时间:2023-03-23 15:25:02
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇煤矿机械论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
1配备先进的油滤设备
伴随现代工业技术的进步,液压零配件的精密化程度不断提高,但是配件与配件之间的孔隙是客观存在的,理论上无法消除,其对细微颗粒的敏感程度也越来越高。此外,再加上煤矿机械设备专业技术人才的匮乏,包括现有的检测手段与仪器过于陈旧,导致煤矿机械设备不断出现各方面的故障。追本溯源,其症结在于所用的油存在质量问题,而现有的油滤设备无法起到预期的作用,导致大量存在杂质以及被污染的油在煤矿机械设备当中使用,引发机械的运行故障。鉴于此,必须要配备先进的油滤设备,保证油油品的清洁性合格,尽量降低污染油质的情况。
2明确代用油的指标
整体而言,不同品牌以及种类的油,其性能指标的差异非常明显,并且如果两种油混合使用,其内的物质可能会产生剧烈的化学反应,甚至是凝结成为细微的颗粒,对煤矿机械设备的性能造成不利的影响。鉴于此,在使用油的过程当中,要求杜绝混合使用的问题。如果需要更换油,必须要将进行全面的分析,明确两种油的配方的差异性以及是否会产生不良的化学反应等。此外,代用油需要严格尊遵循既定的代用原原则,即是要求选用性能指标相似并且是同一类型的油。尤其需要注意代用油的黏度指标,要求前后所用的两种油的黏度差异<1.0%,并且代用油的黏度允许稍高于原来的油,而不允许低于原来的油,以满足“以高带低”的油代用基本原则。除此之外,还需要兼顾煤矿机械设备实际的工作环境以及温度等自然因素,综合考虑,进一步明确代用油的具体指标。
3选用具有针对性的油
正确选择油是保证煤矿机械设备正常运转的关键要素之一,也是油使用的重要前提条件,有助于充分发挥油的理想功效。在选择油之时,需要注意如下的几点问题:
(1)严格按照煤矿机械设备的实际情况
包括已使用的时长、具体的运行环境、机械设备的型号等基本参数选择具有针对性的油。例如:如果煤矿机械设备的正常使用时间在一年以上,可选择黏稠度较低的油。如果其运行环境粉尘量较大,可选择相对黏稠的油,以便形成强度更高的油膜。
(2)保证所选用的油的油脂品质合格
同时还要考虑到油性能指标方面的客观差异,包括油的闪点、倾点、针入度等具体参数。一般而言,油产品的外观包装会详细地列举出油的性能指标,煤矿机械设备的运维人员可将其作为参考。
(3)在选择油的过程当中
经济性也是不得不考虑的重要因素之一,要求选用物美价廉,并且性价比高的油产品,摒弃一味选用昂贵的油的传统做法,需要根据煤矿机械设备的实际情况而定,选择性能指标合格并且符合经济性原则的油。
2、数控技术特点和发现现状
数控技术能很方便的改变加工工艺中的工艺参数,有利于新产品的研发和换批加工。能确保加工的精度减少辅助时间,从而实现一次工作完成多道复杂的加工工序。对于普通机床难以完成的零价加工,如对复杂零件和零件曲面状的加工能高质量的完成。采用的是模块化的工具,一方面减少了安装和换刀的时间,另一方面又提高了工具的管理水平和提高了工具的标准化。随着现在的微处理器的产生以及现代的SOPC技术的发展,在机械加工和和机械设备的维修检测以及集成的程度上都有很大的提高。我国的自主创新能力不足,目前我国的数控技术只是处于对进口产品的模仿阶段,在技术创新方面缺乏。归其原因就是我们对引进的先进技术的研究不深入,最重要的是我国缺乏完善的鼓励创新机制。还有就是我国的产品网络程度不高,可靠性和稳定新不高。现阶段我国主要的串口通讯技术和NC程序传送技术的集成化和网络水平有限。所以在煤矿数控技术的研究和应用的领域还有很长的路要走。
3、煤矿数控机床的结构
构成数控机床的主体结构,有控制面板、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量装置等构成。计算机系统在煤矿机床的数控系统中占据着一个核心地位,系统通过输入以及输出命令的各种转换来对数据进行处理,从而完成来对工程执行的各方面操作。在操作工程中,控制面板充当了一个人机交换的媒介,传输各种各样的程序。PLC在煤矿数控机床设备中发挥着信息的交换作用,它是一个双方面信息交换空间,不仅要实现与控制中心的信号进行交换,还要与数控机床的开关信号进行交换,所以它的信息存量特别大。信息交换的地址不能随意的删除或者更换,都是已经事先设计好的地址。对煤矿数控机床的设计有三个重要的模块,分别是主传动数控化、传动的数控化以及对伺服进给系统三方面的设计改造。
4、煤矿机械数控机床的设计
应综合考虑系统应用的场合,所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后,再选择使用合适的CPU。8088,8086,80386,8098,80286,8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU,例如8080,8031,Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价,而且实用性和普及都是很强的,此外,对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺,有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中,要按照下列原则进行。
一、坚持完整性原则,也就是说,要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。
二、经济性原则,就是产品一经设计出可以做到简单实用。
三、可靠性原则,就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。
四、发展性原则,就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。
通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响,在设计中还要考虑其经济性,利用原来的电动机拖动机床的传动,达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中,考虑到变换了切削转矩以及机床电压,会使得电机转速也发生变化,使得生产精度提高,其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统,用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作,之后会进行机械的加工处理,从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定,同时,开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现,现代机床具有更高的稳定性,而且自身发生故障的可能性越来越低,工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成,维修人员要从内到外仔细的检查,最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外,对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用,这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中,对数据库的整理也是很有必要的,它是远程数据库的基础,网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术,然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。
5、煤矿数控机床伺服系统设计
数控机床的伺服系统有三种,即开环,半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出,闭环的系统的机床精度很高,在补偿机械运动中的误差小,能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂,使用技术难度较大,对该系统的调试和维修困难,再有就是生产的造价高,在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户,还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中,并嵌入到Web中,让用户能通过网络就能得到想要的程序,不需要远程的客户端就能进行远程的执行。
2煤矿机械装备结构设计的完善方法
2.1人体工程设计
所谓人机工程设计技术主要指的是通过人机工程学理论,面向人的机械设备技术。人机工程的核心是通过人的生理以及心理变化特征,通过数据系统的调控,从而满足人们的需求。这种设计理念的优点在于可增强工作的成效性,最大限度的提高煤矿生产的效率,降低操作中的失误次数,对于工人自身来说,既省时又省力。但在进行人体工程设计时机械设备的安全性是值得我们关注的地方,要充分将人机以及周围环境的变化相互考虑其中,在确保煤矿环境安全、温度的基础上进行该技术的顺利应用,从而为煤矿生产做出应有的贡献。
2.2煤矿生产的自动化设计
煤矿生产中的自动化设计可在结构内部将控制器、执行器与传感器等集合成一体,实现自动化的结构系统,这样机械设备在运行中一方面可对周围的环境做出一定的反应,另一方面当遇到障碍等情况时可通过识别,自动化的越过障碍物,实现高效率的运转。这种自动化的设计理念提高了机械设备的使用性能,在安全上也得到了一定的保障。在自动化采矿中该技术就得到了大力的应用。近些年来我们发现在煤矿安全生产中,高科技技术像红外技术等都已得到广泛的应用,从中我们也能发现煤矿生产在未来的发展中对智能化机器的应用也会愈加广泛,它所带来的便利也会得到人们的普遍认可。
2.3机械设备的摩擦学设计
机械设备中的摩擦学设计主要讲的是物体在做相对运动时,运动表面会受到一定的阻碍,即就是摩擦。在机械设备的使用中受到一定的摩擦是在所难免的,这种现象不但会影响设备的使用年限,而且在更换不及时的话会造成严重的后果,对煤矿的安全生产造成一定的威胁。因此在进行机械设备设计时关于零件之间的摩擦以及设备之间的摩擦都应引起我们足够的重视,在设计时要采取行之有效的措施将摩擦力的影响最小化。
2.4煤矿生产的网络化与虚拟化设计
随着网络化的不断普及,在煤矿机械设计理念中将网络化技术的引入对煤矿的生产起到一定的促进作用,因而我们应该深入探究基于煤矿机械设计中动态模拟理念的研究。在煤矿生产中环境的变化等条件都会机械设备的正常使用造成一定的威胁,作为一名设计人员,在进行相关设计时要将实际生产中可能出现的一系列问题全部考虑其中,将损失降至最低。
2煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用特点
随着计算机信息技术的飞速发展,微机型差动保护装置在煤矿机械电气设备中受到广泛应用,由于微机型差动保护装置是通过采用数字算法以实现各种保护功能,且该装置具有易于操作、维护方便、接线简单等特点,因此在机电系统中得到广泛应用,具有极其广阔的发展空间。检查微机型差动保护装置的保护算法和采样精度功能,一般是通过现场对微机型差动保护装置予以实验以实现的。在微机型保护中,大多煤矿机械电气设备系统的变压器是以11点接线的方式居多,且变压器的差动保护最为常用的接线方式是Y/Y接线方式,但是该接线方式极易导致进入微机保护装置两侧电流的相位差为30°,因此,为消除30°的相位差,一般情况下是把定值调整在内部软件,从而实现校正相位。
(1)单相实验方法差动保护实验接线。当需做A相的比例制动曲线时,于侧分别加入A、C两相电流,且两相位的幅值一致,相位相差180°,然后于Y侧添加A相电流,且该相位和侧的A相差值为180°,从而实现差动保护的实验接线工作.
(2)三相实验方法若实验条件允许,可进行三相实验,此时Y侧输入的电流值和侧所输入的电流值相位并未相差180°,三相实验方法和单相实验方法均在数字式机电设备差动保护中得到较好的使用,相关的实验结果表明这两种方法均可靠,从而起到对煤矿机械电气设备的差动保护作用。
厂区周边的城市功空间以居住、商业、文化教育、及城市公共空间为主。其中,居住空间是基地周边城市功能的主导空间,厂区的四面分布着职工家属院、高档小区和普通住宅楼;商业空间占据次要位置,主要为临街商业、餐饮、旅馆、以及大型的商业综合体、商业街。文化教育空间主要为分布在基地周边的中小学以及位于厂区南侧的钟山学院。而由城市地铁交通线路来看,厂区处于主城区多所大学以及仙林大学城的中端。基地周边的城市公共空间主要有中山陵风景区、栖霞山风景区以及若干城市公园。在设计中应考虑对城市功能空间进行合理的补充和衔结,在重塑工业区自身活力的同时与周边的城市功能和谐共存。
2周边活动人群分析
通过实地调研和问卷调查,发现基地周围的人群以城市居民和学生为主。与厂区联系最为密切的是其家属院,该住宅区60岁以上老年居民所占比例较大,其活动多在小区内部,行为方式单一,消费水平较低;另一类居民为消费水平较高,日常活动范围集中在现代商业区的上班族。而学生则分为走读和住宿两类,调研中发现这类人群在基地周边活动的频率较低,他们更倾向于去大型的商业综合体周边。针对这些使用人群的实际情况,在设计中,应综合考虑对中老年活动需求的关怀、低消费人群改善生活品质的要求同时具备对高消费人群及学生的吸引力。
3改造再利用的可行性分析
对南京煤矿机械厂的改造分别从片区层面、社区层面、以及厂区本体层面做swot分析。由结果可得,南京煤矿机械厂具有较高的改造再利用价值,同时,也提出了如何定位改造模式和具体设计手法的问题。
4以文化产业为发展模式的功能定位
通过以上分析,设计中将文化产业为主与城市公共空间为辅的模式作为南京煤矿机械厂功能置换的目标。人们对物质追求日益膨胀的今日,精神文化的缺失越发严重,在马群这个位于仙林大学城和明故宫周边大学老校区中间的基地创建城市片区的文化新地标,让其成为服务于学生及周边市民的文化产业。美国现代哲学家兼规划大师路易斯•芒福德和加拿大城市规划批评家雅可布斯认为:“城市是文化的容器。贮存文化、流传文化和改造文化,这大约就是城市的三个基本的使命”。将这一定义引申到旧工业建筑中,把作为城市工业文化物质载体的旧工业厂房作为新的容器去承载、流传、改造文化,使其获得文化上的升华。将书作为主题,创建以“学术、文化沙龙、电影、音乐、创意、生活”为一体的复合型文化产业,为读者搭建一座可供开放、探讨、分享的公共性平台。同时,采取社区活动中心这一城市公共空间的模式作为补充,为周边的居民提供休闲、活动的场所,让废弃的工业区重新获得场所的认同感。
5改造功能构成
根据上述的功能定位,厂区功能构成应包括:以书为主题的文化产业的基本功能需求、“以商养文”的售卖及互动体验的功能需求、社区文体活动的功能需求同时应考虑工业设备展示及维护的功能需求。
6重要改造对象的确定
通过对现存旧工业厂房五图,即建筑的年代、质量、结构、风貌、功能的绘制分析筛选出厂区中具有改造价值的旧厂房。根据评分的高低,将一些综合价值(历史价值、艺术审美价、经济利用价值等)较低的建筑予以拆除重建,而综合价值较高的旧厂房则作为改造的对象进行再设计,介于两者之间的视情况采取局部保留结构或墙体片段整体进行改造的措施。
二南京煤矿机械厂旧改造设计方案
1厂区总体改造思路
在总平面布局上保留原有厂房的肌理及轴线关系,中轴线上的建筑几乎完整保留,只拆除了设备维修车间,新建建筑仍旧延续元原来的轴线关系和建筑肌理特征,并以点状的形式分布于基地的四周。在厂区北端增大了进深,设计成入口广场,基地东侧空地重新进行规划设计,形成分散布置有机联系的趣味广场,同时区分道路交通系统。景观节点主要分布在书店街一侧,采用模数化的方格围成的院落空间形成大大小小的景观节点,以步行街的形式串联各个小广场,联通景观节点。基地内交通流线分车流及人流,车行流线沿用厂区内原有的车行道,人行流线主要集中于厂区东侧的步行街及广场。同时弱化厂区边界,以绿地的形式代替围墙环绕厂区,将其作为城市开放空间融入到片区肌理。
2单体的改造设计
对保留工业厂房的使用空间进行重组。针对厂房室内大空间的特点,采用水平及竖向划分相结合的方法,创造出亲人尺度的新空间感受。厂区中的大多数厂房因年久失修都出现了门窗破损和墙体局部缺失塌陷的症状,在设计中,应着重考虑破损的门窗的改造再设计,使其能适应新的使用功能,同时兼顾原厂房的风格特征,使其获得统一风貌的同时区分不同功能空间的外部造型特征。新增体量———“书街”:厂区东侧中端部分原是职工宿舍和办公室,建筑形式以单层两坡顶建筑为主,现状保存质量较差,多出现墙体塌陷、屋面层破损的情况,类似棚户。在设计中,将这片区域改造价值较低的旧厂房进行拆除,代替以“书街”的形式。所谓“书街”,即以图书的售卖阅览为主题的街,采用8x8的模数形成中庭式围合的九宫格建筑群形态,在步行街上按一定的韵律排布。建筑外形似构筑物,与西侧老厂房的高大体量形成对比,同时达到烘托厂区工业文化气息的目的。
磁粉检测技术主要是根据漏磁原理发展而来的一种检测技术,是对煤矿设备中铁磁性材料作用一定的磁场使其磁化,如果设备零部件的表面或者接近表层处存在损毁或缺陷,就会使得磁场的磁力线发生不均匀性分布,进而产生漏磁的现象。根据漏磁原理,可以通过覆盖磁悬液的方式,让漏磁场附近的区域吸附磁粉,从而根据磁痕的分布判断损毁位置和分布状况。磁粉检测技术在煤矿机械设备中主要应用在支架的顶梁、底架以及箱体焊接部位等细微部位的检测工作中,主要适用于壁厚小于1mm的工件。上述零部件大部分都是铁磁性材料,表面也容易造成疲劳裂纹等损伤,采用磁粉检测技术可以很好地检测出表面及近表面的损伤。收稿日期:2015-02-02作者简介:葛洪广(1962-),男,毕业于大同煤炭工业学校煤矿机械化专业,现在山西华晋吉宁煤业有限责任公司从事煤矿机电技术管理工作。
1.2超声波检测技术
超声波检测技术主要是采用脉冲反射超声波探伤仪,对被检测机械设备的内部缺陷进行探伤检测。超声波是一种频率超过二十万赫兹的声波,具有比较好的方向性和穿透能力,在使用超声波探伤时,当遇到两种不同的介质时,超声波会产生反射现象,从而可以检测出损伤的位置和范围。检测时,超声波检测头必须与待检工件表面紧密接触,不可以有空隙存在,超声波检测头可以同时接收到损伤处反射回来的超声波,并将其转变为电信号进行相关处理。超声波检测主要是探测工件内部的缺陷和损伤,主要应用在煤矿机械设备动力轴以及传动轴等内部零部件的检测上。
1.3射线检测技术
射线检测技术主要是采用X射线和γ射线对煤矿机械铸件和焊缝进行检测,由于铸件裂纹和焊缝裂纹都是体积性的,所以当射线入射方向与裂纹呈相同平面的时候,射线可以检测出损伤或者缺陷。射线检测中软射线检测主要应用在轻质和薄质材料上,重型材质和厚材质需要使用硬质射线进行检测。目前射线检测结果的后期处理方式也已经有了很大的进步,可以提供更多的信息给机械设备维护人员。
1.4渗透检测技术
渗透检测技术主要是采用虹吸原理进行的,主要包括着色法和荧光法。煤矿机械设备渗透技术的使用主要采用的是着色法,具体是先将渗透剂渗透到待检工件的表面,然后施加显影剂,由于渗透剂和显影剂的化学作用,此时在待检工件的损伤或者缺陷部位会有比较明显的颜色,从而根据颜色的分布可以确定损伤或者缺陷的位置形状和分布。由于煤矿机械设备中含有大量的非磁性材料,如铜、铝等,无法采用磁粉检测技术进行检测,只能通过渗透检测技术进行检测,所以渗透检测在煤矿机械设备安检中有着广泛的应用。
2煤矿机械安检中无损检测技术的具体应用
2.1煤矿机械传动轴类安全检测
煤矿机械设备中传动轴类是应用非常广泛的一类零部件,例如通风机主轴、皮带运输机主轴、提升机主轴等,在煤矿生产中都具有非常重要的作用。这些零部件作为承载部件,长期大负荷运行,很容易造成磨损和疲劳裂纹。这些疲劳裂纹如果不能及时发现和处理,就是安全隐患,很容易造成传动轴疲劳断裂,甚至造成重大安全生产事故。在检测这类疲劳裂纹和磨损的时候,由于拆卸此类传动轴难度很大,通常是采用超声波检测技术对此类轴进行检测,利用超声波探伤仪用纵波检测的方式检测传动轴的端面,用横波检测的方式对传动轴的径向进行检测。由于轴类零件的制造工艺特殊以及轴类台阶较多,因此其内部缺陷和裂纹基本上是平行于轴向的,所以主要还是以横波检测为主,纵波检测为辅,纵横波相结合的方式能够全面得将传动轴内部的缺陷和裂纹进行检测和判断,为设备维护人员提供详细的检测信息,从而为后期处理提供详细真实的依据。
2.2煤矿机械通风机叶片的安全检测
通风机是煤矿机械中常见的设备,主要作用是为了保障矿井下正常的通风,以确保井下工作人员的健康和人身安全。由于通风机运行的环境十分严酷,空气湿度大,酸性强,加之长时间运行,造成通风机叶片在转动时受载荷部位很容易产生疲劳裂纹。如果检测不够及时,一旦叶片发生断裂,将会对整个通风机造成破坏,所以对煤矿通风机叶片的无损检测非常重要。
2.3煤矿机械提升设备连接件的安全检测
煤矿机械提升设备连接件主要有销轴、吊钩等,是提升设备承受载荷的主要零部件,而且长期使用很容易产生裂纹,需要定期做无损检测,以保障生产的安全性和可靠性。由于这些连接件可以进行拆卸,而且大部分是铸铁的材质,因此可以用磁粉检测技术对零部件表面进行检测,对销轴类的零部件可以同时采用端面纵波超声波进行检测。
3煤矿机械设备无损检测技术的发展趋势
3.1超声相控阵检测技术
超声相控阵检测技术是近年来发展起来的一种新型无损检测技术,目前在煤矿机械设备检测中,超声相控阵检测技术应用的范围比较小,还没有实现普遍使用。超声相控阵技术主要是采用多种形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束,并且根据控制换能器中发出的各脉冲时间延迟,从而获得声波的变化,实现检测过程。最后通过机械电子扫描的方式获得最终的检测图像和检测分析结果。超声相控阵技术的优点在于可以检测结构复杂的零部件和其他无损检测技术无法检测到的盲区位置。
3.2微波无损检测技术
微波无损检测技术是利用电磁波的反射作用和投射作用来获得电磁波的振幅和相位变化,从而分析出待测工件中的裂纹裂缝等缺陷。该技术的特点就是可以提供最精确的无损检测数据和检测结果。
在对煤矿机械设备进行维修过程中,一定要认真学习设备操作的管理规则与安全规则,积极预防发生各种安全事故。由于煤矿机械设备的运转情况与地面机械的运转情况不同,所以在维修过程中,要求维修人员必须具有较高的维修技术,一定要认真分析出现故障的各种原因,才能制订解决故障的针对性措施,应用正确的修复办法。而且还要求维修技术人员需要具备一定的维修管理经验,发挥仪器的作用进行检查,准确查找各种安全隐患,同时制订解决策略。进行预防性维修时要根据时间与技术状态应用合理的维修系统,防止发生二次损坏。在掌握煤矿设备使用寿命的前提下应用正确的维修方法,认真参考煤矿机械设备的使用寿命,依据严格的时间标准进行维修,这种维修措施可以有效防止机械设备由于老化出现故障。还需应用主动预防性维修方法,使预防性维修发挥应有的作用,发挥系统状态监测的作用,利用预防性维修,在认真检查各项系统参数的前提下,防止煤矿机械设备发生各种故障。
2做好事故维修
如果煤矿机械设备发生损坏,而机械维修没有制订相应的计划,维修工作就不能正常进行。这是由于发生故障前没有制订合理的计划,所以在维修过程中就需较长的时间,这种情况导致煤矿企业由于长时间的维修机械设备而延误的生产,造成大量的经济损失。而被动后修复就是指由于设备的长期运转而发生故障或者机械的运行性能不能满足生产的需要而必须进行维修。出现这种情况主要就是因为日常没有有效维护和管理机械设备,机械设备才会突然发生故障,而出现这种问题常常会给生产带来措手不及的情况。出现这种问题常常会造成严重的后果,不但会带来严重的经济损失,而且也不利于维修工作的正常开展,如果预防维修也没有进行,那么修复质量就会面临很大的困难。因此煤矿设备在生产运行过程中,要想准确做好事故后维修工作,就需掌握设备的运行情况,应用主动预防性维修法,对煤矿机械设备经常进行检查,才能有效防止机械设备突然发生故障,造成严重的后果。应用正确的煤矿机械设备维修措施,对处于相同工作环境的机械设备而言,发生的故障也存在相同的特点。假如一个组件失效不但会存在发展的情况,并且也存在一定的规律,因此最好应用合理的预防性维修。在机械设备运转过程中,要能够根据机械设备的实际运转情况选择正确的维修方法,依据发生的损害情况与安全因素,准确确定应用正确的修复措施进行维修。再有,还需拥有完整的设备管理制度,对于煤矿企业而言,应该具有一套完善的设备管理系统,应用操作性强的管理标准,定期对机械设备进行检查与维修,控制不同设备的检测与维修标准,要求做好机械设备的检测工作,管理工作落实到每一个人员身上,形成高效的煤矿机械设备的维修与管理系统。
3加强事故预测
维修要想有效防止发生各种机械设备事故,预测检修发挥着重要作用。预测检修就是指机械设备在正常运转过程中,利用必要的现代化措施,对处于不同工作条件的机械设备进行检测,从而对煤矿机械设备的工作状况进行正确判断。预测维修就是监控设备的工作状态,假如在监测过程中发现异常情况,则可迅速断定该设备发生故障,需要立即进行维修,可以有效缩短维修时间,节约大量的维修费用。依据不同事故在时间的要求下选择恰当的维修措施,可以发挥在线检测的作用,明确机械设备的运转情况,才能准确断定该设备的技术参数,有利于机械设备的正常运行,严格管理煤矿机械设备发生事故,对事故信息做出及时准确的分析与判断,主要内容有分析事故理论与管理事故信息。应用不同的维修措施需要不同的时间与程度,因此有利于实现煤矿机械设备的正常工作,保证设备零件在正常使用期限内正常工作。但需要注意的是,这种维修方法也存在一定的缺点,常常会发生二次维修,增加设备的停机时间,同时有可能增加维修资金,导致工作效率的下降。对机构设备的工作状态进行严格的检测,可以实现对机械设备正常运行状态的检查,及时发现机械设备发生的各种故障,如振动或噪声等,应用这种方法可以防止过大破坏机械设备,防止发生多次安全事故,有利于增加机械设备的使用寿命。
2SRD调速系统
(1)调速系统组成开关磁阻电动机(SRM)运行效率高、过载能力强、启动转矩大、结构简单等使其广泛应用于煤矿领域,常被用于电机车、输送机、采煤机、绞车等场合。开关磁阻电动机调速系统(SRD)基本框图如图2所示,由SRM、核心控制器件(单片机或DSP芯片)、功率变换电路、位置检测和电流检测装置五大部分组成。(2)SRD系统的特点SRD系统是伴随着现代电力电子技术发展而应运而生的具有典型机电一体化特点的无级调速装置。系统主要性能特点:①启动电流小(≤30%额定电流);启动转矩大(大于额定转矩的2~3倍);调速范围广(调速比大于20:1)、调速平滑无级;②系统易于实现四象限运行;③无论电机转速和负载转矩变化范围大小,SRD系统始终能保持高的运行效率,从高速、中速到低速,系统运行效率均可维持在85%左右;④电机机械结构牢固、可免维护运行、控制器电路简单可靠,能在恶劣环境中长时间稳定工作;⑤系统在制动或电动运转时,均能保持良好的转矩输出特性;⑥系统经过特殊设计能制作成防爆、防腐蚀型,适合煤矿井下恶劣环境。(3)SRD系统的工作原理开关磁阻电动机调速系统(SRD)中控制电路、功率电路、检测电路等各环节之间协调紧密的工作,各部分对于整个系统来说缺一不可。SRD系统的工作过程:控制器接收输入命令信号(启动命令),在检测器处于待命情况下,角位移传感器检测电动机转子位置,按照启动逻辑要求输出相应的命令信号给功率电路。驱动电路输出电流向磁阻电动机绕组供电,使电动机运转。电动机转子位置发生改变时,控制电路对检测器检测到的位置信号处理分析,及时输出相应的命令信号到功率电路中,用来同步实现磁阻电动机的有效运转。输入的操作命令不同,控制电路作相应的逻辑工作的改变,实现对SRM的各种操作。当磁阻电动机在运行中出现堵转、过载等故障情况时,控制电路能通过功率驱动电路采取故障停车等有效的保护措施,故障状态能通过显示电路读取和报警。
3研究SRD系统的几个关键点
针对SRM应用于煤矿机械的特点以及相关实例,分析了SRD系统的优点和工作原理,为进一步研究SRD系统提供了方向,可以从以下几个方面探讨煤矿机械应用SRD系统:(1)功率变换器拓扑结构设计功率变换器是SRD系统的关键部件之一,其理想的拓扑结构有以下特点:①能够快速、有效、稳定地对SRM各相电流进行控制;②应尽可能地将磁场储能转变为机械能输出;③每相主开关电力电子器件应尽量少。(2)消除转矩脉动影响由于电动机的几何形状,内部定、转子结构以及绕组匝数等多方面的因素影响,使得SRM的转矩脉动产生的机理较为复杂。采取有效的措施减少SRD系统较大的转矩脉动,对于其应用在许多直驱系统领域显得尤为重要。(3)低噪声控制噪声影响在SRM领域一直被人们忽视,早期的SRD系统很少考虑电机噪声问题,但是随着研究的深入与SRM应用的越来越多,针对SRD系统的低噪声控制成为重要而又关键的研究课题。(4)无转子位置检测技术SRM同步运行的关键取决于转子位置检测技术,目前针对SRD系统的检测电路采用最多的是外装光电式或磁敏式等轴位置检测器,这种传统的检测器不仅增加了系统的体积和成本,而且降低了系统的可靠性。各种高性能控制技术都是以高精度的位置检测技术作为基础的。因此,深入地研究SRD系统,消除轴位置检测器,采用无转子位置检测技术成为这一领域的大热点。
2.中件系列最大件尺寸及重量中部槽工件外形最大尺寸(长×宽×高):2190×2493×865mm,工件最大重量:5000kg。电缆槽工件外形最大尺寸(长×宽×高):2100×1100×800mm,工件最大重量:500kg。
3.小件系列最大尺寸及重量工件外形尺寸(长×宽×高):1536×150×150mm,工件最大重量:300kg,产量:每班1200件,年产60万件。
二、工艺设计
1.大件涂装车间大件涂装车间可完成输送机头架、尾架、槽体、破碎机主机架、过度槽减速器等尺寸较大,重量超过0.9t的大件涂装作业。主要功能是喷漆前的工件清理、准备、喷漆、自然干燥等,并设置待涂装工件存放区和工件周转区。考虑到项目为柔性生产,需涂装的工件尺寸和重量变化较大,该车间的喷漆设施设置成双工位整体移动式水旋喷漆室,该生产线包含喷漆室为两套,两套喷漆室即可独立作业又可组合工作。大件主要生产工艺车间生产为间歇式生产,工件输送方式:车间起重机吊运工件进出喷漆工位,主要生产工艺为:“组合”上件工件清理、准备喷底漆流平、表干喷面漆流平、表干、检查下件(1)大件在焊接总成前已除锈,所以大件涂装不再考虑除锈设施,但需人工清理后喷涂。(2)本车间喷涂油漆采用丙烯酸煤矿机械专用防锈漆及配套稀释剂,喷涂方式采用涂料利用率高的环保型混气喷涂。由于所采用的油漆属于快干漆,工件漆膜的干燥采用在喷漆室内自然晾干的方式。(3)采用双工位整体移动式水旋喷漆室,双工位整体移动式水旋喷漆室通过喷漆室室体在两工位之间的移动进行生产,从而减少重型工件的运输量。工作时,首先利用车间起重机把工件吊放到地面承重格栅上,然后将整体移动水旋喷漆室室体移至工件上方,形成一个完整的、封闭式的水旋喷漆室,完成喷漆、流平、晾干工作。(4)喷漆室内连续完成喷漆、流平和晾干工作,工件部分采用组合方式进入喷漆室内喷涂。
2.中小件涂装车间中小件涂装车间可完成输送机中部槽、电缆槽以及刮板、销轨等杆件小件的涂装作业。主要功能是抛丸、喷漆前的工件清理、准备、喷漆、烘干等,并设置待涂装工件存放区和工件周转区。中件主要生产工艺车间生产为自行环链葫芦输送机输送,上件采用车间起重机吊运,主要生产工艺为:上件底漆喷涂流平面漆喷涂流平烘干(60~80℃,40min)检查、喷号下件(1)本车间喷涂油漆采用丙烯酸煤矿机械专用防锈漆及配套稀释剂,喷涂方式采用涂料利用率高的环保型混气喷涂。由于所采用的油漆属于快干漆,工件漆膜的干燥采用在喷漆室内烘干。(2)喷漆间新鲜空气从送风装置进风口进风,经过滤、加热(如需要)、均流、消音后通过风管进到设备顶部动压室,通过袋式过滤器及板式无纺布过滤后以0.45m/s以上的断面风速进入室体内,其气流将工件环绕包围住并向中间逐渐收缩,过喷漆雾不能飞溅,从而改善了工人操作时的劳动卫生条件。(3)烘干室通过风机将外部新鲜空气经初级过滤网过滤后,与加热器产生换热送入到烘干室底部两侧风箱,再经过滤网二次过滤净化,热空气进入到烘干室内,从室体顶部回到加热机组进入下一次循环,除吸进少量新鲜空气外,绝大部分热空气又被继续加热利用,送入到烘干室内部,使得烘干室内温度逐步升高,当温度达到设定温度时,燃烧器自动停机,当温度下降到设定温度以下4~5℃时,加热系统自动工作,烘干室内温度保持恒定。最后当烘干时间达到设定的时间时,烘干室自动关机,烘干结束。
3.小件主要生产工艺车间生产为通用式悬挂输送,人工喷漆,上件采用车间起重机吊运,主要生产工艺为:上件底漆流平面漆流平烘干(60~80℃,40min)强冷检查、喷号下件(1)本车间喷涂油漆采用丙烯酸煤矿机械专用防锈漆及配套稀释剂,喷涂方式采用涂料利用率高的环保型混气喷涂。由于所采用的油漆属于快干漆,工件漆膜的干燥采用在喷漆室内自然晾干的方式。(2)水帘喷漆室用于刮板及销轴等工件喷涂,为喷涂作业提供一个良好的涂覆场所和舒适的作业环境,提高涂层质量。其原理为:外部空气由进风口经初级过滤网过滤后由送风机送到房顶,这样气体进入静压室内经过滤棉均匀地充斥漆房,并在工件周围形成风幕,这时漆房内有载风速可达0.4m/s以上。工件两侧工作区域内层流风速均匀,且喷漆时的漆雾不会在操作者呼吸带处停留,而随气流迅速下降,此时漆房内有害气体浓度远远低于国家《工业企业设计卫生标准》中车间空气中有害物质最高允许浓度,在排风机的作用下,气流通过排风过滤系统流向排风道,这样排出气体符合国家标准。
(1)自然环境。自然环境包括温度、湿度、气压、灰尘等。针对温度过高的情况需要采取必要的降温手段,如水冷却、风冷却等,而针对低温环境则需要采取必要的预热措施。在湿度过高的环境下,会降低设备的绝缘性能,产生严重的电化学腐蚀后果,破坏电气元件,湿度过低会使电子器件的静电荷积累过多,所以需要针对不同情况采取必要的除湿或加湿措施。针对灰尘问题则需要考虑必要的除尘设施的设计,或者提高易受影响部件的密封性,来保证系统性能。
(2)磁场环境。对电路线路要进行合理的布置设计,减少彼此之间的相互干扰,选择抗电磁干扰能力较强的器件,也可以封闭干扰源和扰部件,或者提供基准电位和安全地电位来减少磁场干扰。
(3)机械环境。机械环境主要是指机械振动,在设计中要注意提高器件的抗振能力,确定合适的共振频率,或者增设隔离措施来改善安装环境的振动状况。
2煤矿机械不同结构的电气控制系统设计概述
煤矿机械系统分为采煤机、矿井提升机、胶带输送机等多个部分,下面将分别进行阐述:
(1)采煤机电气控制系统。当前应用最普遍的采煤机电气控制系统主要由电源单元、遥控接收器、PLC单元、主回路、调速系统、主控系统等部分组成,主控系统是PLC系统。工作原理是通过编程来正确处理操作显示站发出的指令信号,然后将处理结果通过驱动电路发送到执行机构,进而使采煤机运行。PLC系统能够将井下采煤机械、皮带机械、地面生产机械三者联系起来,有单机、手动、检修、集控等多种工作方式。
(2)矿井提升机电气控制系统。矿井提升系统中采用计算机技术和PLC技术,促使提升机的自动化,提高了整体性和安全性。数控技术作为电气控制系统的核心,能够对运行状况进行全方位的动态监控,将故障以数字的形式展现出来,实现了数字化控制。还可以通过设置两个彼此独立的监控处理系统来实现对提升机的变频控制,进一步提高整体性和安全性。
(3)胶带输送机电气控制系统。胶带输送机电气控制系统主要由电控装置、电软启动装置、变频器、调速型液力耦合器、CST、液体粘性传动装置等部分组成,控制输送机的启动、停止、加速、减速等动作,且能够控制在标准速度范围内,保证电动机功率的平衡。同时还可以对上位机和井下监控系统进行监控和联网,构建完整的监控体系,实现对整个生产过程的监控。