矿用电机车概述
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新疆工程学院 机械工程系
第三章 矿用电机车
学习目标、重点与难点
❖ 学习目标：
了解矿用电机车的类型，掌握矿用电机车主要部件的结构。会正确操作 矿用电机车，能够维护、检查它们的运行，并能解决运行中遇到的基 本问题。
❖ 重点：
矿用电机车主要部件的结构； 矿用电机车的运输计算及运行理论。
❖ 难点：
矿用电机车的运行理论。
制动闸多为闸瓦式，用杠杆使 闸瓦紧压车轮踏面，借助闸瓦 与车轮的摩擦力形成制动力矩。 其操作方式有手动、气动、液 动。矿用电机车使用手动闸。
矿用电机车的手动制动装置 1-手轮；2-螺杆；3-衬套；4-螺母；5-均衡杆；6-拉 杆；7、8-制动杆；9、10-闸瓦11-正反扣调节螺丝
7.撒砂装置
矿用机车撒砂装置 l、3-拉杆；2-摇臂；4-锥体；5-出砂导管；6-弹簧
保证电机车正常运行的条件是：车轮与轨道之间不产生相对滑动。
第三节 矿用电机车运行理论
பைடு நூலகம்、电机车运行方程式
牵引状态-有牵引力作用
惯性状态-无牵引力作用
制动状态-制动力作用
一、电机车运行方程式
1）静阻力
静阻力包括基本阻力F0和坡道阻力Fi。 F0=1000（mD+mZ）gω Fi=±1000（mD+mZ）gsinβ 列车运行全部静阻力： Fj= F0+ Fi=1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）
❖ 学时分配：
本章内容
第一节 矿用电机车概述 第二节 矿用电机车结构 第三节 矿用电机车运行理论 第四节 矿用电机车运输计算 第五节 刮板输送机的安装、运转、维护及故障处理 第五节 矿用电机车的运行、操作、维护及故障处理
第一节 矿用电机车概述
一、矿用电机车的发展概况
矿用架线式电机车
矿用蓄电池电机车
2.轮对
作用是使牵引电动机的转矩作用在轨道上产生机车的牵 引力和制动力，使机车在轨道上通过车轮滚动平稳运行。
轴箱
矿用电机车轮对 1-车轴；2-轮心；3-轮箍；4-轴瓦；5-齿轮；6-轴颈
3.轴箱
作用是固定、密封防护轴承，并利用轴承箱体两侧的导向槽将轮对连接 到车架上，在机车行驶中可使轮对相对车架在一定范围上下自由活动。
第二节 矿用电机车的结构
矿用电机车的构造包括机械和电气设备两大部分。 机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、齿轮传动装置、撒 砂装置、制动装置及连接缓冲装置等； 电气部分包括牵引电动机、控制器、启动电阻、受（集）电弓、自动开关、 照明系统及电流表等。
一、机械部分
架线式电机车的基本结构
=1000（mD+mZ）g（ω±i）
mD-电机车质量，t； mZ-矿车组质量； g-重力加速度，取10m/s2； ω-列车运行的基本阻力系数;
β-电机车在坡道上运行的倾角。
2）惯性阻力
一、电机车运行方程式
Fa=m（1+r）a=±1100a（mD+mZ）
整理得出列车在牵引状态下必须产生的牵引力为：
F=Fj+Fa=1000（mD+mZ） [（ω±sinβ）g±1.1a]
岩石巷道内，应使用矿用增安型蓄电池电机车。 工作过程：
蓄电池提供的直流电经隔爆插销、控制器、电阻箱进入电动机，驱动 电动机运转。电动机通过传动装置带动车轮转动，从而牵引列车行驶。
二、矿用电机车的分类
3.蓄电池式电机车分类
蓄电池电机车分为一般型、安全型和防爆特殊型三种。 ①一般型适用于无瓦斯煤尘爆炸危险的矿井巷道运输。 ②安全型适用于有瓦斯、煤尘，但有良好通风条件，瓦斯、煤尘不能聚集的 矿井巷道运输。 ③防爆特殊型适用于瓦斯煤尘爆炸危险的矿井巷道运输。
1-车架；2-轴（承条）箱；3-轮对；4-制动手轮；5-砂箱；6-牵引电动机；7-控制器； 8-自动开关；9-启动电阻器；10-受电弓；11-车灯；12-缓冲器及连接器
1.车架
车架是机车的整体框架。 除了轮对和轴承箱，机车上 的机械和电气装置都安装在 车架上。车架用弹簧托架支 承在轴承箱上。
车架的作用是用以组装机车 各部件和充实机车黏着质量。
传动效率低 传动比较小
矿用电机车的齿轮传动装置 (a)单级开式齿轮传动；(b)闭式齿轮减速箱
1-抱轴承；2-挂耳
传动效率比较高 齿轮使用寿命高
6.制动装置
电机车制动装置分为机械制动和电气制动。 机械制动是利用制动闸或制动器进行制动。 电气制动是牵引电动机的能耗制动，不需 要专门设置，只是用控制器改变电气线路。 制动装置的作用是产生制动力矩，使运行 中的电机车减速或停车。
❖惯性状态列车运行方程式 ： -Fj+Fa=-1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）+ 1100a（mD+mZ）=0
即：（ω±sinβ）g-1.1a=0 ❖制动状态列车运行方程式 ：
-B-Fj+Fa=0 即：B=Fa-Fj=1100a（mD+mZ）-1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）
二、电机车牵引力
二、矿用电机车的分类
二、矿用电机车的分类
1.直流架线式电机车
架线式电机车的供电原理
使用范围：主要用于非瓦斯矿井以及一、二级瓦斯矿有新鲜风流的大巷中。
二、矿用电机车的分类
2.蓄电池式电机车
使用范围： ①用于有瓦斯、煤尘积存较多的巷道运输 ； ②用于巷道掘进运输，以及产量较小巷道不太规则的运输系统。 《煤矿安全规程》规定：在高沼气瓦斯矿井的主要运输巷道及掘进的
1-轴箱体；2-毡翻； 3-止推环；4-滚动轴承； 5-止推盏；6-轴箱端盖； 7-轴承压盖；8-座孔； 9-滑槽
轴箱
4.弹簧托架
作用是缓和电机车在运行中所产生的振动，把电机车的质量 比较均匀地分配到4个车轮上，因而具有防止机车脱轨的作用。
4
弹簧托架 l-均衡梁；2-板簧；3-轴箱；4-弹簧支架
5.齿轮传动装置
8.缓冲连接装置
缓冲连接装置的作用是简便可靠地连接车辆，减缓车辆碰撞的冲击。 架线式电机车采用刚性缓冲器，蓄电池电机车采用弹簧缓冲器。
缓冲器及连接器
二、电气部分
电气设备包括牵引电动机、控制器、启动电阻、受电弓、自动开关和 照明等。 ①牵引电动机的作用有两个：牵引作用和制动作用。 ②控制器的作用是控制电机车启动、停止、调速、电气制动和运行方 向。 ③受电器的作用是从接触架线上取用电能。 ④启动电阻的作用是限制牵引电动机的启动电流。 ⑤自动开关与照明。
第三章 矿用电机车
学习目标、重点与难点
❖ 学习目标：
了解矿用电机车的类型，掌握矿用电机车主要部件的结构。会正确操作 矿用电机车，能够维护、检查它们的运行，并能解决运行中遇到的基 本问题。
❖ 重点：
矿用电机车主要部件的结构； 矿用电机车的运输计算及运行理论。
❖ 难点：
矿用电机车的运行理论。
制动闸多为闸瓦式，用杠杆使 闸瓦紧压车轮踏面，借助闸瓦 与车轮的摩擦力形成制动力矩。 其操作方式有手动、气动、液 动。矿用电机车使用手动闸。
矿用电机车的手动制动装置 1-手轮；2-螺杆；3-衬套；4-螺母；5-均衡杆；6-拉 杆；7、8-制动杆；9、10-闸瓦11-正反扣调节螺丝
7.撒砂装置
矿用机车撒砂装置 l、3-拉杆；2-摇臂；4-锥体；5-出砂导管；6-弹簧
保证电机车正常运行的条件是：车轮与轨道之间不产生相对滑动。
第三节 矿用电机车运行理论
பைடு நூலகம்、电机车运行方程式
牵引状态-有牵引力作用
惯性状态-无牵引力作用
制动状态-制动力作用
一、电机车运行方程式
1）静阻力
静阻力包括基本阻力F0和坡道阻力Fi。 F0=1000（mD+mZ）gω Fi=±1000（mD+mZ）gsinβ 列车运行全部静阻力： Fj= F0+ Fi=1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）
❖ 学时分配：
本章内容
第一节 矿用电机车概述 第二节 矿用电机车结构 第三节 矿用电机车运行理论 第四节 矿用电机车运输计算 第五节 刮板输送机的安装、运转、维护及故障处理 第五节 矿用电机车的运行、操作、维护及故障处理
第一节 矿用电机车概述
一、矿用电机车的发展概况
矿用架线式电机车
矿用蓄电池电机车
2.轮对
作用是使牵引电动机的转矩作用在轨道上产生机车的牵 引力和制动力，使机车在轨道上通过车轮滚动平稳运行。
轴箱
矿用电机车轮对 1-车轴；2-轮心；3-轮箍；4-轴瓦；5-齿轮；6-轴颈
3.轴箱
作用是固定、密封防护轴承，并利用轴承箱体两侧的导向槽将轮对连接 到车架上，在机车行驶中可使轮对相对车架在一定范围上下自由活动。
第二节 矿用电机车的结构
矿用电机车的构造包括机械和电气设备两大部分。 机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、齿轮传动装置、撒 砂装置、制动装置及连接缓冲装置等； 电气部分包括牵引电动机、控制器、启动电阻、受（集）电弓、自动开关、 照明系统及电流表等。
一、机械部分
架线式电机车的基本结构
=1000（mD+mZ）g（ω±i）
mD-电机车质量，t； mZ-矿车组质量； g-重力加速度，取10m/s2； ω-列车运行的基本阻力系数;
β-电机车在坡道上运行的倾角。
2）惯性阻力
一、电机车运行方程式
Fa=m（1+r）a=±1100a（mD+mZ）
整理得出列车在牵引状态下必须产生的牵引力为：
F=Fj+Fa=1000（mD+mZ） [（ω±sinβ）g±1.1a]
岩石巷道内，应使用矿用增安型蓄电池电机车。 工作过程：
蓄电池提供的直流电经隔爆插销、控制器、电阻箱进入电动机，驱动 电动机运转。电动机通过传动装置带动车轮转动，从而牵引列车行驶。
二、矿用电机车的分类
3.蓄电池式电机车分类
蓄电池电机车分为一般型、安全型和防爆特殊型三种。 ①一般型适用于无瓦斯煤尘爆炸危险的矿井巷道运输。 ②安全型适用于有瓦斯、煤尘，但有良好通风条件，瓦斯、煤尘不能聚集的 矿井巷道运输。 ③防爆特殊型适用于瓦斯煤尘爆炸危险的矿井巷道运输。
1-车架；2-轴（承条）箱；3-轮对；4-制动手轮；5-砂箱；6-牵引电动机；7-控制器； 8-自动开关；9-启动电阻器；10-受电弓；11-车灯；12-缓冲器及连接器
1.车架
车架是机车的整体框架。 除了轮对和轴承箱，机车上 的机械和电气装置都安装在 车架上。车架用弹簧托架支 承在轴承箱上。
车架的作用是用以组装机车 各部件和充实机车黏着质量。
传动效率低 传动比较小
矿用电机车的齿轮传动装置 (a)单级开式齿轮传动；(b)闭式齿轮减速箱
1-抱轴承；2-挂耳
传动效率比较高 齿轮使用寿命高
6.制动装置
电机车制动装置分为机械制动和电气制动。 机械制动是利用制动闸或制动器进行制动。 电气制动是牵引电动机的能耗制动，不需 要专门设置，只是用控制器改变电气线路。 制动装置的作用是产生制动力矩，使运行 中的电机车减速或停车。
❖惯性状态列车运行方程式 ： -Fj+Fa=-1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）+ 1100a（mD+mZ）=0
即：（ω±sinβ）g-1.1a=0 ❖制动状态列车运行方程式 ：
-B-Fj+Fa=0 即：B=Fa-Fj=1100a（mD+mZ）-1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）
二、电机车牵引力
二、矿用电机车的分类
二、矿用电机车的分类
1.直流架线式电机车
架线式电机车的供电原理
使用范围：主要用于非瓦斯矿井以及一、二级瓦斯矿有新鲜风流的大巷中。
二、矿用电机车的分类
2.蓄电池式电机车
使用范围： ①用于有瓦斯、煤尘积存较多的巷道运输 ； ②用于巷道掘进运输，以及产量较小巷道不太规则的运输系统。 《煤矿安全规程》规定：在高沼气瓦斯矿井的主要运输巷道及掘进的
1-轴箱体；2-毡翻； 3-止推环；4-滚动轴承； 5-止推盏；6-轴箱端盖； 7-轴承压盖；8-座孔； 9-滑槽
轴箱
4.弹簧托架
作用是缓和电机车在运行中所产生的振动，把电机车的质量 比较均匀地分配到4个车轮上，因而具有防止机车脱轨的作用。
4
弹簧托架 l-均衡梁；2-板簧；3-轴箱；4-弹簧支架
5.齿轮传动装置
8.缓冲连接装置
缓冲连接装置的作用是简便可靠地连接车辆，减缓车辆碰撞的冲击。 架线式电机车采用刚性缓冲器，蓄电池电机车采用弹簧缓冲器。
缓冲器及连接器
二、电气部分
电气设备包括牵引电动机、控制器、启动电阻、受电弓、自动开关和 照明等。 ①牵引电动机的作用有两个：牵引作用和制动作用。 ②控制器的作用是控制电机车启动、停止、调速、电气制动和运行方 向。 ③受电器的作用是从接触架线上取用电能。 ④启动电阻的作用是限制牵引电动机的启动电流。 ⑤自动开关与照明。