针对煤矿机械中的数控技术研究

邓 霞（北京汇基鑫技术咨询有限公司,北京 100195）

针对煤矿机械中的数控技术研究

邓 霞
（北京汇基鑫技术咨询有限公司,北京 100195）

摘 要：作为现代煤矿机械制造生产的重要技术，数控技术的应用对于改善煤矿机械设备运行质量具有重要的现实意义。本文首先分析了煤矿机械中的数控技术应用特点，然后探讨了数控技术在煤矿机械中的具体应用，以期为相关技术与研究人员提供参考。

关键词：煤矿机械；数控技术；探讨

当前数控技术正逐步形成一个良好的发展模式，其在主板上重点应用超大集成电路板，处理器则采用PLC或单片机，控制过程则更朝向自动化发展。在煤矿机械运行中，数控技术不仅能提升采矿机的整体采割效率，提升煤矿生产效率，且能消除采矿的大量安全隐患，提高煤矿生产安全性。

1 煤矿机械中数控技术的应用特点

（1）绿色化：早期的采煤生产中对生产人员和环境都会造成非常不利的影响，其能源消耗量也比较大，采用数控操作平台的煤矿机械设备则可有效克服此类难题，其人性化、高效、优质的工作性能可明显促进煤矿企业高收益、低成本的绿色发展。

（2）网络化：在煤矿生产中的数控机械设备中应用“网络化”、“智能化”技术，不仅能完成对机械设备的网络化控制过程，在不同程度上降低生产成本，且能大幅度提升煤矿生产的安全性及生产效率。

（3）功能化：1）多样化的补偿与插补方式：可采用的有象限误差补偿、速度相关的前馈补偿、垂直度补偿、间隙补偿等多种补偿功能；多样化的插补方式有非均匀有理B样条插补、空间椭圆曲面插补、NΑNO插补、螺纹插补、2D+2螺旋插补、圆弧插补、直线插补等[1]。2）高性能控制技术：编程工具中具有大量的符合车床标准的PLC用户程序实例，技术人员在对标准PLC用户程序实施修改编辑，以便于构建满足自己需求的应用程序。3）用户界面的图形化：在煤矿生产机械设备操作过程中，用户界面起着非常重要的作用，其是技术人员与煤矿机械装置及数控系统间相互沟通的中介；目前煤矿机械设备的数控操作用户界面更富于人性化及可操作性，图形化用户界面的应用，更便于三维彩色立体动态图形模拟、图形仿真及动态跟踪、全方位视图与局部显示比例缩放等功能的完成。4）科学运算的可视化：煤矿生产中需要分析与处理大量复杂的地质及各类数据，利用可视化科学运算过程可提高数据操作处理的效率，其可使煤矿生产的信息不仅通过文字符号反映，还能利用可视化程度较高的图形及视频进行表现，由此保证煤矿生产信息的有效处理。

2 数控技术在煤矿机械中的具体应用

2.1 矿用本安型振动监测分析仪

振动监测分析仪将实时诊断与在线监测集成为一体，可有效促进机械设备的智能化及信息化发展，并实现设备全周期的故障实时诊断分析与状态监控[2]。

该分析仪可完成的功能有：（1）先进的智能诊断及故障定量分析，其采用独特的信号表征及识别技术，内部集成基于小波、频域、时域理论故障特征提取技术及智能诊断和故障定量算法，可准确测定分析故障损坏部位及损坏程度，并将振动监测数据资料自动转化成预测性机械状态报警，以解决原有故障诊断对维护人员过于依赖的问题；（2）12通道数据同步快速采集，其以对振动模拟信号实施抗混滤波处理为前提，使用精度为16位的ΑD采集芯片完成12通道振动信号的同步快速采集；（3）利用快速以太网接口/RS485接口实现诊断结果与原始数据的实时上传及记录；（4）安置250M电子盘，可本地存储故障状况及振动数据，保证设备以外停运时可完成“黑匣子”功能；（5）以故障机理作为理论基础，利用被检测设备零部件的机械参数设置，自动完成不同设备故障频率运算。

2.2 带式输送机

煤矿生产工作环境通常异常恶劣，空气湿度高，且包含电磁波干扰、尘土及振动污染等，所以数控设备应保证避免受环境影响而正常工作，因此设备应采用良好密封技术处理，且具有较高的抗电磁干扰、防潮、抗震性能。当前国内使用的带式输送机数控技术水平不断提高，已普遍使用调速型液力耦合器及行星齿轮减速器两类驱动系统。液力耦合器的涡轮机泵轮间不存在机械联系，转矩利用工作液体进行传递，具备优良的隔振效果，且其能在转速稳定状态下，输出无级持续变化的、变化范围较宽的转速，具有良好的节能效用；行星齿轮减速器具有减速裕度广、体积小、精度高、传动速度快等优点，在带式输送机中可有效改善煤炭的输送效率。在带式输送机中应用数控技术不仅能降低30%以上的电量消耗，且能大幅度提升煤矿生产质量。

2.3 掘进机

掘进机是当前煤矿生产中的非常重要的机械设备，数控技术在掘进挖掘机中的应用有两大优势：（1）可在运行过程中对设备自身进行实时监测，并能即时反馈与诊断出现的故障问题，如温度监控等；（2）实现了掘进机的自动化，即前进方向自动监控、切割电机功率自行调整、切割面大小尺寸自行检测等。

2.4 采煤机

（1）在无链牵引采煤行走机构中，摆线销轨轮与驱动轮参数通常采用少齿数与大模数，在加工中因受到齿轮刀具及齿轮加工机床的限制，完成仿形加工及范成加工的难度较高，而采用数控镗铣床实施编程加工可大幅度降低工艺准备周期及生产投入；（2）数控气割机安装有自动可调整切缝补偿装置，其可方便对构件轮廓开展程序控制，即能准确调整修补切缝补偿值，以精确控制毛坯加工余量，因此其在零件粗加工中可广泛应用，如采用数控气割粗加工齿槽，齿形的加工余量分布均匀，切割补偿调整适当，可精准控制余量大小；切割完成后再实施退火处理，不仅能改善晶粒与组织的细化程度，且能提升精加工的切削性[3]。

3 结束语

数控技术的应用水平将直接影响着煤矿机械设备的运行质量和使用寿命，因此，相关技术与研究人员应加强有关煤矿机械中的数控技术研究，总结数控技术的应用要点及关键技术应用措施，以逐步改善数控技术在煤矿机械设备中的应用质量。

参考文献：

[1]闫宁.煤矿机电现代化[J].科技信息,2012(21).

[2]方媛,卞奕明,李艳平.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].煤炭技术,2012(07).

[3]李民中.状态监测与故障诊断技术在煤矿大型机械设备上的应用[J].煤矿机械,2006(03).

作者简介：邓霞（1982-），女,山西文水人，本科，研究方向：机械设计及其自动化。