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機電一體化技術在煤礦的應用

字號+ 作者:admin 來源:未知 2010-08-14 13:09 我要評論( )

機電一體化技術在煤礦的應用 摘 要: 機電一體化技術是集計算機、機械、電子、信息、光學、控制等多學科的交叉綜合的一項技術,其未來的進步和發展依賴并促進相關技術的進步和發展。近幾年來,各級煤礦企業領導都十分重視機電一體化技術在煤炭生產中的應用與

機電一體化技術在煤礦的應用

摘  要: 機電一體化技術是集計算機、機械、電子、信息、光學、控制等多學科的交叉綜合的一項技術,其未來的進步和發展依賴并促進相關技術的進步和發展。近幾年來,各級煤礦企業領導都十分重視機電一體化技術在煤炭生產中的應用與推廣。本文對煤礦機電一體化技術的應用進行研究。

關 鍵 詞: 煤礦 機電一體化 應用

1 概述

“ 機電一體化”(Mechatronics)是集機械、電子、計算機和信息技術等多種技術有機結合的一門交叉綜合技術。機電一體化是在機械的主功能、動力功能和控制功能上引進計算機和電子技術,將機械裝置和電子設備以及軟件等緊密結合起來,相互滲透,相互融合而形成的一門新興的綜合技術。它的本質不僅是單純地利用電子技術來簡化或替代機械,更重要的是將機械系統、微電子和計算機技術、信息技術組成了最佳系統。

煤礦機電一體化技術是礦山綜合自動化的基礎,煤礦企業信息化的重要支撐技術,在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣,大力地提升了我國煤礦生產的綜合實力,為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。

2機電一體化技術的研究在煤礦生產中的重要意義
2.1 提高勞動效率機電一體化產品的應用使過去落后的生產方式得到極大的改變,大量新型自動化電子設備的使用徹底轉變了煤礦的作業模式,明顯降低了工人的勞動強度,大幅提升了勞動生產率,極大地提高了勞動效率。
2.2 提高了勞動安全保障傳統的煤礦工作環境非常惡劣,在潮濕、充滿煤塵的環境中長時間、高負荷地工作嚴重影響到礦工的身體健康和生活質量,某些情況下還會危及到他們的人身安全。采用機電一體化設備進行煤炭的采掘、運輸、提升等,不僅可以使礦工從繁重的體力勞動中解脫出來,而且還能降低發生事故和危險的幾率,防止工傷和職業病的發生,保證了礦工的生命安全。
2.3 增加了經濟效益和礦工的勞動收入煤礦機電一體化技術的運用使得煤炭的產量大幅提高,增加了企業的經濟效益,同樣使礦工的勞動收入有所提高,改善礦工的生活質量。煤礦企業的快速發展帶動了其它相關行業的快速發展,對地方經濟的快速發展起到積極的推動作用。
3 機電一體化技術在煤礦中的主要應用
3.1 機電一體化技術在提升機中的應用 礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備,全數字化交直流提升機。尤其是內裝式提升機,從結構上將滾筒和驅動合為一體,機械結構大大簡化,充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數字化提升機高度可靠,采用總線方式,大大簡化了電器安裝,此外,硬件配置簡單,互相兼容。“九五”期間,國產數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化提升機,其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統,其性能先進、操作簡便、準確可靠。此外,我國還應用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。目前,最大裝機容量已達到5000kW,主、副井提升機可做到全自動化,不需要專門的絞車司機。
3.2 機電一體化技術在采煤機中的應用 電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的一個典型應用。與液壓牽引相比,它具有一下特點:①良好的牽引特性:可以在采煤機前進時提供牽引力,使其克服阻力移動,也可以在采煤機下滑時進行發電制動,向電網反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器,因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的1.6~2.0倍,所以電牽引采煤機可用在40°~50°傾角的煤層,而不需要其它防滑裝置。③運行可靠,使用壽命長,電牽引和液壓牽引不同,前者除電動機的電刷和整流子有磨a損外,其它元件均無磨損,因此工作可靠,故障少,壽命長,維修工作量小。④反應靈敏,動態特性好:電控系統能及時調整各種參數,防止采煤機超載運行。⑤結構簡單、效率高:電牽引采煤機機械傳動結構簡單、尺寸小、重量輕,電能轉換為機械能只做一次轉換,效率可達99%,而液壓采煤機的效率只有65%-70%左右。
1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作,研制成功我國第一臺采用交流變頻調速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來,我國的電牽引采煤機有了較快的發展。國內上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產交流變頻和直流電牽引采煤機,而且得到了廣泛的應用。經過近20年的研制開發,我國的電牽引采煤機一逐步走向成熟,為煤礦生產技術的進步起到了積極的推動作用。
3.3 機電一體化技術在帶式輸送機中的應用 帶式輸送機由于長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點,已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。因此,成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷,如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態分析和在線監控技術以及啟動延遲技術,我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多,一般為3點驅動,這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。而且,輸送機的監控設備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低,和發達國家相比存在顯著的差距。
3.4 其他煤礦機電一體化裝置 液壓支架則向電液控制方向發展,將計算機技術與液壓控制有機結合,實現定壓雙向鄰架或成組自動移架,避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架,移架速度為6~8s/架,最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。
煤礦供電的特點是供電要可靠,質量要高,能滿足大功率設備的要求。因此應該推廣節能型產品。高壓開關柜采用維護量小,使用壽命長的真空開關。采用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數,減少供電系統無功電流,減少無功功率損耗。目前高、低開關柜普遍采用了“微機保護”,具備網絡功能,可以實現遠程遙控、遙測、遙信和遙調。
4 結束語
近年來,隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、傳感器技術和自動化技術的飛快發展,信息流成為機電一體化的主要特色。其產品實現自動化、數字化、智能化,在性能和功能方面均實現了質的飛躍。因此,機電一體化技術是企業信息化的重要支撐技術,是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力,為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。
 

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