壓系統和動力傳輸裝置等。這一物質的電信號響應較為迅速，能在1ms 以內的時間實現狀態變化。

4 結語

礦山機械屬于現代礦山開采中至關重要的工具，一體化技術推動著礦山機械的不斷發展。論文重點分析了相關的概述和發展，從不同的方面介紹了礦山機械機電液一體化的未來發展趨勢，為后續相關研究工作的開展創造了良好的條件，使相關技術優勢得以彰顯出來。