机电液范文10篇

摘要:为保证矿井提升机运行安全，降低松绳、断绳、过卷等事故发生的概率，利用仿真模拟结合理论分析的方法对矿井提升机的恒减速电液控制系统进行优化设计，给出了恒减速电液控制系统的硬件、软件的组成及工作原理，同时通过Adams对恒减速电控控制设计方案进行仿真研究，得出滚筒速度在5s内能够降低至零，能满足正常生产需求，验证了设计方案的有效可行性，为矿井安全开采及矿井高效开采提供一定的参考及借鉴。

关键词:仿真模拟;矿井提升机;电液系统;优化设计

随着我国经济的不断发展，我国能源的消耗量也呈现增大的趋势。煤炭资源一直是我国工业发展的重要保证，每天煤炭资源消耗量占据全部能源消耗的7成以上，所以高效开采，可持续发展一直是煤矿开采的重要目标。矿井提升机是我国矿井物料、原煤等提升的重要设备，在矿井正常生产过程中，由于提升机发生故障导致矿井生产效率降低的事件屡有发生，其工作性能直接影响着矿井开采效率［1］，在提升机的日常运行过程中，常会出现由于液压制动系统控制精度差等引起的松绳、断绳、过卷等事故，事故一旦发生将会造成难以估量的损失，同时由于矿井工作环境较为恶劣，设备的维修极为困难，造成机械窝工，提升矿井提升机的运行安全性及其制动系统进行设计优化十分必要［2］。针对传统提升机电压液控系统存在的问题，基于恒减速电液控制系统对其进行优化设计，有效降低了提升机恒减速液控系统失效造成的安全问题。为矿井高效发展及安全运行提供了一定的保障。

1恒减速电液控制系统设计方案

1．1矿井提升机制动系统组成及原理

矿井提升机的制动系统是由制动闸组，液压部分和电气部分组成，目前国内主要的制动方式有安全制动和工作制动，工作制动是矿井提升机在完成一次提升工作后进行的停车制动，目前较为常用，安全制动是指在运行过程中，由于发生故障，避免人员、机械等造成各损害而进行的紧急制动，安全制动一般很少发生，这是保障人员及设备安全的最后环节，安全制动按照其方式可分为恒力矩一级、二级安全制动和恒减速制动三种，其中恒减速制动系统是通过内部反馈而实现的提升机制动方式，控制系统通过检测滚筒速度来调节制动器的减速度，有效提升制动性能［3］。

论文关键词：纯电调DEHAGC同步器协调控制

论文摘要：分析汽轮机电液联调系统的设计原理、设计方法，并介绍本系统在电厂中应用，阐述系统的发展前景。

1前言

随着我国电力自动化程度的提高和用电形势的变化，对电网调度和机组调峰的要求越来越高，而我国90年代前投产的125MW等老机组汽轮机使用纯液压调节系统，即采用双磁场换向式单相串激交直流两用电动机、控制同步器。由于电动机本身的惰走和惯性等原因，控制精度不太理想，由液压调速系统和同步器组成的控制系统，在可控性和保护功能上不能完全满足机组协调控制(CCS)和自动发电控制(AGC)的要求，一种简易可行的DEH系统被开发并成功应用于电厂，以下进行介绍。

2系统组成及原理

系统由液压部分、高中压油动机行程传感器、基于DCS的控制系统平台及网络、超速保护(OPC)装置、手操盘等组成，改造后的油系统见图1。

目前我国地质勘查钻机普遍采用定量泵与普通液压阀组成的液压系统，钻进功能单一，不适应复杂地层钻进工艺要求。JDD一100型地质勘查钻机由液压驱动，具有回转、振动、冲击、静压多种钻进功能，还可随钻测量地层电阻率、孔隙度等地质参数。钻机如图1所示。

1城市地质勘查钻机钻进性能要求

1．1优化钻进

钻进过程中，各种地层有不同的最优钻进规程参数与之对应。钻压、转速需稳定保持在最优钻进规程参数附近，避免过大的波动。钻机始终以最优规程参数钻进，提高钻进效率。

1．2精确钻进

地质勘查钻孔深度较浅，但地层复杂多样。一次钻进可遇到多种地层，钻机须根据不同地层，及时、准确地调整钻压、转速等参数，使钻进规程参数与地层相适应。

1矿井掘进机电设备的选用

1.1节能变压器。当前，就各矿井变压器应用现状而言，S7型变压器是很多矿井主要应用的变压器，该变压器已属于一种早期生产的变压器，较落后，在实际工作时不仅会发出较大噪音，形成噪音污染，而且会耗费大量电能，浪费电能。目前，随着我国变压器节能技术的飞速发展，生产出很多新型节能变压器，这些变压器在功能、能耗方面都比S7型变压器优良很多。如常见的S15系列变压器，消耗的电能就相对较少，且噪音小，它主要是用全新非晶合金材料制成的[1-2]。图1为常见的S系列变压器中S7型、S11型、S13型、S14型、S15型具体空载损耗情况与负载损耗情况，通过对比，可清楚地了解到它们的各种损耗情况。因此，在实际生产中，各矿井应依据自身实际情况，合理地更新淘汰旧式变压器，选用新型变压器。1.2输送控制系统。就各矿井传输装置而言，当前很多矿井都是依据煤矿流动方向来布设矿井传输装置的，导致矿井掘进机电设备连续工作，从而该传输装置运行模式会耗费大量电能，造成严重的电能损耗。对此，可通过在原输送设备上装设高度感应系统，借助该装置来自动检测感应煤炭运输情况，依据具体煤炭量来确定运行与否，这样可科学、合理地解决输送装置一直连续运行问题，显著降低输送装置耗费的电能。1.3节能电动机。在选用电动机时，应优先选用借助新型材料进行改进后的节能性能更优良的电动机，这样的电动机工作时产生的能源损耗更少[3]。同时所选的电动机节能设备应更高效，这样可利用其热能效益以及降低电磁能等方式，来使电动机的工作运行效率得到进一步提高，这与矿井节能降耗发展策略相符。

2矿井掘进设备的强化管理

2.1充分应用矿井机电设备。从各矿井当前消耗的总能源来看，有很大一部分能源消耗为设备运行所消耗的电能，设备整体运行效率普遍偏低[4]。对此，在实际生产中，相关技术人员首先应对机械设备工作原理进行深入了解，并按相关操作规程科学操作，使机械设备的运行潜能得到充分发挥，有效降低各种不必要能耗，如应严格控制机械设备运行速度，最好让设备处于匀速运行，这样可使设备机械能耗更低。2.2提高矿井掘进机电设备功率因数矿井掘进机电设备实际运行效率的高低受功率因数的影响较严重。据相关部门研究显示，在国内各矿井中，有将近2/3的矿井实际供电功率因数偏低，这样在实际供电作业中，必然会产生大量的无用功率[5]。供电质量的低劣大幅增加了矿井电能损耗。对此，企业可通过给矿井掘进机电设备装设一种就地补偿装置，这样可显著提高矿井供电功率因数，使机电设备损耗变小，以实现矿井机电设备的节能降耗。2.3缩减低压供电距离。设备在工作过程中，矿井生产中掘进机电设备功率一定，工作电流量与供电电压成反比，也就是当供电电压越高时，耗费的供电电流将越少。若矿井低压供电线路过长，线路阻抗也会增大，这样会损失更多电能。对此，可适当提高供电电压，使工作电流损耗变小，同时可通过合理缩减低压供电距离，来使电能损耗降低。2.4强化维护矿井掘进机电设备。矿井作业环境恶劣，存在大量的灰尘、瓦斯气体且阴暗潮湿，这些因素易对矿井掘进机电设备性能产生影响，以致引发设备故障，这会在某种程度上增大矿井能源消耗。对此，在实际生产中，必须做好机电设备的日常检查维护工作，以确保设备正常运行，并达到预期运行效率；与此同时，应做好设备内部清洁工作，及时给设备添加机油、加注润滑油等，以防设备因能源不足而产生各种故障，进而增加设备维护成本，使设备能源消耗增大。2.5节约水及乳化液用量。当前，很多矿井在进行采煤作业时，若遇到坚硬岩石，大多会选择采用乳化液喷雾来软化岩石，以更便于开采作业，因此，很多矿井在生产作业中都应用了乳化液泵喷雾来协助生产。但就实际应用现状而言，人们在应用乳化液喷雾时，存在很多不合理现象，如很多矿井在启动机电设备的同时也会把乳化液泵打开，使得乳液泵的应用缺乏针对性，这样乳化液泵长时间的运行，必然会浪费大量的电能、水资源以及乳化液体。因此，必须强化乳化液泵管理，应先对矿井地质条件进行准确勘测，进而针对性地应用乳化液泵站，谨防所用乳化液泵站出现长期无意义运行情况，同时，应对乳化液用量进行严格控制，以进一步降低乳化液泵站能源损耗，实现最终的节能目的。

3结语

矿井掘进机电设备属于矿井的主要耗能设备，要想使其实现节能降耗，一方面在选用掘进机电设备时，应优先选用节能效果好、工作性能优良的机电设备，另一方面应严格按设备操作规程作业，并做好设备的日常维护保养工作。只有这样才能使矿井掘进机电设备更节能，进而显著降低矿井生产成本，更好地促进煤矿企业的长期健康可持续发展。

有机结合滚筒、驱动的机械结构，应用在内装式提升机上，充分整合机械、通信、电力电子及自动控制等先进技术。全数字化提升机应用总线方式，极大的实现了电器安装的简化，效果高度可靠，而且硬件配置简单，相互间的兼容功能很好。我国研制开发的全数字化提升机，应用双处理器组成核心系统部分，性能可靠、先进，具有较高的准确性。在支护设备中的应用液压支架是煤矿采煤工作中应用的支护设备，目前正向电液控制方向发展，利用先进的计算机技术，结合液压控制，形成定压双向邻架，能够降低并减去对顶板、支架产生的冲击荷载[3]。应用在煤矿开采工作中的电液控制支架，不但能实现1架/3s的最快速度，还可检测支架的工作状态。乳化液泵是提供液压支护设备高压液体的装置，因此必须具备大流量供液能力及高压，还应结合用液量进行自行调控。我国研制开发的智能型乳化液泵站系统包括智能型乳化液泵站供液、自动配液系统两部分，可实现油箱、油位高度的自行检测，自主配液；还能进行乳化液浓度的在线自动检测、调节，一旦发现浓度不符合规定值，会发出声光警报；另外，具有定时反冲洗功能，控制、监督实际用液量，远程传输功能良好[4]。

煤矿机械的开发水平极大的影响了煤炭工业发展，近些年机电一体化技术在煤矿开采机械中的广泛应用，极大的提升了矿机械生产效率、质量。提升了劳动效率机电一体化技术应用在煤矿机械方面，将实际劳动效率有效提升了，相较以前采用的煤矿机械，应用机电一体化技术，不但将产品生产方式进行了有效改善，而且在应用了自动化技术、微处理技术后，大幅度提升了劳动效率，增加了煤矿业产量。增加了矿工劳动收入应用机电一体化技术，不仅将煤炭产量提升了，增加了企业经济效益的同时，也提高了矿工们的工资；煤矿产业快速发展也带动了周边同行业的发展，对区域经济的进步发展提供了有利条件。有利于保证矿工们的劳动安全以前煤矿开采的过程十分艰苦，条件十分恶劣，矿工们长期处于潮湿环境之中，周围遍布煤尘，极大的影响了他们的生活质量，造成身心健康的重大影响，如情况严重还会影响他们的生命。煤矿机械安全环境也很差，因为是持续不停的在进行运转，具有极高的安全故障发生机率，没有合理、有效的安全保障促使进行监控、处理，煤矿业工作安全缺乏保证，矿工们的生命安全岌岌可危。机电一体化技术在煤矿机械方面的应用，大大减轻了矿工们的劳动强度，将安全事故发生的机率有效降低，确保了矿工生命安全，有效预防了工伤、职业病的产生。

机电一体化技术作为一种新兴的综合科技，将信息处理、计算机、机械以及自动控制技术进行综合运用，顺应了科技发展的规律，生命力强大。机电一体化技术广泛应用在煤矿安全生产监控系统、采煤机、带式输送机、提升机及支护设备中，提升了劳动效率，增加了矿工劳动收入，确保矿工作业环境的安全性。机电一体化技术在矿山机械中应用将会为企业带来更大的经济效益及价值。

本文作者：刘开源工作单位：山西高平科兴云泉煤业有限公司

1故障诊断技术分析和诊断流程

1.1综采机电故障诊断及维护

在对综采机电设备进行故障诊断时，可以根据机电设备故障发生的时间因素和故障发生的条件来进行分析。首先，必须明确进行综采机电设备诊断的目的。确定了诊断的目的，在进行诊断时才有方向可以遵循。综采机电设备的诊断需要对机电系统的运行情况进行确认，只有明确诊断的目的，才可以直观地确认并找到故障部位，制定出科学合理的解决措施和维修方案。其次，对于综采机电设备故障的技术诊断。进行故障诊断和分析时，要注意诊断的专业性和实践性相结合。因为是在井下进行开采作业，所以工作空间受到限制，而且工作环境比较特殊，条件较差，有可能在开矿工人开采煤矿的工程中，机电设备发生故障，这就给井下开采作业带来了很多不利因素，给故障诊断带来困难。因此，在煤矿开采之前就需要采用合理的故障诊断技术，使综采机电设备的故障率得以降低。

1.2故障诊断与维护流程

煤矿企业的生产过程中，综采机电设备出现故障的频率非常高，数量和种类也十分繁杂，导致故障的原因也极其复杂。此外，综采机电设备的理论技术知识是决定综采机电设备的故障诊断技术水平的决定因素。有别于其他机电设备，综采机电设备有着其自身的特色，针对这些特点，已经形成了一套一体化的综采机电设备诊断设备，并且被很好地应用于综采机电设备故障的诊断中。诊断设备的自主传感在技术诊断的过程中至关重要，通过设备的自主传感，能够使综采机电设备故障诊断结果的合理性和可靠性得到保障。

2综采机电设备故障诊断与维修技术

一、我国调速器产品发展回顾

解放初期，我国水轮机调速器事业一片空白，几乎从零开始，大部分产品从苏联购买，少量制造亦是照搬苏联图纸生产。50～60年代，我国水轮机调速器大部分系机械液压型调速器。在""年代，当时的水利水电科学研究院、哈尔滨工业大学、哈尔滨电机厂等单位曾联合研制了我国第一台电子管电液调速器，并安装在广东从化流溪河水电站运行了一段时间。60年代初，当时的水利水电科学研究院、天津电气传动设计研究所、长江流域规划办公室等单位联合研制了我国第一台晶体管电液调速器，并在湖北陆水试验电站运行了相当长一段时间。70年代至80年代初，新建的大中型水电站较多地采用了电子管、晶体管或小规模集成电路电液调速器，一些小型水电站也少量采用了电液调速器，此阶段可算是机械液压调速器与电气液压调速器并重。但电气液压调速器由于所选用的主要电子元件/组件质量不过关，其长期使用的可靠性普遍较低。

我国水轮机调速器的快速发展是从80年代初开始的，由于改革开放和科技进步，国内有关科研单位、高等院校及制造部门为提高调速器的运行可靠性与调节品质，开始研制微机调速器。华中科技大学、电力自动化研究院（能源部南京自动化所）、天津电气传动设计研究所、中国水利水电科学研究院、长江流域规划办公室等单位相继开展了以微处理器为核心的电液调速器的研制。

华中科技大学自1981年底开始研制适应式变参数并联PID微机调节器，1984年11月在湖南欧阳海水电厂投入运行。1989年与天津传动设计研究所、湖南水科所、武汉水电控制设备公司及天津水电控制设备厂共同研制的WT-S双微机调速器通过产品鉴定，并投入小批量生产，微机调节器以Z-80单板机为硬件核心，两台微机配以相同功能的测频、CPU、D/A及A/D模块，双微机互为备用，采用适应式变参数PID调节模式，较好地满足了电站运行要求，但与外国产品相比，因我国基础工业水平的制约，整机硬件可靠性较低，性能一致性与长期运行的稳定性难以保证。

90年代以来，随着可编程控制器（PLC）技术的不断完善，各单位相继开展了将可编程控制器应用到调速器中的研究工作。华中科技大学分别与有关单位合作开发不同品牌的PLC微机调节器，首台调节器于1993年5月在欧阳海水电厂投入运行。目前，PLC型电液调速器已成为我国微机电液调速器的主导产品。

此外，华中科技大学还分别与哈尔滨电机厂、东方电机厂等单位合作研制出以8086、8096CPU为核心，采用STD总线结构和MIC-2000工控机型双微机调速器，成功地在岩滩、宝珠寺等水电厂投入运行。电力自动化研究院在继承ST-700系列微机调速器的双微机双通道系统结构基础上，研制了基于MC68322微机的水轮机调速器。

一、合理选择供电设备

(一)供电电压机电设备在用电功率不变的前提下，设备工作电流越小，供电电压相对就会越高，这种情况在一定程度上降低了压降与功率。因此，在煤矿井下机电设备工作时，需要利用高电压对机电设备供电;低压供电的距离决定能源消耗的程度，距离越远，抗阻越高;相反，距离越近，抗阻越低，为了能够降低能耗，煤炭企业要尽量缩小低压供电的距离，降低抗阻。另外，挖掘工作也需要配备移动变电站，跟随挖掘工作的变化而变化，确保供电距离一直最短，进而减少能耗，节约成本。

(二)节能变压器通过调查可知，煤炭企业掘进机电设备目前使用的还是传统变压器，相对于新型变压器，传统变压器工作时具有噪声大、能耗高的缺点，不利于长期使用。因此，煤炭企业应当淘汰陈旧的变压器，使用新型变压器，非晶合金材料作为新型变压器的重要材料，不仅能够降低能耗，节约成本，又能够降低噪音，是煤炭机电设备的首选。

(三)带式输送系统带式输送器上无论有没有煤炭，在启动一段时间后，就会始终保持工作状态，导致电能消耗过多。因此，针对这种情况，需要对带式输送系统进行完善，为了确保正常的挖掘工作，可以在输送机上安装感应设备，以感应输送带上是否有煤炭，并通过感应设备决定带式输送系统是否工作，这不仅解决了耗能大的问题，也减少了工人的工作量，提高了煤矿生产的工作效率。

(四)节能电动机电动机作为煤炭挖掘设备的基础，没有电动机就无法进行开采共组，而大多数煤炭企业采用的是传统电动机，不仅耗能高，而且效率偏低，为此，煤炭企业需要加大科研力度，使用先进技术对电动机进行改造，在电动机制造材料等方面进行创新，制造出降低电磁能以及热能的高效节能的电动机，为煤炭开采工作提供便利，促进煤炭企业发展。收稿日期:2014－08－26作者简介:卫少亮(1979－)，男，山西长治人，2003年毕业于焦作工学院机械设计制造专业，工程师，现在潞安集团余吾煤业有限公司从事煤矿机电技术管理工作。

二、科学管理掘进机电设备

摘要：传统的铸件浇注工艺已不能满足生产力发展的需要，而机电一体化作为一种有效的工业手段已广泛应用到各个产业结构中，对精密铸造的浇注过程及有色合金的合成起到关键的作用。

关键词：机电一体化；铸造工艺；精密铸造

近年来，我国经济发展迅速，不论是代步工具的不断变换，还是重工业各机械设备的更新换代，都离不开机械配件的铸造，铸造是获得产品毛柸的主要方法之一，是机械工艺最重要的基础工艺。为进一步了解我国铸造业的发展前景，剖析发展所存在的问题，探讨加快发展的对策措施，促进机械工业的健康快速发展，本文对机电一体化在精密铸造过程中控制的作用进行分析讨论。

1铸造浇筑工艺的发展

铸造工艺可以分为三个基本部分：即铸造金属准备、铸型准备和铸件准备。（1）铸造工艺的发展现状。①铸造技术创新能力薄弱。铸造工艺沿用传统浇筑模式，生产工程中手动操作比例较高；②先进铸造工艺应用基础需要突破：精密铸造浇筑生产技术水平相对落后，铸件质量低，材料能源消费高、经济效益差。③铸造工艺难以实现生产的需求：铸造浇筑原辅材料生产供应地社会化、专业化、商品化差距大，在种类、质量等方面不能满足新工艺、新产业的需求。④节能减排是关键：人类对环境质量要求的提高，使得铸造浇筑产业开始大力重视环境保护。在铸造尘毒治理、污水净化、废渣利用等取得显著效果。（2）铸造工艺的发展趋势。①铸造合金材料。在铸造合金器件材料选择上以强韧化、轻量化、精密化、高校化为目标，开展铸造新材料，同时研制耐磨、耐蚀、耐热等各种有色合金新材料；开发铸造合金钢新品种。②合金冶炼。开发新的合金孕育技术，推广合金包芯技术，提高铸造浇筑成功率，降低铸件废品率并提高铸件综合性能。

2铸造浇筑系统的设计原则、内容及步骤

摘要：随着微电子技术的迅猛发展以及机械工程领域的不断需求，这都极大地促进了机电一体化产品概念设计理论的研究，相比较863计划的初始阶段都有很大的发展，，还出现了“机电光”与“机电液”相关领域的结合。在未来，我相信机电系统可以相互组合，灵活裁剪，实现多系统之间的相互配合和密切联系，同时，更加注重机电一体化产品和使用者的关联，使产品朝着智能化微型化系统化和环保化方向发展，机电一体化及相关领域还会成为我们机械电子工程技术革命主战场。

关键词:中国制造2025；机电一体化；现状；展望；863计划

1当前机电一体化产品概念设计国内外研究现状

1.1国内研究现状

我国机电一体化的研究主要伴随着“863项目计划”而开展，我国的智能机器人等项目也在该计划的支持下取得突飞猛进的发展，目前我国的工业化整体处于“工业3.0”左右的阶段。（1）数控技术方面：截止2016年，我国数控技术经历58年，目前国产数控机床可供品种达2000左右多种，船舶制造、航空航天等行业的发展拉动高端数控机床的发展，进而推动机电一体化进程。（2）工业机器人方面:目前，国内机器人销量以百分之四十五以上速度增长，并且我国计划有系统地攻关，在原有的良好基础上更上一层，后期能立于世界先进行列之中。（3）激光术方面：近年来，激光技术发展很快，我国自1985年以来，更以每年25%以上速度增长，最近又扩大了紧凑型的高功率激光器的应用的范围，例如，用于激光制造、汽车发动机的发展或用于空间探索的推进器系统改造。（4）互联网应用方面：推行互联网思维下的智能制造，苏州纽威阀门有限公司和三一集团有限公司分别运用CAX系统和SPC工具进行智能制造，提高了效率，建立了一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。通过这几方面可以看出机电一体化产品概念设计有着很大发展，但是离德国、美国等欧美国家还有一定的差距。

1.2国外研究现状