張建明

（山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司西曲礦選煤廠，山西　古交　030200）

引言

隨著我國煤礦行業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及自動化采煤水平的提升，當(dāng)前自動化采煤已經(jīng)逐步成為我國乃至全球煤礦采掘行業(yè)的發(fā)展趨勢與發(fā)展方向。工作面刮板輸送機(jī)作為綜采設(shè)備的關(guān)鍵組成部分，制造水平在很大程度上決定著行業(yè)發(fā)展穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)效益等方面的內(nèi)容，當(dāng)前我國刮板輸送機(jī)的裝機(jī)功率不斷提升，已經(jīng)超過3X800 kW以上，逐漸接近發(fā)達(dá)國家的制造水平，其發(fā)展過程中機(jī)電一體化技術(shù)具有十分重要的影響。

1　刮板輸送機(jī)制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

刮板輸送機(jī)屬于綜采設(shè)備的重要組成部分，其通過融合傳感器技術(shù)與計算機(jī)和自動控制技術(shù)實現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，通過機(jī)械的自動化處理將煤礦工人從繁重的勞動中解放出來，同時還大大增強(qiáng)了生產(chǎn)效率與生產(chǎn)穩(wěn)定性，對于實現(xiàn)煤礦的綜合開采效率提升、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展都具有一定的幫助。當(dāng)前我國的刮板輸送機(jī)制造業(yè)的發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家依然存在一定差距，特別是在生產(chǎn)效率方面具有一定的技術(shù)差別，但是由于我國十分重視刮板輸送機(jī)的安全管理，實際安全事故發(fā)生率已經(jīng)逐步控制在3%以內(nèi)，實現(xiàn)了安全可靠的發(fā)展需要[1]。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及機(jī)電一體化應(yīng)用水平的不斷完善，未來刮板輸送機(jī)的發(fā)展趨勢一定是向著全自動化與智能化的方向靠攏，通過融入CTS可控驅(qū)動裝置來實現(xiàn)自動軟啟動以及使用ACTS自動調(diào)鏈裝置來進(jìn)行隨動鏈條收緊，這樣一來不但可以提升刮板輸送機(jī)運(yùn)行的效率與穩(wěn)定性，還可以降低故障發(fā)生幾率，同時對工況進(jìn)行監(jiān)測和反饋，降低生產(chǎn)安全風(fēng)險與隱患。

2　我國刮板輸送機(jī)制造業(yè)存在的問題

2.1　陳舊設(shè)備的更換問題

我國刮板輸送機(jī)制造業(yè)的發(fā)展起步時間較晚，正式開始生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)來源于20世紀(jì)70年代左右，當(dāng)時由于生產(chǎn)力水平低以及科學(xué)理論指導(dǎo)相對匱乏，生產(chǎn)出的一大批具有安全生產(chǎn)隱患以及生產(chǎn)力較為低下的設(shè)備，后來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及外來技術(shù)的不斷影響，當(dāng)前盡管刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性已經(jīng)取得了明顯的提升，但是一些煤礦為了縮減成本，降低資金投入，依然在使用一些較為陳舊的設(shè)備，不但消耗資源同時還存在著一定的生產(chǎn)隱患，不利于我國煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，如何處理這些陳舊設(shè)備，提升企業(yè)的綜合競爭力也成為當(dāng)前切實需要考慮的問題[2]。

2.2　自動化與智能化建設(shè)不足

在CST軟啟動系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用上，德國DBT公司早年研發(fā)成功的設(shè)備就已經(jīng)具有優(yōu)良的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，通過行星減速器以及摩擦離合器的應(yīng)用在加上電液自動控制系統(tǒng)的影響，不但可以對設(shè)備進(jìn)行軟啟動，還可以對內(nèi)部裝置形成良好的過載保護(hù)，從而防止鏈條被卡主時燒毀電機(jī)。而我國在這方面的研發(fā)成果幾乎處于空白狀態(tài)，曾經(jīng)也有公司對這種技術(shù)進(jìn)行過研發(fā)，但是基本都以失敗告終，至今沒有與之對應(yīng)的軟啟動系統(tǒng)。

美國JOY公司也曾經(jīng)在自動調(diào)鏈裝置的研發(fā)中取得了技術(shù)突破，通過自動測量和識別鏈條的張力與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行傳感器的準(zhǔn)確控制，實現(xiàn)了隨動預(yù)收緊的效果。我國對這項技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)著手在研究，一些公司也取得了一定的研究進(jìn)展，但是由于機(jī)電一體化的理論體系建設(shè)薄弱，這對于我國實現(xiàn)煤礦行業(yè)的全面智能化與自動化帶來不利影響。

3　機(jī)電一體化技術(shù)對提升我國刮板輸送機(jī)制造水平的重要性

就當(dāng)前我國刮板輸送機(jī)的制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，整體發(fā)展水平低、不平衡以及缺乏設(shè)計創(chuàng)新性是其主要存在的問題。為了進(jìn)一步提升刮板輸送機(jī)的制造水平，提升我國工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性與工作安全性，就必須要繼續(xù)發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，特別是高精尖領(lǐng)域的機(jī)電一體化技術(shù)，實現(xiàn)計算機(jī)、信息處理以及傳感自動化技術(shù)的綜合運(yùn)用，通過融入信息化以及智能化的內(nèi)容，提升刮板輸送機(jī)的自我調(diào)節(jié)能力。

1）自動調(diào)鏈與軟啟動。由于隨著時代的不斷進(jìn)步與發(fā)展，當(dāng)前我國煤礦企業(yè)都在加快建設(shè)集約化生產(chǎn)與規(guī)?；a(chǎn)，通過產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)改革與外部整合等方式集中主要生產(chǎn)力，提升生產(chǎn)效率，優(yōu)化內(nèi)部生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。企業(yè)在提升生產(chǎn)效率的同時還可以對生產(chǎn)成本進(jìn)行有效控制，而相應(yīng)的刮板運(yùn)輸機(jī)也向著大功率、長距離以及自動化的方向發(fā)展，隨著輸送能力的增加，刮板運(yùn)輸機(jī)還需要更高的驅(qū)動能力以及自動控制水平，這時就需要加入自動調(diào)鏈系統(tǒng)與可控制的軟啟動技術(shù)，這兩種技術(shù)的應(yīng)用主要是通過改善刮板輸送機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性實現(xiàn)主電機(jī)空載的啟動效率以及在負(fù)載情況下的啟動可靠性來實現(xiàn)提升刮板輸送機(jī)的整體運(yùn)行壽命[3]。另外，自動調(diào)鏈裝置最大的優(yōu)勢就是可以實現(xiàn)隨動調(diào)節(jié)刮板鏈條的松緊，不會由于松緊度調(diào)節(jié)不合理或者運(yùn)行過程中應(yīng)力集中出現(xiàn)鏈條崩斷的情況，不僅可以延長鏈條的壽命周期，降低更換時間，而且可以提升企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益。

2）刮板輸送機(jī)的自動工況檢測與技術(shù)診斷。刮板輸送機(jī)的自動工況檢測系統(tǒng)與故障技術(shù)診斷系統(tǒng)的建立對于完善刮板輸送機(jī)的流程優(yōu)化，降低故障發(fā)生概率與安全風(fēng)險，提升綜合經(jīng)濟(jì)效益都具有一定的幫助。其應(yīng)用過程中主要依靠融合傳感器技術(shù)與自動化控制技術(shù)來實現(xiàn)對信息的捕捉和收集，然后通過計算機(jī)進(jìn)行集中運(yùn)行和處理，對于故障進(jìn)行報警或直接進(jìn)行排除，這樣可以大大降低從業(yè)人員的勞動強(qiáng)度與工作人數(shù)，提升工作效率，通過對刮板輸送機(jī)的隨動監(jiān)控還可以對電氣控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行隨時故障識別與診斷，從而實現(xiàn)更高水平的智能化與信息化。

3）綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用。刮板輸送機(jī)未來的發(fā)展趨于智能化與自動化，作為綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用，必須要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機(jī)的內(nèi)部控制技術(shù)實現(xiàn)整個綜采工作面設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，這樣一來甚至可以做到零人工生產(chǎn)，大大提升了綜采設(shè)備的運(yùn)行性能，降低了人工生產(chǎn)過程中操作失誤以及工作疲勞所帶來的生產(chǎn)風(fēng)險與安全風(fēng)險，同時還可以通過協(xié)調(diào)各部分設(shè)備之間的工作關(guān)系來實現(xiàn)工作面的自動化生產(chǎn)，為企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益以及品牌信譽(yù)，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4]。

4　結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)作為融合微電子、計算機(jī)以及傳感器和自動控制等不同領(lǐng)域的綜合性學(xué)科，其不斷發(fā)展與突破為實現(xiàn)我國的現(xiàn)代化以及工業(yè)化都具有舉足輕重的作用。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展，當(dāng)前其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，對于刮板輸送機(jī)的制造業(yè)水平而言，不但可以提升制造的質(zhì)量控制精度以及效率，而且可以延長產(chǎn)品壽命，降低整體成本，為真正實現(xiàn)我國煤礦事業(yè)的全面可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)和保障。

[1]劉波，柴光遠(yuǎn)，孫國莉.用機(jī)電一體化技術(shù)提高我國刮板輸送機(jī)制造業(yè)水平[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2003（12）：8-10.

[2]胡登高.刮板輸送機(jī)力學(xué)系統(tǒng)分析及實驗研究[D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)，2016.

[3]高波豐.煤機(jī)裝備制造業(yè)可靠性工程與質(zhì)量管理平臺建設(shè)[D].太原：太原理工大學(xué)，2016.

[4]周洋.淺談我國機(jī)械自動化技術(shù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].企業(yè)導(dǎo)報，2011（11）：277.