礦用電機車概述

礦山固定機械與運輸設備新疆工程學院機械工程系第三章

礦用電機車學習目標：

了解礦用電機車的類型，掌握礦用電機車主要部件的結構。會正確操作礦用電機車，能夠維護、檢查它們的運行，并能解決運行中遇到的基本問題。

重點：

礦用電機車主要部件的結構；礦用電機車的運輸計算及運行理論。

難點：礦用電機車的運行理論。

學時分配：學習目標、重點與難點本章內容第四節(jié)礦用電機車運輸計算第五節(jié)刮板輸送機的安裝、運轉、維護及故障處理第三節(jié)礦用電機車運行理論第二節(jié)礦用電機車結構第一節(jié)礦用電機車概述第五節(jié)礦用電機車的運行、操作、維護及故障處理第一節(jié)礦用電機車概述一、礦用電機車的發(fā)展概況礦用架線式電機車

礦用蓄電池電機車二、礦用電機車的分類二、礦用電機車的分類1.直流架線式電機車架線式電機車的供電原理使用范圍：主要用于非瓦斯礦井以及一、二級瓦斯礦有新鮮風流的大巷中。二、礦用電機車的分類2.蓄電池式電機車使用范圍：

①用于有瓦斯、煤塵積存較多的巷道運輸；②用于巷道掘進運輸，以及產量較小巷道不太規(guī)則的運輸系統(tǒng)。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：在高沼氣瓦斯礦井的主要運輸巷道及掘進的巖石巷道內，應使用礦用增安型蓄電池電機車。工作過程：

蓄電池提供的直流電經隔爆插銷、控制器、電阻箱進入電動機，驅動電動機運轉。電動機通過傳動裝置帶動車輪轉動，從而牽引列車行駛。

二、礦用電機車的分類3.蓄電池式電機車分類

蓄電池電機車分為一般型、安全型和防爆特殊型三種。①一般型適用于無瓦斯煤塵爆炸危險的礦井巷道運輸。②安全型適用于有瓦斯、煤塵，但有良好通風條件，瓦斯、煤塵不能聚集的礦井巷道運輸。③防爆特殊型適用于瓦斯煤塵爆炸危險的礦井巷道運輸。第二節(jié)礦用電機車的結構礦用電機車的構造包括機械和電氣設備兩大部分。機械部分包括車架、輪對、軸承和軸承箱、彈簧托架、齒輪傳動裝置、撒砂裝置、制動裝置及連接緩沖裝置等；電氣部分包括牽引電動機、控制器、啟動電阻、受（集）電弓、自動開關、照明系統(tǒng)及電流表等。一、機械部分架線式電機車的基本結構

1-車架；2-軸（承條）箱；3-輪對；4-制動手輪；5-砂箱；6-牽引電動機；7-控制器；8-自動開關；9-啟動電阻器；10-受電弓；11-車燈；12-緩沖器及連接器1.車架車架是機車的整體框架。除了輪對和軸承箱，機車上的機械和電氣裝置都安裝在車架上。車架用彈簧托架支承在軸承箱上。車架的作用是用以組裝機車各部件和充實機車黏著質量。2.輪對作用是使牽引電動機的轉矩作用在軌道上產生機車的牽引力和制動力，使機車在軌道上通過車輪滾動平穩(wěn)運行。礦用電機車輪對1-車軸；2-輪心；3-輪箍；4-軸瓦；5-齒輪；6-軸頸

軸箱3.軸箱作用是固定、密封防護軸承，并利用軸承箱體兩側的導向槽將輪對連接到車架上，在機車行駛中可使輪對相對車架在一定范圍上下自由活動。

軸箱1-軸箱體；2-氈翻；3-止推環(huán)；4-滾動軸承；5-止推盞；6-軸箱端蓋；7-軸承壓蓋；8-座孔；9-滑槽4.彈簧托架彈簧托架l-均衡梁；2-板簧；3-軸箱；4-彈簧支架作用是緩和電機車在運行中所產生的振動，把電機車的質量比較均勻地分配到4個車輪上，因而具有防止機車脫軌的作用。45.齒輪傳動裝置礦用電機車的齒輪傳動裝置(a)單級開式齒輪傳動；(b)閉式齒輪減速箱1-抱軸承；2-掛耳傳動效率低傳動比較小

傳動效率比較高齒輪使用壽命高

6.制動裝置電機車制動裝置分為機械制動和電氣制動。機械制動是利用制動閘或制動器進行制動。電氣制動是牽引電動機的能耗制動，不需要專門設置，只是用控制器改變電氣線路。

制動裝置的作用是產生制動力矩，使運行中的電機車減速或停車。礦用電機車的手動制動裝置1-手輪；2-螺桿；3-襯套；4-螺母；5-均衡桿；6-拉桿；7、8-制動桿；9、10-閘瓦11-正反扣調節(jié)螺絲制動閘多為閘瓦式，用杠桿使閘瓦緊壓車輪踏面，借助閘瓦與車輪的摩擦力形成制動力矩。其操作方式有手動、氣動、液動。礦用電機車使用手動閘。7.撒砂裝置礦用機車撒砂裝置l、3-拉桿；2-搖臂；4-錐體；5-出砂導管；6-彈簧

8.緩沖連接裝置緩沖連接裝置的作用是簡便可靠地連接車輛，減緩車輛碰撞的沖擊。架線式電機車采用剛性緩沖器，蓄電池電機車采用彈簧緩沖器。

緩沖器及連接器

二、電氣部分電氣設備包括牽引電動機、控制器、啟動電阻、受電弓、自動開關和照明等。①牽引電動機的作用有兩個：牽引作用和制動作用。

②控制器的作用是控制電機車啟動、停止、調速、電氣制動和運行方向。

③受電器的作用是從接觸架線上取用電能。④啟動電阻的作用是限制牽引電動機的啟動電流。⑤自動開關與照明。

第三節(jié)礦用電機車運行理論一、電機車運行方程式

牽引狀態(tài)-有牽引力作用慣性狀態(tài)-無牽引力作用制動狀態(tài)-制動力作用電機車運行方程式1）靜阻力靜阻力包括基本阻力F0和坡道阻力Fi。

F0=1000（mD+mZ）gωFi=±1000（mD+mZ）gsinβ

列車運行全部靜阻力：Fj=F0+Fi=1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）

=1000（mD+mZ）g（ω±i）

mD-電機車質量，t；mZ-礦車組質量；g-重力加速度，取10m/s2；ω-列車運行的基本阻力系數;β-電機車在坡道上運行的傾角。

一、電機車運行方程式

2）慣性阻力

Fa=m（1+r）a=±1100a（mD+mZ）整理得出列車在牽引狀態(tài)下必須產生的牽引力為：

F=Fj+Fa=1000（mD+mZ）[（ω±sinβ）g±1.1a]慣性狀態(tài)列車運行方程式：

-Fj+Fa=-1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）+1100a（mD+mZ）=0即：（ω±sinβ）g-1.1a=0制動狀態(tài)列車運行方程式：-B-Fj+Fa=0即：B=Fa-Fj=1100a（mD+mZ）-1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）一、電機車運行方程式

二、電機車牽引力

保證電機車正常運行的條件是：車輪與軌道之間不產生相對滑動。Tk的最大值為：Tk=1000P0Ψ

為保證車輪在軌道上無相對滑動，單個主動輪對粘著條件應滿足：

Fk≤1000P0Ψ整臺電機車的粘著條件為：F≤1000PnΨ

Fk-車輪作用于軌道接觸點上的力，N；

Tk-車輪與軌道間的摩擦力，N；P0-機車作用在單個主動輪上的正壓力，KN；Ψ-輪緣與軌道間的粘著系數；F-電機車產生的全部牽引力，N；Pn-機車作用在全部主動輪對上的電機車重力，KN；

三、電機車制動力

對于單個輪對，制動力B0的值為

B0=N0φ

單個輪對制動力B0與粘著力Tk應滿足的關系為

B0≤Tk

整臺電機車上所能給出的制動力為B=Nφ≤1000PnΨ閘瓦總壓力的極限值為

注意：牽引力和制動力都必須小于粘著力。

第四節(jié)礦用電機車運輸計算①機車類型及其粘著重力選擇；②列車組成計算；③確定全礦電機車臺數。表3-6電機車類型及粘著重力

礦井年產量An/kt機車粘著重力/kN配用礦車/t架線式蓄電池式150～30030～7080以下1及以下300～60070～10080以下1～3900～180080～140803～5An＞1800140～20080～1205一、機車類型及其粘著重力選擇二、列車組成計算先計算

后試驗

再確定

①按列車啟動時的粘著條件計算出車組重力和礦車數。再用溫升條件、制動條件分別計算出牽引車數取其最小值。②按三個條件分別計算出每個允許的車組最大重力。然后取其最小值來確定礦車數。二、列車組成計算1.按電機車的粘著條件計算車組重力

F=1000（mD+mzh）[(ωzh/+ip)g+1.1a]≤1000mDngψ

算出列車牽引的重車組重力后，用下式求出礦車數二、列車組成計算2.按電機車的發(fā)熱條件驗算牽引電動機等效（值）電流不超過其長時電流值

（等效電流）Idz≤Ich（電動機長時電流）

T=tzh+tk計算結果若Idz≤Ich，則滿足要求；如果Idz≥Ich，則說明牽引電動機溫升條件不允許，應減少礦車組中的礦車數，重新驗算，直到滿足溫升條件為止。

3.按電機車的制動條件驗算《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：運送物料時列車的制動距離不得超過40m，運送人員時不得超過20m。計算重車組時必須符合這一規(guī)定。

重車沿直線下坡制動時需要的制動力為：

B=1000[（mD+n(mz1+m1)）][1.1a-(ωzh-ip)g]≤1000mDngψ《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，運送人員時速度不得超過3m/s,運人時負荷小，減速度大，容易在規(guī)定距離內制動停車。

三、全礦電機車臺數確定

1.每班所需運送的貨載次數fb2.每班所運人員次數fr《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，長度超過1.5km的主要行人平巷，上下班時必須采取機械運送人員的規(guī)定，若運距大于1.5km且礦井為兩翼開采時，一般取每班每翼運人一次，即fr=2次/班；運距小于1.5km，不用機械運送人員，取fr=0。

3.每班所運總次數fzfz=fb+fr

三、全礦電機車臺數確定

4.一臺機車一個班的循環(huán)次數f5.所工作的電機車臺數n06.全礦電機車總數n

n=n0+nb

第四節(jié)礦用電機車運行、操作、

維護與故障處理①每次開車前，應檢查巷道及軌道有無障礙物，檢查所牽引的車輛數是否超過規(guī)定，裝載情況是否符合要求；

②司機必須坐在座位上開車，不得坐在車幫上或車外開車，嚴禁將頭、手及身體露出車外；③機車行近巷道口、硐室口、彎道、道岔、坡度較大或噪聲大的地段，以及前面有車輛、行人時，都必須減速，并發(fā)出警號；④行車中如遇停電，必須將控制器手把拉回零位，待送電后重新啟動；⑤正常制動停車，應提前減速、采用機械制動，非緊急情況不準使用動力制動，嚴禁反向制動；一、電機車操作

⑥如果司機必須離開座位時，必須斷開自動開關，剎緊車閘，取下手把保管好，不得關閉車燈；

⑦不得用車閘控制列車的行車速度，列車應避免停在道岔上或彎道附近；

⑧臨時檢修時，必須落下集電器，應在列車占用軌道的前后40米處放置停車檢修警示牌；

⑨必須按規(guī)定信號行車，聽從跟車工和調度員的指揮，正常運輸時，電機車必須在列車的最前端牽引；

⑩同一線路同一方向行駛時，兩車必須保持大于100米的距離，嚴禁追尾行駛。一、電機車操作

二、電機車維護

（1）檢查閘瓦磨損、更換并調整閘瓦間隙，清除閘瓦泥垢；

（2）檢查車輪有無裂紋，輪箍是否松動，車輪踏面磨損程度；

（3）檢查傳動齒輪及齒輪罩，有無松動和磨損；（4）檢查車架彈簧有無裂紋及失效，清除彈簧上的泥垢，在鉸接點及均衡梁之間進行注油；（5）檢查車體及各部螺栓、銷軸、開口銷是否齊全，螺栓是否緊固，銷軸和開口銷連接是否良好；（6）檢查連接裝置，是否有損傷、磨損超限；（7）檢查撤砂系統(tǒng)各部件是否齊全、砂管有無堵塞，與車輪、軌道的距離是否符合要求；（8）檢查制動系統(tǒng)的杠桿、銷軸是否靈活，并進行注油；二、電機車維護

（9）檢查受電器弓彈簧壓力是否足夠，滑板磨損程度，各框架、螺栓及銷子是否齊全完整；

（10）檢查電阻器是否斷裂，各接線端子是否松動，清掃塵垢

；

（11）檢查控制器的機械閉鎖裝置是否可靠，各接線端子有無松動現象；（12）電機車停運后立即檢查牽引電動機、軸瓦及油箱的情況，電動機溫度是否超過(75℃)，軸瓦溫度是否超限(65℃)，清除油箱積塵，定期注油、換油

；（13）照明燈是否完好，亮度是否足夠，熔斷器是否符合規(guī)定

；（14）對蓄電池電機車要檢查插銷與電纜的連接是否牢固，防爆性能是否良好。

三、電機車故障處理列車運行傷亡事故主要有:撞車、追尾、掉道碰人。這類事故的次數，約占平巷運輸事故次數的58%，死亡人數占平巷運輸死亡人數的56%。行車行人傷亡事故主要有：列車行駛中與在道中行走的人員相碰，與巷道狹窄障礙物多，無法躲避的人相碰，以及違章蹬、扒、跳車傷人。這類事故的次數，約占平巷運輸事故次數的39%，死亡人數占平巷運輸死亡人數的41%。

三、電機車故障處理行人違章

司機違章管理人員素質低

管理水平差1．事故原因2．預防措施①缺少碰頭或碰頭失效。②制動裝置不正常。③車燈損壞或照明距離不足。④連接裝置失常。⑤3t以上機車的撒砂裝置不正常或砂子質量不符合要求。⑥警鈴或喇叭不正常。⑦電氣防爆部分失去防爆性能。三、電機車故障處理事故案例三、電機車故障處理Thankyou！樹立質量法制觀念、提高全員質量意識。3月-233月-23Sunday,March19,2023人生得意須盡歡，莫使金