矿用电机车

3T及10T 矿用电机车结构原理

一概述

机车是轨道车辆运输的一种牵引设备，按使用的动力分，有电机车和内燃机车。牵引电机(或内燃机)驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。这种运行方式，它的牵引力不仅受牵引电机(或内燃机)功率的限制，还受车轮与轨面间的摩擦制约。机车运输能行驶的坡度有限制，运输轨道坡度一般为3‰，局部坡度不能超过30‰。

图3—1 架线式电机车的供电系统

1——牵引交流所；2——馈电线；3——馈电点；4——架空裸导线；

5——电机车；6——运输轨道；7——回电点；8——回电线；9——矿车架线式电机车运行时，受电弓与架空线间难免发生火花。因此架线式电机车只能在低沼气矿井进风(全风压通风)的主要运输巷道内使用，巷道支护必须使用不燃性材料；

一矿用电机车的机械结构

矿用电机车由机械和电气两大部分组成。机械部分的基本结构如图3—3所示，下面分别简述如下：

一、车架

车架是机车的主体，是由厚钢板焊接而成的框架结构。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。运行中因常受到冲击、碰撞，而产生变形，所以应加大钢板厚度或采取相应的增加车架刚度的措施。

图3—2 矿用电机车外形图

1—车架；2—轴承箱；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—起动电阻器；10—受电弓；11—车灯；12—缓冲器及连接器

二、轮对

轮对由两个车轮压装在一根轴上而成。车轮有两种，一种是轮箍和轮芯热压装在一起的结构(如图３—4)；另一种是整体车轮。前者的优点是轮箍磨损到极限时，只更换轮箍不用整个车轮报废。驱动轮对有传动齿轮，电动机经齿轮减速后带动轮对旋转。

矿用电机车的轮对

1——车轴；2——轮心；3——轮箍；4——轴瓦；5——齿轮；6——轴颈

三、轴箱

轴箱是轴承箱的简称，与轮对两端的轴颈配合安装，轴箱两侧的滑槽与车架上的导轨相配，上面有安放弹簧托架的座孔。车架靠弹簧托架支承在轴箱上，轴箱是车架与轮对的连接点。轨道不平时，轮对与车架的相对运动发生在轴箱的滑槽与车架的导轨之间，并依靠弹簧托架起缓冲作用。

轴箱

1——轴箱体；2——毡圈；３——止推环；4——滚动轴承；5——止推盖；

6——轴箱端盖；7——轴承压盖；8——座孔；9——滑槽

四、弹簧托架

弹簧托架是一个组件，由弹簧、连杆、均衡梁组成。图３—6是一种使用板簧的弹簧托架。每个轴箱上座装一付板簧，板簧用连杆与车架相连。均衡梁在轨道不平或局部有凹陷时，起均衡各车轮上负荷的作用。

图3―6 弹簧托架

1——均衡梁；2——板簧；3——轴箱

五、齿轮传动装置

矿用电机车的齿轮传动装置有两种型式：一种是单级开式齿轮传动，其结构如图３—7（a）；另一种是两级闭式齿轮减速箱，其结构如图３—7（b）。开式传动方式传动效率低，传动比较小，而闭式齿轮箱传动效率较高，齿轮使用寿命较长。

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

六、制动装置

电机车的制动装置分为

㈠机械制动利用制动闸或制动器进行制动。矿用电机车的制动闸多是闸瓦式，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。操作方式有手动、气动和液动三种。手动操作的制动装置如图３—8

㈡电气制动两种。电气制动是牵引电动机的能耗制动，不需要专门设置，只须用控制器改变电气线路即可。

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

七、撒砂装置

机车上的撒砂装置，是用来向车轮前沿轨面上撒砂，以加大车轮与轨面间的摩擦系数。砂箱内装的砂子应是粒度不大于1mm的干砂。其结构如图所示。

矿用机车撒砂装置缓冲器及连接器

1、3拉杆；

2、摇臂；4、锥体；

5、出砂导管

6、弹簧

八、缓冲器及连接器

缓冲器设在车架的两端，用以承受冲撞。采用弹簧缓冲器能减轻冲击。

连接器用来连接被牵引的列车。为了能连接不同牵引高度的矿车，机车上的连接器做成多层接口。目前矿用电机车的连接器还多是手动摘挂，已有改用自动连接器的机车在使用。

二电机车的电气设备与控制

一、矿用电机车的电气设备

矿用电机车的电气设备主要包括牵引电动机、控制器、启动电阻、受电弓、自动开关与照明等。

(一)牵引电动机

牵引电动机是电机车的主要设备之一，目前主要采用直流串激电动机。由于矿井运输的工作特点和要求，电机外壳很坚固，且是全密封的，无通风装置，靠自然冷却。与其他激磁方式的直流电动机比较，直流串激电动机具有如下优点：

(1)直流串激电动机启动时，能以较小的启动电流获得较大的启动牵引力。因而在相同的牵引条件下，所要求的牵引电动机容量较小。

(2)直流串激电动机的牵引力和转速能根据列车行驶条件及运行阻力，自动地进行调节，这是由于它具有“软”牵引特性。如列车上坡运行或负荷较大时，电动机的转速将随着牵引力的增大而自动降低，既可保证安全运行，又不致向电网摄取过大的功率。

(3)两台串激电动机并联工作时，负荷分配比较均衡。如由于两台电动机特性有差异或前、后轴上的车轮轮缘直径不相等，而使两台电动机运转不完全同步，因其牵引特性较软，故两台电动机之间的负荷差异甚小(不超过5％～10％)。这样就可以避免在运行中因负荷不均而使某台电动机严重过载的现象。

(4)牵引电网的电压波动时，只影响直流串激电动机的转数，而不影响其牵引力。这就使电动机在牵引电网电压降低较大的情况下，仍可启动运行。