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前言:矿山机械安全管理是企业进行生产和扩大再生产的重要物质基础。工矿企业的生产过程中,人的智慧与劳动是主要的生产力,随着科技的发展,机械已经代替人们复杂艰巨的劳动。在生产过程中,还要有一定的物质基础,即生产设备及其能源、材料和动力等。由此看来,工矿行业的物质基础不仅有工作人员,还有机械设备。矿山机械设备在使用过程中,必须加强安全管理,才能使其保持良好的状态,完成生产任务。“工欲善其事,必先利其器”,这句古话既表明利用机械代替人类工作的重要性,也说明设备管理在企业中的重要性。
一..矿山机械技术安全存在问题
1. 机械安全设计方法不够成熟
虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法,但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备,目前安全设计只有理论,还没有成熟的、理想的安全设计方法。如:迄今为止,我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段,急需相关的实验研究和验证;在掘进机的设计方面,现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷谱,这些都对安全设计产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。
2. 矿山机械安全标准急需完善和严格执行
已经制定的矿山机械安全标准涉及矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等,为设计、制造和使用部门提供了一个总体框架和指导原则,并使产品在预定使用范围内得到安全保证。但矿山机械产品的品种达数百种,现有的标准仅涉及了矿山机械产品的一部分,远不能满足矿山机械产品的安全要求。虽然大家都知道安全质量标准化是煤矿安全的基本保证,但是在煤炭需求旺盛的情况下,人们容易对质量标准化工作产生松懈思想和厌倦情绪,加上不菲的投入,更会促使煤矿管理者在产量、进尺与质量标准化面前,忽视质量标准化,导致安全质量标准化的滑坡,埋下事故隐患。
3. 从业人员构成复杂,整体素质需要进一步提升
矿山机械设备的运行依赖于人员操作,矿山从业人员的综合素质,在一定程度上决定了矿山机械的安全程度。相关资料显示,矿山伤亡事故中,由人为因素造成的占据了八成以上。矿山作业的危险性、艰苦性,决定了从业人员的复杂性,文化程度低、自我保护意识不足、习惯性野蛮操作、对设备安全性能缺乏认识等都是引发矿山机械事故的关键因素。可以说,缺乏人员的有利支撑,对于矿山机械安全技术的应用就无从谈起,提升其设备驾驭能力,使其掌握机械设备的安全操作要领十分迫切。
4. 安全状况方面
从我国现代化矿山机械设备的水平来看,在安全方面的状况不容乐观。近几年,虽然我国的矿山机械设备水平有了很大的提高,但和其他发达国家相比还有相当大的差距。整体来看,现代化的综采设备在我国金属矿行业还不太普遍,而且有些金属矿虽然引进了先进的机械设备,但是并不能彻底的掌握这些机械设备的技术,导致这些先进的机械设备不能正常运行,体现不出这些设备的先进之处。还有一些老矿的机械设备到了设计期限,却没有及时的更换,给金属矿的生产带来了很大的安全隐患。
二.针对机械安全技术存在问题的对策
1.强化从业人员素质,加强对机械安全技术人才的培养
随着科学的发展和时代的进步,我国矿山机械设备也不断的发展和创新,由机械化向半自动化和自动化方向转化,同时对工作人员在技术创新水平和技术检测水平等方面的要求愈加严格,有的大型矿山虽然引进了国外的先进矿山机械设备,但由于管理者对该设备的不了解,盲目的进行使用、修改,结果造成矿山机械设备的损失,和矿山机械工作人员的伤亡,可见矿山机械工作人员综合素养的重要性。
一方面,首先要提高从业人员的知识水平,文化素养,在他们掌握一定基础的矿山机械操作方法的同时,不断的强化从业人员的安全意识,自我保护意识,尤其是对矿山机械安全检测的人员,只有在掌握矿山机械设备安全操作的前提下,才能提高使用,检测设备的本领。另一方面,加快对从事矿山机械安全设计改造的人才的培养,矿山机械设备是需要不断的改造更新的,与时俱进,而起到根本性决定问题的是专业的技术型人才,为了实现安全、高效的生产,需要加强对矿山机械安全技术人才的培养。只有专业的技术型人才,才能在安全的前提下,最大限度的发挥先进的矿山机械设备应有的作用,高效率地进行生产作业。
2. 增加安全资金注入,缓解机械设备现状
当前,矿山机械安全方面存在着比较严重的欠账现象。针对这一情况,国家应强化政策方面的积极引导,增强法规控制力度。表现在资金方面,则是对地方煤矿和国有重点煤矿安全技术改造的积极扶持。企业在接受国家资金帮助时,也应作出努力,将安全欠账的缺口补足,通过多方筹措资金,来进行必要的技术改造,以从根本上对矿山机械设备安全技术现状作出改善。
3 制定完善机械安全相关的标准和法规
积极关注国际机械安全发展动向,借鉴工业化发达国家在矿山机械相关行业中的安全标准和安全技术法规情况,从而为我国制定安全标准提供依据,确保所制定的安全标准同国际相接轨,且涉及矿山机械的大多数设备。此外,国家监察机关应进一步强化自身执法力度,来确保标准、法规执行的严格性。
4.大力推广机械故障诊断技术
(1)在线监测技术的应用。新型的大型矿山机械,如开采、掘进和运输设备均实现了微机监控。新型的电牵引采煤机具有了建立在微处理机基础上的智能监控、监测和保护系统可以实现远近控制、工况监测及状态显示和故障诊断及预警;新型的掘进机可实现推进方向监控、电动功率自动调节、切割断面监控、工况监测和故障诊断;新型的输送机还具有了火灾监控等功能。在线工况监控与测量技术的实现使得视情维修制度这种科学的维修制度逐渐开展起来,并且使得实时诊断成为可能。
(2).引入新的故障诊断方法。灰色分析、故障诊断人工智能专家系统、人工神经网络系统等技术已经开始应用于矿山机械故障诊断,并且很多技术已经趋向成熟,如线探伤技术、超声波技术、声发射技术、热象诊断技术、油样分析技术等。20多年来,机械故障诊断专家系统研究一直比较活跃,其原因是因为随着科学术的进步与发展,大量矿山机械设备的结构、性能与作用等日益高级化、复杂化,修理人员一般很难单凭经验解决问题,需要利用人工智能,将专家知识系统地存入计算机内以提供诊断支援。
三.结语
矿山机械技术不断的发展下,改变了现有的问题,实现矿山业整体快速的发展。全面促进机械安全体系的建立和落实,改进矿山机械制造业的工艺水平,更好的为矿山开采服务。
【参考文献】
关键词:矿山机械;安全技术;概况;现状;措施;故障诊断技术
一、矿山机械安全技术概况
机械安全技术的发展历史较短,世界上一些国家才将其作为一门技术或一门学科来对待。机械安全技术源于机械故障诊断技术。世界各国通过对传统安全工程设计方法的反思,在常规的机械设计基础上提出了机械安全设计的概念。机械安全设计的思想是在设计时尽量采用当代最先进的机械安全技术,事先对机械系统内部可能发生的安全隐患及危险进行识别、分析和评价,然后再根据其评价结果来进行具体结构的设计。该设计力图保证所设计的机械能安全地度过整个生命周期,最大限度地降低机械在安全方面的风险。
煤炭资源多深埋于地下,绝大部分要利用掘进机、采煤机、刨煤机、液压支架、刮板运输机、皮带运输机、提升机、冲击钻等矿山机械设备进行开采和运输。矿山机械的主要特点是工作负荷大,工作环境恶劣,工作对象有很大的不确定性,这给安全生产带来很大的难度。
二、矿山机械安全技术现状
在我国,矿山机械装备条件存在很大区别,当前,我国生产煤炭的矿井初步可以分为四种,第一,比较旧的老矿井或者改造后的矿井。这些矿井大部分在解放前或者解放初期就建立了,后来因为企业观念和资金的缘故,还是保留着建矿时的设备,条件非常落后不说,还存在着安全隐患,虽然后来有经过一些技术改造,却仍然没办法满足安全顺利生产的需要。
第二,指现代化的矿井。二十世纪八十年代,是现代化矿井建立的一个时期。现代化矿井的建立,采用了比较先进的机械设备,这些机械设备中,我国生产的设备占很大部分,通过这些设备,取得了高效率的收益,到了后期,矿山机械设备实现了机电一体化。
第三,是指较大型的现代矿井。这些年来,出现了个别大型的矿井,和小矿井不同的是,这些大矿井大部分采用国外的综采设备进行开矿。
第四,指中小型矿井。这些矿井一般分布在乡镇,在我国,小型矿井占着主导地位,我国大约有32万个矿井,其中小型矿井就占有28万个,这些小型矿井大部分由个人进行承包,承包商为了追求利益,大部分没有机械设备进行采矿,生产方式非常落后,条件也非常简陋。首先,处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果存在隐患而不能及时发现,就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生。其次,随着采矿工业机械化程度的提高,特别是大型和重型机械进入采矿场所,安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大;尤为重要的是,煤矿都不同程度地存在瓦斯、煤尘突出的危险,一旦遇到明火就会爆炸,引发重、特大安全事故,造成严重的人身伤害和财产损失,为了坚决消灭引爆火源,井下设备必须具有良好的防爆性能。
三、提升矿山机械安全技术水平的措施
1、大力推广机械故障诊断技术
随着电子计算机以及通讯技术的不断发展,矿山机械设备也在朝着大型化和自动化的方向发展。在煤矿大规模生产的同时,机械设备的故障诊断技术也逐渐应用到各种高精尖的矿山机械设备中。如开采、挖掘与运输设备都完成了微机监控;新型的电牵引采煤机具备智能监控、监测与保护体系,能够实现远近控制、工况检测及状态显示、故障识别及分析;新型的掘进机能够实现进行方向检测、电动功率自动调节、切割断面监测、工况监测与故障诊断与识别。
2、加强对矿山机械安全技术人才的培养
当前,随着我国矿山机械设备与科学技术的进一步改进与发展,逐步实现了由机械化向半自动化与自动化的方向转变,对人的智力与技术水平的要求也变得更高与更加严格。为了在矿山生产工作中做到安全与高效,使我国机械安全体系能够贯彻落实,就一定要从当前起,注重与加快矿山机械安全技术人才的培养,进一步增强作业人员与技术工人的选取与培训,全面提升矿山机械从业人员的技术水平与安全观念,不断推进矿山安全培训标准化进程,更好地提升安全意识与安全设计的技术能力。
3、建立矿山机械安全设计体系
矿山机械与大部分现代机械的发展方向相差不大,正在趋向于大型、重载与高速化、智能化和微型化。因为涉及安全的问题很多,单一学科的理论和方法已经不能解决问题,所以要在最短时间内建立一个符合我国国情的矿山机械安全设计系统,这个系统要包括理论、原理以及方法,能够为矿山机械安全设计提供方法论的引导;能够对矿山机械安全设计的共性与基础性问题展开研究,尤其是涉及那些井下可燃性气体的矿山机械本质安全性的设计层面,要加快研究步伐,同时要建立矿山机械的相关安全行业数据库;要建立成本较低、适用性较强的矿山机械安全设计体系,能够通过设计从根本上消除已判定的危害或者降低有关的风险,提升本质安全水平与能力。
4、加大资金的投入,改造机械设备现状
目前,矿山机械安全方面欠账严重,根据这一点,国家可以在政策上进行必要的引导,比如可以增加资金的投入,健全法律法规,对一些乡镇煤矿进行安全技术方面的改造等等,而企业,依靠国家优惠政策,更要自立自足,花大力气筹集资金,把欠账的缺口补齐,把一些超期服役的机械设备进行报废,对一些装备进行必要的改造,从实际出发,对矿山的机械设备的安全现状进行改善。
四、结束语
综上所述,为保证我国矿山机械设备安全技术的快速发展,尽量减少矿井安全事故的发生。本文结合作者多年工作经验,对我国矿山机械设备安全技术的现状及技术应用措施进行了深入分析,在建立矿山机械安全设计体系、加强对矿山机械安全技术人才培养中不断提升矿山机械安全技术水平。
参考文献
[1] 王大志. 矿山机械安全技术分析[J]. 中国新技术新产品. 2011(18)
关键词 矿山机械;机械安全;噪声
中图分类号TD3 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)33-0033-02
0引言
我国矿产资源比较丰富,采矿产业一直是我国国民经济生产的支柱产业之一,而矿山设备又是矿山生产的关键,它的安全运行直接关系到矿山企业的安全正常生产。所以总结矿山机械常见的安全问题,分析问题产生的原因及其影响程度,并提出相应的解决方案及对策,对提高采矿企业效益以及安全性具有十分重要的意义。
1我国矿山机械设备安全的现状及研究意义
1.1 我国矿山机械安全现状
1.1.1 我国矿山机械设备装备水平参差不齐
现役煤炭生产矿井大致可以分为4类
1)老矿及改扩建矿井,大部分建于解放初期甚至解放前,往往由于资金和企业管理观念上的滞后,仍然保留着建井初期的落后装备,安全设计及其欠缺,有的虽然进行过一定程度的技术改造,但仍无法满足安全生产的要求;
2)现代化矿井大部分建于20世纪80年代中后期,广泛采用当时较为先进的综合采掘设备,随着技术的不断发展改进,机电一体化的矿山机械设备逐步配备,这些装备基本上能够满足高效生产的要求。大型、超大型现代矿井则是近年来建设的,普遍引进了国外先进的综合采掘设备,很好的满足高效安全生产的要求;
3)我国2.5万个煤矿中有2.3万个左右是乡镇中、小型矿井,几乎完全由私人承包经营,生产条件简陋,作业方式原始,普遍没有综合采掘设备。
1.1.2 矿山机械的研发和生产能力不断增强
经过近20多年的研究和开发,国产交流电牵引采煤机已渐近成熟,掘进机械从轻型发展到了中、重型,切割对象也从煤拓展到了岩石。大多数国产设备也已经具备了在线检测和实时监控的功能,安全性大为提高。
1.2 矿山机械设备安全问题的研究意义
矿山资源的开发极大的增加了社会的财富,有力的推动了国民经济的高速发展。但各种导致矿山灾害的问题不断增多,这给矿山企业的安全生产带来了极大的损害,这其中矿山机械的安全问题尤其突出。虽然采矿企业每年都花费大量的资金来维护矿山机械,但每年由于矿山机械故障而导致的经济损失依然十分巨大。因此保证矿山机械设备如:输送机、破碎等大型设备的安全运行对采矿企业效益有着至关重要的作用。因此研究矿山机械的安全问题有着极其重要的意义。
2矿山机械安全存在的主要问题
2.1 机械部分零部件的失效问题
2.1.1 齿轮、链轮及轴的失效
由于矿山机械经常超负荷工作,同时又需要经常的停机开机,这就给机械设备带来了巨大的冲击。同时由于工作条件恶劣,使用和维护条件比较差,这些都给机械部件带来了极大的损害。这其中高速齿轮磨损失效的现象居多,由于操作不当导致的过载断齿现象也时有发生。刮板机、转载机的链轮由于条件差,经常在缺少甚至是干摩擦的条件下工作,这些都直接导致齿轮、链轮及轴的的工作寿命减短,影响机械安全。
2.1.2 轴承的失效
由于矿山机械中的轴承普遍采用滚动轴承,由于工作过程中冲击载荷较大,以及装配不精确等都易导致轴承的保持架的磨损。一般包括两种情况:重载低速轴承或者轻载高速轴承磨损。其中重载低速轴承的磨损主要发生在诸如采煤机滚筒的行星减速器或者刮板机减速器的输出轴的滚动轴承处,表现为磨损失效周期长但失效后果严重,更换轴承价格较昂贵。而轻载高速轴承的磨损周期相对来说较短,主要是由于缺少或者是油油质较差等原因造成的。比如倾斜工作面的采煤机左截割部一轴,其正常加注的油要比右截割部多,否则易造成轴承甩不上油或者甩油过少,容易造成对轴承的破坏。
2.2 液压设备零部件的失效问题
随着大型综合采掘设备的引入,液压设备在机械中的应用逐渐增多,液压零部件失效问题日益凸显。尤其是在现代大型矿井中,由于液压设备零部件失效而导致的机械安全问题占大多数,对生产的影响极大。液压零部件的失效主要表现在:供油失效、系统无压力、工作机构动作不稳定等方面。
1)在液压系统发生供油失效时,应尽快找出故障部位,并加以处理。一般的故障现象及原因是:油箱漏油v查找漏油处并及时加满油w;吸油管路堵住v此时一般检查吸油管路及滤油器,清除阻塞物w;液压油粘度过高v此时应该排空油箱,更换低粘度液压油w;泵内有尘渣时应拆开泵,清洗尘渣。液压泵元件损坏时应该更换液压元件,若已经严重影响到机械的正常工作应该直接更换液压泵。
2)当系统无压力时,一般是液压部件的密封出现问题或者是安全阀弹簧失效,找出密封故障加以维修,或者更换弹簧并对安全阀加以清洗即可解决。
3)工作动作机构的不稳定主要表现为液压动作机构的“爬行现象”v动作机构运行速度不均匀,突然加快或减慢w。导致该现象的原因主要是不良,工作构件摩擦增大,因此应改善条件,清除赃物以及油泵的吸油、空气进入系统。
2.3 矿山机械的噪声问题
矿山机械的噪声主要来源与机械设备在运转过程中的振动、摩擦以及碰撞。同时由于风管的排气、漏气等产生的气动噪声。过大的噪声会影响操作工个人的情绪,增加工人操作失误的频率,这在一定程度上也关系着矿山机械设备安全,关系到企业的正常生产。
可以从改善设备的条件以及采用更加先进的设备等方面来降低噪声。根据现实条件一般主要的解决方式是通过改善设备的条件来达到降低设备噪声的方式。在机械设备安全管理方面应该加强措施,最好是配备专门的人员。同时有效合理的选择相应型号的油,使设备处于最好的状态,尽可能的降低噪声。
3转变企业的管理观念,加大安全资金投入以改善机械设备现状
关于矿山机械的安全问题,企业的管理理念及方式至关重要。因为矿山机械安全问题的依附性、隐匿性及导致安全事故原因的复杂性,需要企业的技术和管理人员转变企业观念,加强安全意识,共同承担安全责任。
目前矿山机械安全方面形势严峻,国家在政策方面已经加强引导,在法规方面更是加大控制力度,资金方面也积极的扶持国有重点煤矿以及部分地方煤矿进行安全技术改造。企业在利用国家政策性扶持资金的同时,自身也应多方筹措资金,补足安全漏洞,进行必要的装备技术改造,淘汰老旧设备,切实改善矿山机械设备安全现状。
4从业人员素质有待提高
随着我国矿山机械设备的不断改进和发展,其自动化的程度不断提高,这就在同时对操作工人的智力和技术水平的要求也在提高。据统计资料表明,80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的。由于矿山作业的艰苦性及危险性,矿山机械的从业人员组成复杂,部分操作人员文化素质较低,对设备的安全性能不够了解,习惯性的野蛮操作是造成矿山机械安全事故的重要因素。因此应该将从业人员培训纳入日常管理工作的范畴之内。加强教育手段,强化操作人员的责任心及安全意识,使他们掌握设备的安全操作要领,提高他们驾驭现代设备的能力。
参考文献
[1]赵汝星,陈希.矿山机械运行与维护.中国劳动社会保障出版社,2010.
[2]杨敬国,晋民杰.国外矿山机械的发展趋势[J].山西机械,2000(增刊):23-241.
[3]黄红武,盛晓敏,刘健宁,等.机械安全与现代企业战略[J].中国机械工程,2001,12(增刊):53-54.
关键词:矿山机械现状问题措施
1、 矿山机械的发展现状
经过几十年的努力, 我国矿山机械行业得到大力发展, 但与国外同行业产品的发展水平相比, 有相当大的差距, 尤其井下采掘设备等方面差距尤其明显。对矿山机械产品而言, 在制造质量、外观形状可靠性、寿命、设计水平和试验手段等方面与先进工业国家相比尚有一定的差距; 我国加入WTO后, 为了加快基础工业的发展, 必须加快矿山机械的开发与研究速度。近年来, 我国矿山机械行业通过对产品和技术的引进, 与国外著名厂商的合作、合资, 加速了产品的更新换代, 矿山机械行业有了长足的进步, 传统产品的结构、性能和外观有了提高和改进, 制造工艺技术水平有了提升。但是随着社会的进步和科学技术的发展, 生命安全与财产安全问题越来越受到人们的重视, 机械安全也逐渐形成了一门独立的学科, 并得到了社会的认同。首先, 处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果存在隐患而不能及时发现, 就可能导致如电动铲运机损坏、卷扬钢丝绳断裂、皮带机着火等恶性事故的发生; 其次, 随着采矿工业机械化程度的提高, 特别是大型和重型机械进入采矿场所, 安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。
2、矿山机械安全技术的现状
2.1矿山机械设备的装备水平参差不齐
我国矿山机械设备的装备水平参差不齐,现役煤炭生产矿井大体可以分为4 类: 老矿及改扩建矿;现代化矿井; 大型(超大型) 现代矿井;乡镇中小型矿井。
2.1.1老矿及改扩建矿多建于解放初期, 有的甚至是解放前期, 由于资金和企业观念上的问题, 仍然保留着建井初期的装备, 设备非常落后, 安全设计欠缺, 虽然进行过一些技术改造,仍无法满足安全生产的要求;
2.1.2现代化矿井大多建于20 世纪80 年代中、后期, 广泛采用了当时较为先进的综采机械, 其中国产设备占了主导地位, 完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现, 机电一体化在矿山机械设备上逐步实现;
2.1.3大型、超大型矿井是近年来出现的, 普遍引进了国外先进的综采设备。
2.2 矿山机械的研发和生产能力不断增强经过二十几年的研究、开发, 我国的掘进机从轻型发展到了中、重型, 切割对象从煤拓展到了岩石, 长距离的带式输送机的质量也有了很大的提高,多数国产设备也已经有了在线检测和实时监控, 安全性大为提高。
3、存在的主要问题
3.1我国矿山机械的安全状况不容乐观我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高,但同发达国家相比还有相当大的差距; 现代化的综采设备普及率还较低, 有些矿井虽采用了引进的先进设备, 但由于对其他国家技术的消化还不彻底, 仍不能进行正常使用和维护, 一些先进的功能没有充分发挥出来, 更有甚者, 由于盲目追求生产, 忽视安全, 把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除, 造成很大安全隐患, 设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化, 原有设备没有淘汰, 到了设计寿命仍在超期服役,大部分设备超负荷运转,带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素, 潮湿、粉尘、辐射等因素的影响, 导致安全监测设备的可靠性下降;部分管理人员盲目追求生产, 存在侥幸心理, 致使出现故障的安全监测系统得不到及时维护和更换, 也是造成设备安全性降低, 导致安全事故屡发的原因之一。
3.2机械安全设计方法不够成熟
虽然目前许多机械在安全设计方面已有比较成熟的理论与方法, 但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备, 目前只有安全设计理论, 还没有成熟的、理想的安全设计方法。如: 迄今为止, 我国的输送机动特性研究仅停留于理论分析阶段, 急需相关的实验研究和验证; 在掘进机的设计方面, 现在还没有适合我国地质条件的完整的截割、装运及行走的载荷谱, 这些都对安全设计产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。
3.3从业人员素质亟待提高
统计资料表明, 80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的, 由于矿山工作的艰苦和危险性, 矿山机械的从业人员的组成复杂, 部分机械设备操作人员文化素质低, 对设备的安全性能了解不够, 自我保护意识淡薄, 习惯性野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。
4、解决措施
4.1转变企业观念
由于矿山机械安全问题的依附性、隐性和安全事故致因的复杂性, 需要企业技术和管理人员转变企业观念, 共同承担安全责任, 增强安全意识。
4.2加大安全资金投入, 改善机械设备现状
针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况,国家应该在政策方面加强引导, 在法规方面加大控制力度, 在资金方面积极扶持国有矿山和地方矿山进行安全技术改造, 企业在利用国家政策技改资金的同时, 自身也应下大力气, 多方筹措资金, 补足安全欠账缺口, 下决心报废一切超期服役的设备, 或进行必要的装备技术改造, 从而切实改善矿山机械设备安全现状。
4.3进一步制定和完善矿山机械安全的法规和标准
关键词:矿山机械 工程机械 安全
1、 矿山机械的发展现状
随着社会的进步和科学技术的发展,人民群众生命与财产安全问题越来越受到人们的重视,特别是近些年来,国家对矿山企业的安全监管力度非常大,机械安全也逐渐形成了一门独立的学科,并得到了社会的认同。首先,处在重载、高速等环境下工作的矿山、工程机械如果存在隐患而不能及时发现,就可能导致如撞车、绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生;其次,随着采矿工业机械化程度的提高,特别是大型和重型机械进入采矿地点,安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。
2 、矿山机械安全技术的现状
2.1 矿山机械设备的装备水平参差不齐
我国矿山机械设备的装备水平参差不齐,目前在产矿井大体可以分为4类:老矿及改扩建矿;现代化矿井;大型(超大型)现代矿井;乡镇中小型矿井。
(1)老矿及改扩建矿多建于解放初期,有的甚至是解放前期,由于资金和企业观念上的问题,仍然保留着建井初期的装备,设备非常落后,安全设计欠缺,虽然进行过一些技术改造仍无法满足安全生产的要求;
(2)现代化矿井大多建于20世纪80年代中、后期,广泛采用了当时较为先进的综采机械,国产设备在其中占据了主导地位,完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现,机电一体化在矿山机械设备上逐步实现;
(3)大型、超大型矿井是近年来出现的,普遍引进了国外先进的大型新型机械设备;
(4)同时在我国还存在很多乡镇中,小型矿井,几乎都由个人承包经营,由于资金限制,生产条件简陋,生产方式原始,基本上没有使用专业的矿山机械。
3 、存在的主要问题
3.1 我国矿山机械的安全状况不容乐观
我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高,但同发达国家相比还有相当大的差距;现代化的矿山机械设备普及率还较低,有些矿井虽采用了引进进口的先进设备,但由于对先进技术的消化还不彻底,仍不能进行正常使用和维护,同时进口设备的备件上一系列问题,使得先进的功能没有充分发挥出来,更有甚者,由于盲目追求生产,忽视安全,把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除,造成很大安全隐患,设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化,达到使用年限的设备没有及时淘汰,仍在超期服役,大部分设备超负荷运转,带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素,潮湿、粉尘等因素的影响,导致先进设备的安全可靠性下降;部分管理人员盲目追求生产,存在侥幸心理,致使出现故障的设备得不到及时维护和更换,从而出现“带病作业”的情况,造成设备安全性降低,也是安全事故屡发的原因之一。
3.2 矿山机械安全检测技术需要完善
矿山工程机械设备工作环境恶劣,同时长期处于重载和交变载荷状态下工作,容易产生各种安全隐患,如果没有及时发现,及时处理,仍然处在重载、高速等环境下工作,就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在不断更新,但由于矿山机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在,矿山机械安全检测技术仍然需要不断完善和提高。
3.3 机械安全设计方法不够成熟
虽然目前许多矿山工程机械已在设计中考虑安全性能方面,并且也有比较成熟的理论与方法,但是对于有些大型、复杂的关键矿山机械设备,目前安全设计只有理论,还没有成熟的、理想的安全设计方法。如:国产的铲运设备在制动系统中仍然使用液压制动方式,此种方式在油泵工作过程中比较稳定,在机械故障油泵停止工作时无法保障设备的制动性能。在掘进台车及深孔台车的设计方面,没有考虑操作人员自身安全,没有设计相应的顶棚支护措施,这些都对机械本身的安全产生了一定的制约。与国外的机械安全设计相比有较大的差距。
3.4 矿山机械安全标准急需完善和严格执行
已经制定的矿山机械安全标准涉及矿用绞车、矿井提升机、矿用提升绞车、窄轨运输车辆、地下铲运机、矿用炮孔钻机、矿用人车、液压防爆提升机和液压防爆提升绞车等,为设计、制造和使用部门提供了一个总体框架和指导原则,并使产品在预定使用范围内得到安全保证。
3.5 从业人员素质亟待提高
资料表明,80%以上的矿山伤亡事故是人为因素造成的,由于矿山工作的艰苦性和危险性,矿山机械的从业人员的组成复杂,部分机械设备操作人员文化素质低,没有进行过专业培训,对设备的安全性能了解不够,自我保护意识淡薄,习惯性违章及野蛮操作等是造成矿山机械安全事故的重要因素。必须通过培训、教育等手段,不断强化操作人员的责任心和安全意识,掌握设备的安全操作要领,才能提高驾驭设备的能力;必须严格按规程操作,杜绝麻痹侥幸心理,才能减少或杜绝设备伤害事故的发生。
4、 解决措施
4.1 建立矿山机械安全设计体系
矿山机械和大多数现代机械的发展方向一样,趋向于大型、重载和高速化、智能化与微型化。由于涉及安全的问题很多,单一学科的理论与方法已经不能解决问题,要尽快建立一个适应我国国情的矿山机械安全设计体系,包括理论、原理和方法,特别是针对作业在井下有可燃性气体的矿山机械,在安全性设计方面加大研究力度,并建立矿山机械安全行业数据库;建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系,通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险,提高本质安全水平。
4.2 转变企业观念
由于矿山机械安全问题的依附性、隐性和安全事故致因的复杂性,需要企业技术和管理人员转变企业观念,共同承担安全责任,增强安全意识。
4.3 加大安全资金投入,改善机械设备现状
针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况,国家应该在政策方面加强引导,在法规方面加大控制力度,在资金方面积极扶持国有重点矿山、地方矿山、民营矿山企业进行安全技术改造,企业在利用国家政策技改资金的同时,自身也应下大力气,多方筹措资金,补足安全欠账缺口,下决心报废一切超期服役的设备,或进行必要的装备技术改造,从而切实改善矿山机械设备安全现状。
关键词:矿山机械;故障诊断技术;设备维修
1 故障诊断技术在矿山机械设备工作中的重要性
1.1 保障正常生产
对矿山机械设备进行定期检修,可以将矿山机械设备分为两种。一种是出现故障的矿山机械设备,另一种是正常状态的矿山机械设备。当矿山机械设备按照状态情况分组后,工作人员可以对出现故障的矿山机械设备,采取相应维修工作,使矿山机械设备能够满足矿产资源开采的需求,保障矿业工作正常生产[1]。
1.2 降低安全事故
我国矿产资源开采力度不断加大,矿业单位对矿山机械设备的需求逐渐提升。由于矿山机械设备价格较高,不少矿业单位为提升产量,使矿山机械设备长期处于超负荷的状态下运行。这种情况不仅影响矿山机械设备的工作效率,机械设备还会因过热导致某些故障问题,甚至引发安全事故,威胁矿业工作人员的生命安全。对矿山机械设备应用故障诊断技术,能够及时发现矿山机械设备的内部问题[2]。同时,停止出现故障问题的矿山机械设备生产,进行专业维修工作。在矿山机械设备检修过程中应用故障诊断技术,极大程度降低矿产资源开采过程中的风险,保障矿业工作人员的生命安全。
1.3 减少生产成本
矿山机械设备长时间处于超负荷状态运行,极易出现各种故障问题。如果不停止设备,使矿山机械设备处于超负荷状态。会加剧矿山机械设备的故障,大幅增加后期维修费用。利用故障诊断技术,能够在矿山机械设备故障初期,及时发现问题。将矿山机械设备的故障消除在萌芽之中,极大程度降低维修费用[3]。在矿产资源开采过程中利用故障诊断技术,还能够迅速发现矿山机械设备的故障问题,节约检修工作时间成本。使得矿山机械设备尽早恢复正常,投入到矿产资源开采工作。
1.4 降低噪声污染
当矿山机械设备出现故障时,通常会产生强烈的振动和巨大的机械噪声。不仅缩短矿山机械设备的使用年限,还会对矿业工作人员造成噪声污染,严重影响矿业工作人员身体健康。利用故障诊断技术,能够通过信息采集与分析等方法,去除掉机械设备内部的故障问题[4],降低矿产开采过程中的噪声污染,保障矿业工作人员身体健康,促进矿业开采工作顺利进行。
2 矿山机械设备故障诊断技术的工作步骤
2.1 机械设备信息采集
对矿山机械设备的各项数据进行信息采集,是故障诊断技术的首个环节,也是矿业开采工作正常有序进行的重要因素。矿山机械设备进行信息采集的原理,主要是通过各种传感器采集矿山机械设备各部位的温度、振动幅度和压力等数据。这项工作能够为后续的维修工作提供数据参考,使工作人员更加清晰直观分析出矿山机械设备的故障种类,从而降低矿山机械设备检修工作的整体难度[5]。
2.2 机械设备特征提取
尽管利用传感器,能够采集到矿山机械设备运转时各部位的数据信息。但仍无法通过这些数据信息,直接判定矿山机械设备内部的故障问题。矿山机械设备信息采集工作结束后,工作人员需要整合汇总所有采集到的数据信息,并进行专业的数据分析。从而缩小矿山机械设备故障问题的范围,为下一步工作打下良好基础。
2.3 机械设备状态识别
虽然经过上述工作,检修人员已经缩小了矿山机械设备的故障问题范围。但是矿山机械设备中的许多故障问题都会出现同一症状,阻碍故障辨别工作。在这种情况下,检修人员可以结合数据分析结果与矿山机械设备的运行状况。与矿山机械设备故障数据库进行对比,使用排除法确定矿山机械设备具体故障,提高辨别故障问题的准确度[6]。
3 矿山机械设备维修中的常见故障诊断技术
3.1 油液参数实时监测技术
油液的正常输送对矿山机械设备的有序运行,起着至关重要的作用。矿山机械设备日常运行中,通常会使用到油、液压油和动力油。每种油液用途各不相同,油液使用位置也有所差别。在矿山机械设备中使用油,通常是为降低矿山机械设备运转时的摩擦力,提升矿山机械设备运转效率,延长矿山机械设备使用年限。液压油主要用在矿山机械设备的液压支架中,也能够起到降低摩擦和提升运转效率的作用[7]。相对于油,液压油能够起到防腐和防锈的作用,极大程度避免矿山机械设备生锈。动力油能够为矿山机械设备的正常运转,提供强大动力支持,保障矿产资源开采工作顺利进行。油液参数实时监测技术,主要利用传感器采集油液的各项参数,保障油液质量满足矿山机械设备运行需求。采集分析油液各项参数,也能够发现矿山机械设备运转过程中的故障问题[8]。然后通过更换油液的品牌和种类,使矿山机械设备恢复正常,保障矿产资源有序开采。使用油液参数实时监测技术时,应注意根据油液种类,使用不同的传感器采集信息。采集油液参数时,应尽量保证数据采集的实时性和完整性。通过传感器的优势,对不同种类油液的含水量、黏度和金属含量等参数,进行全面完整的数据采集,为后续维修工作提供真实有效的数据参考。
3.2 机械设备损伤检测技术
在常年的矿产资源开采过程中,矿山机械设备的杆件内部通常出现不同程度的磨损。这种情况不仅影响矿产资源的正常开采,甚至会引发安全事故,严重阻碍我国矿业发展。为确保矿山机械设备正常运行,应对矿山机械设备杆件内部进行定期检查,及时发现并处理杆件内部的故障问题。矿山机械设备内部杆件出现焊接裂缝和轴承问题时,无法直接通过肉眼辨别,利用传统的仪器设备也无法检测到焊接裂缝情况。无损探伤技术成功解决了故障诊断的难题。通过超声波的特点及优势,能够及时发现轴承断裂和杆件断裂的情况,为矿山机械设备维修工作提供良好帮助。
3.3 机械振动幅度监测技术
矿山机械设备正常运转过程中会出现小幅度振动现象。矿山机械设备内部出现故障时,往往振动幅度会明显增大,振动频率也会有所改变。因此,在矿山机械设备检修工作中,通过传感器对振动幅度的监测,能够及时发现矿山机械设备的异常情况。在矿山机械设备中使用振动传感器,还能够对故障问题起到良好的预防工作。工作人员可以第一时间发现矿山机械设备出现问题,并采取相应措施,最大程度减少经济损失。使得矿业资源开采工作尽快恢复正常。
3.4 维修人员主观诊断技术
对矿山机械设备进行故障诊断,最常用的是维修人员的主观诊断技术。这种故障诊断技术比较原始,优点是速度快、成本低,在矿山机械设备检修工作中占据重要地位。维修人员的主观诊断技术,主要通过维修人员处理矿山机械设备故障问题的经验和自身的知识储备,辨别矿山机械设备运行时的异常情况,为故障问题的处理提供参考。在矿山机械设备检修工作中,使用主观诊断技术,需要维修人员对故障现象拥有多年丰富经验,并且保持终身学习的习惯。在日常工作和生活中,不断提升自身的实践能力和理论知识,确保准确有效辨别矿山机械设备故障问题。
3.5 数字化模型系统检测技术
数字化模型系统检测技术主要利用传感器与数字建模相结合,通过传感器采集各项数据,建立矿山机械设备模型。从而能够更加直观找出故障问题,使矿山机械设备维修工作更加便捷。虽然这项技术能够精准确定故障问题的种类,但运用该技术对工作人员的专业性要求较高。而且整体检测时间较长,影响矿产资源开采工作。
4 结语
故障诊断技术是矿山机械设备维修的前提,更是矿业开采工作的安全保障。使用故障诊断技术,能够通过信息采集和分析等步骤,明确分析出矿山机械设备内部故障问题。然后通过专业人员的维修工作,使矿山机械恢复正常使用,避免矿产资源开采过程中的安全事故。虽然故障诊断和维修的流程看似简单,但在实际工作中,仍有许多细节需要注意。在矿山机械设备故障诊断过程中稍有不慎,就可能导致故障诊断错误,严重影响后续维修工作。利用故障诊断技术,应结合矿山机械设备的运行状况,分析每种故障诊断技术的优缺点。从而进行科学合理的选择,使矿产资源开采工作能够顺利有序进行。
参考文献
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[2 ]刘慧彬.在煤矿机电设备维修当中故障检测诊断技术的使用[J].中国石油和化工标准与质量,2019 ,39 (22 ):49-50.
[3 ].浅析矿山机电设备常见的故障以及解决策略分析[J].中国金属通报,2019 (10 ):91 ,93.
[4 ]祗欣凯.故障诊断技术在矿山设备机械维修中的应用[J].石化技术,2019 ,26 (8 ):354 ,360.
[5 ]王进科.矿山机械设备的养护与维修技术初探[J].决策探索(中),2019 (8 ):22-23.
[6 ]张新.综合机械化采煤设备管理及故障维修案例分析[J].设备管理与维修,2019 (12 ):72-73.
【关键词】矿山机械;情感化设计;研究与应用
一、概述
1.1情感化设计的含义
根据本文总结,得出情感化设计的大概含义。本文认为情感化设计是一种人性化的设计,其改变了传统的器械设计过程中只关注产品实用性的特点,将着眼点放于产品外形特征对于使用者的情感慰藉方面的作用,通过对产品外观的设计,使得使用者对器械进行更加有效的使用。
1.2对实现矿山机械情感化的作用的研究
本文认为,实现矿山机械情感化设计的作用表现在两个方面。首先是对于矿山作业者工作效率的影响。前文也有所提及,矿山作业相较于其他的工作来说其工作量是较为巨大的,因此,在矿山工作者工作时易产生疲劳的情绪,对工作提不起精神。而这时情感化设计就可以起到一定的作用,通过对颜色、外形等方面的改造,使得矿山工作者在进行机械使用时更具有精力。第二个影响即是对于安全性的影响。结合以往的对于矿山安全事故的报道可以得知,矿山作业的安全性虽然在近年得到了很大的提升,但是仍然具有一定的危险性,尤其是在警示不够且操作者疲乏的时候,更容易发生安全事故。情感化设计可以通过机械外形的刺激使得使用者具有警觉,从而减少事故的发生。
二、矿山机械情感化的实际应用
1、机械色彩应当保持明亮。在矿山机械的使用过程中,其外形对人产生最直接的冲击作用的就是机械的色彩。本文认为,在进行矿山机械设计的过程中,为了突出情感化设计的特点,其色彩应当从这两个方面加以注意。首先是从对使用者精神和视觉神经的刺激方面出发。据实验表明,深沉灰暗的色彩更容易使人出现疲乏的现象,而明亮的色彩可以振奋人的精神,因此,在进行矿山机械设计的时候,应当采用红、橙等明亮的颜色。但是,颜色整体应当趋于简单,不应当制造色彩斑斓的外形,尤其是仪表盘的应当尽量简单,以防使用者因为眼花缭乱而产生操作失误的现象。另一个方面是对于安全警示方面的作用。其实为了刺激人的视觉而选择的明亮色彩同时也具有个人提供警示的作用,但是本文认为,除了整体的颜色之外,为了机械操作的安全,机械上的关注部位应当用重点色彩进行标记,使得机械的使用者对其进行高度的关注,减少事故的发生。2、机械外形应当稳重可靠。除了矿山机械的色彩之外,其外形同样能给使用者起到心理暗示的作用。在我们传统的认知当中,普遍认为棱角分明的结构较之弯弯曲曲的结构更加具有安全感。而矿山机械由于其作业地点的特殊性以及其工作人员心理的特殊性,对其外表的稳重程度的要求比其他机械更高。因此,根据对矿山机械使用者情感的分析得出,其希望在较为不稳定工作环境中寻找一个稳定的依靠,因此,矿山机械的设计应当较多地利用直角和直线,以突出其稳定感。但是,从另一个方面而言,棱角分明的机械虽然看起来稳固可靠,但是也给人一种重机械的压抑感,影响矿山工作者的工作热情,因此,在进行矿山机械设计的时候,应当做到在保障整体结构的稳定可靠性的基础上融入较为柔和的线条,减缓重型机械给人心理带来的压抑感和严肃感。3、机械的操作应当具有规整性。至于矿山机械操作的规整性,可能是一个较为难于理解的概念。本文想突出的是,在矿山机械的操作过程中,其作用的效果应当具有一定的规律。例如,在运用挖煤机器的时候,挖煤机器挖出的煤最好是具有统一的大小和形状,这样的机械工作,不仅可以使得工作者心理因为煤块的整齐而感到舒心而且可以生出一种对这种机械操作的成就感。因此,要想实现矿山机械的情感化设计不仅需要对其外形进行改造,使其的作业方式变得更规整也是对增进工作者的工作效率具有重大影响的举措之一。
总的来说,要想实现矿山机械情感化设计的成功应用,就应把握住矿山工作则在工作的时候与其他工作者心理的不同,再通过研究,将能对其心理产生积极影响的元素融入到矿山机械的设计中去,以实现更安全高效的矿山工作。
作者:孔德博 张莉婷 单位:1.五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司 2.五矿邯邢矿业邯郸中冶建设有限公司
参考文献
[1]卜繁刚.现代机械设计方法在矿山机械设计中的应用[J].中国新技术新产品,2016,(07):53-54.
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[5]朱艳敏.浅谈现代设计技术方法在矿山机械设计中应用[J].科技创新与应用,2014,(33):295.
【关键词】矿山机械 机电液 发展趋势
机电液一体化技术显示了其强大的生命力并且顺应了时代的发展方向,实践表明机电液一体化技术在工业领域得到了广泛应用,尤其是矿山机械行业,不仅可以提高矿山机械的输出功率,还可以实现自动控制和安全保护等功能。
1 矿山机电液一体化系统简介
1.1 机电液系统简介
机电液一体化系统,绝非仅为机械、液压与电子电器的简单组合。否则,包括有这三个部分的矿山机械都可称已实现机电液一体化了。机电液一体化为矿山机械:装上了感觉器官――传感器,布上了神经系统――传输线路,添上了信号处理单元――单片机或微机,这三部分组成的机电液一体化系统,使矿山机械的性能发生了巨大的变化。
1.2 机电液系统发展
我国在这方面研究同样比较早,天津工程机械研究所与上世界70年代采用全液压机无线控制技术研发了线电遥控水陆两用推土机。由于我国矿山机械大部分采用吸收引进加自主创新的发展方式,但受限于国外关键技术的封锁和创新能力的滞后,我国矿山机械机电液一体化技术与国外发达国家仍有一部分差距。
2 矿山机械液压系统发展趋势
2.1 液压系统效率提高
液压系统具有体积小、重量轻、传递功率大的优点;容易实现无极调速;容易实现往复运动更适合矿山机械的使用特点;控制简单,易于实现自动化控制;液压系统中的元器件易于实现标准化、系列化、通用化,便于推广和维护。新型矿山机械液压系统具有以下特点:
(1)合理匹配液压泵和负载运动特性,合理布局液压元件的数量和位置,减小液压元件之间的能量损失,提高液压传动的效率。
(2)选用合适的液压元件和密封措施,保证矿山机械在作业工作时不会因为外界的振动和冲击导致液压油泄漏。
(3)液压系统设计时应具有防振降噪措施,除了在液压泵、液压阀和油箱的安装面上设置防振脚垫外,还应尽量液压集成模块来代替液压油管。可以采用蓄能器吸收低频噪声,采用增大管径和使用软管的方式吸收高频噪声。
2.2 使用高速微处理器、敏感元件和传感器
根据现代矿山机械开采的实际需要,矿山机械逐渐具有更多功能,并且更加智能化。因此矿山机械不仅应具有可靠的硬件,更应就有强大的数据处理能力和敏感的感测能力,能够实时检测该矿山机械的状态。使用先进的微处理器、高性能的敏感元件和传感器,可以提高整机的响应时间,提高使用效率和敏捷性,使矿山机械面对复杂环境时能够快速做出反应。同时引入更加先进的激光传感器、超声波传感器、语音传感器等高精度传感器可提高机器的机器人化程度,便于整机的柔性控制。另外,在矿山机械与控制系统之间通信传输将广泛采用汽车行业中的CAN-BUS通讯技术,可以有效降低控制信号在传输中的衰减和失真,提高控制精度。
2.3 更注重节能增效
21世纪全球正面临着能源危机,全球正在进行节能减排活动,因此在矿山机械的设计之初就应该考虑降低能耗的设计。动力方面可以使用电喷式发动机,可以有效提高燃油效率,并能进行自动控制;液压驱动方面,努力提高液压传动的效率,减少油液的泄露和损失,避免油液泄露污染环境;材料方面,可以采用新型金属材料,不仅可以调高矿山机械的强度,还可以减轻整机重量,从而节省了驱动过程中的能耗。
2.4 软件发挥更大作用
在具有先进的微处理器、传感器、控制元件之后,必须开发与之相适应的功能强大、可靠性高、适应性强的软件,用于实现机电液一体化智能显示控制。随着现代各种汇编语言和高级语言的发展,不断的有新的编程平台出现,为矿山机械的控制软件开发提供了便利条件。同时,软件开发中的控制算法也日趋重要,可用专家系统建立合理的控制算法,PID和模糊控制等各种控制算法的综合控制算法将会得到更完美的应用。另外,软件开发中应留有二次开发的位置,为差异化、个性化的矿山机械实现各项功能。
2.5 智能化机群的协同作业
随着矿山对大规模作业,多巷道同时施工,开采进度要求的提高,智能化的多台不同种类矿山机械协同作业是未来发展的趋势。机群的协同作业是智能化的单机、现代化的通讯设备、GPS、遥控设备和合理的施工工艺相结合的产物。这一领域也为机电液一体化在矿山机械上的应用提供了广阔的发展空间。诚然这是未来矿山机械的发展方向,甚至未来可以实现无人开采,但目前基于矿山机械智能化发展进程,我们应该循序渐进,一步一步实现技术突破。
2.6 电流变流体技术
为了防止信号传输、传感器使用、电机使用过程,外界及其自身造成的电磁干扰,未来应广泛采用电流变流体技术。电流变流体(ER流体)在自由状态下为可自由流动的混悬液体,一旦处在电场作用下,它会迅速固化,根据电场强弱程度分别显现粘稠、胶凝和坚硬的状态,且固化度与场强成正比。这种特性使它能理想地运用于液压系统和机械系统的阀、阻尼器及动力传输装置等。他对电信号响应极快,实在不到1ms的时间内实现状态变化。它采用PWM控制,可降低能耗,简化设计,延长寿命。
3 结语
矿山机械是现代矿山开采的重要工具,而机电一体化技术推动着矿山机械的不断发展。本文从矿山机械的机电液一体化系统的组成介绍了其特点和发展历程,并分别从液压效率提高、微机处理器性能提高、软件性能提高、智能协同工作等方面介绍了矿山机械机电液一体化的未来发展趋势,为我们以后深入研究矿山机械机电液一体化技术奠定了基础。
参考文献:
[1]查森林,王东生.浅谈我国矿山机械再制造现状[J].矿山机械,2012,40(3):1-6.
【关键词】矿山机械;加工维修;精度控制
我国是煤矿大国,全国各地都分布着很多煤矿,然而在矿山的开发和施工过程中,矿山机械设备都是hi处在较高负荷的状态下工作,在机械的外部承受矿山的随机性载荷,对矿山机械的运行表明受损、磨损较严重,对于工作运转精度会逐渐降低。因此,矿山机械设备一方面在制作过程中采用高耐磨性、高强度、高硬度的机械零件,另一方面对于矿山机械的加工及维修要不断提高技术,增加性能提高的方法。在应用中因高锰钢有耐磨性好、强度高等特点,而多采用高锰钢材质零件。但高锰钢材质在加工及维修过程中容易产生硬化现象,对于切削加工较为困难。在高锰钢铸件的水韧处理中,硬化现象更为严重,让切削加工难以进行。但随着切削刀具经过陶瓷材料、超硬度材料等特殊材质发展后,让矿山机械加工工艺更加的完善,加工过程的效率更高,实现矿山机械的高精度控制。
1、矿山机械维修与养护
科学技术部断刷新着各行各业的记录,矿山机械业不例外,矿上机械的技术含量不断加深,稳步的向着自动化、大型化、效率化方向发展。在整个矿山的开发过程中,其实对整个工程的使用机械来说是苛刻的,及要求效率高,又要无维修,所以平时的机械维护与养护就显得更加重要,矿山的机械设备又是多种多要的,密集化的,对于机械设备的维护与养护需要更加专业的人员和科学的技术手段,只有平时的多维护多保养,才能确保机械能可靠、安全、高效的发挥经济价值。
1.1超声波技术对机械无损探伤检测
在矿山机械的维修及养护中,超声波无损探伤检测技术可以发挥较大作用。技术利用的是超声波的短波、高频的传播特性,对于机械中存在的不可见及较为隐蔽的裂纹或空洞进行探测。在矿山机械的运行过程,因轻度较高、运转时间较长,机械容易产生运行疲劳,对于有孔隙及裂缝的机械设备未能发现而运行有非常大的危险,而通过超声波无损探伤检测可以避免以上问题,不仅检测方便可行、效果精确、检测可靠,而且检测对机械设备没有任何影响。超声波在无损探伤检测中表现出的特性有:一是传播的能量较大,对于机械设备的穿透力比较强,无损探伤的能力较强;二是超声波是高频,对于传播方向较固定,指向性能好;三是超声波在介质或空气中传播遇到检测界面就会发生反射。因此,其对矿山机械设备的检测、维修及养护有较大的作用。
1.2机械维修中龙门式三维坐标测量机的应用
矿山机械设备在维修过程中,会涉及零部件的金属机加工、焊接、热处理以及切削等工艺,在工艺加工过程设备的零部件容易产生温度变化而热胀冷缩、塑性变形或者弹性恢复等问题,从而造成零件尺寸大小的变化,给机械设备的精度及运行带来较大麻烦。而采用龙门式三维坐标测量机可以改变维修过程中出现的这些问题,在设备的维修后利用测量机可以检测出高精度的偏差及尺寸变化,能让设备的精度提高,偏差减小。
2、矿山机械加工精度控制
矿山机械设备的高负荷状态工作,随机性的载荷作用于零件外部工作表面,造成零件表面的磨损,降低工作运行精度。因此矿山机械设备要求机械零件的材质要搞硬度、高耐磨的性能,矿山机械加工的原器件都是高精度的材料,所以在整个矿山工程开发中,高精度控制技术应用范围很大,在其他领域也同样,例如自动化控制、伺服电机控制、运动控制、材料选择与机械结构设计、系统保护以及转配工艺等领域。在矿山机械零部件的加工过程中常会出现毛坯弯曲变形、尺寸变大、焊接变形以及机加工困难等问题,这对于机械的精度控制非常不利,需要采用合理的工艺方法及工艺流程手段来控制零件的精度。
2.1焊接工艺的精度控制
矿山机械的设备设计中,焊接技术虽然说是能满足了设计时的需要,但是为了机械设备或者是零部件在加工或使用过程中能有更高的精度,减少焊接过程中可能产生的精度变形,我们应该采取相应的技术措施,对矿山机械设备或者是零部件焊接前进行必要的表面处理,包括清洗、除锈、因为使用过程中产生的磨损等。对于焊接使用的焊丝也要除水、除油、除锈,同时在焊丝头部利用砂纸打磨,增加开始焊接的准确精度。对于焊接过程中出现飞溅,通常在焊接前采用防飞溅剂喷涂于焊枪嘴部及焊缝两侧,对于不同的材料也要采用不同的焊接方法,例如,含9%镍基合金钢的特殊材料,在焊接时特殊材料熔点较低,防止焊接过程出现弧坑或裂纹,采用的防治措施主要有:利用穿透法进行打底焊,焊接中的弧坑尽量留在最后,以便焊接清根过程把弧坑及裂纹一起清除。在对钢材料的焊接过程中,热量的交换是无法避免的,这对于焊接中出现精度偏差较难控制。但对于钢材料焊接出现的电弧偏吹、裂纹以及低温的韧性降低三大问题,可以通过规定焊接工艺的流程,防止出现问题,控制焊接精度。同时对于焊接精度控制中,焊接人员的培训及教育是控制焊接精度的关键之一。
2.2精度位置控制
矿山机械设备应该是能不断的满足现有工程中提出的各种要求,所以矿山机械的加工和设计应该随着不断出现的问题,而提升自生的技术能力。矿山开发过程中,机械的自动化要求较高,随意矿山机械设备应不断的提高机械的位置调整与控制系统,从而实现矿山开发中位置精度控制。位置控制系统采用的主要是一些精度要求较高的器件,有调整丝杠、电机、液压缸、编码器以及译码器和减速器等实现系统的定位、动作以调整。同时可以通过系统中的编码器与PLC连接,实现位置的高精度控制,在运用中有方便、占地小、维护方便等优点。精度的位置控制对于一些在地下的矿山开发工作有较好的作用,不仅能较好地控制精度,在工作过程完成定位控制,而且能够准确地定位人员及设备在地下的具置,保证在发生各类安全事故时能及时实施定位抢救。
2.3计算机实现及数据采集的精度控制
计算机科学技术的提高,在各种领域都被广泛的应用着。在矿山机械中设计、加工、控制都和计算机技术有着千丝万缕的联系,尤其在对精度要求较高、控制要求严格的设备上,计算机技术能起到关键作用。对于一些矿山设备为保证施工安全而提高精确性,可以结合计算机技术进行控制,利用计算机的实时数据收集与处理,通过计算机控制对矿山机械在生产过程中产生的精度偏差进行调整,这对于矿山机械设备的精度控制是非常重要的。
结 语
对于矿山机械设备的加工、维修及精度控制,几方面是互相关联的,较好的加工过程才能保证维修次数少或维修便利,同时才能保证机械的运行精度控制;加工控制不善容易带来多次或复制的维修,对于精度控制也相当不利。实现较高的精度控制技术,也可以减少机械设备的维修及加工,因此,对于互相影响、互相制约的几方面都要严格控制,从机械的加工制造到维修,提高设备的精度,让机械设备在运行中保持安全可靠的运行.
参考文献
[1] 王西彬,赵伯颜.陶瓷刀具切削淬硬钢的研究[J].工具技术,2009,(9):16-19.