導語：如何才能寫好一篇礦用機電設(shè)備，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞:機電設(shè)備；選型；設(shè)計；

【 abstract 】 : along with the development of society, industrial automation degree from the requirement. Mechanical and electrical equipment selection and design is a complex system engineering.

【 key words】: mechanical and electrical equipment; selection; design;

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

0. 引言

機電設(shè)備是一個公司，一個企業(yè)正常生產(chǎn)運作和經(jīng)營活動的重要物質(zhì)技術(shù)保障，它們在當代自動化程度要求較高的社會環(huán)境，發(fā)揮出越來越重要的角色。隨著人類社會的進步和科學技術(shù)的不斷更新?lián)Q代。機電設(shè)備的大型化、專業(yè)化，自動化程度越來越高。機電設(shè)備是一個公司一個企業(yè)固定資產(chǎn)的重要組成部分，肩負著整個公司、企業(yè)的生產(chǎn)運作經(jīng)營，因此做好機電設(shè)備確保機電設(shè)備設(shè)計與選型，為生產(chǎn)提供安全可靠的機電設(shè)備，為公司創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

機電設(shè)備組成部件的設(shè)計。

1采煤機的選擇

礦井頂板完好，煤層為中等硬度，煤層傾角10。，傾斜煤層，煤層厚度為2．1 m，為中厚煤層，礦井年產(chǎn)量A。=90萬t，工作14 h／d。300 d／a，初選工作面實行“三八”作業(yè)制．即零點班和四點班每班8 h生產(chǎn)。八點班檢修。各工種作業(yè)人員應互相協(xié)調(diào)充分利用工時．提高生產(chǎn)效率．特別要堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)．確保工作面安全生產(chǎn)和設(shè)備高效運轉(zhuǎn)．從而實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高效。

2.液壓支架的選型

2.1.液壓支架的選型

2.1.1架型的選擇

液壓支架根據(jù)對頂板的支護方式和結(jié)構(gòu)特點不同，可分為支撐式、掩護式、支撐掩護式三種基本型式。

支撐式支架頂梁長，立柱多，且垂直支撐，工作阻力大，切頂能力強，通風斷面大，后部有簡單的擋矸裝置，架間不撐緊，對頂板不密封，它適應于穩(wěn)定或堅硬以上直接頂和周期來壓明顯和強烈的老頂條件。

掩護式支架有寬大的掩護梁可擋住采空區(qū)冒落的矸石，它的頂梁較短，支柱少且傾斜支撐，架間密封，支架工作阻力較小，切頂能力差，但由于頂梁較短，控頂面積小，支護強度不一定小，它使用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定直接頂條件。

支撐掩護式支架兼有上述兩種支架的結(jié)構(gòu)特點，頂梁較長，立柱較多，呈垂直或傾角較小傾斜支撐，故工作阻力大，切頂能力強，具有掩護梁架間密封，擋矸掩護性能好，它使用于穩(wěn)定以下各類頂板，有取代支撐式支架的趨勢，但結(jié)構(gòu)復雜，重量較大，價錢相對較高。

由于本工作面的直接頂類別及老頂級別均以確定，所以可直接根據(jù)“適應不同類級頂板的架型及支護強度表”直接選擇。

根據(jù)表中給定的架型選擇標準，確定本工作面的支架類型為支撐掩護式。雖然該支架結(jié)構(gòu)復雜，成本較高，但該類型支架技術(shù)成熟，安全性高，工作性能穩(wěn)定，對不同地質(zhì)條件的煤層適應性強，應用廣泛。

2.1..2液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定

Hmax＝hmax＋a

Hmin＝hmin－S2－b－C

式中：Hmax——支架最大支護高度，m，

Hmin——支架最小支護高度，m，

hmax——煤層最大厚度，2.9m

hmin——煤層最小厚度，取2.4m，

a——考慮偽頂，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撐力所需要的支

撐高度的補償量；中厚煤層取200mm，

S2——頂板最大下沉量，取160mm，

b——支架卸載前移時，立柱伸縮余量，煤層厚度大于1.2m時取

80～100mm，本次設(shè)計取100mm，

c——支架頂梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，取100mm。

則：Hmax＝2.9＋0.2＝3.1m

Hmin＝2.4－0.16-0.1-0.1=2.04m1.23.2

2.2提升容器選型

2.2.1提升容器的選擇

2.2.1.1小時提升量

Ah = C×An/br×t

=1.1×900000/ 300×14

=236(t/h)

2.2.1.2經(jīng)濟提升速度:

Ht=Hs+Hx+Hz

=300+18+18

=336(米)

Vj =0.4

＝0.4

＝7.3m/s

1.2.1.3.一次提升經(jīng)濟時間估算

Tj＝

＝

＝75.2s

式中：a——提升加速度，箕斗提升取0.8m/s2

u——容器爬升時間，對雙箕斗提升取10s

θ——提升終了休止時間，暫取10s

1.2.1.4.一次經(jīng)濟提升量

式中：An——礦井設(shè)計年產(chǎn)量，900000t/a

af——提升富裕系數(shù)，取1.2

C——提升不均勻系數(shù)，有煤倉取1.1

t——日工作日，一般取14h

b——礦井年工作日，取300d

2.2.1.5.提升容器選擇

根據(jù)計算，選擇標準箕斗，型號JL－6。技術(shù)參數(shù)如下：

名義噸位：6t

有效容積：6.6m3

提升鋼絲繩直徑：43mm

自重：5.0t

最大終端負荷:120kN

最大提升高度：700m

箕斗總高：9.45m

箕斗中心距：1.87m

使用井筒直徑：5m

提升機型號：2JK－3.5

2.2.1.6.重新計算最大提升循環(huán)時間

2.3電動機預選

2.3.1電動機的估算功率

=

式中：N——電動機的估算功率，kW

V″m——提升機的標準速度，取4.5m/s

k——礦井阻力系數(shù)，箕斗提升取1.15

Q——一次提升貨載重量，60000N

ψ——考慮到提升系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，有加、減速度及鋼絲繩重力等因素影響的系數(shù)，箕斗提升取1.2

ηj——減速器傳動效率，單擊傳動取0.92

電動機的估算轉(zhuǎn)數(shù)

＝573 rpm

式中：i——減速器的傳動比，20

D——滾筒直徑，3m

2.3.2初選電動機

根據(jù)以上計算，選取電動機為：

JR1512-8/570

Ne=570kW nd=738rpm V=6000V

(GD2)d=5100Nm2 λ＝2.0

提升機實際提升速度：

Vmax=πDgnd/60i＝3.14×3.0×738/60×20=5.78m/s

立井提升物料時，速度不得超過下式限定速度：

Vmax≤0.6 =0.6 ＝10.4m/s

提升速度滿足要求。

3排水設(shè)備選型

3.1初選水泵型號、臺數(shù)

3.1.1工作水泵必須的排水能力Qb 及凈排水揚程高度Hg

Qb≥1.2Qz＝1.2×620=744m3/h

Hg＝Hx＋Hp＝5+360+1=366m

式中：Hx——吸水高度，取5m

Hp——排水高度，取開采水平距井口的標高差再加1m。

3.1.2初選水泵型號

根據(jù)要求的水泵排水能力及揚程，設(shè)計初選排水泵型號為

MD450-60×7，額定流量Qe＝450m3/h，揚程420m

3.1.3確定水泵臺數(shù)

正常排水時水泵臺數(shù)n1

n1=

確定正常排水時工作泵為2臺MD450-60×7型離心式多級泵。

備用泵的臺數(shù)n2

n2=0.7×1.6=1.12臺

暫定備用泵的臺數(shù)為1臺

最大排水時水泵的臺數(shù)n3

工作泵和備用泵的排水能力為3×450＝1350m3/h

1350÷830=1.6＞1.2

即工作泵和備用泵的排水能力滿足最大涌水時的排水要求。

檢修水泵的臺數(shù)n3

n3=0.25n1=0.5

檢修泵數(shù)量選1臺

則水泵臺數(shù)n為

n＝n1＋n2＋n3=2＋1＋1=4臺

3.1.4驗算水泵工作穩(wěn)定性

水泵正常工作時，要求滿足下式

Hg≤0.9He=0.9×420=378m排水管路及布置

3.1.5選定管路的條數(shù)

根據(jù)排水泵的數(shù)量及各涌水期排水泵的臺數(shù)，設(shè)計選擇3趟排水管路，正常排水時、最大排水時合用2趟，備用1趟。

3.1.6選定管路的內(nèi)徑

正常排水及最大涌水時均為2臺水泵工作。工作管路均為2趟，排水管內(nèi)徑計算如下：

排水管流量：

Qp＝

取排水管內(nèi)經(jīng)濟流速為Vp＝2m/s

則排水管內(nèi)徑為：

dp＝

根據(jù)計算選擇自標準YB231-70查得外徑Dp=325mm的無縫管，壁厚8、10、14mm等，取壁厚為10mm試算。

dp=325 – 2×10=305mm

所需壁厚：

＝

＝0.78cm

式中：dp——標準管內(nèi)徑，30.5cm

σs——無縫鋼管許用應力，80MPa

P——管內(nèi)水流壓強，P＝0.011Hg＝0.011×366=4.03MPa

C——附加厚度，無縫鋼管取0.1cm

與所選管徑相近，確定管壁厚度為10mm。

西水管外徑：

dx＝

＝

＝0.82cm

取dx＝335mm

δx＝10mm

4 機電設(shè)備預知維修與故障診斷系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)備的預知維修和故障診斷技術(shù)涉及機械、電子、材料、控制、電氣、計算機仿真和人工智能以及信息等多學科綜合的新興邊緣學科，要實現(xiàn)設(shè)備的預知維修需要獲得與系統(tǒng)當前狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)并進行處理，從而對設(shè)備的狀態(tài)做出判斷，預測未來時間可能發(fā)生的故障，并進行維修決策。本系統(tǒng)是針對汽輪機等大型機電設(shè)備的通用遠程實時監(jiān)控與故障診斷的設(shè)計，將企業(yè)對設(shè)備預知維修的需求與設(shè)備故障診斷的實用技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了一套集企業(yè)設(shè)備信息管理、數(shù)據(jù)分析和故障診斷技術(shù)于一體的、功能強大的設(shè)備預知維修與故障診斷系統(tǒng)。

5. 機電設(shè)備技術(shù)管理

1)加強新購電氣元件，儀表儀器和機械零件等材料的入庫管理。據(jù)統(tǒng)計，機電設(shè)備很大一部分故障是采用了不合格的零部件和材料造成的，給公司和國家財產(chǎn)造成了很大的浪費，所以在日產(chǎn)的工作中，材料入庫管理不能忽視。在材料入庫前一定要把關(guān)，認真檢查材料是否有產(chǎn)品合格證和相對應的說明書，便于日后安裝使用，認真檢查型號是否符合要求，檢查材料是否完整，完好方可入庫，入庫后按照管理要求做好分類管理。

2)在使用中，要教育操作人員正確的使用和操作各種機電設(shè)備，不能在超過機電設(shè)備所能承受的最大負荷下進行工作，盡量保證負荷的均勻加減，使機電設(shè)備承受的負荷處于較為平緩的變動，杜絕野蠻操作機電設(shè)備。

3）加強維修管理，采取“計劃維修”與“預防性維修”兩種制度的相結(jié)合的維修制度?？茖W合理的安排機電設(shè)備的維修工作。計劃維修堅持“養(yǎng)修并重，預防為主”的指導思想，杜絕機電設(shè)備帶病作業(yè)。經(jīng)驗表明．嚴重機電設(shè)備故障往往是由一些較小的故障引發(fā)的。究其原因，就在于忽視了對小故障的及時處理，存在僥幸的心里。因此，在維修方面，一是重視小故障的及時處理，做到防患于未然。切不可認為小故障不影響使用，為了趕任務讓機電設(shè)備帶故障作業(yè)，最后小毛病拖成了大故障，不但增加了修理難度，又延誤修復工期，造成設(shè)備不能正常使用，嚴重時可能造成機電設(shè)備突然報廢。從某種意義上來說，對出現(xiàn)的故障及時進行處理，就是減少和防止故障的一種有效措施。

6.結(jié)語

對機電設(shè)備進行選型設(shè)計,是建新礦或?qū)系V井進行改造的重要環(huán)節(jié)。因此對機電設(shè)備進行選型設(shè)計，應該嚴格按照煤礦的基本條件，同時結(jié)合實際情況及經(jīng)濟條件等因素．依據(jù)選型的基本理論．對所選機電設(shè)備進行理論分析和校驗．保證所選設(shè)備達到最優(yōu)化和最合理配置。切勿僅考慮基本條件需求．選取型號過大的機電設(shè)備。這樣就會造成不必要的經(jīng)濟損失和設(shè)備配套的不協(xié)調(diào)。

參考文獻

【1】汪浩．礦山運輸及同定機械選型設(shè)計指導：上【M】．京：北京出版社．2008．

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關(guān)鍵詞：煤礦機電設(shè)備；變頻節(jié)能技術(shù)；應用；發(fā)展

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A

概述

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和世界能源緊缺客觀因素的影響，變頻節(jié)能技術(shù)得到了各國的高度重視，在我國，構(gòu)建節(jié)約型社會的號角極大推動了變頻節(jié)能技術(shù)在礦山、機械、電力等眾多行業(yè)的推廣。就煤炭企業(yè)而言，礦井各個生產(chǎn)系統(tǒng)的用電占到礦井（露天礦）企業(yè)用電量的70%-90%。具體來說，在未采用變頻節(jié)能措施前，水泵、風機等流體負載，平均運轉(zhuǎn)效率只有20%―50%，對礦井提升機、空壓機、采掘運等動力負荷變化較大的機電設(shè)備在啟動、加減速、制動和設(shè)備維護等方面的浪費也是非常巨大。明顯的節(jié)能效果和優(yōu)越的調(diào)節(jié)性能使變頻節(jié)能技術(shù)在我國礦山中的應用越來越廣泛，技術(shù)也越來越成熟。

1 變頻技術(shù)概述

變頻技術(shù)是指通過改變交流電頻率的方式實現(xiàn)交流電控制的技術(shù)，變頻技術(shù)是應交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的。它是一種無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式。由于變頻技術(shù)是根據(jù)電機的負載變化來實現(xiàn)自身的功能變化，這樣就大大提高了電機的效率，也減少了磨損。

隨著電力電子技術(shù)和控制理論的進步，變頻技術(shù)在理論和應用方面取得了較快的發(fā)展。在功率器件方面，經(jīng)過廠GTR、IGBT的更替，并進一步發(fā)展為智能功率模塊（IPM），在控制理淪方面，壓頻比（U/o控制方式得到很大改進，矢量控制和轉(zhuǎn)矩直接控制方式在實際變頻器中廣泛應用，模糊自優(yōu)化控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等控制方法成為新技術(shù)的研發(fā)方向；調(diào)速系統(tǒng)的集成度越來越高。從單片機開始，先后產(chǎn)生了數(shù)字信號處理器（DPs），精簡指令集計算機（RISC），出現(xiàn)的高級專用集成電路（ASIC），在功能方面，變頻器的綜合化越來越高，除了能完成基本的調(diào)速功能外， 具有內(nèi)置的可編程序、參數(shù)辨識及通信等功能。利用電力半導體器件的通斷作用把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的電能控制裝置稱作“變頻器”。變頻調(diào)速就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的。

2 變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應用

2.1 變頻技術(shù)在提升機的應用

變頻技術(shù)在礦井提升機的應用，主要采用了高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)：第一，在提升機電控系統(tǒng)設(shè)計中，高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，采用單元串聯(lián)多電平能量回饋型四象限高壓變頻控制系統(tǒng)。高壓主電路與低壓控制電路之間的通訊采用光纖傳輸，保證電隔離性能安全可靠。系統(tǒng)抗干擾能力強。第二，提升機電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制，實現(xiàn)提升全過程的位置控制、速度控制、動態(tài)畫面監(jiān)視和絞車系統(tǒng)的各項保護功能，滿足電磁兼容性的技術(shù)要求。

2.2 變頻技術(shù)在水泵中的應用

礦井中應用較多的另一種設(shè)備是多級離心泵。電能輸送給水泵電機后，電機帶動多級離心泵旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，把井下的水舉排到地面。由于水泵是在井底工作，工作環(huán)境非常惡劣，傳統(tǒng)的供電方式一全壓、工頻使它故障頻繁，運行成本大增。一方面，水泵在工頻啟動時，啟動電流大，電機電纜的壓降較大，使得電機電纜在啟動過程中的反壓較高，使絕緣性能降低，每次開機都會使水泵壽命降低，大大影響了水泵的使用壽命。另一方面，水泵在正常工作時，普遍存在著電機負載率較低的情況，水泵的功率因數(shù)較低，耗電量多，“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴重。通過改變電動機轉(zhuǎn)速，在降低水流量的同時，可有效降低系統(tǒng)的電能損耗。

2.3 變頻技術(shù)在煤礦通風機的應用

主扇風機在煤礦生產(chǎn)中有著重要的地位，作為礦井主通風，它每天24h不停地運轉(zhuǎn)，是整個礦井的“呼吸”系統(tǒng)。由于變頻器改造后風機可以實現(xiàn)變頻軟起動，避免了起動電流的沖擊，不僅對電網(wǎng)沒有任何沖擊，而且還可以隨時起動或停止。進行變頻改造后，風機的大部分工作時間都在較低的速度下運行，因而大大降低了風機工作的機械強度和電氣沖擊，將會大大延長風機的使用壽命。

2.4 變頻技術(shù)在煤礦采煤機中的應用

采煤機作為煤礦井下的主要綜采設(shè)備，常工作在比較惡劣的環(huán)境當中。其所處環(huán)境一般粉塵較大，空氣相對濕度較高。目前，我國能量回饋型四象限運行的交流變頻調(diào)速采煤技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，國產(chǎn)電牽引采煤機行走功率最大2×l10kW，變頻器電壓380V，能夠?qū)崿F(xiàn)額定轉(zhuǎn)速下恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速.額定轉(zhuǎn)速以上恒定功率調(diào)速及兩臺變頻器之間的主從控制和轉(zhuǎn)矩平衡。

2.5 變頻技術(shù)在礦井皮帶輸送機中的應用

目前，我國許多煤礦用的皮帶輸送機除裝車系統(tǒng)使用外，井下也大量使用。由于諸多原因，使用中相當長時間都處于空載或輕載運行狀態(tài)，電能浪費嚴重。若在皮帶輸送機上安裝變頻器，可隨時將電機產(chǎn)生的負力回饋到電網(wǎng)中，減少發(fā)熱損耗，解決機械系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)的沖擊問題，延長設(shè)備的使用壽命，并能有效地節(jié)約電能。

3 變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備的應用前景

雖然，目前煤礦井下交流變頻調(diào)速技術(shù)的應用尚在起步階段，但在煤礦企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代，在節(jié)能和實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化方面已取得了明顯的節(jié)能效果。

3.1 推廣較廣，礦山中大小機電設(shè)備種類繁多，能解決好變頻器與這些設(shè)備的匹配向問題，就能得到更廣泛的推廣。

3.2 需求量很大，我國礦山基數(shù)大，在機電設(shè)備的改造中必然需要大量的變頻器，會極大推動變頻技術(shù)在礦山的發(fā)展。

3.3 專業(yè)化可以加強，礦山有很多特殊工作環(huán)境，如井下工作等，需要具有特殊功能的專業(yè)變頻器配置這些裝備。

3.4 多功能、網(wǎng)絡化的更新。電子技術(shù)日新月異，礦山改造過程中對變頻器的使用和控制也會呈現(xiàn)多功能的趨勢，對變頻器的控制也會成為礦山網(wǎng)絡化管理中的一個重要環(huán)節(jié)。

參考文獻

[1]韓煥勝.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風工作中的應用[A].第八屆中國煤炭經(jīng)濟管理論壇暨第二屆中國煤炭學會經(jīng)濟管理專業(yè)委員會工作會議論文匯編[C].2007.

篇3

【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù)；煤礦；機電設(shè)備

隨著我國的大功率輸出技術(shù)、計算機與電子信息技術(shù)及自動化控制等技術(shù)快速發(fā)展，y也帶動了機電設(shè)備變頻技術(shù)的發(fā)展。目前社會上提倡的節(jié)約及環(huán)保等理念，也需要變頻、自動化控制等技術(shù)的大力支持。在礦山開采過程中，機電設(shè)備耗能極高，這給社會與環(huán)境均帶來很大的壓力，而提升、通風、壓風及排水等設(shè)備所損耗掉的電能量，浪費嚴重。因此，變頻控制技術(shù)的應運而生，解決了節(jié)能這一問題，在煤礦的持續(xù)發(fā)展中，變頻技術(shù)的應用也將越來越廣泛。

1 煤礦機電設(shè)備中的變頻技術(shù)概述

在煤礦機電設(shè)備的動力設(shè)計過程中，機器設(shè)備在正常使用過程中并沒有必要在滿載負荷的情況下進行長時間工作，為使設(shè)備既能滿足工作動力要求又不造成能源浪費，很有必要在設(shè)備使用過程中融入變頻技術(shù)，避免設(shè)備產(chǎn)生多余的力矩。變頻技術(shù)包括了點擊傳動技術(shù)、電力電子技術(shù)以及計算機技術(shù)，是一門結(jié)合強弱電與機械設(shè)備的綜合技術(shù)。變頻技術(shù)的基本原理就是通過半導體元件將工頻電流信號轉(zhuǎn)換為其他頻率，再將轉(zhuǎn)換的工頻交流電進一步轉(zhuǎn)換為直流電，依靠逆變器對電壓和電流進行控制調(diào)節(jié)，使機電設(shè)備能夠達到無級調(diào)速。更進一步地講，煤礦機電設(shè)備中的變頻技術(shù)就是利用電機轉(zhuǎn)速與電流頻率之間的同比增長關(guān)系，通過改變電流頻率來控制電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對機電設(shè)備的有效合理控制。通過變頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電機的平穩(wěn)、自動加減速控制，提高電機的工作效率并減小能源消耗。變頻器的電路通常分為四個部分，包括整流、直流、逆變和控制部分，各個部分相輔相成，共同控制著電機的工作，共同實現(xiàn)對設(shè)備轉(zhuǎn)速的自動、節(jié)能、高效控制。

隨著全國各地煤礦資源的不斷開采，可利用的煤礦資源越來越少，各個煤礦開采企業(yè)之間的競爭也越來越激烈，煤炭企業(yè)作為用電大戶，噸煤電耗已經(jīng)作為煤礦企業(yè)的一項重要經(jīng)營指標，能否有效提高機械設(shè)備的節(jié)能效率、減少污染排放在很大程度上決定著企業(yè)的綜合競爭力。在煤礦機械電設(shè)備中融入變頻技術(shù)是節(jié)能減排、提高企業(yè)競爭力、保護環(huán)境、保證企業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的一項重要舉措。在當前煤礦開采作業(yè)中，機械設(shè)備的用電量占用電總量的70%以上，因此變頻技術(shù)具有很大的節(jié)能潛力，是煤礦開采企業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵，在煤礦生產(chǎn)中具有十分重要的意義。

2 變頻控制技術(shù)在煤礦機電中的應用

2.1 在提升機中的應用

在礦井生產(chǎn)過程中，提升機主要承擔安全輸送施工物料與施工人員，作用顯著。其通常的傳統(tǒng)方式是先將其金屬電阻與電動機的轉(zhuǎn)子電路內(nèi)部相連接，再借助鼓型控制器及接觸器來切除電阻展開調(diào)速。而在這一過程中電阻能會出現(xiàn)大量的消耗現(xiàn)象且散熱性能較差。因電阻的調(diào)速范圍較小，引發(fā)精確度過低。在減速段及下放過程中需動力制動直流電源與低頻電源，易導致設(shè)備受損，帶來較大的電能浪費，而在這個階段起安全性能也會受到質(zhì)疑。同時制約了礦山的安全生產(chǎn)與經(jīng)濟運行效率。

若變頻控制技術(shù)應用在礦井提升機驅(qū)動系統(tǒng)中，可在一定程度上避免許多弊病，一方面達到無級平穩(wěn)的加、減速；另一方面也可提高系統(tǒng)各方面的性能，從而增強對各方面的穩(wěn)固，優(yōu)點包括，可借助編程器的指令運行程序編寫，穩(wěn)定電控系統(tǒng)中繼電器的邏輯關(guān)系，也可穩(wěn)固電路圖及梯形圖之間的相互轉(zhuǎn)換；控制的精度較高，具有可擴展性，采用修改內(nèi)部系統(tǒng)就能完成對其系統(tǒng)功能各項參數(shù)的轉(zhuǎn)化；因外部的線路控制運行的繼電器數(shù)量較少，因此故障也會隨之減少；速度與制動時通過電氣控制，在一定程度上減少系統(tǒng)沖擊，減弱機械受磨損，進而增加了設(shè)備的使用壽命。系統(tǒng)的故障可借助觸摸顯示屏與編程器檢測；回饋制動方面，在提升機負力的狀態(tài)過程中，電機產(chǎn)生的再生能量直接反饋到電網(wǎng)內(nèi)，電能的節(jié)約明顯提升。

2.2 在采煤機中的應用

采煤機與提升機一樣，都具有啟停頻繁、變速復雜的特點，在引入變頻器時就應該考慮進行四象限工作。采用四象限工作形式能夠?qū)Σ擅簷C進行較大范圍的控制和調(diào)節(jié)，確保采煤機的牽引速度能夠保持在一個較為穩(wěn)定的水平，避免機器出現(xiàn)溜車、下滑等現(xiàn)象。此外，引入變頻技術(shù)后采煤機的操作也相對簡單，控制更加精確。

2.3 在皮帶機中的應用

皮帶機的功率是借助繞線電機經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組降壓啟動再進行工頻巡行，通過液力耦合器轉(zhuǎn)換到皮帶機。其工作原理借助驅(qū)動輪轂，通過摩擦力帶動皮帶運動，而皮帶通過其明顯的張力變形與摩擦力帶動運行于滾軸上。轉(zhuǎn)子串接電阻改變轉(zhuǎn)矩與減壓空載啟動等措施，啟動電流較大，易產(chǎn)生電網(wǎng)電壓發(fā)生劇烈的波動、發(fā)熱及電機內(nèi)部機械沖激等現(xiàn)象。因啟動的時間較短，在一定程度上增強了皮帶的斷裂與老化，這就需要皮帶的韌性夠強。液力耦合器在運轉(zhuǎn)過程中會引發(fā)內(nèi)部的油溫升高，其部件磨碎程度增大等，不僅增加了維修難度和成本，對環(huán)境也有破壞作用，致使功率的平均及同步問題難以解決。運用變頻技術(shù)完成皮帶傳輸機的軟起、軟停等，穩(wěn)固皮帶機工作性能。經(jīng)過改造，系統(tǒng)可按照負載的轉(zhuǎn)化情況，調(diào)節(jié)輸出的頻率及力矩，改善原來電機工頻的恒速運行模式，節(jié)約電能的消耗。系統(tǒng)功率的因數(shù)若在過程中上升到90%，可大大提高其工作效率。高壓變頻器運用了皮帶機的能量回饋功能，為節(jié)約能源消耗做出貢獻，也降低了其他方面的設(shè)備維護費用，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

2.4 在通風機中的應用

礦山施工中，通風機內(nèi)的主扇風機在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)重要的地位。是礦井的主要通風設(shè)備，其運轉(zhuǎn)的時間較長，普遍稱之為礦井施工中的呼吸系統(tǒng)。但隨著挖掘與開采技術(shù)的不斷發(fā)展，井下施工的風壓也不斷在增加，通風機所需的功率明顯增大。因此，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)，可通過巷道的風量需求展開調(diào)速，在一定程度上減少了電能的消耗量，應用效果十分顯著。

2.5 在水泵上的應用

在煤礦生產(chǎn)中，水流量要求處于變工況運行。而在調(diào)節(jié)水泵流量時，實際采用的辦法是機械調(diào)節(jié)閥門開度來實現(xiàn)，此時水泵的拖動電機處于恒速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，很不經(jīng)濟。若通過變頻器控制轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，就具有調(diào)速性能好、節(jié)能效果顯著、運行工藝安全可靠等優(yōu)點。據(jù)文獻顯示，我國幾十個大型煤礦集團公司現(xiàn)有主排水泵5000 多臺，其年排水電耗約為30 億kW·h，占礦井總用電量的30%左右，所以對煤礦用水泵進行變頻節(jié)能改造極具現(xiàn)實意義。

3 變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦中的應用前景

變頻調(diào)速技術(shù)不僅能使風機、泵類機械根據(jù)要求流量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，節(jié)約大量的電能，還可根據(jù)負載調(diào)節(jié)并降低轉(zhuǎn)速，以減小機械和風的噪聲。對于輸送機可實現(xiàn)平滑加速、減速，產(chǎn)生性能優(yōu)良的軟起動效果，特別是重負載起動時，可提升輸出轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生普通軟起動器所達不到的效果，由于采用了對設(shè)備不產(chǎn)生沖擊的起動、停止和空載時低速或高速運行，可增加設(shè)備的使用壽命。另外，變頻技術(shù)對生產(chǎn)自動化、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品合格率有明顯的效果。因此，煤礦井下的風機、水泵、提升機、運輸機、采煤機、絞車、壓縮機等機械的負載都比較適合變頻調(diào)速控制。

參考文獻：

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[3]馬修成.基于變頻技術(shù)的煤礦機電設(shè)備應用分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2009（10）.

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1.1機電設(shè)備的范圍。機電設(shè)備其實就是機電一體化，通過機器不同零件的安裝，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。一般機電設(shè)備的范圍很廣泛，設(shè)計領(lǐng)域非常廣泛。比如：生活中的家用電器，交通運輸中的火車、工程控制系統(tǒng)中的機床等等。

1.2機電設(shè)備中機電一體化的理解。機電設(shè)備就是將電子信息技術(shù)加入到原有的機器中，使其獲得自動化、智能化工作的效果。從現(xiàn)代化的角度來看，機電一體化已經(jīng)成為采礦行業(yè)新的發(fā)展驅(qū)動之一。因為機電設(shè)備大部分都使用超大規(guī)模集成電路，在儀器傳感、自動控制、系統(tǒng)自檢方面已經(jīng)完全實現(xiàn)了自動化要求。因此機電一體化可以實現(xiàn)以下功能，一是，提高采礦工作效率，比如在采礦輸送機上使用機電設(shè)備和傳統(tǒng)人工以及簡單機械對比，具有運輸量大，用時時間少等優(yōu)點；二是，自動化水平提高，一般機電一體化都可以實現(xiàn)人工遠程操作，一方面是減輕了工作人員的工作難度和強度，為企業(yè)節(jié)約了成本另一方面也可以在自動調(diào)整設(shè)備施工準確度，避免由于人工操作失誤造成不必要的損失；三是，機電一體化可以實現(xiàn)實時監(jiān)控。由于采礦作業(yè)一般都是在地下進行，受制與地下的特殊空氣和地形條件，設(shè)備的事故率都比較高，采用機電一體化可以對機器的使用情況進行實時監(jiān)控，在設(shè)備的維修和延長使用壽命方面具有不可磨滅的作用。

2.機電設(shè)備在采礦過程中的應用

2.1現(xiàn)代采礦業(yè)對設(shè)備的要求?，F(xiàn)代采礦業(yè)安全事故頻發(fā)，因此使用機電設(shè)備和進行機電設(shè)備改造迫在眉睫。現(xiàn)代化的采礦業(yè)對機電設(shè)備有以下機電要求：一是，機電設(shè)備應該自身具有很好的抗腐蝕性可以在地下復雜條件下正常工作。二是，采礦業(yè)中機電設(shè)備重量不宜過重而且維修和操作簡單。三是，使用中的機電設(shè)備應足夠可靠，不僅僅是設(shè)備工作中性能穩(wěn)定，也必須在監(jiān)控地下情況，數(shù)據(jù)提供，設(shè)備自檢方面足夠可靠。四是，機電設(shè)備使用時間應該足夠長，維修時間短，性價比高。五是，機電設(shè)備設(shè)計簡單，功能齊全，便于工作人員的操作。

2.2機電設(shè)備在采礦過程中具體應用實踐。目前采礦業(yè)機電設(shè)備普及率已經(jīng)非常高，設(shè)備的更新?lián)Q代速度也比較快，應用的范圍也在逐步擴大，因此這里只說明四種機電設(shè)備技術(shù)的具體應用實踐。一是，采礦業(yè)中的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。由于采礦業(yè)在企業(yè)實力和資金方面要求比較高，因此國家鼓勵企業(yè)大型化，生產(chǎn)規(guī)?；?。因此傳統(tǒng)的人工或半人工控制系統(tǒng)已經(jīng)不再符合時代的發(fā)展。智能化控制系統(tǒng)（簡稱IC）的出現(xiàn)，很好的解決了采礦業(yè)中關(guān)于實現(xiàn)規(guī)模化控制的問題。二是，交流傳動技術(shù)的使用。隨著我國大力推廣坑口發(fā)電等技術(shù)，我國采礦業(yè)交流調(diào)速技術(shù)的研究和推廣獲得巨大進步。采礦業(yè)中，傳動技術(shù)至關(guān)重要，關(guān)系到能否實現(xiàn)安全生產(chǎn)和高效率生產(chǎn)。目前，傳動技術(shù)已經(jīng)在大部分類型和容量的電機中使用，在很大程度上提高了采礦業(yè)作業(yè)的效率和降低設(shè)備的損耗。三是，煤炭行業(yè)中采煤機的機電化。目前，我國大部分的煤礦已經(jīng)采用電牽采煤機代替了傳統(tǒng)的液壓式，包括現(xiàn)在所用的和傳統(tǒng)的液壓式相比，機電化的電牽采煤機的工作效率得到了非常顯著的提高，同時在性能穩(wěn)定方面也比較突出。四是，采礦業(yè)中的提升機機電化。采礦業(yè)中最具機電代表性和機電水平最高的當屬提升機，目前我國常用的提升機是在融合了自動控制、工程通信、電子、機械、電力多方面技術(shù)基礎(chǔ)上研究成果的，工作的精確度非常的高。

2.3機電設(shè)備應用要求。一是，對人員的要求。機電設(shè)備特別是機電一體化，對人員的專業(yè)素質(zhì)要求非常高，相關(guān)的企業(yè)必須要對上崗人員進行系統(tǒng)的培訓以免發(fā)生操作意外。二是，對設(shè)備硬件的要求。機電一體化設(shè)備設(shè)計比較精密，因此對所用材料要求非常高，應該加強機電設(shè)備材料方面的研究和更新，努力提供我國機電設(shè)備自動化和智能化的水平。

3.機電設(shè)備在采礦過程中發(fā)展方向和意義

3.1機電設(shè)備現(xiàn)狀及發(fā)展方向。機電一體化發(fā)展方向必須是智能化、自動化和國產(chǎn)化。目前，我國采礦業(yè)機電設(shè)備發(fā)展比較快，但是與國外相比仍然存在不少問題。一是，國產(chǎn)化程度不高，雖然我國在很多機電設(shè)備上已經(jīng)可以實現(xiàn)國產(chǎn)化，但是一方面國產(chǎn)化設(shè)備的安全性和可靠性與國外相比差距很大另一方面在核心設(shè)備上，我國國產(chǎn)率低。二是，國產(chǎn)化設(shè)備在智能化方面有所欠缺。因此我國應該在機電設(shè)備的開發(fā)時重點向三個方面發(fā)展：一是，實現(xiàn)采礦設(shè)備系統(tǒng)機電化以適應現(xiàn)代化自動化的需要。二是，實現(xiàn)核心設(shè)備國產(chǎn)化，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備。三是，提供國產(chǎn)機電設(shè)備的機電水平和工作可靠性。

3.2機電設(shè)備的應用意義。采礦業(yè)中實現(xiàn)機電一體化具有非常重要的意義，符合經(jīng)濟發(fā)展需要。實現(xiàn)采礦業(yè)機電設(shè)備的更新和普及一是，有利于實現(xiàn)采礦行業(yè)生產(chǎn)的高效率，提供采礦性價比。機電設(shè)備在采礦業(yè)中的廣泛使用，不僅改變了傳統(tǒng)落后的采礦業(yè)生產(chǎn)模式，而且在降低工作人員勞動時間和工作強度的同時有效的增加的生產(chǎn)產(chǎn)量，極大了提供了采礦業(yè)整體的經(jīng)濟效率；二是，降低的采礦業(yè)生產(chǎn)風險。機電設(shè)備最顯著的特征就是實現(xiàn)自動化和智能化，可以代替工作人員去做風險比較大的工作，有效降低了事故發(fā)生率。

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[關(guān)鍵詞]煤礦；機電設(shè)備；變頻技術(shù)

中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0380-01

引言

煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)乎國計民生，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，國家對于節(jié)能減排投入大量的財力、物力、人力，人們對于生存環(huán)境的要求進一步嚴格，第二產(chǎn)業(yè)面臨著重要的歷史性轉(zhuǎn)折，以煤礦為代表的相關(guān)產(chǎn)業(yè)逐漸向高效、低能、無污染方向發(fā)展。變頻技術(shù)應運而生，人們對于變頻技術(shù)的了解局限于小家電中，煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的應用是煤礦產(chǎn)業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

一、變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點

1）具有良好的調(diào)速功能，可靠性，高效率，高功率因數(shù)。這些都是其他裝置所不具有的。在一定時間內(nèi)，變頻調(diào)速器的原理就是根據(jù)其內(nèi)的矢量控制模式，與電機的靜、動態(tài)實際參數(shù)和電機的實際負荷相結(jié)合，以在動電流小于額定電流的前提下，用矢量方式來加大其啟動力矩，使得電機的頻率逐漸增大，由零增加到正常頻率，最后對其進行控制。對電機的控制主要是根據(jù)電機負荷的變化和實際工藝參數(shù)的變化，相應調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，以此來達到電機運行的穩(wěn)定性。這樣處理，降低了電機的損耗，還能夠使得調(diào)速系統(tǒng)自動補償，電機的無功功率提高了電力網(wǎng)絡系統(tǒng)的功率因素，減少了無功損耗，使效率提高。

2）具有測控方便，保護齊全，開環(huán)閉環(huán)都可以自動制動的特點，是實現(xiàn)自動化的最重要性能。

3）具有節(jié)約電能，改善工藝流程，最終提高產(chǎn)品質(zhì)量的性能，使得電機所需要的物料的流量、壓力，能達到最佳參數(shù)。這樣，不僅減少不必要的浪費，而且調(diào)速過程本身消耗很小，無噪聲。與傳統(tǒng)調(diào)速的相比，省去了穩(wěn)定速度設(shè)備和反饋控制設(shè)備。

二、煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的應用

1、變頻技術(shù)在空壓機中的應用

變頻技術(shù)在空壓機中的應用主要有兩個方面，一個是空壓機的啟動，另一個是壓風系統(tǒng)的控制，我們來分別了解一下這兩方面。

（1）空壓機的啟動

以往的空壓機啟動中，多采用直接啟動的方式，或者是用轉(zhuǎn)子串電阻啟動的方法，這兩種啟動方法存在著一定的缺陷，使空壓機啟動時產(chǎn)生大電流，對機電設(shè)備造成了一定的損害，降低了設(shè)備的利用率。將變頻技術(shù)利用到設(shè)備的啟動上，就會減少啟動時對設(shè)備的損害，從而延長了設(shè)備壽命；

（2）壓風系統(tǒng)的控制

在壓風系統(tǒng)中，以往采用的是開環(huán)控制方式，利用調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)，這個過程當中會重復地啟動相關(guān)設(shè)備，使得風力會產(chǎn)生變化，不利于保持設(shè)備的恒壓，這樣對機電設(shè)備本身造成了一定的損害，同時也增添了維修費用。將變頻技術(shù)利用到設(shè)備改造中，就會改變這種狀況，變頻設(shè)備有兩種控制方式：一種是壓力閉環(huán)控制，利用這種方式進行系統(tǒng)控制時，壓力變送器能夠及時對設(shè)備壓力進行檢測，然后與規(guī)定值比較，再利用兩者的差值進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，這樣就保證了設(shè)備的恒壓狀態(tài)；另一種是手動調(diào)節(jié)的方式，在電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方面，變頻器也可以運用電位器來手動調(diào)節(jié)的，這種方式一般用在壓力變送器出現(xiàn)故障的時候。為了方便操作，在變頻器控制柜上設(shè)置了復位按鈕，一旦變頻器發(fā)生故障，就可以利用復位按鈕來進行修復。無論是利用壓力閉環(huán)控制還是手動調(diào)節(jié)的方式都能夠提高設(shè)備的利用率，減少了設(shè)備的維修量，對空壓機設(shè)備具有重要意義。

2、變頻技術(shù)在空壓機中的應用

傳統(tǒng)的煤礦機電設(shè)備中空壓機的運行方式存在一定的問題，使用直接啟動或者用轉(zhuǎn)子串電阻起動的方式時，初始電流大，頻率不穩(wěn)定，波動幅度大，對電網(wǎng)和機械設(shè)備造成的沖擊和損耗非常強烈，極大地縮短空壓機機電設(shè)備的使用壽命。傳統(tǒng)的壓風系統(tǒng)采用的是開環(huán)控制的方式，頻繁地起動設(shè)備和電動機，這種方式不能提供恒壓供風，而且設(shè)備損耗也大幅度增強。變頻技術(shù)在空壓機的應用中，可以提供壓力閉環(huán)控制及開環(huán)控制手動調(diào)節(jié)兩種控制方式的選擇，設(shè)備運轉(zhuǎn)時，通過壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以自主根據(jù)差值調(diào)節(jié)空壓機轉(zhuǎn)速，工作人員可以便利地在變頻器控制柜上保持空壓機的供風壓力恒定為設(shè)定值。變頻技術(shù)將對空壓機的工作頻率做出最為及時和準確的監(jiān)控，當空壓機的壓力、溫度等參數(shù)超過高限值或出現(xiàn)斷水信號時，變頻運行將自動地停在空壓機設(shè)備中，使用變頻技術(shù)可以及時有效地掌握空壓設(shè)備的具體運轉(zhuǎn)狀態(tài)，配以先機的預警裝置，既可以實現(xiàn)遠程控制，同時可以保證機械設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性。

3、變頻技術(shù)在皮帶機中的應用

煤炭企業(yè)還要使用大功率的皮帶機來完成礦料運輸工作，必須要依靠電機帶動皮帶轉(zhuǎn)動，因此煤炭企業(yè)要使用足夠大的電流來啟動電機，帶動皮帶運轉(zhuǎn)。由于傳統(tǒng)的液力藕合器會使電路電壓發(fā)生較大變化，因此大大降低皮帶使用年限，同時使用液力藕合器還會產(chǎn)生大量熱量，加速了皮帶老化速度。為了延長皮帶使用壽命，技術(shù)人員可將變頻技術(shù)應用于皮帶機中，以此實現(xiàn)皮帶機的軟啟動，進而確保皮帶機平穩(wěn)運行，降低電能消耗。通過調(diào)查可知，將變頻技術(shù)應用于皮帶機中后，藕合器能量和能源的利用效率大大提高。另外，設(shè)備維修費用大大降低，使煤炭企業(yè)獲得較多的經(jīng)濟效益。

4、變頻技術(shù)在水泵中的應用

水泵將機械能裝換為液體能量，以抽送液體為目的。水泵不僅可以用來輸送液體，而且能夠?qū)崿F(xiàn)液體增壓，它在礦區(qū)給水、給液中發(fā)揮著重要作用。在以往的工作中，泵空轉(zhuǎn)時間相對較長，在頻繁的起停工作中容易發(fā)生故障，同時也耗費了大量的電能。將變頻技術(shù)運用到泵中可以有效的提高設(shè)備運行率，減少設(shè)備故障的發(fā)生，同時能夠起到很好的節(jié)能效果，操作起來也非常簡單。其中中國礦業(yè)大學設(shè)計出了一套煤礦井下排水泵站的監(jiān)控系統(tǒng)，這在提高水泵性能方面有很好的效果。將變頻器利用到水泵中，可以給水泵的起停減速，使井下液位達到恒定，減少了泵的空轉(zhuǎn)時間，起到了很好的節(jié)能效果。

5、在流體負荷設(shè)備中的應用

變頻節(jié)能技術(shù)在流體負荷設(shè)備中的應用主要體現(xiàn)在風機和泵所采用的變頻調(diào)速。在風機中變頻調(diào)速的應用越來越多，同時出現(xiàn)了為煤礦特殊環(huán)境專門設(shè)計的變頻調(diào)速裝置。改造后的風機，實際轉(zhuǎn)速較改進前最低轉(zhuǎn)速卜降了很多。電機實際輸出功率為改進前前導器半關(guān)閉時的1/3風量和風壓，更加適合礦井特性，每年可節(jié)約大量的電費。而變頻調(diào)速在礦區(qū)給水、給液用泵中應用靈活，明顯降低了設(shè)備的機械沖擊，增加了工藝系統(tǒng)控制的靈活性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。可以靈活的控制抽水泵的平滑起停、適時加減速，保證了井下液位的恒定，降低了水泵空轉(zhuǎn)時問和頻繁起停帶來的大量能耗，機械設(shè)備的損耗也相應降低，保證了生產(chǎn)的安全高效運行。

結(jié)語

要想實現(xiàn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就要積極采取對策預防煤礦機電事故發(fā)生。因此，通過增強員工安全意識、合理使用機電設(shè)備、加強機電部門管理、提升工作人員素質(zhì)，最終能切實有效地預防機電事故的發(fā)生，促進煤礦可持續(xù)發(fā)展。當今時代，技術(shù)是決定一個企業(yè)發(fā)展速度的重要因素，對于煤炭企業(yè)來說，應切實將變頻技術(shù)合理應用于煤礦機電設(shè)備中，以此提高煤礦機電設(shè)備運行精度，簡化煤礦機電設(shè)備操作步驟，降低煤炭企業(yè)能源消耗，延長煤礦機電設(shè)備使用壽命，從而讓煤炭企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：煤礦機電設(shè)備；變頻節(jié)能技術(shù)；應用

我國擁有豐富的煤炭資源。煤炭企業(yè)作為基礎(chǔ)能源單位，對推動國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了重要的作用。多年來的粗放型煤礦開采方式，使煤炭資源大量地被挖掘出來的同時，也造成了資源浪費，而且在煤炭生產(chǎn)中還存在安全問題，使煤炭生產(chǎn)成本高、能耗高、效率低。在煤炭生產(chǎn)中采用變頻節(jié)能技術(shù)，可以確保煤礦機電設(shè)備的各項性能良好，使其應用的功能都得以充分發(fā)揮，使煤炭生產(chǎn)不僅安全節(jié)能，而且對機械設(shè)備還能夠發(fā)揮作用調(diào)節(jié)作用。

一、煤礦機電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的運行原理

變頻節(jié)能技術(shù)應用于煤礦企業(yè)，為煤礦企業(yè)的節(jié)能降耗做出了貢獻。與交流電有所不同，變頻節(jié)能技術(shù)是通過變頻調(diào)節(jié)速度，將交流電流原有的恒定頻率轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢詣討B(tài)可變的資源。首先，功率器經(jīng)過技術(shù)更替之后，發(fā)展為IPM智能功率模塊，由此增大了變頻的功率?；诖?，壓頻比的技術(shù)控制方式發(fā)生改變，包括矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制都發(fā)生了改變。其次，隨著控制技術(shù)的創(chuàng)新，模糊自優(yōu)化控制技術(shù)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術(shù)應運而生，變頻技術(shù)集成化，使得數(shù)字信息處理的單一化向集成化發(fā)展，形成了專用的集成電路，在變頻技術(shù)的支持下，包括數(shù)字信號處理器、精簡指令集計算機等都得到綜合應用，不僅可以發(fā)揮調(diào)速功能，而且對程序參數(shù)、通信功能都具有辨識能力。

二、煤炭機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應用

變頻節(jié)能技術(shù)從研發(fā)到應用經(jīng)歷了較長的一段時間，實現(xiàn)了煤礦機電設(shè)備的技術(shù)改造，使得該設(shè)備的運行安全可靠、高效節(jié)能。目前煤炭企業(yè)的煤炭機電設(shè)備采用變頻節(jié)能技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）煤炭企業(yè)的采煤機對變頻節(jié)能技術(shù)的應有

煤炭企業(yè)的采煤機應用變頻節(jié)能技術(shù)，即為采煤機變頻調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)在煤炭企業(yè)應用，已經(jīng)適應煤炭企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，從交流變頻電牽引“一拖二”控制發(fā)展為“一拖一”控制。我國的采煤技術(shù)中，交流變頸調(diào)速已經(jīng)達到了先進的水平，特別是能量回饋型四象限運行變頻器，不僅變頻效率高，而且實現(xiàn)了恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速。煤炭企業(yè)的采煤機在電牽引的作用下，行走功率可以達到220kW，變頻器的電壓大約為380V，可以進行恒定功率調(diào)速。從變頻器的運轉(zhuǎn)情況來看，主變頻器和輔變頻器之間，以及轉(zhuǎn)矩平衡等都能夠保持穩(wěn)定運行。如果工作面比較大，就可以對制動力矩進行調(diào)節(jié)，牽引速度保持恒定。機器不會產(chǎn)生滑車的現(xiàn)象。從應用情況來看，不僅設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，而且能夠根據(jù)工作需要靈活控制，操作上非常方便，而且調(diào)節(jié)速度的過程中機器仍然會處于良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（二）煤炭企業(yè)的提升機對變頻節(jié)能技術(shù)的應用

煤炭企業(yè)的煤礦生產(chǎn)中，提升機是需要高度重視的機電設(shè)備，直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)是否能夠順利展開，也關(guān)系到工作人員的健康安全。提升機運行中使用變頻節(jié)能技術(shù)，就是用交流四象限變頻器對提升機的運行速度進行調(diào)整。通常提升機所選用變頻調(diào)速系統(tǒng)時，還會配合安裝防爆設(shè)備，實現(xiàn)了變頻器的信息化控制，包括輸入接口、輸出接口等等，都應用信息技術(shù)進行遠程操作，可以降低工作人員的工作量，而且物料輸送效率更高。

（三）煤炭企業(yè)的皮帶輸送機對變頻節(jié)能技術(shù)的應用

變頻節(jié)能技術(shù)應用于皮帶輸送機所發(fā)揮的作用與提升機的工作原理基本一致，是在皮帶輸送機運行的過程中，將物料從井下向地面輸送，就必然會產(chǎn)生牽引作用。這種牽引是在摩擦力的帶動下完成的，張力產(chǎn)生變形，在支撐輥輪上帶動物體運動，將煤炭輸送到制定的地點。如果在啟動皮帶機的時候，采用液力耦合器，很容易導致皮帶過早老化或者發(fā)生斷裂，嚴重影響皮帶輸送機的運行效率。在電機啟動的時候采用變頻技能技術(shù)，隨著電流的波動不斷降低，機電內(nèi)所產(chǎn)生的機械沖擊以及因此引發(fā)的熱量就會帶動皮帶機運轉(zhuǎn)，使其發(fā)揮傳送功能，由此功率平均以及功率同步的問題。

（四）煤炭企業(yè)的流體負荷設(shè)備對變頻節(jié)能技術(shù)的應用

煤炭企業(yè)的流體負荷設(shè)備對變頻節(jié)能技術(shù)的應用，主要是在應用變頻調(diào)速技術(shù)對風機的運轉(zhuǎn)速度和泵的運轉(zhuǎn)速度進行調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速技術(shù)對風機運轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)力度是非常大的。由于煤礦工作環(huán)境比較特助，在變頻調(diào)速裝置的設(shè)計上也會考慮到煤炭環(huán)境的特殊需要進行技術(shù)改造，以降低風機的運轉(zhuǎn)速度。電機的輸出功率達到了前導器關(guān)閉時風量以及風壓的1/3。這種設(shè)計更符合礦井生產(chǎn)環(huán)境，平均每年可以節(jié)約大量的能源，電費也相應地降低。在煤礦要求的液用泵上安裝變頻調(diào)速裝置，可以提高液用泵的靈活度，能夠?qū)に囅到y(tǒng)提高控制力度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。使用變頻調(diào)速裝置還可以對液用泵的運行速度有效調(diào)節(jié)，可以使液用泵空轉(zhuǎn)的時間縮短，不必要頻繁地啟動、停止，可以節(jié)約鍛煉的能源。設(shè)備的運行成本降低了，確保礦井安全生產(chǎn)。

結(jié)語

綜上所述，煤礦企業(yè)作為基礎(chǔ)能源單位，不僅能源消耗量大，而且企業(yè)的運行成本也比較高。采用了變頻調(diào)速技術(shù)之后，系統(tǒng)實現(xiàn)軟啟動，減少了對電網(wǎng)的沖擊，減輕了起動對風機葉片、電機的機械損傷；大幅度降低風機噪音和振動，改善職工工作環(huán)境；實現(xiàn)無人操作，降低了工人勞動強度，解決了能源，而且降低了能源消耗，達到了節(jié)能降耗的預期目標。隨著科學技術(shù)的不斷進步，煤礦機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)將日趨完善。因此，必須積極推廣先進的交流變頻調(diào)速技術(shù)，用先進的設(shè)備武裝、改造煤礦等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進工業(yè)自動化的進一步發(fā)展。

參考文獻

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[2]李新.探討我國煤礦機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應用[J].科技致富向?qū)В?013，19（21）：224-224.

[3]李素慧，趙文濤.變頻節(jié)能技術(shù)在我國煤礦機電設(shè)備中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（7）：285-285.

篇7

關(guān)鍵詞:礦山機電設(shè)備;故障診斷技術(shù);應用

對于礦山機電設(shè)備而言，故障診斷技術(shù)可以對其運行的狀態(tài)進行了解和掌握，并判斷整體設(shè)備或者局部部件是否存在異常，找出故障與產(chǎn)生故障的原因，而且可以對故障發(fā)展的趨勢進行預測。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，礦山開采活動日益頻繁，大量的機電設(shè)備投入運行。在開采作業(yè)中，這些機電設(shè)備有很大機率發(fā)生故障，為了能夠及時地診斷并進行維修礦山機電設(shè)備的故障，應用故障診斷技術(shù)已成為大勢所趨。

1礦山機電設(shè)備維護與維修的要點

礦山機電設(shè)備在運行過程中會發(fā)生各種各樣的故障，為了確保機電設(shè)備能夠正常運行，應當做好預防為主的計劃檢修工作，時刻保持對機電設(shè)備的觀察檢測，若在機電設(shè)備的使用過程中發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，則需要進行及時的排除與維護。同時，對礦山機電設(shè)備要定期進行檢查，也就是計劃檢修，如果在檢修過程中發(fā)現(xiàn)有安全問題或者設(shè)備磨損等情況，則需要進行及時維修。其次，在生產(chǎn)的同時兼顧設(shè)備檢修，正確處理好二者之間的關(guān)系。對于煤礦生產(chǎn)安全工作而言，設(shè)備檢修也是其重要的一部分，同樣需要投入一定的財力、人力以及物力。而有些煤礦為了確保年產(chǎn)量完成任務，忽視了設(shè)備的維護檢修工作，從而使得有些機電設(shè)備帶病工作，不但對日常的生產(chǎn)工作造成影響，而且容易引起煤礦安全事故。最后，日常保養(yǎng)與定期專業(yè)維修相結(jié)合。應由專人負責機電設(shè)備的日常維護和保養(yǎng)，同時，專業(yè)的修理單位也要對機電設(shè)備進行定期檢查和維修。

2礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的應用分析

2．1主觀診斷技術(shù)的應用

所謂主觀診斷技術(shù)，主要是通過運用簡單的維修儀器，或者以以往的實踐維修經(jīng)驗為依據(jù)來診斷設(shè)備的故障。主觀診斷技術(shù)具有快速便捷的優(yōu)勢，其不足在于可靠性不高。主觀診斷技術(shù)又可以進行多種劃分，一般有以下五種:直覺經(jīng)驗法、故障樹分析法、邏輯分析法、堵截法、參數(shù)測量法［1］。直覺經(jīng)驗法主要是指以感官和經(jīng)驗為依據(jù)，輔之以看、聽、摸、聞和問等，對故障產(chǎn)生的原因進行診斷。直覺經(jīng)驗法能夠及時解決故障，但可靠性不高。故障樹分析法主要是先以系統(tǒng)為依據(jù)，將故障樹邏輯結(jié)構(gòu)圖做出來，在故障樹的頂部畫出系統(tǒng)故障事件。作為頂事件，在故障樹下畫出引起系統(tǒng)故障的基本事件。作為底事件，再以各個元件的故障率為依據(jù)，最后找出系統(tǒng)故障。這一方法適用于比較復雜、大型的系統(tǒng)故障。邏輯分析法主要是經(jīng)過邏輯分析故障的常見現(xiàn)象與邏輯關(guān)系，以此對故障產(chǎn)生的原因與位置進行確定，進而解決故障問題。堵截法主要是通過分析液壓系統(tǒng)的構(gòu)成，并結(jié)合故障現(xiàn)象，以此為依據(jù)對堵截點進行選擇，再通過對系統(tǒng)壓力和流量的變化進行堵截觀察，以此確定故障點。參數(shù)測量法主要是在系統(tǒng)回路中測出所需點的工作參數(shù)，然后和系統(tǒng)正常工作參數(shù)進行比較，從而發(fā)現(xiàn)參數(shù)正常與否，進而判斷出故障和故障點的位置，適用于定量預報和在線監(jiān)測。

2．2儀器診斷技術(shù)的應用

儀器診斷技術(shù)就是通過控制設(shè)備系統(tǒng)的主要參數(shù)，既包括振動、溫度、壓力和力矩，也包括執(zhí)行部件的速度、泄漏等，使用計算機進行運算，或者使用相關(guān)儀器進行顯示，進而得出診斷結(jié)果［2］。在儀器診斷技術(shù)中使用到的診斷儀器包括綜合型、專用型和通用型三種。儀器診斷技術(shù)在發(fā)展過程中，逐漸呈現(xiàn)出了多樣化，不但包括便攜式和非接觸式，還包括了智能化和多功能化。

2．3數(shù)學模型診斷技術(shù)的應用

數(shù)學模型診斷技術(shù)使用的就是數(shù)學方法，通過對一些特征值進行測量，進而對這些信號進行相關(guān)性的分析和處理，以此確定故障的源頭。從本質(zhì)上說，數(shù)學模型診斷的基礎(chǔ)是信號和建模處理，其手段是傳感器技術(shù)與動態(tài)測試技術(shù)。

2．4智能診斷技術(shù)的應用

智能診斷技術(shù)主要是由系統(tǒng)進行控制，對人腦特征進行模擬，對故障信息進行有效的獲取、傳輸和處理，同時進行再生和利用，對系統(tǒng)中事先存儲的專家診斷經(jīng)驗進行再次使用，從而診斷設(shè)備故障。智能診斷技術(shù)又可以劃分為多種類型，其中既包括神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)診斷法和灰色系統(tǒng)診斷法，還包括了專家系統(tǒng)診斷法和模糊診斷法［3］。而這四種方法中又以神經(jīng)網(wǎng)絡與專家系統(tǒng)研究的最為廣泛，實現(xiàn)了智能化故障診斷。這兩種智能診斷技術(shù)多用于煤礦機電設(shè)備，其潛力巨大。以人工智能為技術(shù)基礎(chǔ)的專家診斷系統(tǒng)，主要是通過計算機技術(shù)的使用，對某些領(lǐng)域有巨大貢獻的專家進行模擬，將他們的經(jīng)驗方法用于設(shè)備故障的解決，這種診斷方法較為先進。

3故障診斷步驟

3．1建立數(shù)學模型

礦山機電設(shè)備在正常運行時會產(chǎn)生許多數(shù)據(jù)和參數(shù)，這些數(shù)據(jù)、參數(shù)能夠準確反映礦山機電設(shè)備運行的狀況，為機電設(shè)備的故障診斷提供了十分重要的依據(jù)。建立數(shù)學模型就是為了更好地收集這些參數(shù)數(shù)據(jù)。從本質(zhì)上來說，故障診斷數(shù)學模型可以簡單劃分為兩個層次，即定性和定量。所以，礦山機電設(shè)備應當遵循這一原則來建立故障診斷數(shù)學模型。

3．2采集、處理和分析

信息進行信息數(shù)據(jù)的采集時，將傳感器針安裝在礦山機電設(shè)備上，在運行過程中，機電設(shè)備發(fā)出的各種信號通過傳感器針進行采集和測量，然后對這些收集的信息進行傳送并儲存在數(shù)據(jù)貯存器中，實現(xiàn)對參數(shù)數(shù)據(jù)的了解和掌握。這些數(shù)據(jù)還不可以直接作為故障診斷的依據(jù)，還必須進行相關(guān)的處理，刪除沒有價值的信息，對有價值得信息進行轉(zhuǎn)換，使其成為能夠被直接理解的數(shù)據(jù)，再進行分析和比較，將設(shè)備正常運行的參數(shù)標準當作參考的對象和依據(jù)，對礦山機電設(shè)備的運行狀態(tài)進行判斷，最終確定設(shè)備故障，并找出故障原因。

3．3故障的預測

對信息進行科學有效的分析后，將其作為重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以此來預測和評估機電設(shè)備的故障情況。對于機電設(shè)備各元件的使用情況或使用壽命，也可以用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來進行預測和評估。經(jīng)過預測評估，機電設(shè)備的日常保養(yǎng)和維修便有了科學有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4結(jié)語

綜上所述，礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的應用具有重要的意義，其有助于機電設(shè)備的維護與維修，確保機電設(shè)備的正常運行，保證了礦山生產(chǎn)的有序進行。對設(shè)備的診斷維修，能夠使設(shè)備的使用壽命得到延長，減少設(shè)備的運行維修成本，從而節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本。

參考文獻:

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［2］王曉英．探討礦山機電設(shè)備中電氣斷路故障檢測［J］．黑龍江科技信息，2012(33):70．

篇8

【關(guān)鍵詞】礦山；機電設(shè)備；故障診斷技術(shù)

在社會經(jīng)濟的推動下，我國的采礦事業(yè)得到了較大發(fā)展，各類采礦設(shè)備不斷涌現(xiàn)，給采礦作業(yè)的順利進行帶來了便利。雖然我國的礦山機電設(shè)備有了較大進步，但是在實際操作中，基于采礦作業(yè)的特性，其容易出現(xiàn)一些故障，因此，加強對機電設(shè)備的故障診斷以及檢修有著重要作用。工作人員必須掌握一定的故障診斷技術(shù)，能夠根據(jù)實際情況解決機電設(shè)備各種故障問題，并明確各種診斷標準，以確保電機性能和運作效率，這樣才能更好地保障采礦作業(yè)順利進行。

一、礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)分析

基于采礦作業(yè)的自身特性，在采礦過程中，受人為因素及外部客觀因素的影響，各類機電設(shè)備極易出現(xiàn)故障情況，如果不及時進行處理，將會對采礦作業(yè)的正常進行造成重大影響。因此，對故障診斷技術(shù)加以應用有著重要作用。在對故障診斷技術(shù)應用的過程中，技術(shù)人員必須對故障情況進行合理分析，采取適宜的故障診斷技術(shù)進行操作，這樣才能更好解決故障問題。一般情況下，技術(shù)人員可以詳細記錄機電設(shè)備正常作業(yè)時的各項參數(shù)，建立相應故障模型，在對出現(xiàn)故障的機電設(shè)備進行處理時，技術(shù)人員可以根據(jù)相關(guān)參數(shù)分析故障點及故障原因，從而采取有效措施進行解決。由于機電設(shè)備的故障類型較多，所以技術(shù)人員可以通過計算機對機電設(shè)備各項性能進行測試，獲取相關(guān)信息，并以此作為故障診斷依據(jù)。

在實際情況中，故障診斷技術(shù)的內(nèi)容較多，有多種應用方法，包括模型診斷、儀器診斷、主觀診斷等。模型診斷主要通過相應的數(shù)據(jù)模型對礦山機電設(shè)備進行診斷，在機電設(shè)備相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員可以通過傳感器等技術(shù)對機電設(shè)備故障類型、故障點以及故障原因進行分析，從而對機電設(shè)備進行有效診斷。儀器診斷主要通過相應檢測儀器對機電設(shè)備的運行故障進行診斷，一般具有較高的診斷效率以及診斷質(zhì)量，但是對相關(guān)信息數(shù)據(jù)準確度的要求較高。在不同的采礦環(huán)境下，檢測儀器的診斷性能也會存在一定差異，所以技術(shù)人員在通過檢測儀器對機電設(shè)備進行檢測時，必須對檢測儀器進行檢修和養(yǎng)護，并根據(jù)實際情況進行適當調(diào)節(jié)，從而更好確保故障診斷的效果。主觀診斷主要以技術(shù)人員的診斷經(jīng)驗為依據(jù)，通過經(jīng)驗判斷對機電設(shè)備進行診斷，雖然有著較快的診斷效率，但是診斷質(zhì)量不高，適用于一些經(jīng)常性故障的診斷。在主觀診斷中，技術(shù)人員通過聽覺、視覺來判斷故障點，并根據(jù)以往經(jīng)驗分析故障原因，所以對技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)提出了較高要求，如果技術(shù)人員實踐經(jīng)驗及專業(yè)能力不足，將會導致診斷結(jié)果出現(xiàn)多種偏差。因此，在對故障診斷技術(shù)進行應用時，技術(shù)人員必須根據(jù)實際情況選擇合適的故障診斷方法，有效解決礦山機電設(shè)備的出現(xiàn)的各種故障，這樣才能更好保障采礦作業(yè)順利進行。

二、礦山機電設(shè)備應用故障診斷技術(shù)分析

在實際采礦作業(yè)中，礦山機電設(shè)備的種類較多，包括采煤機、電動機、礦井提升機等，每種設(shè)備對采礦作業(yè)的順利進行都有著較大影響，因此，保障各機電設(shè)備的質(zhì)量有著重要作用。在利用故障診斷技術(shù)對機電設(shè)備進行檢修時，技術(shù)人員必須對設(shè)備特性、診斷技術(shù)特性等內(nèi)容進行準確分析，從而促進檢修工作順利進行，保障采礦質(zhì)量。礦山機電設(shè)備應用故障診斷技術(shù)的方法如下：

1、礦山采煤機故障診斷

在實際生活中，我國采礦事業(yè)雖然有了較大發(fā)展，但是在采煤機故障檢測方面依然存在較多問題，隨著科學技術(shù)不斷進步，很多企業(yè)引進了采煤機故障診斷系統(tǒng)，起到了較好效果。采煤機故障診斷系統(tǒng)具有變頻器通信模塊，能夠?qū)Σ擅簷C多種運作參數(shù)進行準確檢測；在變頻器通信模塊的顯示屏中，技術(shù)人員可以了解到采煤機運作電流、變頻器電壓、運作速率等參數(shù)，所以能夠及時了解采煤及運作情況；變頻器通信模塊具有多種功能，包括過載保護、過壓保護、過流保護等。診斷系統(tǒng)還具有故障診斷模塊，能進行聯(lián)網(wǎng)操作，在發(fā)現(xiàn)采煤機出現(xiàn)故障時，其能夠?qū)⒐收锨闆r傳送至顯示屏中，幫助技術(shù)人員對故障原因、故障點進行分析，從而更好解決采煤機故障問題。

2、礦山電動機故障診斷

礦山電動機在采礦作業(yè)中容易出現(xiàn)多種故障，包括定子繞組故障、放電故障等。在對放電故障進行診斷時，基于故障特性，一般可以采用電流互感機、高頻檢測儀等儀器進行檢測，在明確電動機各項運作參數(shù)后，與正常運作時相關(guān)參數(shù)進行對比，從而采取相應措施進行解決。在對電動機短路等故障進行檢測時，由于這種故障會出現(xiàn)電流增大的情況，所以技術(shù)人員可以依據(jù)電流參數(shù)值進行診斷；對斷相等故障進行診斷時，技術(shù)人員可以使用零序電流以及負序電流進行診斷，從而解決電動機故障問題。

3、礦井提升機故障診斷

提升機主要用來輸送人員、材料等，所以提升機質(zhì)量對采礦作業(yè)的順利進行以及人員的生命安全有著重大影響。一般情況下，提升機會出現(xiàn)松繩故障，所以技術(shù)人員可以通過相關(guān)設(shè)備對松繩情況進行實時監(jiān)測，以避免出現(xiàn)重大事故。監(jiān)測設(shè)備需要具備一定的報警功能，能夠根據(jù)相關(guān)參數(shù)的變化調(diào)整自身運作狀態(tài)，從而對故障問題進行解決。

三、結(jié)束語

在采礦作業(yè)中，受人為因素及外部客觀因素的影響，機電設(shè)備極易出現(xiàn)故障問題，不僅降低設(shè)備的整體性能及運作效率，而且給采礦作業(yè)的正常進行帶來不利，因此，加強對機電設(shè)備的檢修有著重要作用。故障診斷技術(shù)的內(nèi)容較多，技術(shù)人員在利用其對機電設(shè)備進行診斷時，必須對實際情況進行了解，選擇合適的診斷方法，清除各類故障問題，并進行定期檢修，從而保障機電設(shè)備的運行水平，保障采礦作業(yè)的順利進行。

參考文獻

[1]仇金剛.故障診斷技術(shù)在礦山機電設(shè)備維修中的應用探討[J].機電信息，2015，（6）：97-98.

篇9

【摘 要】近年來，機電一體化技術(shù)在礦山機電設(shè)備的應用問題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對機電一體化技術(shù)相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了機電一體化技術(shù)在煤礦開采中的應用問題，并結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗分別從多個角度與方面，就礦山機電一體化的創(chuàng)新問題展開了研究，闡述了個人對此的幾點看法與認識，望有助于相關(guān)工作的實踐。

【關(guān)鍵詞】機電一體化；礦山機電設(shè)備；應用

前言

作為礦山機電設(shè)備在實際應用中的一項重要方面，對機電一體化技術(shù)的探討占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。該項課題的研究，將會更好地提升對機電一體化技術(shù)應用的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進一步優(yōu)化礦山機電設(shè)備的最終整體效果。

一、機電一體化技術(shù)概述

先進的機電一體化技術(shù)是有機整合了控制功能、主功能與動力功能，并在此基礎(chǔ)上，引進微電子技術(shù)、智能軟件技術(shù)，相互結(jié)合，相互滲透，而并非集中技術(shù)的簡單相加。機電一體化技術(shù)是使信息、計算機、機械、微電子等先進技術(shù)結(jié)合成最佳匹配系統(tǒng)。將先進的機電一體化技術(shù)應用于煤礦機械中，將在很大程度上提高煤礦開采的安全生產(chǎn)，降低勞動強度，改善工作環(huán)境。

先進的機電一體化技術(shù)可以分為3個階段：第一階段是20世紀60年代以前的發(fā)展時期，在這一發(fā)展階段，由于軍事原因在很大程度上促進了電子技術(shù)與機械系統(tǒng)的相結(jié)合，機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)研制總體上處于自發(fā)水平，然而，當時的電子技術(shù)水平的局限，機電一體化技術(shù)的研發(fā)產(chǎn)品不能廣泛推廣，無法深入發(fā)展；第二階段是從20世紀70年代開始的，這一發(fā)展階段中，計算機、通信、控制技術(shù)的飛速發(fā)展，為機電一體化產(chǎn)品的研制提供了外部技術(shù)基礎(chǔ)。其中微型計算機、大規(guī)模集成電路的研發(fā)，為機電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了物質(zhì)條件。上世紀90年代開始，智能化是機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展方向。這一階段是其第三發(fā)展時期。微細加工技術(shù)、光學技術(shù)等滲透到了機電一體化技術(shù)中，出現(xiàn)了一些新的機電一體化技術(shù)分支。

二、機電一體化技術(shù)在煤礦開采中的應用

（一）煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

煤V安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是一項最能夠表現(xiàn)煤礦機電一體化技術(shù)的系統(tǒng)，在我國的發(fā)展相對較晚。我國自上世紀80年代研究國外的先進煤礦監(jiān)控技術(shù)，通過消化吸收，自行研制出煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，促進了我國監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的應用發(fā)展。例如煤炭科學總院研制開發(fā)的KJ95、KJ90系統(tǒng)，就對監(jiān)控系統(tǒng)智能水平進一步提升。安全監(jiān)控系統(tǒng)應用在礦生產(chǎn)中，經(jīng)長期實踐，在采煤安全方面發(fā)揮了重要作用。

（二）機電一體化技術(shù)在采煤機方面的應用

機電一體化技術(shù)應用于采煤機的典例就是成功研制出了電牽引采煤機。與傳統(tǒng)液壓牽引采煤機不同，電牽引采煤機具有更強的牽引力，采煤機下滑時，能夠進行發(fā)電制動，有效節(jié)約了能源，可以在大傾角煤層進行牽引，可靠性好、效率高、動態(tài)特性良好、磨損小、維修量小。而且電牽引采煤機的傳動結(jié)構(gòu)十分簡單，具有較高的能量轉(zhuǎn)化效率。

（三）在帶式輸送機方面的應用

我國重點實施煤礦生產(chǎn)項目，促進了在帶式輸送機方面廣泛應用機電一體化技術(shù)，使得大功率、長距離的井下帶式輸送機產(chǎn)品、技術(shù)進步、發(fā)展迅速。目前我國自行研制開發(fā)的帶式輸送機有很多種類，在研發(fā)核心技術(shù)產(chǎn)品基礎(chǔ)上，研制開發(fā)了PLC為核心的多種制動、軟啟動裝置和可編程控制設(shè)備等。通過利用調(diào)速型液力耦合器、行星齒輪減速器等，確保驅(qū)動系統(tǒng)可以更有效開展工作。

（四）機電一體化技術(shù)在提升機方面的應用

煤礦機械的一體化技術(shù)應用的最高水平典例就是交直流全數(shù)字化提升機。有機結(jié)合滾筒、驅(qū)動的機械結(jié)構(gòu)，應用在內(nèi)裝式提升機上，充分整合機械、通信、電力電子及自動控制等先進技術(shù)。全數(shù)字化提升機應用總線方式，極大的實現(xiàn)了電器安裝的簡化，效果高度可靠，而且硬件配置簡單，相互間的兼容功能很好。我國研制開發(fā)的全數(shù)字化提升機，應用雙處理器組成核心系統(tǒng)部分，性能可靠、先進，具有較高的準確性。

（五）在支護設(shè)備中的應用

液壓支架是煤礦采煤工作中應用的支護設(shè)備，目前正向電液控制方向發(fā)展，利用先進的計算機技術(shù)，結(jié)合液壓控制，形成定壓雙向鄰架，能夠降低并減去對頂板、支架產(chǎn)生的沖擊荷載。應用在煤礦開采工作中的電液控制支架，不但能實現(xiàn)1架/3s的最快速度，還可檢測支架的工作狀態(tài)。乳化液泵是提供液壓支護設(shè)備高壓液體的裝置，因此必須具備大流量供液能力及高壓，還應結(jié)合用液量進行自行調(diào)控。我國研制開發(fā)的智能型乳化液泵站系統(tǒng)包括智能型乳化液泵站供液、自動配液系統(tǒng)兩部分，可實現(xiàn)油箱、油位高度的自行檢測，自主配液；還能進行乳化液濃度的在線自動檢測、調(diào)節(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)濃度不符合規(guī)定值，會發(fā)出聲光警報；另外，具有定時反沖洗功能，控制、監(jiān)督實際用液量，遠程傳輸功能良好。

三、礦山機電一體化的創(chuàng)新

（一）創(chuàng)新產(chǎn)品造型

客戶在選購產(chǎn)品時，首先關(guān)注的是產(chǎn)品外在形象，對產(chǎn)品造型加以創(chuàng)新，使其外觀得以優(yōu)化的同時而不影響其功能的正常發(fā)揮，這是產(chǎn)品造型創(chuàng)新的基本要求。要創(chuàng)造出新穎的產(chǎn)品造型，可以優(yōu)先選擇計算機軟件設(shè)計的方法，不僅設(shè)計成果可視，還能提高造型創(chuàng)新的效率。

（二）創(chuàng)新產(chǎn)品功能

利用機電一體化技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品，功能創(chuàng)新主要側(cè)重于兩方面，一方面是對已有的產(chǎn)品進行功能創(chuàng)新和完善，這是對產(chǎn)品已有功能的擴充和延展，風險相當?shù)?，甚至可以忽略，不需要投入過多的資金與技術(shù)就能實現(xiàn)產(chǎn)品功能的改造和完善；另一方面是從礦山開采的生產(chǎn)實際出發(fā)，根據(jù)需要進行新產(chǎn)品的研發(fā)，使其功能能滿足實際生產(chǎn)的需求，這一層面就需要企業(yè)投入相當一部分資金與技術(shù)，換個角度分析，也是企業(yè)創(chuàng)新能力和研發(fā)技術(shù)的較量，成功開發(fā)具有實際應用價值的新型機電一體化設(shè)備和產(chǎn)品，是企業(yè)快速、高效運轉(zhuǎn)的強有力保障。

（三）創(chuàng)新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品創(chuàng)新的一項關(guān)鍵內(nèi)容就是結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。機電一體化產(chǎn)品在設(shè)計中進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，通常體現(xiàn)在物理機械結(jié)構(gòu)、傳動方式、動力裝置以及周邊設(shè)備的搭接形式等方面的創(chuàng)新。

（四）創(chuàng)新產(chǎn)品材料

產(chǎn)品材料方面的創(chuàng)新大體分為：一是研發(fā)用于產(chǎn)品制造的新型材料，如納米材料、高分子聚合材料等；二是選用剛度強、重量和體積都偏小，并且具有抗震性、耐高溫和耐腐蝕等優(yōu)良性能的材料。

（五）創(chuàng)新控制和傳感

一方面，機電產(chǎn)品性能直接影響著控制系統(tǒng)，如對執(zhí)行機構(gòu)位移、速度及加速度的控制；另一方面，傳感技術(shù)和傳感儀器也是機電一體化的重要內(nèi)容，對傳感器的檢測技術(shù)進行創(chuàng)新，研發(fā)性能更加優(yōu)良的傳感器，甚至是供礦山開采的專用型傳感器，都是企業(yè)自主創(chuàng)新的制勝法寶。當前，機電產(chǎn)品智能化尚處于低級階段，加快微處理器的研發(fā)進度，使機電產(chǎn)品在模糊控制以及網(wǎng)絡控制等方面得到大幅度提升是機電產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)面臨的重要課題。

四、結(jié)束語

綜上所述，加強對機電一體化技術(shù)在礦山機電設(shè)備應用的研究分析，對于其良好實踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的機電一體化技術(shù)應用過程中，應該加強對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學性。

參考文獻：

[1] 董曉燕，徐珊珊.闡述礦山機械中應用機電一體化技術(shù)的作用[J].城市建設(shè)理論研究.2016（10）：60-62.

篇10

關(guān)鍵詞：礦井機電設(shè)備；設(shè)備使用與維護；煤礦安全生產(chǎn)

中圖分類號：TD632 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）06-0157-03

伴隨著礦石產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，國內(nèi)礦產(chǎn)業(yè)效益越來越好，不斷引入先進技術(shù)，在生產(chǎn)經(jīng)營中應用機械化技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)等，同時對礦井改也提出了新的要求，因而對機電設(shè)備的管理以及職工隊伍素質(zhì)也提出了新的要求。通過一系列的改革與創(chuàng)新手段，為實現(xiàn)礦井企業(yè)安全生產(chǎn)、獲得良好經(jīng)濟效益奠定基礎(chǔ)。因此，礦產(chǎn)企業(yè)應轉(zhuǎn)變觀念，加強對機電設(shè)備的管理，不斷提升管理標準、改革管理策略，以基礎(chǔ)工作為著眼點，確保礦井機電設(shè)備運行的安全性、可靠性。有關(guān)礦井機電設(shè)備的使用、維護與管理工作，不僅是對設(shè)備資產(chǎn)進行有效控制，更是為了有效提高設(shè)備使用率和追求最科學的設(shè)備綜合效能。它是對設(shè)備使用壽命周期進行全過程的維護和管理。實施效率的維護設(shè)備和管理，既能降低礦井企業(yè)的生產(chǎn)成本，為礦井企業(yè)帶來可觀的原煤產(chǎn)量和效益，又能積極地推動礦井企業(yè)安全生產(chǎn)。

一、機電設(shè)備運行情況

在日常檢查工作中，不難發(fā)現(xiàn)礦井的各個生產(chǎn)隊在機電設(shè)備使用、維護與管理方面存在諸多問題。例如，采煤機、掘進機、絞車、無極繩絞車、皮帶運輸機、刮板運輸機等使用、維護與管理工作，沒有得到充分的重視，多存在帶病工作現(xiàn)象，不利于生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量的提高。通過存在的各種問題，集中體現(xiàn)礦井機電設(shè)備管理工作的漏洞與缺陷：仍以粗放型管理為主，基層管理人員過于懶散，沒有認識到機電設(shè)備管理與礦井生產(chǎn)運行的必然關(guān)系；現(xiàn)場作業(yè)人員也沒能充分認識設(shè)備的重要性，以消極的態(tài)度應對機電設(shè)備管理工作，認為只要設(shè)備還在運轉(zhuǎn)，沒有給生產(chǎn)造成極大影響，就可以不管不問；甚至出現(xiàn)溜子刮板變形、電機工作不穩(wěn)定、皮帶機頭減速器失靈等問題，也視而不見，留下極大的設(shè)備安全隱患。

二、提高領(lǐng)導干部對機電設(shè)備的重視程度

1．由礦井的機電科負責，加強對各個生產(chǎn)單位領(lǐng)導干部的培訓工作，認識到機電設(shè)備使用、維護與管理的重要性，加大對機電設(shè)備管理工作的引導與支持力度。我們職工的行為是以領(lǐng)導的行為為基礎(chǔ)的，因此我們的領(lǐng)導必須具有良好的管理意識，從各個角度來豐富自己的知識，不斷完善自己的管理理念，將所管理的職工緊緊團結(jié)在自己的周圍，以獲得更大的市場效益。

2．各隊組應提高設(shè)備運行可靠性、安全性的重視程度，對于已經(jīng)到達報廢期限的材料，一律報廢處理，不得繼續(xù)使用；例如，已經(jīng)變形的溜子刮板，不能超負荷使用，如果等到溜子徹底損壞甚至難以運行才進行修理，必然影響設(shè)備正常運行時間、加大修理成本，并給安全生產(chǎn)工作帶來影響；再如，無極繩絞車的轉(zhuǎn)動裝置、皮帶運輸機的托滾等，都是重點管理對象，應嚴格遵循設(shè)備運行的規(guī)律與要求，提高使用、維護與管理的主動性、積極性。

三、建立健全設(shè)備管理程序

機電科作為礦井機電設(shè)備管理的重要部門，應承擔機電設(shè)備管理工作的總體任務，建立健全機電設(shè)備管理制度，對礦井的各種機電設(shè)備，制定切實可行的運行與管理標準，同時做好日常監(jiān)督與檢查工作；各個隊組的書記、隊長等作為機電設(shè)備管理的主要責任人，明確自身權(quán)責范圍，掌握機電設(shè)備管理的基本要素，并采取“包機制”方式，將機電設(shè)備使用、維護與管理的任務落實到個人。

各隊組應根據(jù)機電設(shè)備管理的總體制度，制定具體的實施細則，要求對各種設(shè)備的檢查與施工過程詳盡記錄，存在缺陷的設(shè)備嚴禁運行，嚴格檢查機電設(shè)備日常狀況；一旦查出問題或者安全隱患，則采取相應的解決措施，并追究管理者責任。由專業(yè)檢查組人員，查看機電設(shè)備是否完好無損，嚴格對比機電設(shè)備的運行標準，避免設(shè)備帶病運行；另外，還應將主要領(lǐng)導的績效待遇與設(shè)備管理情況掛鉤，以激發(fā)領(lǐng)導的責任心與積極性。對于代崗人員頂替時間短、工種操作規(guī)范掌握不完整等狀況，應做好上崗之前的培訓工作，嚴禁盲目操作或者違章指揮行為。因此，有必要建立一套完整的管理體系，規(guī)范礦井機電設(shè)備管理工作，確保礦井各項工作的順利開展。

四、提高職工綜合業(yè)務技術(shù)水平

在礦井日常工作中，往往不同崗位的職工僅負責自身工作。例如，皮帶司機只負責皮帶運輸機，或者做少量的清理浮煤等工作，而對皮帶機設(shè)備的運行原理等基本不懂，再加上皮帶運輸機出現(xiàn)故障具有一定隨機性，一旦發(fā)生停機狀況，才進行必要的設(shè)備維修與維護。實際上，從西方發(fā)達國家的經(jīng)驗來看，礦井職工的工種較為復雜，由于不同職工的文化水平有所不同，因此分工也有所不一。對于我國礦井運行來說，應充分調(diào)動每一個職工的工作積極性，不斷提升自身技能水平，學習更多技術(shù)性知識，成為一技多能的復合型人才。但應該認識到，對于各個崗位職工的要求應量力而行，不能過于盲目或者強求，應注重針對性，切實發(fā)揮每一名職工的主動性與積極性，提高工作效率。

五、做好機電設(shè)備管理的培訓工作

若想從根本上提高機電設(shè)備使用、維護與管理的工作效率與質(zhì)量，離不開一支高素質(zhì)、高水平的專業(yè)設(shè)備管理隊伍。因此，礦井企業(yè)應注重對職工的專業(yè)技術(shù)培訓工作，了解基本的電氣原理、設(shè)備構(gòu)造等。例如，要求設(shè)備操作人員必須掌握電機傳動方式、鋼絲繩磨損要求、鋼絲繩固定技術(shù)等內(nèi)容，只有對設(shè)備有充分的了解，才能在實際使用、維護與管理工作中得心應手，有針對性地開展工作，確保設(shè)備運行的安全性、可靠性。

對于其他機電設(shè)備來說，如運輸機中的刮板變形，會導致溜子跳鏈現(xiàn)象，影響生產(chǎn)的正常運行。每次處理跳鏈，至少需要1～2h的時間，而如果僅更換刮板，則幾分鐘就可以完成。因此，只有對設(shè)備產(chǎn)生充分的認識，才能降低職工的勞動強度、控制管理成本、提高工作效率，具有良好的經(jīng)濟效益。作為煤礦企業(yè)，應認識到職工技能培訓的重要性，并將此作為機電設(shè)備管理工作的一部分。開展職工技能培訓的方式多種多樣，可以定期開展理論培訓、座談會、講座等，讓職工了解基本的設(shè)備使用、維護與管理知識；每2個月進行一次考試，既可檢查職工的學習情況，也可督促職工自主學習的積極性。另外，在實際工作中，由專家進入現(xiàn)場指導作業(yè)，做到理論與實踐相結(jié)合，加深職工對理論知識的記憶與掌握程度。

六、加大投入力度，提升礦井機電設(shè)備的整體水平

我們需要清醒的認識到一點：煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)與可靠運行目標的實現(xiàn)需要以高質(zhì)量的礦井機電設(shè)備為其提供可靠性保障。大量的實踐研究結(jié)果向我們證實了一點：礦井機電設(shè)備整體水平的提升不僅能夠?qū)崿F(xiàn)整個煤礦企業(yè)工作質(zhì)量與工作效率的提升，同時還能夠最大限度的控制與規(guī)避各種礦井安全事故的發(fā)生，確保了煤礦企業(yè)全體施工作業(yè)人員的安全。要優(yōu)化礦井機電設(shè)備的整體水平，其關(guān)鍵在于以下幾個方面：首先，煤礦企業(yè)需要加大裝備基金的投入力度，力求將每一筆資金都用在刀刃上，以資金投入力度的加大來獲取礦機機電設(shè)備更新速度的提升；其次，煤礦企業(yè)需要加大對企業(yè)內(nèi)部不合理礦井機電系統(tǒng)的改造力度，加快礦井機電設(shè)備的更新力度，對于那部分能源消耗大、安裝使用不規(guī)范的礦井機電設(shè)備要予以淘汰。特別值得一提的是：煤礦企業(yè)對于零件拼湊改裝的礦機機電設(shè)備需要永久性停用，將其作為報廢固定資產(chǎn)處理；最后，煤礦企業(yè)需要加大對于礦井機電設(shè)備應用技術(shù)的研發(fā)力度，推動礦井機電設(shè)備的發(fā)展與進步。

七、切實落實設(shè)備的現(xiàn)場管理與維修工作

首先，煤礦企業(yè)應當注重機電科生產(chǎn)與管理兩重職能的發(fā)揮，進一步加強機電科與煤礦企業(yè)管理部門，與安全監(jiān)管部門之間的聯(lián)系與溝通，將有關(guān)礦井機電設(shè)備運行情況的檢查與考核工作落實到實處。與此同時，煤礦企業(yè)還應有針對性地制定機電設(shè)備管理標準，開展檢查評分工作，并以各種現(xiàn)場管理規(guī)范制度為輔，使礦井機電設(shè)備的現(xiàn)場管理工作能夠有章可循。其次，煤礦企業(yè)需要加大監(jiān)察與檢查工作的考核力度，明確煤礦企業(yè)各個生產(chǎn)科室與管理科室在礦井機電設(shè)備使用、維護與管理工作中的職責及義務，在此基礎(chǔ)之上開展定期與不定期的檢察與檢修工作，以保障礦井機電設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行，提高作業(yè)水平與作業(yè)質(zhì)量，進而為煤礦企業(yè)帶來更為巨大的經(jīng)濟

效益。

參考文獻

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