第二章电机车的运输计算

第二章 电机车的运输计算

一、原始资料和计算内容 一、原始资料和计算内容 1．原始资料

1)矿井及电机车运输巷道的沼气情况，以及机车线路巷道的支护和通风情况； 2)矿井年产量； 3)矿井工作制度； 4)达到设计年产量时，各运输巷道长度，班产量以及线路平均坡度或线路起终点标高； 5)各运输水平末期的上项各值； 6)出煤班的矸石产量； 7)矿车的技术特征；

8)供电机车用的交流电源电压等级； 9)运输线路平面图与纵断面图。 。 2．电要车运输计算的主要内容

1)机车类型及其粘着重力的选择； 2)列车组成计算； ’ 3)确定全矿电机车台数。 此外，对于架线式电机车还有牵引网路和牵引变流所的计算等。对蓄电池电机车，还有变流设备与充电室的有关计算。 二、机车类型及黏着质量的选择

合理选择电机车类型，是一个重要的技术经济问题。要解决这个问题，需要考虑一系列因素。其中最重要的是运输生产率。在一般条件下，可根据已知的年产量和瓦斯等级、运输距离等，参照下表选择电机车的类型及黏着质量。

三、列车组成计算

1．按电机车黏着条件计算车组质量

应考虑在电机车牵引重车组沿上坡启动加速时所需的牵引力，不超过黏着条件所允许的极限值计算车组质量。因此电机车的牵引力及其限制条件为

F=1 000(m D +Q Zh ))[(ωZh ’ + i P )g+1.1a]≤1000 m Dn g Ψ，KN

KN p i P Q R zh n zh ,110'1000-++∙≤

α

ωψ

式中 Q Zh —重车组质量,t

m D -机车质量，

tm Dn —电机车的黏着质量，t

Ψ—黏着系数，一般按撒砂启动，0.24； ωZh ’—重列车启动时阻力系数，见表1； i P —轨道线路平均坡度，一般取3％；

a —列车启动加速度，一般取0.04m ／s 2。

算出列车牵引的重车组质量后，用下式求出矿车个数

g

m m Q n z zh )(100011+=

式中 m Z1--每辆矿车的自身质量,t

m 1--每辆矿车的货载质量，t

式计算出的结果，圆整取较小整数。 2．按牵引电动机的发热条件验算

要求牵引电动机的等值电流值不超过它的长时电流值，即 I dZ ≤ I ch 式中 I dZ --等值电流；

I ch --电动机的长时电流。

电机车每个运输循环的等值电流按下述方法计算：

(1)计算牵引重列车和空列车分别达到全速稳态运行时电机车的牵引力 F Zh =1000[m D +n(m Z1+m 1)](ωZh -i P )g F k =1000[m D +nm Z1]](ωZh -+i P )g

式中 F Zh 、F k --重列车、空列车稳态运行时的机车牵引力，N ； ωZh 、ωk —重列车、空列车运行阻力系数，见表4。

(2)计算重列车、空列车稳态运行时分配到每台牵引电动机上的牵引力F Zh ’ 、F k ’

d zh zh n F F =

'

d

k k n F F =

'

式中 n —机车上牵引电动机的台数。

(3)查牵引电动机的特性曲线见图，得到重列车、空列车运行时，与F Zh ’ 、F k ’相对应的电动机电流值I Zh 、I k 及速度v Zh ’、v k 。

(4)计算一个运输循环电动机的等值电流 θ

α

+∙+∙=T t I t I I k

zh zh dx K 2

2

式中 α—调车系数，考虑调车时电动机需要工作的系数；运距小于1 000m 时取1．4；运 距为1 000m~2000m 时取1.25；运距大于2000m 时取1.15；

T —列车在最远线路上往返一次的纯运行时间，min ，T=t Zh +t k ； t Zh 、t k —重列车、空列车运行时间，min ；

Vzp 、Vkp —重列车、空列车平均速度，m ／s ，取Vzp=0.75Vzh 、Vkp=0.75v k ； L m 电机车到最远的一个装车站的距离，km ；

θ—两个运输循环中的休止时间，min ，取θ=18min~22min 。

计算结果若I dz ≤I ch ，则满足要求；若I dz > I ch ，则说明牵引电动机温升条件不允许，应减少车组中的矿车数，重新验算，直至满足温升条件为止。 3．按制动条件验算

为了安全起见，在进行制动条件验算时，一般按重列车在平均坡度上，下坡制动时的最

不利条件来验算，使其保证制动距离不超过《煤矿安全规程》所规定的数值。因此，电机车的制动力及其限制条件为

N i m m g n P B zh p z ),110(1000)(11ωα-+⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

+∙+= 电机车按黏着条件所给出的最大制动力为

N P B n ,1000ψ=

利用上式可求得重列车下坡制动时的减速度为

21111/,1000)(110)(1000)(1000s m m m g n P i m m g n P P a z p zh z n t ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

+∙+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡

+∙+=ωψ

式中 a —列车制动减速度，m ／s 2。

若按匀减速制动考虑，则求得的制动距离为 m a v L t

zh zd ,22

=

即

⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

+∙+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡

+∙++⨯

=

=

1000)(110)(1000)(10002211112

2

z p zh z n t

zh zd m m g n P i m m g n P P v a v L zh

ωψ

m i m m g n p P v p

zh n

zh

,1000

)

(1000255212

-++∙+

⨯

=

ωψ

式中 v zh —电机车开始制动时重列车的运行速度，m ／s

列车的制动距离《煤矿安全规程》规定： 四、全矿电机车台数的确定

全矿电机车台数的确定，按下述步骤进行计算。 1． 确定每台电机车在一个班内完成的循环次数

θ

+=

'60T T f b ，次/台*班

式中f —每台电机车每班完成的循环次数，次／(台·班)，圆整取较小整数； T b —每班运输工作时间，需运人时取7.5h ，不需运人时取7h ； T ’—电机车在加权平均运距上往返一次所需纯运行时间，min ；

min ,601000601000'''vp

p

zp

p k

zh

L v L t t

T +

=

+=