机电一体化毕业论文

机电一体化在煤矿中的应用及发展趋势论文

时间:2021-01-23 15:56:28 机电一体化毕业论文 我要投稿

机电一体化在煤矿中的应用及发展趋势论文

  机电一体化在煤矿中的应用及发展趋势论文,由于煤矿机电一体化在世界范围内受到广泛的关注和研究,它的各种优势已经被世界大部分产煤国家和企业所发现和应用,本文由此进行研究。

机电一体化在煤矿中的应用及发展趋势论文

  机电一体化在煤矿中的应用及发展趋势论文【1】

  摘 要:中国是个能源大国,煤矿资源储量丰富,煤炭产量巨大。

  机电一体化是一门集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的技术。

  具体到煤矿行业,煤矿机电一体化就是在煤矿企业中采用先进的机电一体化技术来提升原有的机械操作水平,提高煤炭开采效率及其安全性能。

  目前,机电一体化技术已经在煤矿行业得到应用。

  关键词:机电一体化,煤矿,采煤机,皮带机,提升机

  一、引言

  中国是个能源大国,煤矿资源储量丰富,煤炭产量巨大。

  但是,由于我国人口众多,人均资源占有量却非常低,因此我国又是能源小国。

  当前,努力研究机电一体化技术在煤矿产业中的推广和应用,有利于通过提高采煤工艺中的各个方面的技术,提高综合采煤设备的先进程度,来不断地增强我国采煤工业的整体实力,进一步加快我国煤炭开采的速度,同时也影响和决定着我国采煤技术方向的发展方向。

  煤炭开采技术直接影响煤矿矿井的产能释放,随着煤矿开采地域的不断扩大和延伸,以及采煤机械的更新换代,传统采煤工艺已经不能满足国家发展对能源的需求,现代综合采煤工艺的发展进步必须通过不断创新才能跟上时代步伐,因此机电一体化技术在煤矿行业的应用越来越重要。

  二、机电一体化技术及其意义

  机电一体化是一门集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的技术。

  具体而言,它是在单纯机械技术的基础之上,综合利用计算机技术、微电子技术、光学技术以及自动控制技术等先进技术而构成的设备集成,新的设备比先前的生产模式更加具有先进性和时代感。

  机电一体化技术主要有五方面的优势:第一,机电一体化技术提高了设备的安全性和可靠性,进一步优化了设备的使用性能;第二,机电一体化产品具有自动监视、报警、诊断等辅助功能,简化了操作步骤,降低了劳动强度。

  第三,机电一体化设备的工作质量高、生产能力强、适用范围宽;第四,机电一体化产品具有较高的控制灵敏度和检测精度;第五,机电一体化设备便于调整和维护维修。

  具体到煤矿行业,煤矿机电一体化就是在煤矿企业中采用先进的机电一体化技术来提升原有的机械操作水平,提高煤炭开采效率及其安全性能。

  例如,机电一体化能够使煤矿实现全面的计算机控制,事先极端煤矿的开采进度,预测矿井的可开采度,实现远程遥控挖掘作业,全程监控井下作业情况,及时发现安全隐患,降低矿井事故发生率。

  机电一体化技术的出现和发展,对煤矿发展具有重要的意义。

  第一,机电一体化能够提高煤矿设备的自动化程度,提高劳动效率,改善生产方式,降低工人劳动强度。

  第二,机电一体化提高了煤矿系统的劳动安全保障能力,降低发生事故和危险的几率,保证了矿工的生命安全。

  第三,机电一体化增加了煤矿企业的经济效益和煤矿工人的劳动收入,同时,煤矿企业的快速发展带动了其它行业的发展,促进地方区域经济的快速发展。

  三、机电一体化技术在煤矿中的应用

  目前,机电一体化技术已经在煤矿行业得到应用,笔者对煤矿机电一体化进行了综合分析,认为主要体现在以下三个方面:

  第一,机电一体化技术在采煤机的应用。

  机电一体化技术在煤矿行业最典型的应用在于电牵引采煤机设备的开发和推广,这种机电一体化采煤机相比大多数电牵引采煤机具有多种特点和优势:第一,电牵引采煤机最主要的特征就是它具有良好的牵引特性,电牵引采煤机在前进过程中可以不断地提供牵引力。

  第二,电牵引采煤机能够保证在采煤系统下滑作业时进行发电制动,其轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因此非常适用于大倾角煤层的开采,尤其适用于50°±10°倾角范围的煤层,并且不需要其它防滑装置。

  第三,电牵引采煤机易损原件少,除了电动机的电刷和整流子容易磨损意外,再无其它易损元件,因此具有维修量小、运行可靠、寿命长、效率高等优点。

  第二,机电一体化技术在提升机的应用。

  矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,典型产品为全数字化交直流提升机,其中以内装式提升机最具代表性,该设备在结构上采用合二为一的驱动和滚筒装置,大大简化了机械结构,充分体现了机械、电子、计算机以及自动化技术的有机结合。

  当前,我国已经成功研制出具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ASCS是由2个CPU构成的计算机系统,具有性能先进、操作简便、准确可靠等优点。

  第三,机电一体化技术在皮带机的应用。

  我国煤矿井下输送系统的主要运输设备是皮带机,它能够满足长距离连续输送,并且皮带机具有输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等优点。

  目前主要采用机、电、液一体化的.CST可控软启动装置,我国煤矿皮带机一般采用3点驱动技术,并且需要相应地限制输送机的单机长度和运量,该项技术与世界发达国家相比存在着一定的差距。

  另外,煤矿机电一体化技术在其他煤矿设备上也有比较广泛的应用,例如:利用计算机技术与液压控制的有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。

  机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,并且已经成为世界矿山综合自动化系统开发的基础。

  在我国,煤矿机电一体化技术在煤矿的开采、挖掘、装车、运输等方面的应用,以及推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,促进了高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产的进一步发展。

  四、煤矿机电一体化技术的发展趋势

  国内机电一体化的兴起主要是在建国初期,直到上个世纪七八十年代起才普遍进入计算机时代,从而促进了机电一体化的进程,也取得了明显的突破。

  进入本世纪以来,智能技术的开发,全方位提高了机电一体化水平,促使计算机技术得到更加全面的应用。

  煤矿机电一体化是随着机电一体化的发展而发展的,它与机电一体化的发展是统一的,同步进行的。

  煤矿机电一体化未来发展趋势如下:第一,煤矿机电设备更加智能化,智能化系统是21世纪才开始流行起来的新兴技术,因此其使用范围和完善水平都存在着明显缺陷,因此煤矿机电设备的智能化成为一个重要的研究方向;第二,煤矿机电设备更加微型化,微型化在煤矿机电一体化中的应用并不成熟,它伴随着微电子技术的兴起而发展。

  虽然经历了三十多年的发展历程,微型化技术仍然存在着不足之处,需要继续改善;第三,煤矿机电设备更加系统化,煤矿企业机电一体化所包容的范围越来越广,所使用的技术范围也逐渐扩增,随着这些种类的繁多,就产生了一个关键的问题:如何能够使这些差异很大的技术有机的组合起来,以发挥更大作用。

  迄今为止,尚未有一个国家或企业能够很好地充分利用这些技术的优势,无法避免其缺陷,因此该项内容也成为今后发展的一个重要方向。

  我国的机电一体化技术未来的发展趋势在于开发有自主知识产权的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装备,增加产品通信功能,实现产品的综合自动化,以及研发工业机器人。

  参考文献

  1 段哲林;煤矿机电一体化技术的发展与思考[J];太原理工大学学报;2005年S1期

  2 石美峰;;机电一体化技术的发展与思考[J];山西焦煤科技;2007年03期

  3 刘顺业;;关于煤矿机电设备安装[J];科技传播;2011年16期

  4 窦超;许远;;现代化矿井机电设备管理与维护[J];中国新技术新产品;2011年18期

  5 敖敏骏;;探索煤矿机电技术的管理与实践[J];企业技术开发;2011年15期

  机电一体化技术在煤矿的应用与发展趋势论文【2】

  摘要:近年来,我国各行各业竞相发展,依靠机电一体化技术,大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性,提高制造水平,增加产品的应变能力,提高劳动生产率,节约大量能源和材料消耗。

  煤炭系统也在利用机电一体化技术改造旧设备和开发新产品方面做了大量的工作,取得一定的成效。

  它已使人们清楚地认识到,机电一体化技术和产品的发展,是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。

  针对机电一体化技术在煤矿中的应用进行阐述,并对其发展趋势进行分析。

  关键词:机电一体化技术;煤矿;应用;发展趋势

  概述机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术,是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。

  机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律,示了强大的生命力。

  由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面,因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标,而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。

  机电一体化将机械与电子技术融为一体,使物流、能流、信息流融为~体。

  机电一体化技术在煤矿中的主要应用.1机电一体化技术在提升机中的应用矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,全数字化交直流提升机。

  尤其是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一体,机械结构大大简化,充分体现了机械一电力电子一计算机一自动控制的综合体。

  而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,大大简化了电器安装,此外,硬件配置简单,互相兼容。

  九五期问,国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。

  我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分.. ASCS是由双.. CPU构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。

  此外,我国还应用.. sIMADYND和.. s7研制成功了第一台交一交变频器供电的交流提升机。

  目前,最大装机容量已达到.. 5000kW,主、副井提升机可做到全自动化,不需要专门的绞车司机。

  机电一体化技术在采煤机中的应用电牵引采煤机是机电~体化技术在采煤机的一个典型应用。

  与液压牵引相比,它具有一下特点:

  良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力,使其克服阻力移动,也可以在采煤机下滑时进行发电制动,向电网反馈电能。

  可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6~2.0倍,所以电牵引采煤机可用在.. 4O。~50。

  倾角的煤层,而不需要其它防滑装置。

  运行可靠,使用寿命长,电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小。

  反应灵敏,动态特性好:电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行。

  结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达.. 99%,而液压采煤机的效率只有65%一70%左右。

  煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作,研制成功我国第一台采用交流变频调速.. MG344一PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来,我国的电牵引采煤机有了较快的发展。

  国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机,而且得到了广泛的应用。

  经过近2O年的研制开发,我国的电牵引采煤机逐步走向成熟,为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。

  机电一体化技术在带式输送机中的应用带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。

  因此,成为近几年来机电一体化技术的研究重点。

  目前主要采用机、电、液一体化的.. CST可控软启动装置。

  它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设汁的软骄动装置...一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。

  由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多,~般为三点驱动,这样就限制了输送机的单机长度和运量。

  而且,输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低,和发达国家相比存在显著的差距。

  煤矿机电一体化装置液压支架则向电液控制方向发展,r将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。

  我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架,移架速度为6~8秒/架,最快的移架速度达3秒/架。

  龟液控制装置还可检测支架的工作状态。

  煤矿供电的特点是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备的要求。

  因此应该推广节能型产品。

  高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。

  采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数,减少供电系统无功电流,减少无功功率损耗。

  目前高、低开关柜普遍采用.. 微机保护,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。

  煤矿机电一体化技术应用的发展趋势我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。

  这些设备在煤炭生产中的广泛应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的经济效益和社会效益。

  但是,我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距,因此还有很多的工作需要继续研究,其未来的发展趋势是:

  开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置:

  增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。

  结束语近年来,随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展,信息流成为机电一体化的主要特色。

  其产品实现自动化、数字化、智能化,在性能和功能方面均实现了质的飞跃。

  因此,机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。

  机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。

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