機電液范文10篇

摘要:為保證礦井提升機運行安全，降低松繩、斷繩、過卷等事故發生的概率，利用仿真模擬結合理論分析的方法對礦井提升機的恒減速電液控制系統進行優化設計，給出了恒減速電液控制系統的硬件、軟件的組成及工作原理，同時通過Adams對恒減速電控控制設計方案進行仿真研究，得出滾筒速度在5s內能夠降低至零，能滿足正常生產需求，驗證了設計方案的有效可行性，為礦井安全開采及礦井高效開采提供一定的參考及借鑒。

關鍵詞:仿真模擬;礦井提升機;電液系統;優化設計

隨著我國經濟的不斷發展，我國能源的消耗量也呈現增大的趨勢。煤炭資源一直是我國工業發展的重要保證，每天煤炭資源消耗量占據全部能源消耗的7成以上，所以高效開采，可持續發展一直是煤礦開采的重要目標。礦井提升機是我國礦井物料、原煤等提升的重要設備，在礦井正常生產過程中，由于提升機發生故障導致礦井生產效率降低的事件屢有發生，其工作性能直接影響著礦井開采效率［1］，在提升機的日常運行過程中，常會出現由于液壓制動系統控制精度差等引起的松繩、斷繩、過卷等事故，事故一旦發生將會造成難以估量的損失，同時由于礦井工作環境較為惡劣，設備的維修極為困難，造成機械窩工，提升礦井提升機的運行安全性及其制動系統進行設計優化十分必要［2］。針對傳統提升機電壓液控系統存在的問題，基于恒減速電液控制系統對其進行優化設計，有效降低了提升機恒減速液控系統失效造成的安全問題。為礦井高效發展及安全運行提供了一定的保障。

1恒減速電液控制系統設計方案

1．1礦井提升機制動系統組成及原理

礦井提升機的制動系統是由制動閘組，液壓部分和電氣部分組成，目前國內主要的制動方式有安全制動和工作制動，工作制動是礦井提升機在完成一次提升工作后進行的停車制動，目前較為常用，安全制動是指在運行過程中，由于發生故障，避免人員、機械等造成各損害而進行的緊急制動，安全制動一般很少發生，這是保障人員及設備安全的最后環節，安全制動按照其方式可分為恒力矩一級、二級安全制動和恒減速制動三種，其中恒減速制動系統是通過內部反饋而實現的提升機制動方式，控制系統通過檢測滾筒速度來調節制動器的減速度，有效提升制動性能［3］。

論文關鍵詞：純電調DEHAGC同步器協調控制

論文摘要：分析汽輪機電液聯調系統的設計原理、設計方法，并介紹本系統在電廠中應用，闡述系統的發展前景。

1前言

隨著我國電力自動化程度的提高和用電形勢的變化，對電網調度和機組調峰的要求越來越高，而我國90年代前投產的125MW等老機組汽輪機使用純液壓調節系統，即采用雙磁場換向式單相串激交直流兩用電動機、控制同步器。由于電動機本身的惰走和慣性等原因，控制精度不太理想，由液壓調速系統和同步器組成的控制系統，在可控性和保護功能上不能完全滿足機組協調控制(CCS)和自動發電控制(AGC)的要求，一種簡易可行的DEH系統被開發并成功應用于電廠，以下進行介紹。

2系統組成及原理

系統由液壓部分、高中壓油動機行程傳感器、基于DCS的控制系統平臺及網絡、超速保護(OPC)裝置、手操盤等組成，改造后的油系統見圖1。

目前我國地質勘查鉆機普遍采用定量泵與普通液壓閥組成的液壓系統，鉆進功能單一，不適應復雜地層鉆進工藝要求。JDD一100型地質勘查鉆機由液壓驅動，具有回轉、振動、沖擊、靜壓多種鉆進功能，還可隨鉆測量地層電阻率、孔隙度等地質參數。鉆機如圖1所示。

1城市地質勘查鉆機鉆進性能要求

1．1優化鉆進

鉆進過程中，各種地層有不同的最優鉆進規程參數與之對應。鉆壓、轉速需穩定保持在最優鉆進規程參數附近，避免過大的波動。鉆機始終以最優規程參數鉆進，提高鉆進效率。

1．2精確鉆進

地質勘查鉆孔深度較淺，但地層復雜多樣。一次鉆進可遇到多種地層，鉆機須根據不同地層，及時、準確地調整鉆壓、轉速等參數，使鉆進規程參數與地層相適應。

1礦井掘進機電設備的選用

1.1節能變壓器。當前，就各礦井變壓器應用現狀而言，S7型變壓器是很多礦井主要應用的變壓器，該變壓器已屬于一種早期生產的變壓器，較落后，在實際工作時不僅會發出較大噪音，形成噪音污染，而且會耗費大量電能，浪費電能。目前，隨著我國變壓器節能技術的飛速發展，生產出很多新型節能變壓器，這些變壓器在功能、能耗方面都比S7型變壓器優良很多。如常見的S15系列變壓器，消耗的電能就相對較少，且噪音小，它主要是用全新非晶合金材料制成的[1-2]。圖1為常見的S系列變壓器中S7型、S11型、S13型、S14型、S15型具體空載損耗情況與負載損耗情況，通過對比，可清楚地了解到它們的各種損耗情況。因此，在實際生產中，各礦井應依據自身實際情況，合理地更新淘汰舊式變壓器，選用新型變壓器。1.2輸送控制系統。就各礦井傳輸裝置而言，當前很多礦井都是依據煤礦流動方向來布設礦井傳輸裝置的，導致礦井掘進機電設備連續工作，從而該傳輸裝置運行模式會耗費大量電能，造成嚴重的電能損耗。對此，可通過在原輸送設備上裝設高度感應系統，借助該裝置來自動檢測感應煤炭運輸情況，依據具體煤炭量來確定運行與否，這樣可科學、合理地解決輸送裝置一直連續運行問題，顯著降低輸送裝置耗費的電能。1.3節能電動機。在選用電動機時，應優先選用借助新型材料進行改進后的節能性能更優良的電動機，這樣的電動機工作時產生的能源損耗更少[3]。同時所選的電動機節能設備應更高效，這樣可利用其熱能效益以及降低電磁能等方式，來使電動機的工作運行效率得到進一步提高，這與礦井節能降耗發展策略相符。

2礦井掘進設備的強化管理

2.1充分應用礦井機電設備。從各礦井當前消耗的總能源來看，有很大一部分能源消耗為設備運行所消耗的電能，設備整體運行效率普遍偏低[4]。對此，在實際生產中，相關技術人員首先應對機械設備工作原理進行深入了解，并按相關操作規程科學操作，使機械設備的運行潛能得到充分發揮，有效降低各種不必要能耗，如應嚴格控制機械設備運行速度，最好讓設備處于勻速運行，這樣可使設備機械能耗更低。2.2提高礦井掘進機電設備功率因數礦井掘進機電設備實際運行效率的高低受功率因數的影響較嚴重。據相關部門研究顯示，在國內各礦井中，有將近2/3的礦井實際供電功率因數偏低，這樣在實際供電作業中，必然會產生大量的無用功率[5]。供電質量的低劣大幅增加了礦井電能損耗。對此，企業可通過給礦井掘進機電設備裝設一種就地補償裝置，這樣可顯著提高礦井供電功率因數，使機電設備損耗變小，以實現礦井機電設備的節能降耗。2.3縮減低壓供電距離。設備在工作過程中，礦井生產中掘進機電設備功率一定，工作電流量與供電電壓成反比，也就是當供電電壓越高時，耗費的供電電流將越少。若礦井低壓供電線路過長，線路阻抗也會增大，這樣會損失更多電能。對此，可適當提高供電電壓，使工作電流損耗變小，同時可通過合理縮減低壓供電距離，來使電能損耗降低。2.4強化維護礦井掘進機電設備。礦井作業環境惡劣，存在大量的灰塵、瓦斯氣體且陰暗潮濕，這些因素易對礦井掘進機電設備性能產生影響，以致引發設備故障，這會在某種程度上增大礦井能源消耗。對此，在實際生產中，必須做好機電設備的日常檢查維護工作，以確保設備正常運行，并達到預期運行效率；與此同時，應做好設備內部清潔工作，及時給設備添加機油、加注潤滑油等，以防設備因能源不足而產生各種故障，進而增加設備維護成本，使設備能源消耗增大。2.5節約水及乳化液用量。當前，很多礦井在進行采煤作業時，若遇到堅硬巖石，大多會選擇采用乳化液噴霧來軟化巖石，以更便于開采作業，因此，很多礦井在生產作業中都應用了乳化液泵噴霧來協助生產。但就實際應用現狀而言，人們在應用乳化液噴霧時，存在很多不合理現象，如很多礦井在啟動機電設備的同時也會把乳化液泵打開，使得乳液泵的應用缺乏針對性，這樣乳化液泵長時間的運行，必然會浪費大量的電能、水資源以及乳化液體。因此，必須強化乳化液泵管理，應先對礦井地質條件進行準確勘測，進而針對性地應用乳化液泵站，謹防所用乳化液泵站出現長期無意義運行情況，同時，應對乳化液用量進行嚴格控制，以進一步降低乳化液泵站能源損耗，實現最終的節能目的。

3結語

礦井掘進機電設備屬于礦井的主要耗能設備，要想使其實現節能降耗，一方面在選用掘進機電設備時，應優先選用節能效果好、工作性能優良的機電設備，另一方面應嚴格按設備操作規程作業，并做好設備的日常維護保養工作。只有這樣才能使礦井掘進機電設備更節能，進而顯著降低礦井生產成本，更好地促進煤礦企業的長期健康可持續發展。

有機結合滾筒、驅動的機械結構，應用在內裝式提升機上，充分整合機械、通信、電力電子及自動控制等先進技術。全數字化提升機應用總線方式，極大的實現了電器安裝的簡化，效果高度可靠，而且硬件配置簡單，相互間的兼容功能很好。我國研制開發的全數字化提升機，應用雙處理器組成核心系統部分，性能可靠、先進，具有較高的準確性。在支護設備中的應用液壓支架是煤礦采煤工作中應用的支護設備，目前正向電液控制方向發展，利用先進的計算機技術，結合液壓控制，形成定壓雙向鄰架，能夠降低并減去對頂板、支架產生的沖擊荷載[3]。應用在煤礦開采工作中的電液控制支架，不但能實現1架/3s的最快速度，還可檢測支架的工作狀態。乳化液泵是提供液壓支護設備高壓液體的裝置，因此必須具備大流量供液能力及高壓，還應結合用液量進行自行調控。我國研制開發的智能型乳化液泵站系統包括智能型乳化液泵站供液、自動配液系統兩部分，可實現油箱、油位高度的自行檢測，自主配液；還能進行乳化液濃度的在線自動檢測、調節，一旦發現濃度不符合規定值，會發出聲光警報；另外，具有定時反沖洗功能，控制、監督實際用液量，遠程傳輸功能良好[4]。

煤礦機械的開發水平極大的影響了煤炭工業發展，近些年機電一體化技術在煤礦開采機械中的廣泛應用，極大的提升了礦機械生產效率、質量。提升了勞動效率機電一體化技術應用在煤礦機械方面，將實際勞動效率有效提升了，相較以前采用的煤礦機械，應用機電一體化技術，不但將產品生產方式進行了有效改善，而且在應用了自動化技術、微處理技術后，大幅度提升了勞動效率，增加了煤礦業產量。增加了礦工勞動收入應用機電一體化技術，不僅將煤炭產量提升了，增加了企業經濟效益的同時，也提高了礦工們的工資；煤礦產業快速發展也帶動了周邊同行業的發展，對區域經濟的進步發展提供了有利條件。有利于保證礦工們的勞動安全以前煤礦開采的過程十分艱苦，條件十分惡劣，礦工們長期處于潮濕環境之中，周圍遍布煤塵，極大的影響了他們的生活質量，造成身心健康的重大影響，如情況嚴重還會影響他們的生命。煤礦機械安全環境也很差，因為是持續不停的在進行運轉，具有極高的安全故障發生機率，沒有合理、有效的安全保障促使進行監控、處理，煤礦業工作安全缺乏保證，礦工們的生命安全岌岌可危。機電一體化技術在煤礦機械方面的應用，大大減輕了礦工們的勞動強度，將安全事故發生的機率有效降低，確保了礦工生命安全，有效預防了工傷、職業病的產生。

機電一體化技術作為一種新興的綜合科技，將信息處理、計算機、機械以及自動控制技術進行綜合運用，順應了科技發展的規律，生命力強大。機電一體化技術廣泛應用在煤礦安全生產監控系統、采煤機、帶式輸送機、提升機及支護設備中，提升了勞動效率，增加了礦工勞動收入，確保礦工作業環境的安全性。機電一體化技術在礦山機械中應用將會為企業帶來更大的經濟效益及價值。

本文作者：劉開源工作單位：山西高平科興云泉煤業有限公司

1故障診斷技術分析和診斷流程

1.1綜采機電故障診斷及維護

在對綜采機電設備進行故障診斷時，可以根據機電設備故障發生的時間因素和故障發生的條件來進行分析。首先，必須明確進行綜采機電設備診斷的目的。確定了診斷的目的，在進行診斷時才有方向可以遵循。綜采機電設備的診斷需要對機電系統的運行情況進行確認，只有明確診斷的目的，才可以直觀地確認并找到故障部位，制定出科學合理的解決措施和維修方案。其次，對于綜采機電設備故障的技術診斷。進行故障診斷和分析時，要注意診斷的專業性和實踐性相結合。因為是在井下進行開采作業，所以工作空間受到限制，而且工作環境比較特殊，條件較差，有可能在開礦工人開采煤礦的工程中，機電設備發生故障，這就給井下開采作業帶來了很多不利因素，給故障診斷帶來困難。因此，在煤礦開采之前就需要采用合理的故障診斷技術，使綜采機電設備的故障率得以降低。

1.2故障診斷與維護流程

煤礦企業的生產過程中，綜采機電設備出現故障的頻率非常高，數量和種類也十分繁雜，導致故障的原因也極其復雜。此外，綜采機電設備的理論技術知識是決定綜采機電設備的故障診斷技術水平的決定因素。有別于其他機電設備，綜采機電設備有著其自身的特色，針對這些特點，已經形成了一套一體化的綜采機電設備診斷設備，并且被很好地應用于綜采機電設備故障的診斷中。診斷設備的自主傳感在技術診斷的過程中至關重要，通過設備的自主傳感，能夠使綜采機電設備故障診斷結果的合理性和可靠性得到保障。

2綜采機電設備故障診斷與維修技術

一、我國調速器產品發展回顧

解放初期，我國水輪機調速器事業一片空白，幾乎從零開始，大部分產品從蘇聯購買，少量制造亦是照搬蘇聯圖紙生產。50～60年代，我國水輪機調速器大部分系機械液壓型調速器。在""年代，當時的水利水電科學研究院、哈爾濱工業大學、哈爾濱電機廠等單位曾聯合研制了我國第一臺電子管電液調速器，并安裝在廣東從化流溪河水電站運行了一段時間。60年代初，當時的水利水電科學研究院、天津電氣傳動設計研究所、長江流域規劃辦公室等單位聯合研制了我國第一臺晶體管電液調速器，并在湖北陸水試驗電站運行了相當長一段時間。70年代至80年代初，新建的大中型水電站較多地采用了電子管、晶體管或小規模集成電路電液調速器，一些小型水電站也少量采用了電液調速器，此階段可算是機械液壓調速器與電氣液壓調速器并重。但電氣液壓調速器由于所選用的主要電子元件/組件質量不過關，其長期使用的可靠性普遍較低。

我國水輪機調速器的快速發展是從80年代初開始的，由于改革開放和科技進步，國內有關科研單位、高等院校及制造部門為提高調速器的運行可靠性與調節品質，開始研制微機調速器。華中科技大學、電力自動化研究院（能源部南京自動化所）、天津電氣傳動設計研究所、中國水利水電科學研究院、長江流域規劃辦公室等單位相繼開展了以微處理器為核心的電液調速器的研制。

華中科技大學自1981年底開始研制適應式變參數并聯PID微機調節器，1984年11月在湖南歐陽海水電廠投入運行。1989年與天津傳動設計研究所、湖南水科所、武漢水電控制設備公司及天津水電控制設備廠共同研制的WT-S雙微機調速器通過產品鑒定，并投入小批量生產，微機調節器以Z-80單板機為硬件核心，兩臺微機配以相同功能的測頻、CPU、D/A及A/D模塊，雙微機互為備用，采用適應式變參數PID調節模式，較好地滿足了電站運行要求，但與外國產品相比，因我國基礎工業水平的制約，整機硬件可靠性較低，性能一致性與長期運行的穩定性難以保證。

90年代以來，隨著可編程控制器（PLC）技術的不斷完善，各單位相繼開展了將可編程控制器應用到調速器中的研究工作。華中科技大學分別與有關單位合作開發不同品牌的PLC微機調節器，首臺調節器于1993年5月在歐陽海水電廠投入運行。目前，PLC型電液調速器已成為我國微機電液調速器的主導產品。

此外，華中科技大學還分別與哈爾濱電機廠、東方電機廠等單位合作研制出以8086、8096CPU為核心，采用STD總線結構和MIC-2000工控機型雙微機調速器，成功地在巖灘、寶珠寺等水電廠投入運行。電力自動化研究院在繼承ST-700系列微機調速器的雙微機雙通道系統結構基礎上，研制了基于MC68322微機的水輪機調速器。

一、合理選擇供電設備

(一)供電電壓機電設備在用電功率不變的前提下，設備工作電流越小，供電電壓相對就會越高，這種情況在一定程度上降低了壓降與功率。因此，在煤礦井下機電設備工作時，需要利用高電壓對機電設備供電;低壓供電的距離決定能源消耗的程度，距離越遠，抗阻越高;相反，距離越近，抗阻越低，為了能夠降低能耗，煤炭企業要盡量縮小低壓供電的距離，降低抗阻。另外，挖掘工作也需要配備移動變電站，跟隨挖掘工作的變化而變化，確保供電距離一直最短，進而減少能耗，節約成本。

(二)節能變壓器通過調查可知，煤炭企業掘進機電設備目前使用的還是傳統變壓器，相對于新型變壓器，傳統變壓器工作時具有噪聲大、能耗高的缺點，不利于長期使用。因此，煤炭企業應當淘汰陳舊的變壓器，使用新型變壓器，非晶合金材料作為新型變壓器的重要材料，不僅能夠降低能耗，節約成本，又能夠降低噪音，是煤炭機電設備的首選。

(三)帶式輸送系統帶式輸送器上無論有沒有煤炭，在啟動一段時間后，就會始終保持工作狀態，導致電能消耗過多。因此，針對這種情況，需要對帶式輸送系統進行完善，為了確保正常的挖掘工作，可以在輸送機上安裝感應設備，以感應輸送帶上是否有煤炭，并通過感應設備決定帶式輸送系統是否工作，這不僅解決了耗能大的問題，也減少了工人的工作量，提高了煤礦生產的工作效率。

(四)節能電動機電動機作為煤炭挖掘設備的基礎，沒有電動機就無法進行開采共組，而大多數煤炭企業采用的是傳統電動機，不僅耗能高，而且效率偏低，為此，煤炭企業需要加大科研力度，使用先進技術對電動機進行改造，在電動機制造材料等方面進行創新，制造出降低電磁能以及熱能的高效節能的電動機，為煤炭開采工作提供便利，促進煤炭企業發展。收稿日期:2014－08－26作者簡介:衛少亮(1979－)，男，山西長治人，2003年畢業于焦作工學院機械設計制造專業，工程師，現在潞安集團余吾煤業有限公司從事煤礦機電技術管理工作。

二、科學管理掘進機電設備

摘要：傳統的鑄件澆注工藝已不能滿足生產力發展的需要，而機電一體化作為一種有效的工業手段已廣泛應用到各個產業結構中，對精密鑄造的澆注過程及有色合金的合成起到關鍵的作用。

關鍵詞：機電一體化；鑄造工藝；精密鑄造

近年來，我國經濟發展迅速，不論是代步工具的不斷變換，還是重工業各機械設備的更新換代，都離不開機械配件的鑄造，鑄造是獲得產品毛柸的主要方法之一，是機械工藝最重要的基礎工藝。為進一步了解我國鑄造業的發展前景，剖析發展所存在的問題，探討加快發展的對策措施，促進機械工業的健康快速發展，本文對機電一體化在精密鑄造過程中控制的作用進行分析討論。

1鑄造澆筑工藝的發展

鑄造工藝可以分為三個基本部分：即鑄造金屬準備、鑄型準備和鑄件準備。（1）鑄造工藝的發展現狀。①鑄造技術創新能力薄弱。鑄造工藝沿用傳統澆筑模式，生產工程中手動操作比例較高；②先進鑄造工藝應用基礎需要突破：精密鑄造澆筑生產技術水平相對落后，鑄件質量低，材料能源消費高、經濟效益差。③鑄造工藝難以實現生產的需求：鑄造澆筑原輔材料生產供應地社會化、專業化、商品化差距大，在種類、質量等方面不能滿足新工藝、新產業的需求。④節能減排是關鍵：人類對環境質量要求的提高，使得鑄造澆筑產業開始大力重視環境保護。在鑄造塵毒治理、污水凈化、廢渣利用等取得顯著效果。（2）鑄造工藝的發展趨勢。①鑄造合金材料。在鑄造合金器件材料選擇上以強韌化、輕量化、精密化、高校化為目標，開展鑄造新材料，同時研制耐磨、耐蝕、耐熱等各種有色合金新材料；開發鑄造合金鋼新品種。②合金冶煉。開發新的合金孕育技術，推廣合金包芯技術，提高鑄造澆筑成功率，降低鑄件廢品率并提高鑄件綜合性能。

2鑄造澆筑系統的設計原則、內容及步驟

摘要：隨著微電子技術的迅猛發展以及機械工程領域的不斷需求，這都極大地促進了機電一體化產品概念設計理論的研究，相比較863計劃的初始階段都有很大的發展，，還出現了“機電光”與“機電液”相關領域的結合。在未來，我相信機電系統可以相互組合，靈活裁剪，實現多系統之間的相互配合和密切聯系，同時，更加注重機電一體化產品和使用者的關聯，使產品朝著智能化微型化系統化和環保化方向發展，機電一體化及相關領域還會成為我們機械電子工程技術革命主戰場。

關鍵詞:中國制造2025；機電一體化；現狀；展望；863計劃

1當前機電一體化產品概念設計國內外研究現狀

1.1國內研究現狀

我國機電一體化的研究主要伴隨著“863項目計劃”而開展，我國的智能機器人等項目也在該計劃的支持下取得突飛猛進的發展，目前我國的工業化整體處于“工業3.0”左右的階段。（1）數控技術方面：截止2016年，我國數控技術經歷58年，目前國產數控機床可供品種達2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業的發展拉動高端數控機床的發展，進而推動機電一體化進程。（2）工業機器人方面:目前，國內機器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計劃有系統地攻關，在原有的良好基礎上更上一層，后期能立于世界先進行列之中。（3）激光術方面：近年來，激光技術發展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又擴大了緊湊型的高功率激光器的應用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發動機的發展或用于空間探索的推進器系統改造。（4）互聯網應用方面：推行互聯網思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團有限公司分別運用CAX系統和SPC工具進行智能制造，提高了效率，建立了一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。通過這幾方面可以看出機電一體化產品概念設計有著很大發展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。

1.2國外研究現狀