煤礦電機(jī)車司機(jī)安全培訓(xùn)教案

1、高陽煤礦煤礦高陽煤礦煤礦教師：樊有康教師：樊有康1電機(jī)車司機(jī)安全培訓(xùn)教案電機(jī)車司機(jī)安全培訓(xùn)教案教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容：1、井下電機(jī)車運輸、井下電機(jī)車運輸 學(xué)時：5學(xué)時 內(nèi)容：1、概述 2、電機(jī)車 3、礦車 4、礦井軌道 5、電機(jī)車供電 6、電機(jī)車運輸信號與通訊 2、電機(jī)車的結(jié)構(gòu)及操作原理、電機(jī)車的結(jié)構(gòu)及操作原理 學(xué)時：8個學(xué)時 內(nèi)容：1、電機(jī)車的機(jī)械結(jié)構(gòu) 2、電機(jī)車的電氣設(shè)備 3、架線電機(jī)車的電氣控制 4、JZK270/58型蓄電池式脈沖調(diào)速電機(jī)車 3、電機(jī)車的完好標(biāo)準(zhǔn)、電機(jī)車的完好標(biāo)準(zhǔn) 學(xué)時：1個學(xué)時 內(nèi)容：1、電機(jī)車的完好標(biāo)準(zhǔn) 2、礦車的完好標(biāo)準(zhǔn) 4、電機(jī)車的操作與安全運行、電機(jī)車的操作與安全

2、運行 學(xué)時：5學(xué)時 內(nèi)容：1、煤礦安全規(guī)程對電機(jī)車運輸?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定 2、崗位責(zé)任制、交接班制和操作規(guī)程 3、電機(jī)車的維護(hù)保養(yǎng)及故障判斷 4、電機(jī)車運輸事故案例分析2第一講井下電機(jī)車運輸?shù)谝恢v井下電機(jī)車運輸 電機(jī)車運輸是煤礦生產(chǎn)流程中的一個主要環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)著煤炭、礦石、材料、設(shè)備、人員等繁重的運輸任務(wù)，對確保煤礦安全生產(chǎn)和建設(shè)有著重要的意義。 井下電機(jī)車運輸系統(tǒng)是由供電裝置、電機(jī)車、礦車、軌道和通訊、信號裝置組成。 作為井下平巷運輸?shù)闹饕绞?，電機(jī)車運輸有下列優(yōu)點： （1）運輸能力大，機(jī)動性能強(qiáng)，隨著運距和運量變化可以增減機(jī)車臺數(shù)，調(diào)整伸縮線路長度，改變運行技術(shù)組織。 （2）對巷道布置的適應(yīng)性強(qiáng)，大

3、巷彎曲、轉(zhuǎn)折、分岔均不受影響，接軌、展線方便。 （3）煤和不同煤種的運輸以及全部輔助運輸可以統(tǒng)一解決，又能兼作車場調(diào)車工作，減少輔助設(shè)備。 （4）大巷斷面可以充分利用，在高瓦斯礦井和煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的礦井可以省去專用通風(fēng)大巷或縮小通風(fēng)大巷斷面。 （5）噸公里運輸費用比較低，采用架線電機(jī)車的更為突出。 （6）設(shè)備供應(yīng)條件好，品種多，有選擇余地。一、概述一、概述3 （7）可代替一定容量的煤倉。 雖然電機(jī)車運輸有很多優(yōu)點，但是也存在著一定的不足，如基本建設(shè)投資大（要鋪設(shè)軌道、架空線、要設(shè)牽引變流所）。架線式電機(jī)車運輸容量造成不良的泄漏電流；蓄電池式電機(jī)車運輸成本較高。 目前我國使用的電

4、機(jī)車，無論從噸位，還是從高科技含量上都較先進(jìn)的國家有較大的差距。據(jù)了解國外主要采煤國家的電機(jī)車在向大噸位、高速度、微機(jī)控制方面發(fā)展。科技含量高的新型機(jī)車如無人駕駛電機(jī)車、雙架駛室正向駕駛電機(jī)車都已在煤礦井下使用。 4 1、電機(jī)車的分類、電機(jī)車的分類 窄軌電機(jī)車（以下簡稱電機(jī)車）是指軌距600mm，762mm和900mm的電機(jī)車。按電機(jī)車的黏著重量可分為2.5T，5T，7T，8T，10T，12T，14T，20T等；按按電壓等級可分為48V，90V，110V，132V，140V，250V和550V等；按供電方式可分為架線式和蓄電池式兩種。蓄電池式電機(jī)車按安全性能可分為增安型、隔爆型和防爆特殊型三種

5、。其區(qū)別在于前兩者的蓄電池為增安型，后者的蓄電池采用的特殊防爆措施。下面就對架線式電機(jī)車和蓄電池式機(jī)車作簡要介紹。 （1）架線式電機(jī)車 架線式電機(jī)車是由牽引變流所供給電源。它的適用條件為周圍空氣溫度最高+40，最低-30（采用電子元件的電機(jī)車最低溫度為-20）；海拔不超過1000m；平均最大相對溫度不大于90%；巷道坡度一般限制在35之間，局部軌道坡度不超過3%。 （2）蓄電池式電機(jī)車 蓄電池式電機(jī)車的優(yōu)點是電機(jī)車自備電源，隨車行走，凡是有軌道的地方都可使用，所以適應(yīng)性強(qiáng)，機(jī)動性能好。特別適合于礦井掘進(jìn)工作；因無架線牽引網(wǎng)路系統(tǒng)，供電系統(tǒng)簡單；基本建設(shè)費用低。二、電機(jī)車二、電機(jī)車5 其缺點是由

6、于蓄電池的容量有限，每次充電后維持工作時間有限，必須按時對蓄電池充電。另外，蓄電池有一定的使用奉命，失效后必須更換，維修復(fù)雜，維修費用高，事故多，運輸效率低。 2、電機(jī)車的型號 電機(jī)車的型號是由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成的一組代號，表示了電機(jī)車的主要技術(shù)特征。因標(biāo)注方式不統(tǒng)一，現(xiàn)就常用的電機(jī)車型號的表示方法介紹如下：6 例如： ZK106/250型的含義是：黏著質(zhì)量為10T，軌距為600mm，額定電壓為250V的架線礦用電機(jī)車。 XK59/90KBT型的含義是：黏著質(zhì)量為5T，軌距為900mm，額定電壓為90V的防爆特殊型蓄電池式礦用電機(jī)車。 根據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT33393規(guī)定，機(jī)車型號主要

7、由產(chǎn)品類型代號、第一特征代號、第二特征代號、主參數(shù)、補(bǔ)充特征代號和修改代號組成。其排列見表11表示方法為：78例如：目前我國機(jī)車型號處在新舊型號混用時期，故本教案亦對舊型做適當(dāng)介紹。9如貴州六盤水煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的蓄電池式電機(jī)車的型號表示方法為：例如：CDXT8型的含義時：黏著質(zhì)量8T的防爆特殊型蓄電池電機(jī)車，其軌距分別有600mm、762 mm、900 mm三種。CDXTY12型的含義是：黏著質(zhì)量12T，帶翼板能過卸載坑的防爆特殊型蓄電池式電機(jī)車。 3、電機(jī)車的技術(shù)特征、電機(jī)車的技術(shù)特征 電機(jī)車的技術(shù)特征是其主要技術(shù)參數(shù)的集中表示，是用戶選型和使用的主要參考數(shù)據(jù)。 表12，表13分別為架線式電

8、機(jī)車、蓄電池式電機(jī)車的技術(shù)特征表。101112 4、電機(jī)車的適用范圍、電機(jī)車的適用范圍 因煤礦井下有瓦斯和煤塵等易燃易爆氣體和粉塵，為防止電機(jī)車引起瓦斯與煤塵燃燒、爆炸，煤礦安全規(guī)程第三百四十七條對電機(jī)車的使用有明確規(guī)定： （1）低瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)（全風(fēng)壓通風(fēng)）的主要運輸巷道內(nèi)，可使用架線電機(jī)車，但巷道必須使用不燃性材料支護(hù)。 （2）在高瓦斯礦并進(jìn)風(fēng)（全風(fēng)壓通風(fēng)）的主要運輸巷道內(nèi)，應(yīng)使用礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車或礦用防爆柴油機(jī)車。如果使用架線電機(jī)車，必須遵守下列規(guī)定： 沿煤層或穿過煤層的巷道必須砌暄或錨噴支護(hù)； 有瓦斯涌出的掘進(jìn)巷道的回風(fēng)流，不得進(jìn)入有架線的巷道中； 采用碳素滑板或其他能減小火花

9、的集電器； 架線電機(jī)車必須裝設(shè)便攜式甲烷檢測報警儀。 （3）掘進(jìn)的巖石巷道中，可使用礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車或礦用防爆柴油機(jī)車。 （4）瓦斯礦井的主要回風(fēng)巷和采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷內(nèi)，應(yīng)使用礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車或礦用防爆柴油機(jī)車。 （5）煤（巖）與瓦斯突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域中，如果在全風(fēng)壓通風(fēng)的主要風(fēng)巷內(nèi)使用機(jī)車運輸，必須使用礦用防爆特殊型蓄電池機(jī)車或礦用防爆柴油機(jī)車。 13 （一）礦車的分類 我國煤礦使用的礦車類型很多，一般可按其用途和裝載量的大小分類。 1、按用途分類 （1）運貨礦車： 運送礦料（如煤炭、研石等）有固定車箱式、翻轉(zhuǎn)車箱式、底卸式及側(cè)卸式礦車等。 運送器材設(shè)備有材料車、平板車

10、等。 （2）乘人的礦車有平巷及斜井用人車。 （3）專用礦車有炸藥車、水車及其他專用車。 2、按裝載量分類 （1）裝載量小于1T的為小型礦車。 （2）裝載量1T 3T的為中型礦車。 （3）裝載量為3T及以上的為大型礦車。 （二）礦車的構(gòu)造 礦車主要由車箱、車架、輪軸、緩沖器和連接器組成。 1、車箱 車箱是直接容納礦料的部分。它是由兩側(cè)、兩端和底部鋼板組成。煤礦用量最大的固定式車箱多做成U 形。三、礦車三、礦車14 2、車架 車架是由兩個特殊槽鋼做成的縱梁，在它的上方安裝車箱，下方安放輪軸，兩端安裝緩沖器和連接器。 3、輪軸 輪軸是礦車的行走部件，由兩個車輪和一根車軸組成，在車輪和車軸中間安裝了滾

11、動軸承，為防止水和灰塵等雜物進(jìn)人還加裝了密封裝置，使車輪轉(zhuǎn)動靈活。 4、緩沖器 緩沖器在車架的兩端，當(dāng)?shù)V車發(fā)生碰撞，它可承受和吸收沖擊載荷，避免直接沖擊在車箱和車架上，可以保護(hù)車箱、車架和輪軸等部件，保證礦車正常運行和延長使用壽命。 5、連接器 連接器是使單個礦車組成列車的連接部件，分自動式（自動掛鉤）和非自動式兩種。非自動式連接器構(gòu)造簡單，制造容易，成本低，重量輕，便于維修，已廣泛在煤礦中使用。非自動式連接器由插銷和連接鏈共同組成，連接鏈以單環(huán)、三環(huán)和萬能式為最多。15（三）礦車的型號1、貨車的型號含義示例 2、平巷人車的型號含義示例16 礦井軌道是現(xiàn)代化煤礦軌道運輸系統(tǒng)中的主要設(shè)施。近年來

12、雖然有些礦井使用了帶式輸送機(jī)運輸煤炭，但矸石、材料、設(shè)備、人員等仍需要軌道運輸來解決。軌道運輸機(jī)動靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，是煤礦生產(chǎn)中必不可少的運輸方式之一，對加快礦井建設(shè)速度和提高礦井生產(chǎn)能力起著重要的作用。 對軌道的基本要求是：鋪軌質(zhì)量好，軌道維修好，保證線路暢通，車輛安全運行。 （一）礦井軌道的作用、分類和構(gòu)造 1、礦井軌道的作用 軌道的作用是把車輪的集中載荷傳播、分散到地面和井下巷道的底板上，使列車沿軌道平穩(wěn)、高速運行。在采用架線電機(jī)車運輸時，軌道還是電流的回電導(dǎo)體。在使用信、集、閉的區(qū)段，還兼作軌道電路。 2、礦井軌道的分類 （1）按軌距分有600mm 、762mm 、900rnm 三種。

13、（2）按使用地點可分為主要運輸線路和一般運輸線路兩種。 主要運輸線路是指井下主要斜井絞車道、井底車場、主要運輸大巷和運輸石門的軌道；地面運煤、運矸干線和集中裝車站車場的軌道。 一般運輸線路是指除主要運輸線路以外的軌道，但不包括采煤、掘進(jìn)工作面平巷軌道。四、礦井軌道四、礦井軌道17 （3）按運輸量分為一級線路、二級線路、三級線路三種。 一級線路是指單線重車方向年運量100105t以上，762mm 、900mm軌距的軌道。 二級線路是指單線重車方向年運量50105t100105t以下 , 762mm、900mm軌距的軌道和單線重車方向年運量30105t以上，600mm軌距的軌道。 三級線路是指單線

14、重車方向年運量50105t以下，762mm，900mm軌距的軌道和單線重車方向年運量30105t以下，600mm軌距的軌道。 3、礦井軌道的構(gòu)造 礦井軌道由下部建筑和軌道的上部建筑兩部分組成。 （1）軌道的下部建筑 主要由路基及附屬設(shè)施、橋隧建筑及井下的巷道底板組成。 （2）軌道的上部建筑 主要由道床、軌枕、鋼軌、連接件、道岔和安全設(shè)備組成。 （二）鋼軌 鋼軌是軌道線路主要組成部分之一，其作用是支撐并引導(dǎo)列車按一定方向運行，承受來自車輪的壓力、沖擊力和縱向慣性力、橫向離心力等，并將承受的力傳導(dǎo)給軌枕、道床和路基，為車輪的滾動提供阻力最小的表面。18 1、鋼軌類型鋼軌類型是以每米長的重量來表示。

15、例如，1m長鋼軌的質(zhì)量為18kg，則軌型為18kg/m。井下常用有15kg/m、18kg/m、22kg/m、24kg/m、30 kg/m、33kg/m、38kg/m 鋼軌。 2、軟類型的選擇 鋼軌類型的選擇，要根據(jù)運輸量、礦車載重、機(jī)車的黏著質(zhì)量和行車速度的因素綜合考慮。一般在運輸量、礦車載重和機(jī)車黏著質(zhì)量大及行車速度高的線路上，應(yīng)采用大軌型鋼軌。礦安全規(guī)程三百五十二條對鋼軌類型選用的規(guī)定是：新建或改擴(kuò)建的礦井中，對運行7t及以上機(jī)車或3t及以上礦車的軌道，應(yīng)采用不低于30kg/m的鋼軌。在生產(chǎn)礦井中，原有的不低于22kg/m 的鋼軌允許繼續(xù)使用。 （三）煤礦安全規(guī)程對軌道運輸中安全距離的規(guī)定

16、 1、運輸巷道兩側(cè)（包括管、線、電纜）與運輸設(shè)備最突出部分之間的距離，應(yīng)符合下列要求： 新建礦井，生產(chǎn)礦井新掘運輸巷的一側(cè)，從巷道道碴面起 1.6m 的高度內(nèi)，必須留有寬0.8m（綜合機(jī)械化采煤礦井為1m）以上的人行道，管道吊掛高度不得低于1.8m；巷道另一側(cè)的寬度不得小于0. 3m（綜合機(jī)械化采煤礦井為0.5m ）。19 在生產(chǎn)礦井已有巷道中，人行道的寬度不符合要求時，必須在巷道的一側(cè)設(shè)置躲避銅。兩個躲避銅之間的距離不得超過40m。躲避碉寬度不得小于1.2m，深度不得小于0.7m，高度不得小于1.8m，躲避銅內(nèi)嚴(yán)禁堆積物料。 在人車停車地點的巷道一側(cè)，從巷道道碴面起1.6m的高度內(nèi)，必須留有

17、寬1m以上的人行道，管道應(yīng)掛在1.8sm 以上的巷道上部。 2、雙軌運輸巷道中（包括彎道）， 2條鐵路中心線之間的距離，必須使2列對開列車最突出部分之間的距離不得小于 0.2m。在采區(qū)裝載點，2列列車車體最突出部分之間的距離，不得小于0.7m；在礦車摘掛鉤地點，2列車車體的最突出部分之間的距離，不得小于 lm ，車輛最突出部分與巷道兩側(cè)距離，必須符合本文（l）中的要求。五、電機(jī)車供電五、電機(jī)車供電蓄電池式電機(jī)車的是由車體上部的電源裝置（內(nèi)裝蓄電池組）經(jīng)插銷連接器供電的。20架線式電機(jī)車是由牽引變流所經(jīng)過牽引電網(wǎng)供電的。如圖11所示。21 （一）牽引變流所 牽引變流所是由安裝在井下機(jī)電設(shè)備銅室內(nèi)

18、的交流配電裝置、變流設(shè)備、直流配電裝置所組成，其任務(wù)是把交流電源變?yōu)橹绷麟婋娫?，向牽引電網(wǎng)供電。如圖12所示。 牽引變流所的位置，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定，一般設(shè)在井底車場中央變電所附近或兩者隔間設(shè)置。當(dāng)運輸距離長、電機(jī)車數(shù)量較多時為保證牽引電網(wǎng)供電質(zhì)量，經(jīng)合理的供電半徑計算后，可在運輸線路的中央或其他地方增設(shè)。 交流配電裝置的作用是向變流設(shè)備提供保護(hù)功能齊全的交流電源。變流設(shè)備是牽引變流所的核心設(shè)備，作用是將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?，由整流變壓器和硅整流元件組成，并有良好的安全保護(hù)功能。22 （二）牽引電網(wǎng) 井下牽引電網(wǎng)由架空接觸線（簡稱架空線）、鋼軌、饋電線、回電線、分段開關(guān)、分段絕緣等組成）牽引

19、電網(wǎng)的作用是供給架線式電機(jī)車的直流電源，并組成電機(jī)車電流的通路，圖13所示的是井下牽引電網(wǎng)示意圖。 從圖13可以看出，電機(jī)車電流由牽引變流所內(nèi)的正母線出發(fā)，經(jīng)過自動饋電開關(guān)1、電線2、電點4 （即饋電線與架空線連接點）、架空線8，至受電器到電機(jī)車牽引電動機(jī)上，然后經(jīng)過車輪、鋼軌5、回電線3，回至牽引變流所負(fù)母線。構(gòu)成完整的牽引電網(wǎng)。23 牽引電網(wǎng)的供電電壓應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程第三百五十五條的規(guī)定，不得超過600V。國家標(biāo)準(zhǔn)GB99967直流電力牽引電壓系列的規(guī)定中，對礦用直流架線電機(jī)車電壓系列的規(guī)定風(fēng)表14。表14礦用直流架線電機(jī)車電壓系列牽引變流所母線上的電壓（額定值）/V電機(jī)車變壓電器上的電

20、壓/V備 注最小值額定值最大值600375550660窄 軌27517025030024 1、饋電線與回電線 饋電線是牽引變流所正母線與架空線之間的連接線?；仉娋€是牽引變流所負(fù)母線與鋼軌之間的連接線。煤礦井下大多用電纜作為饋電線和回電線。一般選用額定電壓1000V的銅芯或鋁芯油浸紙絕緣鉛包裸鋼帶鎧裝電纜。電纜導(dǎo)線的截面有70mm2、95 mm2、120 mm2、150 mm2、185 mm2、240 mm2，應(yīng)按電流的大小進(jìn)行選用。 2、接觸線 牽引電網(wǎng)中接觸線用電車線、它是一種特制的帶雙溝槽的專用導(dǎo)線、既導(dǎo)電又便于架設(shè)。按材質(zhì)分為鋁合金電車線、鋼鋁電車線、銅電車線三種。我國煤礦井下多數(shù)使用銅

21、電車線，標(biāo)準(zhǔn)截面積有65mm2、85mm2、100mm2三種，其外形如圖14所示 。 25架空線是用吊線夾和吊線器懸吊起來的，懸吊的方法有彈性懸吊和硬性懸吊兩種。彈性懸吊對架空線造成有效緩沖，減少了受電器與架空線接觸的摩擦力，使架空線的損耗小，得到了較廣泛的應(yīng)用。彈性懸吊是把吊線器和用鍍鋅鐵線或鍍鋅鋼絞線做成固定在巷道壁和棚腿上的橫吊線相連接。單軌巷道直線橫吊線和雙軌巷道直線橫吊線見圖15和圖16。 26 架空線至線至軌面算起的懸掛高度應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程第三百五十六條的規(guī)定：（1）在行人的巷道內(nèi)、車場內(nèi)以及人行道與運輸巷道交叉的地方不小于2m；在不行人的巷道內(nèi)不小于1. 9m。 （2）在井底車

22、場內(nèi)，從井底到乘車場不得小于2. 2m。 （3）在地面或工業(yè)場地內(nèi)，不與其他道路交叉的地方不小于2.2m。 為防止受電器在一點磨損而過早損壞，架空線在直線段應(yīng)架設(shè)成“Z”字形，一般用8個懸掛點為一個循環(huán)，其左右偏差值為100mm150mm ，如圖17所示。27架空線懸掛點間距應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程第三百五十七條的規(guī)定：在直線段內(nèi)不得超過5m，在曲線段不得超過表15規(guī)定值。表15 架空線段懸掛點間距 曲率半徑/m25222119181615131211108縣掛點間距/m4.543.532.52 架空線與巷道頂或棚梁之間的距離不得小于0.2m。懸掛絕緣子距電機(jī)車架空線的距離，每側(cè)不得超過0.25m。

23、 （三）軌道回流線 架線電機(jī)車的行車軌道，又是回電電流的導(dǎo)體，因此必須減少軌道的電阻。在鋼軌型號確定后，減小鋼軌電阻的主要措施就是盡量降低鋼軌接頭處的電阻。同時為防止回電流竄入不回電的軌道和其他設(shè)施中造成危害，所以煤礦安全規(guī)程第三百五十四條明文規(guī)定： （1）兩平行鋼軌之間，每隔50m要連接1根斷面不小于50 mm2 的銅線或其他具有等效電阻的導(dǎo)線。28 （2）線路上所有鋼軌接縫處，必須用導(dǎo)線或采用軌縫焊接工藝加以連接，連接后每個接縫處的電阻，不得大于下列規(guī)定： 15kg/m鋼軌0 . 00027； 18kg/m鋼軌0 . 000 24； 22kg/m鋼軌0 . 000 21； 24kg/m鋼軌

24、0 . 000 20； 30kg/m鋼軌0 . 000 19； 33kg/m鋼軌0 . 000 18； 38kg/m鋼軌0 . 000 17； 43kg/m鋼軌0 . 000 16。 （3）不回電的軌道與架線電機(jī)車回電軌道之間，必須加以絕緣。第一絕緣點設(shè)在2種軌道的連接處；第二絕緣點設(shè)在不回電的軌道上，其與第一絕緣點之間的距離必須大于1列車的長度。對絕緣點須經(jīng)常檢查維護(hù)，保持可靠絕緣。 在與架線電機(jī)車線路相聯(lián)通的軌道上有鋼絲繩跨越時，鋼絲繩不得與軌道相接觸。29 信號與通訊裝置是電機(jī)車運輸系統(tǒng)的重要組成部分。信號與通訊裝置齊全可靠，是列車安全運行的必備條件。司機(jī)必須要熟悉所行駛線路的所有信號與

25、通訊裝置的作用，掌握信號與通訊裝置的使用方法和要求，嚴(yán)格按調(diào)度命令和信號指令行車，才能保證電機(jī)車有序、高效、安全地運行。 （一）電機(jī)車運輸信號 1、電機(jī)車運輸信號的種類 電機(jī)車運輸信號分為固定信號和移動信號兩類。固定信號用燈光顯示，燈光有紅、黃、綠（藍(lán)）三種。地面信號機(jī)固定在桿子上，井下信號機(jī)固定在巷道內(nèi)。移動信號用旗語、鳴笛、響鈴、口哨向司旗、掛鉤工或行人顯示。地面運輸，晝間用旗語，旗語可分為紅、黃、藍(lán)三種顏色，其顯示方法與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)車基本相同；夜間用燈光顯示，燈光有紅、黃、綠三種顏色。 2、電機(jī)車運輸信號的規(guī)定 （1）燈光信號 專用色燈信號：紅色停車；黃色注意或減低速底；綠（藍(lán)）色按規(guī)定速度行

26、車。六、電機(jī)車運輸信號與通訊六、電機(jī)車運輸信號與通訊30 機(jī)車和列車尾部紅燈是防止追尾信號。司機(jī)發(fā)現(xiàn)時要根據(jù)距離的大小采取減速行駛或緊急制動的方法，防止事故發(fā)生。 礦燈代用的臨時信號：左右擺動為開車；上下擺動為停車；急速的上下擺動為緊急停車。 （2）聲響信號 司機(jī)開車前必須先鳴笛或響鈴。 兩列車交會時，發(fā)現(xiàn)行車前方有行人或車輛時，司機(jī)應(yīng)鳴笛或響呤。 使用電鈴或口哨時：一長聲為停車，二短聲為向前慢行，三短聲為向后慢行，二長聲為向前行，三長聲為向后行。 需要說明的是，各礦對燈光和音響信號的使用方法的規(guī)定并不一定完全相同，所以在執(zhí)行中仍要結(jié)合本單位的具體進(jìn)行操作。 3、煤礦安全規(guī)程對電機(jī)車運輸信號的

27、規(guī)定及要求 （1）司機(jī)必須按信號指令行事，在開車前必須發(fā)出開車信號。司機(jī)離開座位時不得關(guān)閉車燈。 （2）機(jī)車的燈、警鈴（嗽叭）、車閘，任何一項不正常，都不得使用該機(jī)車。 （3）列車和機(jī)車都必須前有照明，后有紅燈。 （4）列車通過的風(fēng)門，必須設(shè)有當(dāng)列車通過時能夠發(fā)生在風(fēng)門兩側(cè)都能接收到的聲光信號的裝置。31 （5）必須有用礦燈發(fā)送緊急停車信號的規(guī)定。 （6）雙軌道乘車場必須設(shè)區(qū)間閉鎖信號，人員上下車時，嚴(yán)禁其他車輛進(jìn)入乘車場。 （7）在彎道或司機(jī)視線受阻區(qū)段，應(yīng)設(shè)置列車占線閉塞信號；在新建或改擴(kuò)建的大型礦井井底車場和運輸大巷，應(yīng)設(shè)置信號集中閉塞系統(tǒng)。 （二）礦井運輸“信、集、閉”系統(tǒng) “信、集、

28、閉”系統(tǒng)是礦井電機(jī)車運輸信號、集中控制和閉塞控制系統(tǒng)的簡稱。 礦井運輸“信、集、閉”系統(tǒng)是實現(xiàn)井底車場，生產(chǎn)石門及主要運輸巷道內(nèi)行車指揮自動化的主要方式。通過它可以對井底車場、各生產(chǎn)石門及主要運輸巷道進(jìn)路、信號及道岔，由一個控制中心集中控制和監(jiān)督。 隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，運輸“信、集、閉”系統(tǒng)從20世紀(jì)60 年代至今，經(jīng)歷了繼電器控制系統(tǒng)、可編程邏輯器（PLC）集中控制系統(tǒng)、主站分站式的PLC控制系統(tǒng)、主站分站式微機(jī)控制系統(tǒng)，到集散式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過程。現(xiàn)將微機(jī)運輸監(jiān)控系統(tǒng)簡要介紹如下。32 1、KJ15系統(tǒng)的用途 KJ15煤礦井下機(jī)車運輸安全監(jiān)控、生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要用于對機(jī)車運輸進(jìn)行指揮調(diào)

29、度、安全監(jiān)控和生產(chǎn)管理。它可以改善生產(chǎn)條件，保證運輸安全，提高運輸效率，增加經(jīng)濟(jì)效益，是現(xiàn)代化礦井必不可少的工業(yè)現(xiàn)場計算機(jī)控制系統(tǒng)。KJ15系統(tǒng)包括了運輸“信、集、閉”系統(tǒng)的全部功能，并在技術(shù)水平、功能及用戶界面都有質(zhì)的提高。KJ15系統(tǒng)可以根據(jù)煤礦現(xiàn)場需要靈活配置，以適應(yīng)大、中、小型礦井運輸現(xiàn)代化的需要，可以在有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所使用。 2、KJ15 系統(tǒng)的功能 （1）監(jiān)視礦井機(jī)車運輸狀況，在計算機(jī)終端和圖形設(shè)備上以漢字文字、模擬圖和表格等形式顯示各列車位置、車號、運行方向、礦車數(shù)及信號機(jī)狀態(tài)、道岔位置和區(qū)段占用、閉鎖等實時運行狀態(tài)信息。 （2）調(diào)度車輛實現(xiàn)安全、高效運輸，可以按當(dāng)班調(diào)

30、度員指定的運行計劃，自動地指揮列車安全運行；也可以由調(diào)度員視列車運行情況隨時分區(qū)段和進(jìn)路調(diào)度車輛。 （3）記錄運行過程數(shù)據(jù)，生成各種有關(guān)的生產(chǎn)管理報表和列車運行循環(huán)圖。 （4）配有故障診斷系統(tǒng)，能隨時反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和傳感器件的工作狀態(tài)，能自動診斷故障并報警、處理或報警后由值班人員處理。33 （5）具有重演功能，能根據(jù)記錄的運行過程數(shù)據(jù)在圖形設(shè)備上以隨意速度重現(xiàn)指定時間的實際運輸過程，為分析事故原因，改進(jìn)調(diào)度策略提供了有力手段。 （6）主控機(jī)發(fā)生故障時，遠(yuǎn)地分站仍能在所轄范圍內(nèi)獨立形成信號系統(tǒng)，保證車輛安全運輸。 （7）能掛接多種傳感器，實現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控和安全監(jiān)控功能。 （8）能方便地進(jìn)行計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)

31、，納人礦或局的計算機(jī)管理系統(tǒng)中。 3、KJ15系統(tǒng)的主要設(shè)備 （1）地面或井下調(diào)度站主控室設(shè)備有主控計算機(jī)、管理計算、圖形顯示器、繪圖儀、打印機(jī)、智能通訊接口。 （2）井下智能站的設(shè)備有井下一級分站，井下工作站，井下電源箱。 （3）檢測軌道行駛設(shè)備有軌道計軸器，收、發(fā)訊機(jī)，電動轉(zhuǎn)轍機(jī)，雙色信號機(jī)，動態(tài)信號機(jī)。 （三）電機(jī)車運輸通訊 電機(jī)車運輸通訊要設(shè)獨立系統(tǒng)，即以運輸調(diào)度站為主全的通訊網(wǎng)，以便于調(diào)度員和運輸各崗位工作人員特別是電機(jī)車司機(jī)的聯(lián)系。通訊方式有三種：34 1、隔爆或本質(zhì)安全型電話機(jī) 電話機(jī)安裝在調(diào)度站、井底車場、大巷出口、道岔處、石門口、裝車站、調(diào)車場、卸煤站、牽引變流所、充電室等地

32、。司機(jī)在列車行駛中，通過搬道岔工、裝卸工、卸煤工等傳達(dá)接通電話，聽從調(diào)度指揮，指導(dǎo)電機(jī)車運輸工作。 2、載波電話機(jī) 載波電話是用架空線作載波通道的通訊設(shè)備，在調(diào)度站安裝總機(jī)，分機(jī)安裝在電機(jī)車上。司機(jī)可在駕駛室內(nèi)，在運輸線路的任何地點，無論列車行駛或停止，都可直接與調(diào)度員、其他司機(jī)和安裝此類電話工作崗位的人員通話。載波電話功率較大，通話距離長，話音宏亮、清晰，同時也提高了架空線的利用率。 3、泄漏通訊 目前，國內(nèi)外蓄電池電機(jī)車運輸大多采用泄漏通訊系統(tǒng)。在調(diào)度站安裝主機(jī)，機(jī)車上安裝分機(jī)，在巷道中鋪設(shè)專用泄漏電纜作為通訊信道。我國已有部分礦井使用了KLG型井下泄漏移動通訊系統(tǒng)。 應(yīng)當(dāng)指出，通訊設(shè)施的

33、作用主要是調(diào)度員與電機(jī)車司機(jī)互通信息，作為指揮電機(jī)車安全運行的輔助手段。電機(jī)車必須嚴(yán)格按運輸信號的指令運行，才能防止事故的發(fā)生。35小結(jié)小結(jié) 通過本講的教學(xué)，使學(xué)員掌握以下幾個問題： 1、電機(jī)車的分類； 2、架線式電車和蓄電池式電機(jī)車的優(yōu)缺點與技術(shù)特征； 3、煤礦安全規(guī)程對電機(jī)的使用范圍做的規(guī)定； 4、煤礦安全規(guī)程對軌道運輸中安全距離的規(guī)定與軌道的作用； 5、架空線的分類與煤礦安全規(guī)程對架空線的規(guī)定； 6、煤礦安全規(guī)程對軌道回流線的規(guī)定與對運輸信號的要求； 7、KJ15系統(tǒng)的用途、功能、主要設(shè)備和通訊方式的分類。 教學(xué)過程中重點講解軌道、架空線的基礎(chǔ)知識和電機(jī)車供電與電機(jī)車運輸信號、通訊的知識

34、。36第二講電機(jī)車的結(jié)構(gòu)及操作原理第二講電機(jī)車的結(jié)構(gòu)及操作原理 電機(jī)車的機(jī)械部分包括車架、輪對、軸承和軸承箱、彈簧托架、制動裝置、齒輪傳動裝置、連接緩沖裝置、撒砂裝置及空氣壓縮系統(tǒng)。 （一）車架 如圖21所示，車架是電機(jī)車的體構(gòu)件，結(jié)構(gòu)形式一般為板式和鋼架式，由側(cè)板、隔板、端板和底板等組成。由于電機(jī)車上所有的機(jī)械和電氣設(shè)備都安裝在車架上，在運行過程中，車架還要承受包括車架在內(nèi)的所要安裝的設(shè)備的重量以及牽引力、制動力、沖擊力和一些附加力的作用，所以車架的強(qiáng)度要足夠大。通常電機(jī)車的車架按不同機(jī)型，不同位置用20mm50mm厚的鋼板焊成。 （二）輪對 輪對由兩個車輪壓裝在一根軸上所組成，如圖22所示

35、。由于輪對不光要承受電機(jī)車的全部重量，電機(jī)車要通過輪對作用于軌道產(chǎn)生牽引力和制動力，且在運行中，輪對還直接承受軌道接頭、道岔及線路不平所引起的沖擊力，過彎道還要受離心力的作用。因此，輪對的工作條件極為惡劣。車軸用優(yōu)質(zhì)車軸鋼鍛制后加工而成，車輪由輪心和輪箍熱壓裝配在一起，輪心用鑄鐵或鑄鋼材料，輪箍用優(yōu)質(zhì)鋼軋制而成。當(dāng)輪箍磨損后可以更換而不使整個輪對報廢。在一些小型電機(jī)車上也有整體車輪的。一、電機(jī)車的機(jī)械結(jié)構(gòu)一、電機(jī)車的機(jī)械結(jié)構(gòu)373839 （三）軸承和軸承箱 如圖23所示，電機(jī)車車軸的兩端都裝在軸承箱內(nèi)，它是車架與輪對的連接點。圖中畫出了最常見的止推式滾柱軸承的軸承箱，輪對的軸頸就套在軸承的內(nèi)座

36、圈內(nèi)，用氈墊防止煤塵侵人和潤滑油的甩出。軸承箱上面設(shè)有安裝彈簧托架的孔座，箱殼兩側(cè)的滑槽與車架相配合，當(dāng)電機(jī)車在不平整的軌道上行駛時，輪軸在車架上能上下滑動，通過彈簧托架起緩沖作用。40 （四）彈簧托架 如圖24所示，彈簧托架是由板彈簧、均衡梁和彈簧支架等組成。整個彈簧支架支撐在軸承箱上，支架與車架連接。均衡梁的作用是使機(jī)車的重量均勻地分布在四個車輪上。從而改善電機(jī)車的緩沖和勃著性能，使電機(jī)車在運行時保持平穩(wěn)。 （五）齒輪傳動裝置 齒輪傳動系統(tǒng)的作用，一是將牽引電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給輪對，二是進(jìn)行變速。電機(jī)車的齒輪傳動裝置有一級、二級、三級三種形式。圖25即是ZK7（10）型機(jī)車的二級傳動裝置。4

37、1 （六）制動裝置 制動裝置是為電機(jī)車運行過程中減速或停車而設(shè)的。制動方式有兩種，即電氣制動和機(jī)械制動。機(jī)械制動又分手控機(jī)械制動（手閘）和空氣機(jī)械制動（氣閘）。這里介紹的機(jī)械制動裝置主要是手閘。手閘的系統(tǒng)風(fēng)圖26。42 四個輪子的內(nèi)側(cè)各裝有一個閘瓦，閘瓦鉸接在制動桿上，每一側(cè)兩個制動桿的下端用正反扣螺栓連接，調(diào)整該螺栓可使閘瓦與車輪踏面之間保持一定的間隙，兩個制動桿的上部用連桿連接，并將其頂端鉸接在車架上，作為固定支點，拉桿的左右移動，使閘瓦實施制動或緩解，拉桿的動作是由手輪經(jīng)螺桿和螺母組成的螺旋副傳遞的。螺桿裝在車架的孔內(nèi)，手輪和螺桿只能轉(zhuǎn)動，不能移動，螺母固定在均衡桿中間，螺母不能轉(zhuǎn)動，只

38、能隨著螺桿的轉(zhuǎn)動而往復(fù)移動。均衡梁的作用是將螺旋副的推力平衡地傳遞給兩個拉桿。 當(dāng)電機(jī)車要制動時，只要順時針轉(zhuǎn)動手輪，螺桿便推動均衡梁移動，經(jīng)兩個拉桿把四個閘瓦閘緊，車輪不能轉(zhuǎn)動。逆時針轉(zhuǎn)動制動手輪則制動緩解，四個閘瓦放松，車輪可以轉(zhuǎn)動。 所閘是用制動氣缸代替了手輪、螺桿和螺母組成的螺旋副，兩個制動拉桿的上端各與一個制動氣缸的活塞連接。當(dāng)司機(jī)踏下制動踏板則制動閥門打開，壓縮空氣經(jīng)管路進(jìn)入兩個制動氣缸，使活塞推動拉桿實施制動；反之，當(dāng)司機(jī)松開制動踏板時，則制動緩解。43 （七）撒砂裝置 撒砂裝置由拉桿、復(fù)位彈簧、砂筒、出砂導(dǎo)管等零件組成。它的作用是向車輪前的軌道上撒砂，增加車輪與鋼軌之間的黏著系

39、數(shù)，使?fàn)恳蛑苿恿υ龃?。撒砂裝置對于電機(jī)車的安全運行具有很大作用。電機(jī)車的撒砂裝置分為閥門式（見圖27）和搖擺振動式（見圖28）兩種。44 ZK10型架線電機(jī)車和XK5KBT型蓄電池電機(jī)車的撒砂裝置都有兩個操作手柄，安裝在司機(jī)駕駛室內(nèi)，上手柄操縱前部撒砂器，下手柄操縱后部撒砂器。當(dāng)操縱手柄時，拉桿向左移動，通過搖臂連桿，使錐體抬起，在本體的搖擺震動作用下，砂子便由出砂導(dǎo)管自行流出，撒落在軌面上。松開手把后，錐體便在彈簧的作用下自動復(fù)位，手柄也隨之復(fù)位。 （八）連接緩沖裝置 連接緩沖裝置俗稱磁頭，用于和礦車連接并在碰撞時保護(hù)箱體不受損壞。電機(jī)車前后兩端都連接有緩沖裝置。為了適應(yīng)不同礦車的連接高

40、度，一般都做成多層接口形式。 （九）空氣壓縮系統(tǒng) 如下圖29所示，架線空氣壓縮系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、油水分離器、儲氣包、氣壓繼電器、氣缸（包括長降弓氣缸、制動氣缸）、氣笛、壓力表、各種閥門（安全閥、止逆閥、操縱閥、制動閥）以及連接上述各種設(shè)備的管路組成。其作用是提供受電器（集電弓）的升降、制動裝置、撒砂裝置、氣笛工作的動力。司機(jī)只需操縱駕駛室內(nèi)相關(guān)的按鈕，即可完成相關(guān)裝置的動作。4546 架線電機(jī)車的電氣設(shè)備有受電器、自動開關(guān)、控制器、電阻器、牽引電動機(jī)和照明；蓄電池電機(jī)車有電源裝置、插銷連接器等?，F(xiàn)將主要電氣設(shè)備分述如下： （一）受電器 架線受電器又稱集電弓，是架線電機(jī)車從架線上取用電能的裝

41、置。受電器按接觸方式分為滑動式和滾動式兩種；按結(jié)構(gòu)形式分為單臂、雙臂和菱形三種。一般煤礦地面多使用單臂受電器，井下多采用雙臂受電器。 受電器與架線接觸時應(yīng)保持一定的壓力，井下受電器與架線的接觸壓力一般為39N49N，地面專用電機(jī)車的接觸壓力一般為49N69 N。 滑動式受電器與架線接觸部分沿用厚20mm的紫銅板或鑄鋁件，近年來大多被碳素滑板取代。碳素滑板是以石墨為主的多種材料經(jīng)攪拌、加壓焙燒制成。經(jīng)長期使用后，可使架線接觸形成一層碳膜，使架空線表面光潔，減少電灼傷和延長架空線使用壽命，并可節(jié)約大量有色金屬，降低運輸成本。二、電機(jī)車的電氣設(shè)備二、電機(jī)車的電氣設(shè)備47 （二）自動開關(guān) 自動開關(guān)是電

42、機(jī)車的電源開關(guān)，也是主電路的過負(fù)荷和短路的自動保護(hù)裝置。 由于電機(jī)車使用電壓不同，牽引電動機(jī)容量大小各異，自動開關(guān)也有幾種形式，但原理基本相似。它是由操作機(jī)構(gòu)和吸鐵機(jī)構(gòu)兩部分組成。操作機(jī)構(gòu)有合閘及跳閘的手傳動裝置及動靜觸頭；吸鐵機(jī)構(gòu)有過流線圈、消弧線圈等。自動開關(guān)的全部零件都裝在絕緣底板上，并用接地的金屬外殼封閉。 （三）控制器 控制器是電機(jī)車的主要電氣設(shè)備之一，用來操作電機(jī)車啟動、調(diào)速、停止、電氣制動、前進(jìn)或后退。控制器包括換向和控制兩部分，前者稱為換向器，后者稱為主控制器。 1、換向器 換向器是改變電機(jī)車前進(jìn)或后退方向用的。有控制單臺電動機(jī)或兩臺電動機(jī)的檔位，以供檢查、試驗或當(dāng)一臺電動機(jī)發(fā)

43、生故障時使用。換向器只能在無負(fù)荷電流下切換檔位。 架線電機(jī)車換向器共有7個位置。零位，此時換向器軸上的所有用紫銅板做成導(dǎo)電條（動觸頭）與輔助靜觸頭均不接觸。向前“12”，表示1號和2號牽引電動機(jī)都按前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)；向前“1”，表示1號牽引電動機(jī)按前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)；向前“2”，表示2號牽引電動機(jī)按前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)48 2、主控制器 主控制器具有完成電機(jī)車的啟動、調(diào)速以及電氣制動等功能。 控制器主軸手柄的位置是根據(jù)不同型號的電機(jī)車而設(shè)置。以ZK10900/250型機(jī)車為例，控制器主軸手柄共有18個位置，位置“零”是牽引電動機(jī)斷電階段；位置“15”為2臺牽引電動機(jī)串聯(lián)運行階段；位置“x1x3”是2臺電動機(jī)由串

44、聯(lián)轉(zhuǎn)換到并聯(lián)運行的過渡階段；位置“68”為2臺牽引電動機(jī)并聯(lián)運行階段；位置“”為電氣制動階段。 主控制器和換向器的部件是裝在同一個外殼內(nèi)，使用換向器改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向時，必須先用主控制器切斷電動機(jī)的主回路（即主控制器手柄在“零”位）。以實現(xiàn)無弧換向。為防止誤操作，在主控制器與換向器之間裝有機(jī)械閉鎖裝置，這樣可以保證： （1）只有當(dāng)主控制器手柄在零位時，才能扳動換向器手柄。 （2）只有當(dāng)換向器手柄先置于“向前”或“向后”的位置時，才能轉(zhuǎn)動主控制器手柄。 （3）當(dāng)換向器手柄在1臺電動機(jī)工作位置時，主控制器手柄不能轉(zhuǎn)到電氣制動和2臺電動機(jī)并聯(lián)工作時的位置。 蓄電池式電機(jī)車的控制器，由于有防爆要求，

45、所以其外殼是按防爆制造檢驗規(guī)程的要求制造的。49 （四）電阻器 電機(jī)車使用的電阻器有兩個作用，一組是串聯(lián)在牽引電動機(jī)電樞回路中，起限流和降壓作用，供電機(jī)車啟動和能耗制動；另一組是串聯(lián)在照明回路中用作降壓照明。 電阻器的電阻元件有帶型和線型兩種，均繞制呈螺線管狀。電阻元件材質(zhì)為高阻合金，如鐵鉻合金。用磁絕緣子和云母片作絕緣。 （五）牽引電動機(jī) 用作驅(qū)動機(jī)車的電動機(jī)，稱牽引電動機(jī)。牽引電動機(jī)是電機(jī)車的主要設(shè)備之一。目前廣泛使用在電抓車上的牽引電動機(jī)為直流串激電動機(jī)。它與其他激磁方式的直流電動機(jī)比較，具有許多經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在： 有較大啟動力矩和過載能力。這種電動機(jī)的力矩特性近似拋物

46、線，輕載時，力矩和電流平方成正比，電流增大磁通漸趨飽和后，力矩和電流成正比。因此，在許可啟動電流下可以得到較大的啟動力矩。在允許范圍內(nèi)過載時，其最大力矩同樣比復(fù)激直流電動機(jī)大的多。 轉(zhuǎn)矩隨運輸線路條件變化而自動調(diào)節(jié)。這種特點是由于串激直流電動機(jī)具有“軟”的牽引特性所決定的，它從牽引網(wǎng)路上取用的電功率變化甚小。例如，電機(jī)車上坡或負(fù)載較大時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速會隨著轉(zhuǎn)矩的增大而自動降低。一方面保證了運行安全，另一方面不會從電網(wǎng)吸取過大的功率。50 在牽引力變化量相同的情況下，串激電動機(jī)的功率變化量最小，從而使?fàn)恳兞魉蜖恳W(wǎng)路負(fù)荷比較均衡。轉(zhuǎn)速隨電源電壓變動時，牽引力不變。架空線的電壓波動時，只影響串

47、激電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，而不影響其轉(zhuǎn)矩，因此牽引力不變。這樣，就使得當(dāng)網(wǎng)路電壓降較大時，電機(jī)車也能啟動。當(dāng)2臺牽引電動機(jī)并聯(lián)運行時，它們的負(fù)載分配比較均衡。由于2臺牽引電動機(jī)的特性有差異或前后軸上的車輪直徑不相等，因而使得2 臺牽引電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不等。 此外，串激電動機(jī)的構(gòu)造簡單，體積和重量較小都是其優(yōu)點。串激電動機(jī)的缺點是調(diào)速性能差，但由于礦用電機(jī)車對調(diào)速性能要求不高，因此并不影響它在礦用電機(jī)車上的廣泛應(yīng)用。 1、直流牽引電動機(jī)的構(gòu)造 直流牽引電動機(jī)由兩個主要部分組成，一個是稱為磁場的靜止部分（即定子），一個是稱為電樞的旋轉(zhuǎn)部分（即轉(zhuǎn)子）。另外，有一個裝在電樞軸上的換向器，通過它將電流供給電樞繞組，還

48、有一組電刷與換向器接觸，導(dǎo)通電樞回路。 （1）定子。它由機(jī)座、磁極、激磁繞組等組成，是直流電動機(jī)產(chǎn)生磁場的部分。 （2）轉(zhuǎn)子。它是由電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)葉等組成。51 （3）其他部件。電刷、換向器通過電刷與外電路相連。端蓋一般用鑄鐵制成，通常作轉(zhuǎn)子的支撐和安裝軸承之用。詳細(xì)構(gòu)造可見圖210。52 圖210為ZK7（10）/250架線電機(jī)車用牽引電動機(jī)的構(gòu)造。使用在蓄電池電機(jī)車上的牽引電動機(jī)由于防爆的需要，把電動機(jī)外殼、電樞和外蓋按防爆要求制成防爆型牽引電動機(jī)。如使用在XK8A型蓄電池式電機(jī)車上的ZQ11B 型牽引電動機(jī)，就是隔爆型牽引電動機(jī)。該電動機(jī)的防爆要求共有八處： （1）

49、電樞換向器端與電動機(jī)外殼之間的結(jié)合面； （2）電樞與電動機(jī)外蓋之間的結(jié)合面； （3）換向器上蓋與電動機(jī)外殼的結(jié)合面； （4）接線盒上蓋與電動機(jī)外殼接線盒的結(jié)合面； （5）電機(jī)外蓋與電動機(jī)外殼的結(jié)合面； （6）各接線端子與絕緣座的接合面； （7）各接線端子的電氣間隙與爬電距離； （8）電纜引人裝置。 2、直流串激電動機(jī)的工作原理 牽引電動機(jī)是電機(jī)車的動力來源，當(dāng)接通直流電源后，經(jīng)過電機(jī)車的電器元件、部件與設(shè)備（架線式電機(jī)車包括軌道），構(gòu)成電流回路，就能使?fàn)恳妱訖C(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生牽引力，由電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再通過控制器的一系列控制，使電機(jī)車在啟動、加速、等速、減速或電氣制動等階段運行。53圖211是直

50、流電動機(jī)的工作原理圖。它具有一對磁極，在可以轉(zhuǎn)動的圓柱形鐵芯上，裝有一匝線圈。線圈的兩端分別接在兩塊相互絕緣的銅片組成的最簡單的換向器上。每個銅片稱換向片。換向器上裝有兩個電刷A和B，接通外電路。由圖211可看出，當(dāng)電刷A和B通人直流電流（設(shè)電刷A為正極，電刷B為負(fù)極）時，電流從導(dǎo)線a點流向b點、c點、d點。載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，電磁力的方向按左手定則決定。導(dǎo)線ab所受電磁力的方向向左，導(dǎo)線cd所受電磁力的方向向右，于是電樞就按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過90時，線圈中沒有電流，因此作用力等于零，但由于慣性作用電樞繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這樣電刷又與銅環(huán)接觸，線圈中又有電流流過，但電流的方向改

51、變，導(dǎo)線ab移到S極下，電流從b到a，受力方向向右，導(dǎo)線cd移到N極下，電流從d到c，受力方向向左，因此，電樞仍按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。由于電流經(jīng)過換向器，自動地改變它在繞組中的流動方向，因此電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，電動機(jī)按一定方向旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動機(jī)的工作原理。54 為了保證電樞繞組通電后能產(chǎn)生大而平穩(wěn)的電磁轉(zhuǎn)矩，在實際的直流電動機(jī)中，電樞繞組的線圈是很多的，分布在電樞整個表面上，且互相串聯(lián)起來。定子的激磁繞組和磁極也由一對增加成多對。 定子激磁繞組和電樞繞組串聯(lián)供電的直流電動機(jī)，叫串激電動機(jī)。 3、串激直流電動機(jī)的調(diào)速 電機(jī)車在運輸中需要多種速度，所以必須采取一定的措施由司機(jī)來控制牽引電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，

52、以達(dá)到獲得多種速度的目的。 根據(jù)電壓平衡方程式，有：CRIUnns式中Is電樞電流；U電網(wǎng)電壓；Rn電動機(jī)繞組中的電阻；C電機(jī)的結(jié)構(gòu)系數(shù)；n電動機(jī)轉(zhuǎn)速； 電動機(jī)的磁通。55 由式中可知，轉(zhuǎn)速n與電源電壓U、電樞回路電阻上的壓降IsRn及磁通有關(guān)。如果改變這三個量中的任一個量，就能使轉(zhuǎn)速n改變。因此，直流電動機(jī)常用的調(diào)速方法有以下幾種： （1）改變電動機(jī)的端電壓 串聯(lián)電阻法。 在牽引電動機(jī)電路中串聯(lián)一個電阻，當(dāng)改變電阻的阻值時，就可改變牽引電動機(jī)的端電壓。 牽引電動機(jī)串并聯(lián)法。 改變牽引電動機(jī)的連接方式，是一種經(jīng)濟(jì)的調(diào)速方法。在低速運行時，2臺牽引電動機(jī)串聯(lián)，每臺電動機(jī)所受的電壓等于電源電壓的一

53、半；在高速運行時，2臺牽引電動機(jī)并聯(lián)，每臺電動機(jī)所受電壓等于電源電壓。同時也接人電阻作為輔助調(diào)速。 脈沖（斬波）調(diào)速法。 在牽引電動機(jī)電路中串聯(lián)脈沖開關(guān)控制電路，利用這個脈沖開關(guān)同其斷續(xù)供電的性能，改變牽引電動機(jī)端電壓的平均值從而達(dá)到調(diào)速的目的。實際上脈沖調(diào)速法就是改變牽引電動機(jī)端電壓的又一種方式。56 （2）改變激磁繞組法 改變激磁繞組的匝數(shù)。 把激磁繞組分為兩組，當(dāng)激磁繞組兩組全部串聯(lián)接人主電路，磁場強(qiáng)度大，電動機(jī)的速度降低；當(dāng)只有一組激磁繞組接人主回路時，磁場強(qiáng)度削弱，電動機(jī)速度增高。 改變激磁繞組的連接方式。 當(dāng)激磁繞組串聯(lián)時，磁場強(qiáng)度大，電動機(jī)的速度降低；當(dāng)激磁繞組并聯(lián)時，磁場強(qiáng)度削

54、弱，電動機(jī)速度增高。 小型蓄電池電機(jī)車只使用1臺牽引電動機(jī)，通常采用這種方法進(jìn)行調(diào)速，其優(yōu)點是經(jīng)濟(jì)性、平滑性好，但調(diào)速范圍有一定限制。 3、直流串激電動機(jī)空載的危害 串激直流電動機(jī)具有機(jī)械軟特性，即轉(zhuǎn)速n隨著負(fù)載的輕重變化而變化，也就是說電動機(jī)的轉(zhuǎn)動力矩大而轉(zhuǎn)速小，而隨著轉(zhuǎn)動力矩的減小，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大。電動機(jī)空載時，由于它的轉(zhuǎn)動力矩非常小，其轉(zhuǎn)速將非常大，會產(chǎn)生“飛車”現(xiàn)象。此時不僅會使換向條件嚴(yán)重惡化，甚至?xí)p壞轉(zhuǎn)子，引起人身事故等。所以串激式電動機(jī)不能在空載下運行，在一般條件下輕載運行時的最小負(fù)荷不得低于額定負(fù)荷的25%30%。57 （六）照明裝置 照明裝置是為電機(jī)車提供照明的燈具。它由

55、前、后車燈?？刂崎_關(guān)，熔斷器，降壓電阻等組成。架線電機(jī)車照明燈一般為防塵燈，電源取自架空線，經(jīng)電阻降壓供電。蓄電池電機(jī)車采用隔爆型照明燈，照明電源取自蓄電池電源裝置。 （七）蓄電池及蓄電池電源裝置 1、蓄電池 電池是化學(xué)能變?yōu)殡娔艿墓ぞ?。由于電池用化學(xué)轉(zhuǎn)換方法得到電能，所以又叫化學(xué)電源。 常用的化學(xué)電源有原電池和蓄電池，如手電筒用的干電池屬于原電池，酸性蓄電池和堿性蓄電池等屬于蓄電池。 原電池是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N不可逆電池。當(dāng)化學(xué)變化的活性物質(zhì)（即有效物質(zhì)）全部作用完后，它的壽命便告終了。所以又稱為一次性電池。 蓄電池顧名思義就是能儲蓄電能的電池。它能把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲蓄起來，使用時

56、再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊懦鰜恚兓倪^程是可逆的。就電能作用來說，當(dāng)蓄電池已完全放電或部分放電后，兩電極表面形成了新的化合物，這時如果用適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ胄铍姵?，可以使已?jīng)形成的新化合物還原成原來的活性物質(zhì)，又可供下次放電之用。58 這種用反向電流通入蓄電池的方法，叫做充電；電池供電給外電路使用，叫做放電。換句話說，放電就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┩怆娐肥褂?；充電就是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲蓄起來。蓄電池的充電和放電，可以重復(fù)循環(huán)（充電和放電一次為一個循環(huán)）多次，所以蓄電池又叫二次電池。放電時電流流出的電極稱為正極或陽極，以“+”號表示；電流流過外電路之后，返回電池的電極稱為負(fù)極或陰極，以“-”號表示

57、。 蓄電池的壽命是以充放電循環(huán)次數(shù)表示的，酸性蓄電池不低于750個充放電循環(huán)，堿性蓄電池大約為2000個充放電循環(huán)。若管理使用和維修保養(yǎng)不當(dāng)，充電不足或過充電、過放電，其壽命將會大大減少。 根據(jù)電極和電解液所用物質(zhì)的不同，蓄電池一般分為酸性蓄電池和堿性蓄電池。 目前大多數(shù)蓄電池機(jī)車所采用的蓄電池主要是酸性蓄電池。 蓄電池的充電分為初次充電，即新蓄電池注入電解液后的第一次充電。初充電后的每次充電均稱為日常充電。 蓄電池的充電是用直流電加在蓄電池的極板上，使電解液在正負(fù)極板上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成電解液的化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)，當(dāng)電解液的比重加大時，兩個極板上形成大量的正負(fù)離子，使兩個極板具備一定的電位差；而放

58、電過程正好與充電過程相反，正負(fù)極板上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使極板上的正負(fù)離子減少，兩極板上的電位差降低，電解液的濃度越來越小，比重降低，并生成了水。59 （1）酸性蓄電池的結(jié)構(gòu)與工作原理 酸性蓄電池的結(jié)構(gòu) 蓄電池由正負(fù)極板群組成。正極為玻璃纖維管式極板，每片極板標(biāo)準(zhǔn)容量為額定容量/n ( n為極板片數(shù)），用純鉛制成的鉛粉（含氧化鉛）、稀硫酸等制成鉛膏涂在板柵上，經(jīng)干燥、化合而成；正極為二氧化鉛，負(fù)極為海綿狀鉛。 正負(fù)極間的絕緣物采用微孔橡膠隔板或微孔塑料隔板。電池蓋內(nèi)鑲嵌有極柱套，裝配時極柱套與極柱焊接成一個整體，可避免蓄電池內(nèi)的電解液從極柱處滲出。 電池槽與電池蓋之間采用雙層封口劑封口，底層為瀝青封口

59、劑，上層為氯丁膠封口劑或熱封結(jié)構(gòu)。確保電解液不外滲。 連接導(dǎo)線采用外皮耐酸的橡膠絕緣銅芯軟線。 酸性蓄電池的工作原理 酸性蓄電池電極浸入稀硫酸（比重為1. 26）中，放電時，負(fù)極鉛進(jìn)行氧化，正極二氧化鉛進(jìn)行還原，結(jié)果兩極板表面上都沉積了一層硫酸鉛；充電時，通人反方向電流，電極上的反應(yīng)向相反的方向進(jìn)行，恢復(fù)原狀。 可見，蓄電池在放電、充電過程中的現(xiàn)象為： 放電，正負(fù)極板上深褐色的二氧化鉛和灰色的海綿狀鉛都漸變?yōu)闇\色硫酸鉛；電解液中，硫酸濃度降低，水分增加，因此比重逐漸下降，內(nèi)阻增加，端電壓降低。60 充電在整個充電過程中，正負(fù)極板上的硫酸鉛逐漸恢復(fù)為原來的二氧化鉛和海綿狀鉛。在充電將要完成時，在

60、正負(fù)極板上分別析出氧離子和氫離子而產(chǎn)生大量氣泡。 （2）堿性蓄電池的結(jié)構(gòu)和工作原理 堿性蓄電池的結(jié)構(gòu) 蓄電池由正負(fù)極板群組成。正極由氫氧化亞鎳粉與石墨粉及添加劑制成的正極活性物質(zhì)，包在穿孔的鍍鎳網(wǎng)中壓制成極板，再焊成極板組；負(fù)極由活性鐵粉和添加劑制成負(fù)性活性物質(zhì)，包在穿孔的網(wǎng)帶中壓制成極板，再焊成極板組。 正負(fù)極板間用聚丙烯制成的隔板柵隔離，固定其相對位置并保持一定的距離。 極柱連接采用軟、硬連接相結(jié)合，在箱體中采用硬連接，周圍采用軟連接，連接線與極柱用雙螺母連接，并用膠涂抹。 堿性蓄電池的工作原理 堿性蓄電池的電解液為苛性堿，即由氫氧化鉀或氫氧化鈉與少量的氫氧化銼及蒸餾水調(diào)制而成。已充電的正