章礦用電機車

第四章礦用機車及車輛遼寧工程技術(shù)大學第一節(jié)軌道結(jié)構(gòu)及標準第二節(jié)礦用車輛第三節(jié)礦用機車第四節(jié)列車運行理論第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學第一節(jié)礦用電機車類型

按供電方式分：架線式電機車、蓄電池式電機車一、工作原理架線式：變電所將交流電變?yōu)橹绷麟姟侂婋娎|—架空線—電機車牽引電機—鋼軌—回電電纜—變電所蓄電池式：蓄電池提供給電機車牽引電機直流電第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學二、礦用電機車的形式及分類按電能來源電機車分為礦用直流架線式電機車(ZK型)和礦用蓄電池式電機車(XK型)。按電機車的黏著質(zhì)量分類，架線式電機車有：1.5t、3t、7t、10t、14t、20t幾種；蓄電池式有2t、2.5t、8t、12t幾種。按電機車的軌距分為600mm、762mm、900mm三種按電壓等級，架線式電機車有100（97）V、250V、550V三種；蓄電池式電機車有40/48V與110/132V兩個等級第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學架線式電機車的技術(shù)特征（續(xù)）第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學三、電機車的應(yīng)用范圍及其發(fā)展方向（一）電機車的應(yīng)用范圍《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定：（1）低瓦斯礦井進風的主要運輸巷道內(nèi)，可以使用架線電機車，但巷道支護必須使用不燃性支護。（2）在高瓦斯礦井的主要運輸巷道內(nèi)，應(yīng)使用礦用防爆特殊型蓄電池式電機車，如果使用架線電機車，必須采取特殊措施以滿足《煤礦安全規(guī)程》的一系列規(guī)定。(3)在瓦斯突出的礦井和瓦斯噴出區(qū)域中，進風主要巷道內(nèi)或主要回風巷道內(nèi)，都應(yīng)用礦用防爆特殊型蓄電池式電機車，并必須在機車內(nèi)裝設(shè)瓦斯自動檢測報警儀。第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學(二)電機車運輸?shù)陌l(fā)展方向(1)電機車運輸高度自動化

(2)采用大型電機車和大容積的礦車(3)使用新型電機車返回第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學第二節(jié)軌道與礦車一、礦井軌道礦井軌道是將鋼軌按一定要求固定在線路上構(gòu)成的，是機車運行的基礎(chǔ)件。（一）軌道的結(jié)構(gòu)

組成：下部建筑、上部建筑兩部分下部建筑：巷道底板和水溝，上部建筑：鋼軌、聯(lián)接零件、軌枕和道床(道碴層)。第四章礦用電機車遼寧工程技術(shù)大學鋼軌：：直接承承受載載荷，，并經(jīng)經(jīng)軌枕枕將載載荷傳傳遞給給道床床及巷巷道底底板。。軌枕：用于于固定定兩根根軌條條，并并使其其保持規(guī)定的的軌距；防止鋼軌縱縱向和和橫向向移動，保證證軌道道的穩(wěn)穩(wěn)定性性。軌軌枕承受鋼軌的的壓力，并將將壓力力較均均勻地地傳遞給道床床。軌枕類類型：木質(zhì)鋼筋混混凝土土道床：由道道碴層層組成成，承承受軌軌枕的的壓力力，并并均勻勻地分分布到到巷道道底板板上。。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學軌道線線路的的主要要參數(shù)數(shù)：軌距、、軌型型、坡坡度、、曲率率半徑徑。軌距：兩條條鋼軌軌的軌軌頭內(nèi)內(nèi)緣的的間距距，用用Sg表示。。國內(nèi)內(nèi)標準準軌距距有600mm、762mm、900mm三種種。輪緣距距：輪對對兩車車輪輪輪緣外外側(cè)之之間距距，用用S1表示。。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學(二)彎曲曲軌道道軌道的的坡度度用兩點點間的的高差差和水水平距距離之之比表表示，，通常常用i，表示示，其其數(shù)值值取千千分數(shù)數(shù)。巷巷道坡坡度一一般為為3‰，局部部坡度度不能能超過過30‰‰。外軌要要抬高高，軌軌距要要加寬寬，彎彎道半半徑不不能太太小。。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學(三)道岔岔組成：基本本軌、、尖軌軌、轍轍叉、、護輪輪軌、、轉(zhuǎn)轍轍軌、、轉(zhuǎn)轍轍機構(gòu)構(gòu)及一一些零零件轉(zhuǎn)轍機機構(gòu)：手動動搬道道器、、彈簧簧轉(zhuǎn)轍轍器和和電動動轉(zhuǎn)轍轍機第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學二、礦礦用車車輛礦用車車輛有有標準窄窄軌車輛、、卡軌車輛、、單軌吊吊掛車輛和和無軌機動車車輛。。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學（一））礦車車的類類型及及標準準規(guī)格格按結(jié)構(gòu)構(gòu)和用用途分分類：：(1)固定定車箱箱式礦礦車。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學(2)翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)車箱箱式礦礦車車箱能能側(cè)向向翻傾傾卸車車0.6翻斗式式礦車車腳踏式式翻斗斗礦車車雙側(cè)卸卸式礦礦車第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學(3)底卸卸式礦礦車按車底底開啟啟的方方向，，有正底卸卸式和側(cè)底卸卸式之分。。在專設(shè)設(shè)的卸載站站，整列列車在在運行行中逐逐個開開啟自卸。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學側(cè)底卸卸式礦礦車：進卸卸載站站的行車方方向不受限限制，，卸載載時的的車速易控制制，卸卸載曲軌不受撞撞擊。。底卸式式礦車車：裝卸能能力很高，，能滿滿足大大型礦礦井的的需要要。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學(4)材料料車：：專用用于裝裝運長長材料料。(5)平板板車：：裝運運大件件設(shè)備備。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學(6)人車車它是有有座位位的專專用乘乘人車車，分分斜井井人車車、平平巷人人車。。插爪式式斜井井人車車抱軌式式斜井井人車車平巷人人車第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學(7)梭車車車底裝裝有刮刮板鏈鏈，是是在短短距離離內(nèi)運運送散散料的的特殊殊車輛輛，可可用于于掘進進工作作面運運煤矸矸。(8)倉式式列車車它與梭梭車的的相同同之處處是車車底裝裝有刮刮板鏈鏈，不不同之之處是是由多多節(jié)短短車箱箱鉸接接構(gòu)成成的。。其它專專用車車輛，，如炸藥車車、水車、消防車車等。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學(二)礦車車的基基本參參數(shù)礦車的的基本本參數(shù)數(shù)包括括：礦礦車的的容量、裝載量量、自身質(zhì)質(zhì)量、外形尺尺寸、軌距、軸距以及連接器器的允許牽牽引力力等。第四章章礦礦用用電機機車遼寧工工程技技術(shù)大大學礦車的的兩個個重要要經(jīng)濟濟技術(shù)術(shù)指標標(1)容積利利用系系數(shù)：即礦礦車有有效容容積與與外形形尺寸寸所得得容積積之比比值。。容積積利用用系數(shù)數(shù)越大大越好好。(2)車皮系系數(shù)：即礦礦車質(zhì)質(zhì)量與與貨載載質(zhì)量量之比比值。。車皮皮系數(shù)數(shù)越小小越好好。第四章章礦礦用用電機機車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學(三三)礦礦車車的的基基本本部部件件礦車車的的基基本本部部件件：：車箱箱、車架架、輪對對和連接接器器。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學1．．車車箱箱車箱箱：：礦礦車車裝裝盛物物料料的箱箱形形容器器。固定定車車箱箱式式礦車車的的車車箱箱多多采采用用半圓圓形形車車底底。箱箱底底開排排水水口口。底卸卸式式礦車車的的車車箱箱為為可開開啟啟的的平平底底，車車箱箱下下口口的的兩兩側(cè)側(cè)有有翼板板，供供卸卸載載時時支支撐撐運運行行。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學2．．車車架架車架架包包括括車車梁梁、、緩緩沖沖器器和和軸軸卡卡。。車梁梁：礦礦車車的的主主要要承承載載部部件件。。緩沖沖器器：直直接接承承受受牽牽引引力力和和沖沖擊擊。。軸卡卡：車車架架與與輪輪對對的的連連接接體體，，目目前前多多采采用用插插銷銷式式。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學3．．輪輪對對輪對對是是礦礦車車的的行行走走部部分分，，按按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不同同，，有有開式式和閉式式兩種種。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學4．．連連接接器器連接接器器：：牽牽引引鏈鏈型型組成成：：牽引引鏈鏈、插銷銷和插插銷銷座牽引引鏈鏈：：單單環(huán)環(huán)、、三三環(huán)環(huán)和和萬萬能能鏈鏈第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學《煤煤礦礦安安全全規(guī)規(guī)程程》》規(guī)規(guī)定定：：傾斜斜井井巷巷運運輸輸時時，，礦礦車車之之間間的的連連接接、、礦礦車車和和鋼鋼絲絲繩繩之之間間的的連連接接都都必必須須使使用用不能能自自行行脫脫落落的連連接接裝裝置置。。礦車車的連連接接鉤鉤環(huán)環(huán)、、插插銷銷和和無無極極繩繩運運輸輸?shù)牡倪B連接接裝裝置置的的安全全系系數(shù)數(shù)都不不得得小小于于6。運送送人人員員車輛輛的的每每一一個個連連接接器器、、鉤鉤環(huán)環(huán)和和保保險險鏈鏈的的安全全系系數(shù)數(shù)都不不得得小小于于13。礦車車連連接接裝裝置置至至少少每每2年年進行行一一次次2倍倍于于最最大大靜靜荷荷重重的的拉力力試試驗驗。返回回第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學第三三節(jié)節(jié)礦礦用用電電機機車車的的構(gòu)構(gòu)造造礦用用電電機機車車是是由由機械械設(shè)設(shè)備備和電氣氣設(shè)設(shè)備備兩大大部部分分組組成成。。電機機車車的的機機械械設(shè)設(shè)備備組組成成：：車架架、、輪輪對對、、軸軸承承和和軸軸箱箱、、彈彈簧簧托托架架、、制制動動裝裝置置、、加加砂砂裝裝置置、、齒齒輪輪傳傳動動裝裝置置及及連連接接緩緩沖沖裝裝置置等等。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學(一一)車車架架車架架是是機機車車的的主主體體，，是是安安裝裝的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。(二二)輪輪對對輪對對是是由由兩兩個個車車輪輪壓壓裝裝在在一一根根軸軸上上而而成成。。車輪輪兩兩種種類類型型：（1））輪箍箍和輪心心熱壓壓裝裝在在一一起起的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（2））整體體車輪輪。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學(三三)軸軸箱箱軸箱箱是是軸軸承承箱箱的的簡簡稱稱，，內(nèi)內(nèi)有有兩兩列列滾滾動動軸軸承承，，與與輪輪對對兩兩端端的的軸頸頸配合合安安裝裝。。軸箱箱兩兩側(cè)側(cè)的的滑槽槽與車車架架上上的的導(dǎo)軌軌相配配，，上上面面有有安安放放彈彈簧簧托托架架的的座孔孔。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學(四四)彈彈簧簧托托架架組成成：：彈簧簧、、連連桿桿、、均均衡衡梁梁構(gòu)構(gòu)成成一一個個組組件件。。作用用：：緩和和運運行行中中對對機機車車的的沖沖擊擊和和振振動動。。彈簧簧：：一付付板板簧簧或或橡橡膠膠彈彈簧簧和和加加裝裝液液壓壓減減振振缸缸。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學(五五)齒齒輪輪傳傳動動裝裝置置類型型：：（1））單單級級開式式齒輪輪傳傳動動（2））兩兩級級閉式式齒輪輪減減速速箱箱傳傳動動第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學(六六)制制動動裝裝置置作用用：：保證證電電機機車車在在運運行行過過程程中中能能隨隨時時減減速速或或停停車車。。類型型：：氣動動閘閘、、液液壓壓閘閘和和手手動動閘閘三三種種。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學(七七)撒撒砂砂裝裝置置作用用：：用來來向向車車輪輪前前沿沿軌軌面面上上撤撤砂砂，，以以增增大大車車輪輪與與軌軌道道間間的的摩摩擦擦系系數(shù)數(shù)，，從從而而獲獲得得較較大大的的牽牽引引力力或或制制動動力力。。撒砂砂的的方方法法：：手動動和和氣氣動動兩兩種種。。砂箱箱內(nèi)內(nèi)裝裝的的砂砂子子應(yīng)應(yīng)是是粒粒度度不不大大于于1mm的的干干砂砂。。(八八)連連接接緩緩沖沖裝裝置置架線線式式電機機車車上上采采用用鑄鑄鐵鐵的的剛性性緩沖沖器器；；蓄電電池池式式電機機車車上上則則采采用用帶帶彈簧簧的緩緩沖沖器器，，以以減減輕輕電電池池所所受受的的沖沖擊擊。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學第五節(jié)列列車運行行理論（1）研究究作用于列列車上的各種力與其運動狀態(tài)的關(guān)系（2）研究究列車牽引力和制動力的產(chǎn)生等問題一、列車運運行的基本本方程式假設(shè)（簡化化）條件：：電機車與列列車之間、、礦車與礦礦車之間的的連接都是剛性的，整個列列車為一剛剛體（各部部分的速度和加速度都是相同的）。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學列車運行有有三種基本本狀態(tài)：(1)牽引引狀態(tài)：列車在牽牽引電動機機產(chǎn)生的牽牽引力作用用下加速啟動或勻速運動。(2)慣性性狀態(tài)：牽引電動動機斷電后后，列車靠靠慣性運行行，一般這這種狀態(tài)為為減速運行。(3)制動動狀態(tài)：列車在制制動閘瓦或或牽引電動動機產(chǎn)生的的制動力矩矩作用下減速運行或停車。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學（一）牽引引狀態(tài)：作用在列車車上的力有有三個：牽引電動機機牽引力F：與列車運行行方向一致致列車運行靜阻力Wj：與運行方方向相反列車加速運運行慣性阻力Wa(亦稱動阻阻力)：與與運行方向向相反列車在牽引引狀態(tài)下力力的平衡方方程式：第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學1、慣性阻阻力列車運動：（1）平移運動部部分：ma（2）電動動機的電樞樞、齒輪及及輪對等部部件的旋轉(zhuǎn)運動部部分旋轉(zhuǎn)部件的的轉(zhuǎn)動慣性性阻力用慣性系數(shù)γ計入到平移運動慣慣性阻力中中，即γma。式中Wa—列車的慣性性阻力，kN；m—列車全部質(zhì)質(zhì)量，t，m=(P+Q)；P—電機車質(zhì)量量，t；第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學Q—礦車組質(zhì)量量，t；γ—慣性系數(shù)，對礦用電電機車一般般取平γ=0.075，也可可近似取γ=0.10；a—列車加速度度，一般取0.03m/s2～0.05m/s2。將γ值和m值代代入上式可可得Wa=1.075(P+Q)akN第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學2、靜阻力力（1）基本阻力Wo基本阻力：：軸頸與軸軸承間的摩擦阻力、車輪在軌軌道上的滾動摩擦阻阻力、輪緣與軌軌道間的滑動摩擦阻阻力以及礦車在在軌道上運運行時的沖擊振動所引起的附加阻力等?；咀枇κ鞘峭ㄟ^試驗驗測定列車車運行阻力力系數(shù)（基基本阻力與與礦車總重重之比）來來確定的。。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學基本阻力式中W0——列車運運行的基本本阻力，N；ω——列車運運行基本阻阻力系數(shù)；；g——重力加加速度，取取10m/s2。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學（2）坡道道阻力Wi坡道阻力：：列車在坡坡道上運行行時，由于于列車重力力沿坡道傾斜方向向的分力所所引起的阻阻力。式中ββ——坡道道傾角。電機車運輸輸時β角很小，因因此sinβ≈≈tanβ=i，i為軌道坡度度，一般取取平均坡度度3‰。上式中的sinβ用i代入得在計算時，，列車上坡運行上式取取“+”號，下坡運行取“—”號。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學列車運行全部靜阻力力為基本阻力力與坡道阻阻力之和，，即將各式代入入式平衡方方程式中，，整理得出出列車在牽牽引狀態(tài)下下必須產(chǎn)生生的牽引力力為——列車在牽引引狀態(tài)下的的基本方程程式利用這個方方程式可求求出在一定定條件下電電機車必須須給出的牽引力，或根據(jù)電電機車額定定的牽引力力計算出列列車中的礦車數(shù)。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學（二）制動動狀態(tài)F=0，制動動力B、靜阻力Wj、慣性力Wa使列車減速速運行。。式中b—制動減速速度，m/s2；該式已考慮a的的方向，計算時只只代入絕對對值即可；；i—軌道坡度度，上坡制動時取““+”號，下坡制動時取““—”號。利用上式可求出在不同條件件下制動裝裝置產(chǎn)生的的制動力，或者給定制動動力，求出減速度度及制動距離。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學二、電機車牽引引力取電機車的的一個主動輪對為隔離體體。根據(jù)力(力力矩)的平平衡條件得得：式中R——主動輪輪對輪緣半徑，m；P0——電機車車分配在該該主動輪對對上的質(zhì)量量，又稱黏著質(zhì)量，t；M——電動機機傳遞到該該主動輪對對的轉(zhuǎn)矩，N·m。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學解方程組得得：結(jié)論：主動動輪對得到到一個轉(zhuǎn)矩M以后，軌面面對接觸點點O產(chǎn)生一一個摩擦力F0，它的方向向與列車運運行方向相相同。正是是這個摩擦擦力F0。克服了列列車的運行行阻力WC而使列車向向前平移運運動。對于機車來來說，F(xiàn)0是牽引列車車向前運動動的外力，稱為牽引力。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學F0與WC因大小相等等、方向相相反，且作作用在兩條條平行線上上，形成一對力偶。該力偶與轉(zhuǎn)矩M大小相等而而方向相反反，使轉(zhuǎn)矩矩M得以平衡，從而使輪輪緣上的O點不致于沿軌面面滑動。這樣，就就使輪緣與與軌面互相相接觸的那那一點好像像黏著在一起一樣樣，所以F0又稱為黏著力。第四章礦礦用電機機車遼寧工程技技術(shù)大學主動輪對能能夠產(chǎn)生的的最大牽引引力為：F0max=P0gψ式中F0max———一一個個主主動動輪輪對對產(chǎn)產(chǎn)生生的的最最大大牽牽引引力力，，Nψ———黏著著系系數(shù)數(shù)為保證證該主主動動輪輪對對在在軌軌道道上上不發(fā)生生相相對對滑動動，則則必必須須滿滿足足：：F0≤P0gψ———單個個輪對對的的黏著著條條件件第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學對于于整整臺臺電電機機車車，，能能夠夠產(chǎn)產(chǎn)生生的的最最大大輪緣緣牽牽引引力力為F=Pngψ式中中Pn———電電機機車車的的黏黏著著質(zhì)質(zhì)量量，，t，，若若電電機機車車的的全部部輪輪對對均為為主動動輪輪對對，則則其其黏著著質(zhì)質(zhì)量量等于于電電機車車的總質(zhì)質(zhì)量量P。整臺臺電電機機車車的的黏黏著著條條件件是是：F≤≤Pngψ式中中F———電電機機車車為為克克服服列列車車運運行行阻阻力力所所必必須須提提供供的的牽牽引引力力。。為了了使使列列車車能能按按預(yù)預(yù)定定的的狀狀態(tài)態(tài)運運行行，，必必須須滿滿足足電電機機車車的的黏黏著著條條件件。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學黏著著系系數(shù)數(shù)ψ：就就整整臺臺電電機機車車而而言言，，黏黏著著系系數(shù)數(shù)值值介于于滾動動摩摩擦擦系系數(shù)數(shù)值與與滑動動摩摩擦擦系系數(shù)數(shù)值之間間。對于于煤礦礦井井下下運運輸輸，電電機機車車的的黏黏著著系系數(shù)數(shù)按按表表選選取取。。第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學三、、電電機機車車的的制制動動力力分析析：：手動動機機械械閘閘制動動時時電電機機車車制動動力力的產(chǎn)生生以及及制制動動力力的影影響響因因素素。取電機機車車的的一個個制動動輪對對為隔離離體體：作用用于于該該輪輪對對上上的的力力有有：重力力：：P0g支承承反反力力：：N0正壓壓力力（（閘閘））：：N1摩擦擦力力（（閘閘））：：T0第四四章章礦礦用用電電機機車車遼寧寧工工程程技技術(shù)術(shù)大大學學摩擦擦力力T0，其其方方向向與與車車輪輪旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)方方向向相相反反，，大大小小為為T0=φN1φ———制制動動閘閘瓦瓦與與輪輪緣緣間間的的滑動動摩摩擦擦系系數(shù)數(shù)，其其數(shù)數(shù)值值與與閘閘瓦瓦材材料料、、列列車車運運行行速速度度和和閘閘瓦瓦單單位位面面積積上上所所受受的的正正壓壓力