摘要：近年来，在我国的矿山开采作业中矿山机械故障时有发生，这种现状不能有效的对作业人员的生命财产安全进行保障，同时也不利于矿山企业的持续发展。对此，机电一体化技术的应用具有重要意义，能够对当前矿山机械进行有效的改造，将矿山机械的性能以及效率进行提升，对于矿业的生产力水平以及产品质量具有保证作用，同时还能利用机电一体化技术的安全性能保证矿山机械地稳定运行，进而在保障矿山安全开采的基础上促进矿山行业的进一步发展。鉴于此，文章对矿山机械机电一体化技术的应用进行了研究，以供参考。
关键词：矿山开采；机械机电一体化；技术应用
1矿山机械中机械机电一体化技术的重要性
1）在矿山机械中应用机械机电一体化技术，大大提高了采矿企业的工作效率，自动化的程度越来越高，减轻了劳动的强度，在很大程度上解放了劳动力，避免了传统生产模式的弊端。2）机械机电一体化技术在矿山机械中的使用有助于降低矿井生产能耗，实现井下作业效率的显著提升。以井下生产中常见的通风设备、运输设备为例，借助可编程逻辑控制装置与变频技术，不仅能够实现对设备的远程操控，还能自行依据实际进行功率调配，大幅削减能耗。3）有利于采矿作业的安全保障。矿山开采工作和其他工作相比，所面临的环境更加恶劣和复杂，特别是对于井下作业来说，保障员工安全尤为重要。在矿山开采过程中，生产机械的正常运行是保障其运作的根本要求，矿山机械存在的外部环境具有潮湿、粉尘大、易燃气体浓度高等特点，如果无法保障机械的安全运行，则容易发生严重的安全事故。提高矿山机械的自动化和智能化水平，减少人为操作的几率，能够有效保障工作人员安全以及机械的运行效率，提高机械运行的稳定性，降低机械操作失误率。
2矿山机电一体化发展的关键技术
2.1机电集成驱动技术
现代矿山机械设备是传统的传动以及电气系统的集成，这一过程是通过机电集成驱动技术实现的，这一过程中主要包括四个核心部件，对这些部件进行开发和控制是这一集成驱动技术的核心。第一个核心部件是工业减速器，这一部件主要是使设备关节处的速度减慢，也可以传递力矩，进行作业时主要依靠的是执行器较长的力臂；第二个核心部件是伺服电机和步进电机，系统可以通过这一部件来转换能量，也可以用来传递信号；第三个核心部件是电气控制板卡，这一部件可以集成多个单元；第四个核心部件是执行器。驱动集成主要是靠这四个核心模块来实现的。由于这些部件结构复杂，内部存在很多的基本单元以及小零件，因此当小单元出现问题时，对系统整体的功能会产生影响，必须对每个基本单元和零件进行详细的故障排查，及时进行解决。这些部件的复杂程度越高，表明机电一体化的技术水平就越高，信息控制以及机械结构等技术的发展促进了矿山机械的发展。以后的机电驱动技术的动力传递系统将会更有效，传递时的损失达到最低，另外，还可以进行结构优化，从而优化空间运转，使得控制过程更加灵活。
2.2矿山机器人技术
井下环境对矿山机械的使用提出了更高的要求，首先要能够适应灰尘较多的情况以及潮湿等环境。相比较设备而言，人的适应性更差，其成本更高，所以无法满足日益增加的工程需要，有必要研究可以取代人进行工作的机器人。井下作业条件较差，作业人员长期井下作业，对身心造成了极大的伤害，患职业病的人数也越来越多。而使用机器人取代人进行作业，可以使人免受高强度作业的危害，同时可以解决劳动力较为紧张的问题。当机器人在矿山工作时，起控制作用的主要部件是控制器，必须具有可扩展性，同时还要具备开放性，能够符合未来智能化的发展趋势。机器人工作时，手臂动作是靠驱动系统进行驱动来完成的。机器人内部有可以实现闭环控制的智能系统，该系统可以使误差最小化，同时实行控制反馈。
3机械机电一体化在矿山机械中的应用
3.1在矿井提升机中的应用
矿物提升作为矿山生产的关键环节，要求具有良好的机械性能以及传动性能。在矿井提升机中应用机电一体化技术对于提升机性能的保证具有积极作用。矿井提升机以芯片和PLC外端结合的方式进行统一控制，对软件功能的实现起到促进作用。而机电一体化技术可以通过保护系统软件以及硬件的方式实现矿井电动的软启动，避免矿井电动机启动过程中出现转差冲击，为提升工作的顺利进行提高技术保障。对于提升操作系统而言，机电一体化技术的应用能够为提升机设置保护系统，实现对提升机运行工作过程的自动监测，在机械运行参数出现错误或者运行中存在零件故障时，保护系统会发出警报，起到提醒作用。
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3.2在空气压缩机中的应用
机电一体化技术在空气压缩机中也得到了合理应用，为运行效率的提升发挥了积极作用。作为矿山开采中必不可少的固定设备，空气压缩机是矿山机械中的重要组成部分，能够有效提高高压机、电机系统以及排气系统的运行效率。同时，基于机电一体化技术的合理应用，系统内部的软件系统得以开通，可以对空气压缩机控制回路接线进行简化，从而使外部线路更加清晰明了。
3.3在带式输送机中的应用
带式输送机作为矿山井下输送系统的主要设备，是矿山开采中的中枢载体。带式输送机具有运行可靠、效率高以及运输量大等特点，同时也是机械、计算机以及自动控制的综合体，具有快速通讯的功能。在带式输送机中应用几点一体化技术，提升输送机监控设备的灵敏度和使用寿命，对输送机的可靠性进行保障，有助于输送机地高效运行。
3.4在挖掘机中的应用
对于当前矿山企业实际作业而言，挖掘机的使用十分广泛，是矿山机械中不可或缺的重要设备之一，其电气运行系统主要由操作箱、照明灯、电铃以及开关箱等组成。在挖掘机的电气运行系统中应用机电一体化技术，能够对电气运行系统的科技含量进行有效提高，保证挖掘机的安全运行。同时，机电一体化技术能够将电气系统和液压系统结合，高效实现挖掘机在矿山开采中的具体操作。
4机械机电一体化技术在矿山机械上的发展前景
4.1信息网络化在机电一体化技术的应用中，需要以信息技术以及网络技术作为基础，而这也是机电一体化技术的发展趋势。在网络信息化的应用中，可为矿山机电设备的实时监控功能、传感运作功能以及远程控制功能的实现提供保障，对于机电设备运行中的安全隐患以及故障进行高效、准确的识别，进而提升矿山生产工作效率和安全管理水平。例如，在矿山生产中，采用信息网络技术促进安全生产管理系统升级，可以有效应对各类矿山生产风险，保障矿山生产安全。
4.2智能化
现如今，智能化设备无处不在，极大地方便了我们的日常生活。因此，在未来的矿山机械中，机电一体化技术的发展也必将伴随着智能化的参与。在未来的设备中，可以运用人工智能、心理学、算法等思想，使矿山机械具有一定的运算能力和自主判断能力。
4.3模块化
机电一体化技术产品具有种类繁多、生产厂家标准不统一的特点，因而研制和开发具有统一标准的接口，对产品单元模块化非常有必要，这也是未来机电一体化技术发展的重要目标。比如在研究具有减速、变频调速电机的一体化动力驱动单元，具有图像处理、视觉识别和距离测试等功能电机一体化控制单元等。在进行产品设计时，利用模块化标准进行生产，可以使产品标准化，避免资源的浪费和闲置。
4.4环保化
可持续发展一直是我国发展的环保理念，同时也是要求企业在发展中需要遵循的一个原则。在未来矿山机械高度发展的过程中，可能会对环境带来破坏和污染。这与我国实现绿色产品概念的愿望是相悖的，因此，这就要求机电一体化技术在应用过程中，能够避免环境造成污染，对能源可以做到循环利用的程度，以保证开采过程的节能环保，实现绿色矿山建设。
结语
近几年来，矿山机械得到了很大的发展，与矿山机电一体化技术相互融合，得到了进一步发展，极大地提高了作业水平和质量。这一技术的应用解放了劳动力，工人免受井下恶劣环境的影响，工作强度和人身伤害降低，同时作业效率得以提高。机电技术在未来会朝着智能化、模块化和环保化的方向发展，并应用于在矿山机械中，实现协同作业的智能化和规模化。
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论文作者:程卫东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
标签：机电一体化论文; 技术论文; 矿山论文; 作业论文; 矿山机械论文; 机械论文; 部件论文; 《基层建设》2019年第25期论文;