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二、管理和保养的基本原则和任务
(一)基本原则
为了确保机械设备正常运行，在选择油的过程中，需要遵循:低能耗，在确保机械设备安全运行的基础上，选择的油尽量黏度小;对于机械零部件来说，如果在高速、低负荷的状态下运转，在这种情况下，收稿日期:2014－10－31作者简介:雷鹏(1976－)，男，现人陕北矿业涌鑫公司安山煤矿机电科科长。需要选择黏度小的油，反之需要选择高黏度的油;对于零部件来说，如果工作在低温环境下，这时需要选择黏度小、抗低温的油，反之需要选择高黏度的油;对于零部件来说，如果需要承受冲击负荷或者需要进行往复运动，在这种情况下，需要选择大黏度的油。
(二)基本任务
煤矿企业在日常生产过程中，为了确保机械设备正常运行，需要对其进行管理和保养，其中建立专门的管理机构是基础。通常情况下，对机械设备进行管理和保养，涉及的内容主要包括:建立健全规章制度和岗位工作细则，以及职责条例等，对机械设备进行管理和保养;全面贯彻落实“五定”管理;在组织开展保养工作的过程中，为了便于对操作人员、维修人员进行正确的指导，需要编制图表、工艺流程等技术档案;对于材料，需要做好供应、存储和使用;按照月份、季度和年度，编制相应的设备清洗换油计划;对于设备的情况，需要按定期时进行检查，及时解决发现的问题;组织、开展技术培训，同时做好宣传工作;学习使用新产品、新技术，对于先进的管理模式、管理经验进行积极的学习和推广。
三、加强设备管理和保养的政策建议
(一)加强管理和保养的具体措施
1．编制基础技术管理资料
在组织开展机械设备管理工作的过程中，为了便于指导工作人员规范地开展设备工作，通常情况下需要编制设备卡片、日常消耗定额、换油周期等。
2．定期检测
煤矿机械设备在运行过程中，需要对设备的状态进行定期的检测，进而在一定程度上便于解决设备存在的问题。在检查过程中，需要认真记录，同时对设备情况和清洗换油情况进行分析，进一步改进和完善管理。在使用设备的过程中，需要严格遵守操作规程，同时做到不超速、不超负荷;严格执行巡回检查制度，对于检查人员来说，需要手持抹布、听诊器、扳手等，通过听、擦、闻、看、比等方式对设备按时进行检查，同时做好设备的清洁、防腐、紧固和工作，进一步确保设备、工具的完整性;对于故障的预防措施、判断措施，以及紧急处理措施等，需要设备管理人员熟练掌握，同时确保安全防护装置的可用性。
3．设备
在对机械设备进行处理时，需要全面贯彻落实管理制度，按照定点、定时、定质、定量、定人的管理原则，对机械设备实行三级过滤管理。
4．执行交接班制度
在实际生产过程中，为了避免发生事故，操作人员需要严格执行交接班制度，同时明确事故的责任。
5．日常管理
机械设备在运行过程中，检修人员需要按时做好相应的巡回检查，对于发现的问题需要及时处理，同时协同操作人员做好安全生产。通过对机械设备进行日常管理，在一定程度上可以确保设备正常运行，对于设备的日常管理，需要管理部门、检修人员给予高度重视，防患于未然。
(二)选择油
1．选择使用高性能的油
目前，随着科学技术的不断发展，机械设备朝着小型化发展，其效率不断提高，使用时间不断延长，为了进一步提高设备的效率，在油中添加了硫、氯等高效添加剂，这些添加剂通过在金属表面产生化学吸附膜，在一定程度上提高了效果。
2．选用多级油
机械设备在启动初期，如果使用了其他的油，通常情况下会产生较大的磨损，为了减少初期磨损，一般选用多级油。对于多级油来说，其重点主要表现为:可以改善黏温性，在高温时能够确保油具有足够的黏度和性，在低温时一方可以确保较低的黏度，另一方面可以很快地被输送到需要的部位，进而在一定程度上减少磨损，节约能源。
3．使用固体剂
对于固体剂来说，其优势主要表现为:使用寿命长、适应性能好等，能够用于高温、污染等环境下。另外，在使用固体剂的过程中，不需要额外使用剂。
2煤矿机械保养与维修的相关技术
对于煤矿机械所发生的故障，首先应该做好相应的预防事故维修技术。具体的做法是:当煤矿机械设备出现了事故后，在维修的过程中才能够准确发现设备的故障，因为在煤矿机械设备运转一段时间以后，肯定会出现一定程度的损伤，对此要及时对其进行定期的维修和保养，避免部分零部件因为时间过于久远而出现老化问题。维修保养人员必须定期对其进行维修和保养，只有这样，才能使这类煤矿机械设备正常工作，提高设备的工作效率。
对于煤矿机械经常出现的工作时间长了，油箱容易渗油等故障，维修保养人员可以采用油液屑磨分析诊断技术，对这类煤矿机械设备的故障进行相应的诊断，而这种技术主要使用的是光谱分析法或铁谱分析法，首先对煤矿机械设备的系统、液压系统所采集到的油样介质、液压系统油样介质的物理变化情况以及油样的磨屑粒形状进行细致的观察，然后进行详细的分析，最后从这些详细的分析中判断煤矿机械设备的运行工况。煤矿机械在工作的过程中所产生的热量是红外线的一种，维修保养人员可以应用红外测温诊断技术来发现煤矿机械的故障。因为当机械磨损的程度较深，或是出现电器件结点损坏等问题的时候，煤矿机械设备材料的局部温度就会迅速升高，此时维修保养人员可根据零部件的温度情况，用温度传感器对设备进行即时的监测，从而掌握设备的运行状态，改变煤矿机械的运行性能，进而达到维修煤矿机械故障的目的。无损检测技术在煤矿机械的保养与维修中，也是一类应用较为广泛的故障诊断技术，维修保养人员在不损伤煤矿机械设备的前提之下，认真地检测机械设备的表面缺陷和内部的缺陷。对于煤矿机械的表面缺陷可以采用磁粉检测、渗透检测以及超声波等先进的检测技术;而对于煤矿机械的内部缺陷，可以采用射线检测、中子检测以及微波检测等科学的技术。
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。
我国在近几年当中的科技水平显著提高，随着社会进程与要求的不断加快与提高，生产型企业在资源方面的配置与利用将会直接决定企业在市场当中的地位与价值。尤其是煤矿企业更是如此，煤矿工程的机械设备性能是否出色，将会影响到煤矿企业在煤炭市场当中的竞争力。在这样的环境当中，大量的电子控制装置、设备以及系统逐渐应用到煤矿开发的行业当中，机电一体化技术在诸多的设备以及技术当中具有极为显著的优势，在煤矿工程施工的应用当中取得了良好的效果。
1.2 煤矿工程机械机电一体化的意义
第一，能够将煤矿工程的机械应用性能予以改良，使其具有更加坚固、持久的工作表现，尤其是出现故障需要进行维修时，可采用简单的程序以及较低的成本完成这项工作。第二，能够有效提升煤矿工程机械的工作效率，其损耗的能量也会呈明显的降低趋势。第三，能够使得煤矿工程机械的自动化进程予以突破及提高，使其通过简单的操作就可以完成某些复杂的工作，在施工的准确度以及施工质量方面都具有显著的提高。第四，能够显著提高煤矿工程机械的性能，增加其工作寿命、安全性与可靠性。第五，能够减少机械工作的成本，突出煤矿工程机械的经济优势。第六，能够减少煤矿工程的工作人员数量，改善工作人员的工作环境与工作条件。
1.3 煤矿工程机械机电一体化的作用
第一，能够对工程流程实时在线监控，对于部分机械出现的故障能够自查、自检、自诊以及自动报警，在很大程度上减少由于机械故障而浪费的时间第二，能够提高工作中的安全性，在煤炭采掘、运输等环节当中产生较为积极的作用，进而降低矿工的工作体力消耗与危险性，还能够降低煤矿工程事故的发生几率，确保工程整体的安全性。第三，能够在很大程度上转变煤矿的生产方式，与传统煤矿工程的机械使用方法产生明显的区别，在微处理技术以及自动化技术应用于煤矿工程的机械设备当中，更加能够提高工作的整体效率，提升产品质量。第四，在现代科技水平与市场经济的影响下，机电一体化的应用能够促进煤矿工程企业的周边行业共同发展，形成一系列的产业链流动性发展，进而影响到区域经济形势，形成良性循环。
2 机电一体化在煤矿工程机械中的设计与应用
2.1 矿井提升机
在现代煤炭采集的过程当中，基于数字化技术而改良后的内装式提升机能够大大提高煤炭采集的工作效率。从结构方面来说，是将驱动与滚筒结合成为一个整体结构，不仅对机械本身的组成进行了最大程度上的简化，还显著提高了机械运作的性能，将机械-电子-计算机-自动控制系统的体系作用予以扩大。这种数字化内装式提升机不仅具有较高的可靠性，还能够对自身故障进行重复排查，将诊断性能予以提高，同时具有与外界进行信息互传的能力，便于启动、运作与控制。
2.2 支护设备
目前的液压支架应用机电一体化技术后，发展成为电液控制的液压支架，而在技术转化的过程当中，通过机电一体化技术与计算机技术将液压控制进行二次改良，将顶板与支架所承受的冲击载荷进行最大程度上的减轻。
2.3 矿井安全生产监测
在煤矿的安全生产监测工作当中，指的是对危险因素进行监控排查、对发现的危险因素进行提示与报警、对故障进行自检与消除。换一个角度来说，就是对煤矿工程机械当中的传动系统、机械装置、制动系统、电动机以及液压系统等多个方面以多角度进行在线监控，对于出现的故障能够及时进行警示，将发生故障的环节、零件以及部位予以指出，并且提供一定水平的自动修复能力。
2.4 带式输送机
由于煤矿工程施工涉及到多个环节，因此煤矿工程机械在运作当中也呈流水化的工作状态，带式输送机在施工过程当中的应用量较大，能够从根本上实现煤矿自动化生产的需要。将机电一体化技术应用于煤矿工程的带式输送机当中，能够增加故障的自我诊断、警示功能，为其提供自我保护以及施工人员保护的功能，另外还能够通过预设程序或是可编程控制器减少不必要的操作，对外界的信号、干扰具有较强的抵抗能力，能够在恶劣环境下进行长时间的持续工作。
所谓流程化理念，是指对于煤矿机械的维修应该从设计、维修、反馈、改进全方位紧密结合。煤矿机械的设计最好更多的征询一线煤矿工人的工作实际经验，在现有基础上设计更注重煤矿工人的维修可操作性。设计中要更多考虑维修便捷性，同时可以加入更多参与过设备维修的工人经验。而维修者参与设计过程就使得煤炭机械的维修更高效。基于绿色维修流程化的理念，设计者还应考虑到资源有效利用及再利用问题、环境污染问题、产品升级等问题。维修者不但需要参加设计，而且在设备投入使用以后要负责机械运转的数据收集，故障资料整理及分析，甚至提出一些建议或使用过程中应对产业发展而对设备产生的新要求，反馈到机械设计者促进其改造。
2专业化理念
煤矿企业应该着力培养专业的维修人员，对于规模稍大的企业更应考虑组建专业的维修队伍。考虑到企业节省成本的原则，这些技术人员可以从有潜力的一线工人中选择并加以培训。但从长远的角度来讲，外聘素质更高的技术人员会给企业在竞争中带来更大的优势。对这些专业维修人员的要求，既要充分了解一线生产实际，实际工作场所的环境和条件，矿井工人及其他工人的工作状态，同时也要懂得专业的机械维修知识。他们最好能参与到产品设计环节中，或者定期到煤机制造企业进行定期培训学习。专业的维修人员能够使机械故障得到更高效的解决，进而给企业避免不必要的损失，提高企业收益。
3信息化理念
煤矿机械的维修难度，与机械设备本身的设计关系紧密。而机械设备的设计需要关于一线作业环境的第一手资料，设备的改进和升级更是需要得到旧设备运行过程中的各种具体数据。随着社会的发展和时代的进步，信息化时代已经到来。依靠强大的信息技术能够使这些资料和数据的收集和整理更加客观、准确、高效。基于信息化理念设计出的煤矿机械设备，能够使维修更加便捷和有效。
4前瞻性理念
前瞻性理念既包含对设备日常使用的保养加以重视，也包括对机械运转的常规性计划性故障排查。现阶段大多煤矿往往在故障发生后才进行维修，而对于生产过程中机械设备运转的常规保养没有给予足够的重视。任何机械制品的使用，必然会有磨损和老化，这是不争的事实。常规使用中，如果给予了良好的保养，设备使用时间必然会相应延长，并降低故障发生的几率。定时的，有目的的对机械进行故障排查，则能够及时发现设备的问题，防患于未然或赢得时间及时找到解决方案将企业损失降到最低。前瞻性的理念，将改变煤矿企业机械维修的被动性局面，占据主动，增强企业综合竞争力，有利于煤矿企业的发展和壮大。
5进步性理念
进步性理念指的是将设备改进和升级这个过程一定程度上加入到维修环节里。在信息性理念得到贯彻的前提下，充分利用完备的网络信息系统对机械设备进行维修将成为今后煤矿维修的趋势。而相对于传统意义上的维修，网络信息能够给维修者提供大量有效的可行的改进意见，使机械在修理过程中不但能恢复到原本的使用性能，同时可以利用最新的研究成果对设备进行尝试性改善和改良，提高设备使用效率，进一步提高生产效率。
6环保性理念
可持续发展是新时代对于企业的新要求。绿色维修要求在煤矿机械维修过程中，确保将设备使用率的提高与环境保护，资源节约统筹协调。最大化的符合国家关于节能、减排及降耗等关于经济和环境的要求。机械设备的绿色选材，可拆卸、可回收、模块化、全生命周期的设计能够给维修的环保性提供基本保障。
2煤矿机械设备维修的分类
随着机械工程设备的不断改进，机器的修理方法也发生了相应的改变，其重点可以分为以下四类：故障后维修、预防性维修、预知性维修和提前预防性保养。故障后维修也就是应急维修，在设备运行过程中发生故障等相关问题时紧急停机，造成没有计划的维修，这种维修可能会造成维修时间比较久，损失也会较大。预防性维修是对故障后维修较大不足的改善，它采用了在规定的时间上对设备进行相应的维修，所以一般情况下能确保设备的正常运行，减少了因零件受损或寿命到期造成设备发生故障。由于维修次数的增加，设备运行时间会相应缩短、维修费用也会增加，就会造成生产量降低、成本加大。预知性维修在设备运行过程中，通过对设备工作情况的检测，来断定设备是不是正常运转，它是根据材料的磨损情况、设备运行的声音等来判断的。如果设备发生故障，就会找出设备出现问题的部位，让维修人员立即进行维修，这样既减少了设备的停机次数，也降低了生产成本。这种维修方式只能相应地减少设备的损坏，却不能保障降低事故的发生率和增加零件的使用时间。提前预防性维护也是根据设备运行过程中的情况来检测的，但是它和预知性维修所检测的侧重点不一样，提前预防性维护检测重点在于使材料磨损和性能降低的根本性原因，例如油液的物理化学性质和温度等，这种维护是为了减少材料损坏而做的一种防护性措施。事到如今，仍有一些企业还不能完全适应现代化的维修方式，例如我国的煤矿企业，至今还是采用故障后维修和预防性检修。预防性维修是维修方式中最好的一种，所以我们应该极力推广，因为这种维修方式可以延长煤矿机械设备的使用时间和减少煤炭设备事故的发生，从而加快企业经济效益的发展。
3提高煤矿机械设备维修的有效措施
3.1提高机械设备的设计性能
3.1.1简化煤矿机械的结构设计。
通过对设备的作业环境和其功能进行分析，把设备的结构尽量简化，只要能够满足设备应有的性能，对设备的组成部件合理布置，这样有利于提高检测时间和维修时间，对于企业的运营是非常有利的。
3.1.2设备零件标准化设计。
对设备的部分零件进行分区设计后，有利于减少维修时间，一部分零件在被换下后还可以再利用，节约了成本，提高了产品的使用率，进一步节约了维修方面的资金。
3.1.3易识别性设计。
矿井下面的特殊环境导致了煤矿机械设备的零部件的复杂性，这时零部件的识别性就非常重要，在对设备进行维修装配时极其方便。同一类型的零件采用相同的标记颜色，在维修人员对设备进行更换零部件时很容易识别，这就大大节约了时间。
3.2寻找最佳维修的周期
通过对采矿设备的不断研究与总结，利用整理后的数据建立数学模型，绘制出“正常—工作—失效—修复”的曲线图，然后再根据数据以及曲线走向进行分析处理，弄明白设备的运行规律，进而确定检测维修时间，进一步降低了检测与维修的盲目性。
3.3利用现代技术
由上可知，摩擦失效在机电设备故障中占有很大的比例，而大部分的磨擦失效均与液压有关，有80%～90%都是在液压系统和油液被污染而产生的。油的正确使用可以降低机械设备零部件之间的摩擦，可以对设备起到保护作用，用油来保养煤矿机械是设备一种非常重要的方法。采用先进的油和技术可以最大程度地减少因摩擦产生的失效，进一步对设备起到保护作用，可以降低设备故障发生次数。先进的技术不仅包括新一代的油，而且还包括先进的技术和效果检测设备等。
3.4采用先进的故障诊断和机械维修技术
对于不同的煤矿机械设备，在进行故障诊断时是有多种不同的方法的，此时要选择先进的诊断技术与软件进行诊断，然后让高级技工师傅进行维修，在零件选择上，应运用质量可靠的零件，进而保证机械维修的可靠性。
2煤矿机械制造中工装设计的完善
工装设计中需分析目前发展，利用现代的计算机促进发展，也是煤矿机械制造发展的必然前提，将电子控制系统运用至煤矿机械中的比例越来越重，如果依旧依靠当前机械和液压技术已经不能跟上经济时展的脚步，也无法提高煤矿机械的性能。煤矿机械的必要选择之一就是电子控制技术，除了引入煤矿机械中，也会给煤矿机械带来不同的技术变化。一般煤矿机械产品大部分以单件小批量生产，致使其服务于工装的利用率较低，工装中的元部件可能会因上述方式导致重复设计。
2.1加强材料管理工作工装设计中不可获缺的就是材料，一般在设计全新的工装时需要设计人员根据实际所需制定设计方案，把设计工装或对部件的构思都转化为分离代码，之后按照代码检索所属工装或零部件的设计图纸和资料，将一些可以直接运用的零部件图和工装选择出来，以初始设计图为基准，只有不能利用现存设计图时，才需要重新设计新的零部件或工装。
2.2成组技术满足多种零件加工要求成组技术是将形状相似或相近的零件划分成组，然后根据这一组的共同特性来安排生产．因此只要零件的形状相同或相似，在需要设计工装时，均可按成组理论进行设计。如液压支架立柱千斤顶的接长杆钻胎的设计。液压支架的重要零件则是液压支架立柱千斤顶的接长杆。对液压支架生产厂家而言，是一种较为常用，批量适中的零件，不仅尺寸较大，生产批量也较大，若采用传统组合夹具，不仅会存在使组合夹具过于庞大，不利于生产的连续进行的缺陷，还会长期占用大量的组合夹具的元件。对此可运用成组技术的理论和其相关技术将钻胎设计为成组钻胎，实现效率和经济双赢。液压支架上所用的接长杆直径有Φ144和Φ179两种，采用V形铁定位可以较好地解决长杆上的对中问题。可以将钻套板设计成浮动结构，沿着接长杆的轴线方向拖动钻套板，就可以完成钻孔工作。为提高工作效率，减少工件装夹的辅助工作时间［3］。该钻胎设计成对称结构，可以一次完成工件的吊装。如果采用个钻套板一次调整完成，就不用来回拖动钻套板，这样就更加便捷。该钻胎实用性强，能解决液压支架生产中所遇到的所有接长杆的钻孔问题。最后，还可在一定基础上建立各种设计信息资料库，是完善工装设计的关键因素，其中信息资料库中的编码系统融合了所要加工零件的加工面、加工机床种类、形状及定位方式等步骤，最终形成独立性较强的工装图纸资料信息库。建立资料信息库系统的目的是方便设计人员查找资料，使工装的设计更加方便快捷。该系统涉及许多检索子系统，如标准件图纸及资料检索，元部件图纸及资料检索，工装设计计算及工装现状和管理、工装图纸和资料检索等子系统。煤矿机械制造工作人员为了便于对上述子系统熟悉运用，特制作出资料检索子系统和工装图纸详细流程图。
（二）利用液体黏性制动器液体黏性制动气作为一种新兴的转动技术，出现于上世纪70年代，利用主动摩擦装置和从动摩擦装置，形成的里能够促进转动，然后能够同步主动轴和从动轴，并保护转动系统，避免过载现象发生。与液力耦合器相比，该装置体积更小、效率更高，但也存在一些缺点：一是，这种装置要有效控制自身体积，严格限制两个摩擦片之间的距离，使黏性转动次数受到限制。另外，启动转动系统也会被电动机转动影响；二是，开启液体黏性软启动设备，通过摩擦力，两个摩擦片能够持续转动，转动效率受阻，还会增加发热量[3]。在工作运行中，可以持续供应摩擦片的能量，减少摩擦片之间的阻力，确定两个摩擦片的相对摩擦力始终存在，但是这种方法容易出现能源损耗，增加企业的生产成本；三是，需要采用多点驱动应用煤矿机械电子设备，并在电动机运行中，保证均衡的输出功率。
二、软启动转动技术的发展趋势
近几年，在分析功率大的软启动技术过程中，得出一种全新的机电自动化转动设备，从采用技术来看，这种设备与国内外现有软启动传动装置有明显区别，这种设备在一定时间内被称为双向电机差速软启动设备，这种装置能够对软启动技术中的很多问题进行处理，确保功率大的机械电子设备能够实现软启动和停止，速度能够大范围调整，并进行自我超载维护，平衡驱动功率[4]。通过这种软启动技术，功率大的电动设备在理论上电流为零，是一种真正的空载启动，能够对节省电能消耗，周围电气和其他设备的使用时间得到相应延长，一些开关和变压器的选择标准有所降低，还能将用户的初期投资节省一部分。
软启动传动系统的重要构成有功率较大的主电机和功率较小的副电动机。从结构上分析，减速设备的输入轴和主要电动机的输出轴能够用联轴器产生联系，特定结构的太阳轮通过输入一段进行连接，行星轮和内齿轮圈是太阳轮的主要驱动设备，可以用来输出动力。软启动技术的特征是在内部圈轮差动基础上固定蜗轮，运用机械运转模式，连接蜗杆和副电动机，运行软启动技术设备后，通过小型变型设备和数字电机控制设备，这些没有极点的速度调控器能够辅助电动机运行，令电动机能够经过主电动机转动，并确保其空载转动，连接主电动机电源。所以电动机与预期转速一致，连上电源之后，电动机的启动电流不大。
工作人员应首先明确输出轴的软启动技术速度，然后将辅助电动机的速度和内圈齿轮速度降低，保证主电动机的动力能够想输出轴相接的机械负载上逐渐转移，以此实现机械电子设备的软启动技术。与此同时，采用主电动机和辅助电动机的速度相结合，保证满足机械电子设备的软停车应用条件，运用多点驱动模式，比较设备中各主电动机输出的功率大小，对相应的副电动机的运行速度进行严格控制，确保多台电动设备能够匀速运转，并且安全可靠运行，然后有效解决电动机特性不相符的转动矛盾。这种软启动装置还有以下优势:传动效率高、发热量小、维护成本低等。
1.2在煤矿提升、运输方面的应用煤矿提升、运输是煤矿生产中的关键环节，其工作效率直接影响着煤矿的生产效率，矿井提升机和带式输送机的使用正是机电一体化数控技术应用的具体体现。其中，矿井提升机能够实现全数字提升，而内装式提升机是一种典型的机电一体化设备，简化了机械的结构，将滚筒和驱动有机地连接起来，大大提升了设备运行的安全、稳定性；带式输送机是目前最主要的输煤设备，具有可靠性强、自动化程度高、输送量大、适合长距离输送等优点。
1.3在煤矿安全生产方面的应用煤矿的安全生产离不开监控系统的支持，良好的监控系统能够有效地避免煤矿安全事故的发生。煤矿矿井对监控系统的要求极高，必须保证系统时刻连通，保证随时能与工作人员联络，从而保证井下工作人员的人身安全。机电一体化数控技术在矿井监控系统中的应用，可以将系统主机内的数据库进行连接，利用局域网使其连成同步模式，由专用的通信接口负责主备机的监控工作，并利用专业的软件，对产生的数据进行整理和分析，同时实现了上传、检索、图形显示、打印等多项功能，为矿井监控系统的发展提供有力的技术支持，对煤矿的安全生产具有十分重要的意义。
1.4在其他方面的应用煤矿安全生产离不开井下支架设备，而机电一体化数控技术在支架设备中也有着广泛的应用。利用计算机系统与液压支架系统的充分结合，实现了成组自动移架和定压双向临架，有效地避免了支架与模板和顶板发生碰撞。目前，掘进机的电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱、矿用本质安全型操作箱、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4低浓度甲烷传感器等组成的电气系统。
2机电一体化数控技术应用的相关建议
我国煤矿机电一体化数控技术与国外先进技术相比，仍然具有一定的差距，这就需要相关部门加大科研力度，加大对机电一体化数控技术开发的资金投入，提高我国机电一体化数控技术水平，提高煤矿机械自动化程度。另外，还可以大胆借鉴国外先进技术，根据我国煤矿行业的实际发展情况，制订符合我国煤矿企业发展的机电一体化数控技术的开发规划。随着我国煤矿机电一体化数控技术水平的提高，煤矿生产的效率、安全性等得到了全面的提升，但与此同时，也应该加强对煤矿工作人员的技术培训，使其能够熟练操作这些自动化机械，并且加强对机械设备的管理和维护，确保煤矿生产的安全与稳定。
2机械设备的磨损与检修
设备的磨损有两种模式体现，分为有形磨损和无形磨损。如在煤矿机械设备中的挖煤机、铲车、矿车、输送机等在使用过程中就会常常容易发生有形磨损的情况，但是机械设备的磨损程度并不是相同的。按正常设备磨损的规律来看，一般设备磨损分为三大阶段：初级阶段磨损、正常磨损和剧烈磨损。初级阶段的磨损表现在设备表面不平，磨损速度较快。正常阶段磨损是随着时间的增加磨损程度也随之增加，机械设备的磨损程度较慢。剧烈磨损是指前期磨损程度比较缓慢，但长时间以后，设备的故障增多，磨损的程度也随之增加。所以，我们可以根据机械设备的磨损程度制定出不同的维修计划。无形磨损比较抽象，它是看不见的，但是在使用过程中已经对设备的价值贬值了，和新设备有了一定的差距。为了减小新设备和旧设备之间的差距，我们可以对旧设备进行改造，提高设备的最大的价值。做好煤矿机械设备的检修，面对出现磨损的部件进行及时的更换维修，做好机械设备的保养工作，在交班过程中做好相关事宜的交接，相关技术维修人员应该通过学习不断的提高自身的维修专业技术水平，提高自身对突发事故的应变能力，快速的寻找出故障发生的原因，在第一时间对机械设备进行处理，提高设备的运行效率。
3煤矿机械设备的改造
煤矿工作的环境一般是十分恶劣的，由于地下工作环境受到的影响因素较多，较大的湿度对地下煤矿的机械设备及使用设施具有较为严重腐蚀作用，在长时间的积累作用下，往往会对煤矿机械设备造成严重的损伤，这些设备由于工作过程中已经发生了严重的磨损，在受到为在因素的影响，就会导致机械设备使用性能大打折扣，无法满足实际的施工应用条件，所以，为了能够继续工作，就必须对相关的机械设备进行加工改造或者换代更新。在进行设备的改造过程中需要根据煤矿的实际发展状况以及生产状况等综合条件进行分析，需要在相关技术的支持下结合实际状况设计出改造方案，尽可能的降低设备改造检修的时间，节约资金的使用，朝现代化的机械设备改造方向进行加工，尽可能的提高设备在复杂环境的适应性以及工作效率。在煤矿机械设备的使用的应用中难免会出现设备的损坏，最终导致相关设备在生产工作开展中出现了停滞、效率低下、消耗能源较大、检测维修的费用较高等经济性问题。面对这种问题发生的时候，相关煤矿就应该考虑进行设备的换代更新，从而在解决了设备工作性能的基础上，还能够提高生产最大化。并且，在机械设备的改造过程中，应该对相关的机械设备部件进行备份处理，避免再次发生故障时没有相关同类型部件的更换。所以，这就需要专业的机械维修技术人员时刻在施工现场进行监督，对机械设备的工作状态进行实时记录，一旦设备发生问题，就应该在第一时间进行设备的抢修，降低维修时间，发挥维修技术应用价值的最大化，避免生产损失的扩大。
2教学方法与手段
在长期的《表面改性技术》教学过程中，我们一直致力于教学方法的改革，以求达到最佳的教学效果。当今的本科教学强调素质教育，其教学结构是学教并重，即"主导－主体"教学模式。这种教学模式的核心在于既要发挥教师的指导作用，又要充分体现学生的主体作用。据此，我们对《表面改性技术》课程教学方法及手段进行了多方面的改革:
2．1采取“研究性教学和研究性学习”的教学方法
从研究问题入手，将“原理－设备－工艺－工程”的知识构建过程展现出来，同时提出新的问题，组织学生展开思考和研讨，引导学生把所学知识与煤矿设备工程实际紧密结合，变单向传输式教学为双向互动式教学，变以强调理论内容为主的灌输式讲授为探究理论研究过程为主的引导式讲授，实现真正意义上的“双主”教学。
2．2积极组织学生开展研讨活动
例如在学习有关热喷涂的内容时，以井下带式输送机底托架热喷涂铝加封孔剂处理可大幅提高使用寿命为例，让学生进行讨论，帮助、引导学生从材料的选择、涂层的结构以及喷涂工艺流程、实施过程等各个方面进行考虑、分析，并提出解决的方法。这样，通过启发式教学，不仅可以巩固所学知识，而且可以帮助学生学会从多方位、多角度去思考问题，去了解煤矿机械的使用情况，有利于调动学生的学习积极性。
2．3理论结合实际
加强校外实践基地建设《表面改性技术》课程是一门理论性与实践性相结合的课程，学生在学习过程中往往对煤矿机械表面处理工艺的理解不深入。为此，我们通过学生参加实践，组织现场教学，把理论与生产实际相结合，极大地提高了教学效果。例如，我们在江苏中矿大正表面工程技术有限公司以及郑州煤矿机械集团股份有限公司建立了校外实践基地，从而使学生的实践活动常态化。江苏中矿大正表面工程技术有限公司是国内表面工程领域的龙头企业，主要从事钢结构长效防腐涂装、缆索涂装工程、电厂特种表面处理、机械零件表面修复等，是国内热喷涂领域首家通过ISO9001质量体系认证的企业。郑州煤矿机械集团股份有限公司是中国领先的煤炭综采综掘设备制造商，是国内最大的液压支架制造商。企业被科学技术部、国务院国资委和中华全国总工会授予“国家创新型企业”称号，同时被国家五部委共同认定为国家级的企业技术中心。
2．4利用多媒体技术、结合英文教材
开展双语教学采用现代化教学手段可以节省时间，而且生动、直观、动态地展示各种表面技术的原理、工艺流程等，化抽象知识为具体知识。我们在教学媒体现代化建设中坚持走立体化建设之路，形成以教材、电子教案、多媒体CAI课件及网络学习系统为一体的立体化教学体系，为课程的教学提供了内容丰富、高质量的教学媒体资源。除PPT外，还利用动画、视频等进行辅助教学。如我们依靠自身力量开发了等离子喷涂法原理、电弧喷涂原理、化学气相沉积、粉末火焰喷涂、离子束沉积、真空镀膜、金属蒸镀等25套动画模拟示意图，这些辅助教学手段生动、直观、动态地展示了各种技术的原理、工艺流程，化抽象知识为具体知识，极大地激发了学生的学习热情。2011年，教学团队建立了《表面改性技术》课程网站，并已将教学大纲、实验教学大纲、实验指导书、英文教材、教学课件、教学录像、视频、动画等资料上传至网站供学生参考，网站还开辟有“答疑园地”栏目，团队的全体教师通过这一栏目答疑、批改作业、安排和指导实验。经运行使用，学生普遍反映良好。另外，从2004年开始，我们致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的编写及双语课件的开发，并适时地开展了双语教学，形成了自己的特色。
2．5设置实验环节，提高能力培养
《表面改性技术》课程涉及的表面处理工艺种类多，主要有热渗镀技术、热喷涂技术、堆焊技术、化学转化膜技术、气相沉积技术、“三束改性”等。每一种表面技术都有其特点，而且相互独立。根据我院实验室的条件，我们开设了热喷涂、热喷涂涂层性能表征、等离子化学气相沉积DLC膜、等离子化学气相沉积DLC膜的表征、离子注入改性等实验，力求做到使学生对相关工艺与设备有深入了解，并能进行操作，为今后从事相关工作打下良好基础。总之，经过长期不断的教学改革和实践，《表面改性技术》课程教学安排更趋合理，内容不断深化，学生学习兴趣浓厚，能够将课堂上所学理论知识应用到科研与生产实际中，学生的动手能力及创新意识明显提高，教学效果显著。
3教材建设
本课程是重要的技术基础课，又是培养发展创新能力的一门举足轻重的课程，是材料科学与工程专业学生进行综合工程素质教育和现代技术教育的重要阵地。结合煤矿机械行业背景及材料专业特点，教学团队编著并出版了教材《材料表面工程技术》，编印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及实验教材《材料改性实验》，同时自编课程讲义和教案。目前，《材料表面工程技术》作为高等教育(矿业)“十二五”规划教材已编写完成，并将于近期出版。此外，我们对教材内容在以下方面进行了调整。(1)着重介绍每章要点，便于学生预习和复习。注意和后续课程教学内容的分工、衔接和配合。增加英文专业名词，为今后学习外文资料奠定基础。(2)部分章节设立课堂讨论环节，列举大量实例，增加与学生的互动，便于学生理解掌握知识点。例如:对掘进机、采煤机中的矿用截齿，在使用过程中承受高的压应力、剪切应力、冲击载荷以及温度变化，因而极易磨损。通常采用热喷涂、等离子熔覆、激光熔覆、堆焊耐磨焊条、等离子束表面冶金、钎焊－热处理一体化等表面改性技术提高其耐磨性。对煤矿综采工作面的液压支架而言，由于矿井特殊的环境，因而对支架立柱、千斤顶表面、油缸、活塞等产生强烈的腐蚀，最终导致支架失效。常采用的表面处理技术有:化学热处理，如渗铝、渗铬、渗硼、硼铝共渗等，电镀锌、铜、铬、镍，化学镀镍、磷化，堆焊以及热喷涂锌铝合金层等。对于煤矿罐道，一般采用普通碳钢制造，其传统的表面处理方法包括:涂料防腐、热浸镀锌、热喷涂锌+涂料防腐等。(3)针对近几年发展起来的新的煤矿机械表面处理技术如达克罗表面处理、Q－P－Q盐浴复合处理技术，阴极氧化法等进行简明扼要地讲解，以扩大学生的知识面。
