矿用电机车设计

第一章绪论

煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一，是我们实现四个现代化的重要物质基础，但是我国煤炭工业的发展远不能适应整个国民经济发展的需求，为适应整个国民经济持续高速发展的需求，必须一更快的速度发展煤炭工业，然而，高速发展煤炭工业的出路在于机械化。

煤炭工业机械化是指采掘，支护，运输，提升机械化，而运输包括主要运输和辅助运输，电机车是主要运输设备的一种，我国电机车发展历史大致分为三个阶段：五十年代，仿制设计阶段，从无到有初步发展；六十年代，自行设计阶段；七十年代以后，标准化，系列化发展阶段，产品初步形成标准化，但是到了现代，我国生产的电机车远远不能满足生产能力不同的煤矿的需求。

第一节概述

CTY8/6-PG 车是在老的架线车的基础上，采用了增加电机车的某些机械性能经过全面该进后设计发明出来的，是一种有效的矿山主要运输设备。

CTY8/6-PG 型电机车主要用于上山，下山，平巷等综采工作面备的搬迁。可见，电机车的功用在煤矿行业，机械行业和国民经济中将具有不可忽视的地位。

（一）CTY8/6-PG主要特征，见表-1。

表—1 CTY8/6-PG主要特征

（二）CTY8/6-PG技术特点，见表-2。

表-2 CTY8/6-PG技术特点

第二章总体设计

第一节设计总则

1、煤矿生产，安全第一。

2、面向生产，力求实效，已满足用户最大的实际需求。

3、考虑到搬运为主要用途。

4、贯彻执行国家、部、专业的标准及有关规定。

5、技术比较先进，并要求多用途。

第二节已知条件

1、设计寿命：t=5000h

2、总体质量：m=8T

3、型号：蓄电池电机车

第三节电机车的组成和结构

一、电机车的外部结构图

电机车的外部结构图如图-1所示：

二、电机车的主要组成部分

（一）机车的主要结构：

1、车架

2、弹簧系统

3、轮对

4、制动系统

5、加砂系统

6、电动机

7、控制器

8、照明灯

9、信号灯10、蓄电池。车架是由左右两侧肋板组成，两端由弹性缓冲器。轮对轴承为圆锥滚柱轴承，两轮轴各装置单独电动机，由直齿直接带动。其中，控制器装在驾驶室内，用以操作电机车，制动可采用电气制动或是机械制动，加砂系统可加在路轨上，增大路轨与车轮间的黏着系数以防止启动和加速度时车轮滑动，制动时可采用加砂系统来实现要求。

三、机械部分

机械部分主要由车体、框架、走行部件、撒砂装置、司机室、弹簧装置及缓冲装置组成。它将牵引电动机产生的机械能传递给走行部件，为本机提供牵引动力，即轮缘牵引力。

（一）车体框架

车体框架简称车架，是由左侧板、右侧板，前、后端板和中间隔板成一体的框架式结构。车架通过四组钢板弹簧或弹簧支撑与走行部件的轴承箱上，将车架与行走部件连接起来。车架的前后端板上装有缓冲器，以减轻冲击和连挂矿车。车架的前部安装司机室，并设有顶棚。车架的后部或中部设有两条托架，电源装置座落在托架上，由四个插销连接固定。

（二）走行部件

走行部分主要由减速箱、轮对、轴承箱、弹簧联轴器、联轴器、牵引电动机托架、弹性吊挂等组成。

减速器是由球墨铸铁制造。箱体内装有大小锥齿轮和大小圆柱齿轮，分别用滚动轴承与箱体固定构成减速机构。减速箱内齿轮均采用润滑油润滑。

轮对由轮轴轮芯、轮圈组成，轮对两端有轴承箱，轴承箱内装有圆锥滚子轴承，车轮的滚动圆直径为580mm，轮圈材质为轮箍钢制成。

EXDⅡ

铭牌

EXDⅡ

图—1 电机车的外形结构

机车制动装置采用机械制动。制动时，司机按顺时针方向旋转手轮，通过丝杠、螺母带动横梁、拉杆及连杆，再带动左右制动闸瓦，可同时对两对轮对的内侧实行制动或缓解。当制动闸瓦磨损后，可以调整螺钉调节弹簧片，使制动闸瓦和轮缘间保持2~3mm的间隙，并用调整螺钉调节弹簧片，使闸瓦工作面与轮缘踏面间保持间隙均匀，保证制动效果。其结构如图-2所示：

图—2 机车制动装置

（三）撒沙装置

各车型撒砂装置均采用摇摆震动落砂原理，两组砂箱分别布置在两组轮对的外侧，在机车运行时，可随时操纵撒砂手柄或脚踏板进行撒砂。撒砂装置所用的砂子应经筛选、烘干方可使用。撒砂的作用是为了增大机车的粘着力，以保证机车的正常运行。如图-3所示：

加砂系统有两个操作手柄，安装在驾驶室内，上手柄操作前部加砂器，后手柄操作后加砂器，两手柄均由弹簧的弹力来恢复至原来的位置，当拉动一个手柄的手柄臂，将拉杆向左端拉伸，于是摇臂杆上提锥体，与砂底之间打开一缝隙可以使砂子从中落于导轨上，为了保证加砂系统的动作，加砂容器内必须装粒度不大于1mm的沙砾。

图—3 撒砂系统

（四）司机室

车棚与车架前端部件构成司机室。车棚由薄钢板焊接而成，可以防止雨水，落岩等，可以保护司机的人身安全。前端开有瞭望窗，右上角装有照明灯，后部为敞开式。司机室内设有司机控制器、制动手轮、撒砂手柄、蓄电池过放电容指示计、灯开关等。

（五）弹簧装置

弹簧装置由四组钢板弹簧组成。钢板弹簧分别悬挂在车架左右侧板上，支撑在对轴承箱上，主要起减震和缓冲作用。

（六）缓冲器

缓冲器安装在车架的前后端板上，主要起缓冲作用，以减轻对机车与矿车之间的冲击，并起到连挂矿车的作用。缓冲器外壳由铸钢材料组成，内部装有圆柱弹簧，用两个挡销与弹簧纵板组成缓冲器。

第四节选用电动机应考虑的主要问题

一、选用电动机应考虑的问题

1、根据负载性质和生产工艺对电动机启动、制动、反转、调速等要求选择电动机的类型。

2、根据负载的转矩、速度变化范围和启动频繁程度等要求来考虑电动机的升温限制、过载能力、启动转矩，选择电动机的功率并确定冷却方式。所选电动机功率应有余量。负荷率一般确定取0.8~0.9。过大备用功率会使电动机的功率降低，对感应电动机最大转矩的校验强度的机械造价提高。

3、根据适用场合环境条件，如温度、湿度、灰尘、瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构形式。

4、根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级和类别。

5、根据生产机械的最高转速和对电机调速系统的过渡性能要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机的额定转速。

除此之外，选择电动机必须符合节能的要求，考虑运行的可靠性设备的供货情况、备品条件的通用性、安装检修的难易度、以及产品的价格建设费用、运行和维护费用和生产过程中前后期电动机的功率等各种因素。

二、对电动机的用途的选择

对于石油、化工、煤矿等有爆炸性危险场合所选用的电动机多采用隔爆电机，其隔爆电动机可分为：防爆安全型（A）防爆型（B）和防爆充气型（F）等，其矿用的可在前面加“K”字样，也可不加。防爆电动机可采用YB系列。

YB系列的隔爆三相异步电动机的使用和维护要点：

1、安装前首先对隔爆电动机的防爆类型，防爆级别是否符合使用场合的要求，

转子堵住时间是否与保护继电器的性能相适应，