煤礦機(jī)械中數(shù)控技術(shù)研究

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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(duì)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(duì)機(jī)械設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化控制過(guò)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)、NANO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。

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夹g(shù)人員在對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)文字符號(hào)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(cè)分析儀

振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析儀將實(shí)時(shí)診斷與在線監(jiān)測(cè)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。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(hào)表征及識(shí)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(cè)定分析故障損壞部位及損壞程度，并將振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料自動(dòng)轉(zhuǎn)化成預(yù)測(cè)性機(jī)械狀態(tài)報(bào)警，以解決原有故障診斷對(duì)維護(hù)人員過(guò)于依賴的問(wèn)題；

（2）12通道數(shù)據(jù)同步快速采集，其以對(duì)振動(dòng)模擬信號(hào)實(shí)施抗混濾波處理為前提，使用精度為16位的AD采集芯片完成12通道振動(dòng)信號(hào)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(cè)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(guó)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(wú)級(jí)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(shì)：

（1）可在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)設(shè)備自身進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能即時(shí)反饋與診斷出現(xiàn)的故障問(wèn)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(cè)等。

2.4采煤機(jī)

（1）在無(wú)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(duì)構(gòu)件輪廓開(kāi)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)控制余量大小；切割完成后再實(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結(jié)束語(yǔ)

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。

作者：鄧霞 單位：北京匯基鑫技術(shù)咨詢有限公司