隨著科技的不斷進步,機電一體化作為一種新興的自動化技術,在礦山生產領域得到了迅速發(fā)展,推動了我國礦業(yè)的進步和完善。隨著社會的發(fā)展,機電一體化已逐漸趨向綠色、網(wǎng)絡化、智能化、微型化和模塊化,基于機電一體化技術的安全實用性能在礦山生產的各個環(huán)節(jié)上得到了不斷的應用。
機電一體化技術概況。
㈠機電一體化概念。
機械電子技術是集機械技術、信息技術、電子技術等多種技術于一體的綜合性技術,它結合了多學科技術特點。所以機電產品常采用復合技術,發(fā)揮復合功能。通用機電一體化產品具有自動監(jiān)測功能和人機界面,能適應各種不同的情況,并能自動采取各種故障處理措施。
第二,機電一體化的技術特性。
作為一種復合技術,機電一體化具有獨特的技術特征。首先是高度的安全性。采用機電一體化技術,可實現(xiàn)智能化操作,通過自動監(jiān)測和緊急報警功能可有效預防事故的發(fā)生,對生產過程中的突發(fā)事件能及時處理,確保生產環(huán)境安全。二是可靠的操作。因為機電一體化技術可以實現(xiàn)操作的智能化,不但可以提高工作效率,還可以減少人工操作帶來的各種錯誤。三是廣泛實用。機械電子技術可廣泛應用于各種設備和儀器,通過對生產系統(tǒng)的自動化規(guī)范操作,可有效提高產品質量和生產效率[1]。
㈢機電一體化技術構成。
機械技術、信息處理技術、檢測與傳感技術是機電一體化技術的基礎,機電一體化技術是將多種技術有機結合,實現(xiàn)綜合應用的技術,其中機械技術是最重要的三大技術。我們所說的機械技術,實際上指的是機械本身,機械能否滿足生產的需要,在很大程度上取決于其體積和結構,為了適應生產小型化、高效化的需要,可以在結構和材料方面進行創(chuàng)新和發(fā)展。借助于計算機技術和網(wǎng)絡技術,實現(xiàn)信息的收集、處理、機械設備的指揮等功能,將成為未來工業(yè)發(fā)展過程中的一個重要環(huán)節(jié)。探測傳感技術是通過光纜、光纜傳感器實現(xiàn)的,通過傳感器的感應器探測到信息,將信息傳遞出去,通過信息技術的處理作出反應。
機電一體化技術的發(fā)展趨勢。
為適應時代發(fā)展和社會經(jīng)濟發(fā)展的需要,機電一體化逐步向綠色、智能化、微型化方向發(fā)展。下面是機電一體化發(fā)展趨勢的詳細概述。
綠色化。
在工業(yè)發(fā)展過程中,環(huán)境污染日益嚴重,生態(tài)嚴重破壞,自然資源急劇減少,綠色產業(yè)必將成為時代潮流。綠色發(fā)展是指利用綠色產品,即不污染自然環(huán)境,并能減少自然資源浪費的綠色產品的開發(fā)。一方面,盡量減少機械系統(tǒng)的能耗,節(jié)約資源;二是提高機械系統(tǒng)的循環(huán)利用水平,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,保護環(huán)境。
㈡聯(lián)網(wǎng)。
伴隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展,基于網(wǎng)絡的各種監(jiān)控技術和遠程控制技術也在不斷地突破創(chuàng)新。全球化是通過網(wǎng)絡經(jīng)濟的發(fā)展而實現(xiàn)的,企業(yè)之間的競爭不再局限于局部,全球化的競爭也越來越激烈。為了適應時代的發(fā)展,機電一體化產品必然向網(wǎng)絡化方向邁進[2]。
㈢智能化。
機械電子技術應用中最重要的部分是人工智能系統(tǒng)的應用,它能根據(jù)目標的設定,模擬人的學習和推理過程來處理知識?,F(xiàn)在人工智能技術已被廣泛使用,例如,例如,數(shù)控機床已實現(xiàn)智能化,機器人操作已應用于生產生活等。
㈣微型化。
微納米級產品逐步進入生產領域,機電一體化微機電系統(tǒng)越來越受到社會各界的重視,機電一體化向微觀領域的發(fā)展已成為必然。因為微型機電一體化產品不僅體積小,而且能耗相應降低,加上其靈活的運動方式可以進入到狹小的空間,所以在各個行業(yè)具有廣闊的應用前景。
第五,模塊化。
電子學,機械學,軟件學是機電一體化的三大組成部分,它們有一個共同的特點,就是模塊化。模塊化技術能夠實現(xiàn)不同產品之間零部件的通用性,降低生產成本,提高產品的可維護性和可裝配性。實現(xiàn)模塊化的機電一體化設計與開發(fā),擴大機電產品市場。
機電一體化技術在礦山生產中應用的意義。
機械電子技術的應用改變了以往落后的生產方式,推動了采礦業(yè)的迅速發(fā)展,其重要意義在于:一,提高了勞動生產率。機械、電子技術的應用,使更多的自動化電子設備應用于生產作業(yè),不僅降低了工人的勞動強度,同時機械化生產也提高了勞動效率。二是確保了礦山生產的安全。礦井生產過程極其危險,經(jīng)常威脅職工生命安全,利用機電一體化設備可對礦井生產全過程進行系統(tǒng)監(jiān)控,減少危險事故發(fā)生,保障職工安全。三是提高了礦山的經(jīng)濟效益。應用機電一體化技術可以提高勞動效率,為礦山生產帶來更多經(jīng)濟效益[3]。
機電一體化技術在礦山生產中的應用。
機電一體化技術在起重機械上的應用。
升降機作為礦山生產中的重要機械設備,對其電傳動性能和機械性能的要求越來越高。當前提升機廣泛采用機電一體化技術,礦井生產中常用的數(shù)字化交直流提升機就是其中之一。數(shù)字交直流提升機的結構和設備安裝簡化了,不僅使系統(tǒng)之間的連接更加方便,而且大大提高了設備的可靠性和抗干擾能力。在提升機中采用機電一體化技術,既能節(jié)省電力消耗,又能達到節(jié)能效果,同時由于電控系統(tǒng)結構簡單,提高了設備運行的穩(wěn)定性。
第二,機電一體化技術在監(jiān)控系統(tǒng)中的應用。
采用機電一體化技術,可實現(xiàn)機械設備的在線控制,并能在遇到危險或故障時自動報警。礦井生產作業(yè)是一件非常危險的事情,如果利用機電一體化技術,監(jiān)測機械設備的轉動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、工作裝置和制動系統(tǒng)等各種工作狀態(tài),就能及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的風險,減少安全事故的發(fā)生。與此同時,該機械設備還具有自動報警功能,一旦出現(xiàn)故障就會報警,以便于工作人員及時了解情況并進行維修。
機電一體化技術在皮帶運輸機上的應用。
鼓、比、合輸送機是帶式輸送機的重要部件,礦石物料通過與鼓、比、合輸送機的摩擦來驅動鼓的工作。皮帶輸送機是礦山生產過程中的主要運輸載體,具有輸送量大,連續(xù)運轉,易于實現(xiàn)自動化生產等特點。在皮帶運輸機上應用機電一體化技術,大大增加了運輸量,提高了運輸機的可靠性和靈敏度。
機電一體化技術在智能泵站系統(tǒng)中的應用。
礦井排水系統(tǒng)是礦井生產的重要組成部分,主要負責礦井井下排水,保證排水設備的穩(wěn)定運行。智能排水系統(tǒng)采用機電一體化技術,通過系統(tǒng)遠端監(jiān)控、現(xiàn)場檢測與控制及數(shù)據(jù)采集,當水泵出現(xiàn)異常情況時,設備控制室能及時接收報警信號,控制計算機發(fā)出停止運行指令,同時開啟備用水泵,確保排水工作正常進行[4]。
結論:
總之,在礦山生產中廣泛使用機電一體化設備,不僅降低了工人的勞動強度,提高了安全保障水平,而且大大提高了勞動效率,為礦山生產帶來了較大的經(jīng)濟效益。隨著機電一體化的發(fā)展日益完善,逐步實現(xiàn)綠色化、智能化和網(wǎng)絡化,必將推動我國采礦業(yè)的發(fā)展。
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