鄧 霞（北京匯基鑫技術(shù)咨詢有限公司,北京 100195）

針對煤礦機(jī)械中的數(shù)控技術(shù)研究

鄧 霞
（北京匯基鑫技術(shù)咨詢有限公司,北京 100195）

摘 要：作為現(xiàn)代煤礦機(jī)械制造生產(chǎn)的重要技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用對于改善煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先分析了煤礦機(jī)械中的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，然后探討了數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的具體應(yīng)用，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；數(shù)控技術(shù)；探討

當(dāng)前數(shù)控技術(shù)正逐步形成一個(gè)良好的發(fā)展模式，其在主板上重點(diǎn)應(yīng)用超大集成電路板，處理器則采用PLC或單片機(jī)，控制過程則更朝向自動(dòng)化發(fā)展。在煤礦機(jī)械運(yùn)行中，數(shù)控技術(shù)不僅能提升采礦機(jī)的整體采割效率，提升煤礦生產(chǎn)效率，且能消除采礦的大量安全隱患，提高煤礦生產(chǎn)安全性。

1 煤礦機(jī)械中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

（1）綠色化：早期的采煤生產(chǎn)中對生產(chǎn)人員和環(huán)境都會(huì)造成非常不利的影響，其能源消耗量也比較大，采用數(shù)控操作平臺(tái)的煤礦機(jī)械設(shè)備則可有效克服此類難題，其人性化、高效、優(yōu)質(zhì)的工作性能可明顯促進(jìn)煤礦企業(yè)高收益、低成本的綠色發(fā)展。

（2）網(wǎng)絡(luò)化：在煤礦生產(chǎn)中的數(shù)控機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用“網(wǎng)絡(luò)化”、“智能化”技術(shù)，不僅能完成對機(jī)械設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化控制過程，在不同程度上降低生產(chǎn)成本，且能大幅度提升煤礦生產(chǎn)的安全性及生產(chǎn)效率。

（3）功能化：1）多樣化的補(bǔ)償與插補(bǔ)方式：可采用的有象限誤差補(bǔ)償、速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償?shù)榷喾N補(bǔ)償功能；多樣化的插補(bǔ)方式有非均勻有理B樣條插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、NΑNO插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、直線插補(bǔ)等[1]。2）高性能控制技術(shù)：編程工具中具有大量的符合車床標(biāo)準(zhǔn)的PLC用戶程序?qū)嵗?，技術(shù)人員在對標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵤┬薷木庉嫞员阌跇?gòu)建滿足自己需求的應(yīng)用程序。3）用戶界面的圖形化：在煤礦生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備操作過程中，用戶界面起著非常重要的作用，其是技術(shù)人員與煤礦機(jī)械裝置及數(shù)控系統(tǒng)間相互溝通的中介；目前煤礦機(jī)械設(shè)備的數(shù)控操作用戶界面更富于人性化及可操作性，圖形化用戶界面的應(yīng)用，更便于三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形模擬、圖形仿真及動(dòng)態(tài)跟蹤、全方位視圖與局部顯示比例縮放等功能的完成。4）科學(xué)運(yùn)算的可視化：煤礦生產(chǎn)中需要分析與處理大量復(fù)雜的地質(zhì)及各類數(shù)據(jù)，利用可視化科學(xué)運(yùn)算過程可提高數(shù)據(jù)操作處理的效率，其可使煤礦生產(chǎn)的信息不僅通過文字符號反映，還能利用可視化程度較高的圖形及視頻進(jìn)行表現(xiàn)，由此保證煤礦生產(chǎn)信息的有效處理。

2 數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的具體應(yīng)用

2.1 礦用本安型振動(dòng)監(jiān)測分析儀

振動(dòng)監(jiān)測分析儀將實(shí)時(shí)診斷與在線監(jiān)測集成為一體，可有效促進(jìn)機(jī)械設(shè)備的智能化及信息化發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備全周期的故障實(shí)時(shí)診斷分析與狀態(tài)監(jiān)控[2]。

該分析儀可完成的功能有：（1）先進(jìn)的智能診斷及故障定量分析，其采用獨(dú)特的信號表征及識別技術(shù)，內(nèi)部集成基于小波、頻域、時(shí)域理論故障特征提取技術(shù)及智能診斷和故障定量算法，可準(zhǔn)確測定分析故障損壞部位及損壞程度，并將振動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)資料自動(dòng)轉(zhuǎn)化成預(yù)測性機(jī)械狀態(tài)報(bào)警，以解決原有故障診斷對維護(hù)人員過于依賴的問題；（2）12通道數(shù)據(jù)同步快速采集，其以對振動(dòng)模擬信號實(shí)施抗混濾波處理為前提，使用精度為16位的ΑD采集芯片完成12通道振動(dòng)信號的同步快速采集；（3）利用快速以太網(wǎng)接口/RS485接口實(shí)現(xiàn)診斷結(jié)果與原始數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳及記錄；（4）安置250M電子盤，可本地存儲(chǔ)故障狀況及振動(dòng)數(shù)據(jù)，保證設(shè)備以外停運(yùn)時(shí)可完成“黑匣子”功能；（5）以故障機(jī)理作為理論基礎(chǔ)，利用被檢測設(shè)備零部件的機(jī)械參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)完成不同設(shè)備故障頻率運(yùn)算。

2.2 帶式輸送機(jī)

煤礦生產(chǎn)工作環(huán)境通常異常惡劣，空氣濕度高，且包含電磁波干擾、塵土及振動(dòng)污染等，所以數(shù)控設(shè)備應(yīng)保證避免受環(huán)境影響而正常工作，因此設(shè)備應(yīng)采用良好密封技術(shù)處理，且具有較高的抗電磁干擾、防潮、抗震性能。當(dāng)前國內(nèi)使用的帶式輸送機(jī)數(shù)控技術(shù)水平不斷提高，已普遍使用調(diào)速型液力耦合器及行星齒輪減速器兩類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。液力耦合器的渦輪機(jī)泵輪間不存在機(jī)械聯(lián)系，轉(zhuǎn)矩利用工作液體進(jìn)行傳遞，具備優(yōu)良的隔振效果，且其能在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定狀態(tài)下，輸出無級持續(xù)變化的、變化范圍較寬的轉(zhuǎn)速，具有良好的節(jié)能效用；行星齒輪減速器具有減速裕度廣、體積小、精度高、傳動(dòng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在帶式輸送機(jī)中可有效改善煤炭的輸送效率。在帶式輸送機(jī)中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)不僅能降低30%以上的電量消耗，且能大幅度提升煤礦生產(chǎn)質(zhì)量。

2.3 掘進(jìn)機(jī)

掘進(jìn)機(jī)是當(dāng)前煤礦生產(chǎn)中的非常重要的機(jī)械設(shè)備，數(shù)控技術(shù)在掘進(jìn)挖掘機(jī)中的應(yīng)用有兩大優(yōu)勢：（1）可在運(yùn)行過程中對設(shè)備自身進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并能即時(shí)反饋與診斷出現(xiàn)的故障問題，如溫度監(jiān)控等；（2）實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)化，即前進(jìn)方向自動(dòng)監(jiān)控、切割電機(jī)功率自行調(diào)整、切割面大小尺寸自行檢測等。

2.4 采煤機(jī)

（1）在無鏈牽引采煤行走機(jī)構(gòu)中，擺線銷軌輪與驅(qū)動(dòng)輪參數(shù)通常采用少齒數(shù)與大模數(shù)，在加工中因受到齒輪刀具及齒輪加工機(jī)床的限制，完成仿形加工及范成加工的難度較高，而采用數(shù)控鏜銑床實(shí)施編程加工可大幅度降低工藝準(zhǔn)備周期及生產(chǎn)投入；（2）數(shù)控氣割機(jī)安裝有自動(dòng)可調(diào)整切縫補(bǔ)償裝置，其可方便對構(gòu)件輪廓開展程序控制，即能準(zhǔn)確調(diào)整修補(bǔ)切縫補(bǔ)償值，以精確控制毛坯加工余量，因此其在零件粗加工中可廣泛應(yīng)用，如采用數(shù)控氣割粗加工齒槽，齒形的加工余量分布均勻，切割補(bǔ)償調(diào)整適當(dāng)，可精準(zhǔn)控制余量大?。磺懈钔瓿珊笤賹?shí)施退火處理，不僅能改善晶粒與組織的細(xì)化程度，且能提升精加工的切削性[3]。

3 結(jié)束語

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平將直接影響著煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量和使用壽命，因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)煤礦機(jī)械中的數(shù)控技術(shù)研究，總結(jié)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用措施，以逐步改善數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆寧.煤礦機(jī)電現(xiàn)代化[J].科技信息,2012(21).

[2]方媛,卞奕明,李艷平.機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2012(07).

[3]李民中.狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)在煤礦大型機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械,2006(03).

作者簡介：鄧霞（1982-），女,山西文水人，本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化。