第三章 矿用电机车

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 ）
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。
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。
二、电机车维护
（1）检查闸瓦磨损、更换并调整闸瓦间隙，清除闸瓦泥垢； （2）检查车轮有无裂纹，轮箍是否松动，车轮踏面磨损程度； （3）检查传动齿轮及齿轮罩，有无松动和磨损； （4）检查车架弹簧有无裂纹及失效，清除弹簧上的泥垢，在铰接点及均衡梁之间 进行注油； （5）检查车体及各部螺栓、销轴、开口销是否齐全，螺栓是否紧固，销轴和开口 销连接是否良好； （6）检查连接装置，是否有损伤、磨损超限；
一、电机车操作
⑥如果司机必须离开座位时，必须断开自动开关，刹紧车闸， 取下手把保管好，不得关闭车灯； ⑦不得用车闸控制列车的行车速度，列车应避免停在道岔上或弯道附近； ⑧临时检修时，必须落下集电器，应在列车占用轨道的前后 40米处放置停车检修警示牌； ⑨必须按规定信号行车，听从跟车工和调度员的指挥， 正常运输时，电机车必须在列车的最前端牵引； ⑩同一线路同一方向行驶时，两车必须保持 大于100米的距离，严禁追尾行驶。
I dz
T=tzh+tk
I 2 zh t ch I 2 k t k T
t zh 1000 Lm 60v zp
1000 Lm tk 60 v kp
计算结果若Idz≤Ich，则满足要求； 如果Idz≥Ich，则说明牵引电动机温升条件不允许， 应减少矿车组中的矿车数，重新验算，直到满足温升条件为止。
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
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
传动效率低 传动比较小
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。
河南工程学院 安全工程系
第三章 矿用电机车
学习Leabharlann Baidu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。
N max
1000 Pn
注意：牵引力和制动力都必须小于粘着力。
第四节 矿用电机车运输计算
①机车类型及其粘着重力选择； ②列车组成计算；
③确定全矿电机车台数。
一、机车类型及其粘着重力选择
表3-6 电机车类型及粘着重力 矿井年产量An/kt 机车粘着重力/kN 架线式 150～300 300～600 900～1800 30～70 70～100 80～140 蓄电池式 80以下 80以下 80 1及以下 1～3 3～5 配用矿车/t
第三节 矿用电机车运行理论
一、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 ） =1000（mD+mZ）g（ω ±i）
P0-机车作用在单个主动轮上的正压力，KN；
Ψ -轮缘与轨道间的粘着系数； F-电机车产生的全部牵引力，N； Pn-机车作用在全部主动轮对上的电机车重力，KN；Pn
P
0
三、电机车制动力
对于单个轮对，制动力B0的值为 B0=N0φ
单个轮对制动力B0与粘着力Tk应满足的关系为 B0≤Tk
整台电机车上所能给出的制动力为 B=Nφ ≤1000PnΨ 闸瓦总压力的极限值为
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。
一、电机车运行方程式
2）惯性阻力
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]
三、全矿电机车台数确定
4.一台机车一个班的循环次数f
60Tb f / T
5.所工作的电机车台数n0
fz n0 f
6.全矿电机车总数n
n=n0+nb
第四节 矿用电机车运行、操作、 维护与故障处理
一、电机车操作
①每次开车前，应检查巷道及轨道有无障碍物，检查所牵引的车辆数是否超过规 定，装载情况是否符合要求； ②司机必须坐在座位上开车，不得坐在车帮上或车外开车，严禁将头、手及身体 露出车外 ； ③机车行近巷道口、硐室口、弯道、道岔、坡度较大或噪声大的地段，以及前面 有车辆、行人时，都必须减速，并发出警号 ； ④行车中如遇停电，必须将控制器手把拉回零位，待送电后重新启动； ⑤正常制动停车，应提前减速、采用机械制动，非紧急 情况不准使用动力制动，严禁反向制动；
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
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
（7）检查撤砂系统各部件是否齐全、砂管有无堵塞，与车轮、轨道的距离是否符
合要求； （8）检查制动系统的杠杆、销轴是否灵活，并进行注油；
二、电机车维护
（9）检查受电器弓弹簧压力是否足够，滑板磨损程度，各框架、螺栓及销子是否 齐全完整； （10）检查电阻器是否断裂，各接线端子是否松动，清扫尘垢 ； （11）检查控制器的机械闭锁装置是否可靠，各接线端子有无松动现象 ； （12）电机车停运后立即检查牵引电动机、轴瓦及油箱的情况，电动机温度是否 超过(75 ℃ )，轴瓦温度是否超限 (65 ℃)，清除油箱积尘，定期注油、换 油 ； （13）照明灯是否完好，亮度是否足够，熔断器是否符合规定 ；
3.按电机车的制动条件验算
《煤矿安全规程》规定：运送物料时列车的制动距离不得超过40m， 运送人员时不得超过20m。计算重车组时必须符合这一规定。 重车沿直线下坡制动时需要的制动力为：
B=1000[（mD+n(mz1+m1)）][ 1.1a-(ωzh-ip)g]≤1000mDngψ
a
L zd
m Dn g m D nm z1 m1 zh i p g 1.1m D nm z1 m1
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。
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
二、矿用电机车的分类
An＞1800
140～200
80～120
5
二、列车组成计算
先计算 后试验
再确定
①按列车启动时的粘着条件计算出车组重力和矿车数。 再用温升条件、制动条件分别计算出牵引车数取其最小值。 ②按三个条件分别计算出每个允许的车组最大重力。 然后取其最小值来确定矿车数。
二、列车组成计算
1.按电机车的粘着条件计算车组重力
k1 k 2 m b fb nm1
《煤矿安全规程》规定，长度超过1.5km的主要行人平巷，上下班时必
须采取机械运送人员的规定，若运距大于1.5km且矿井为两翼开采时，一般取每 班每翼运人一次，即fr=2次/班；运距小于1.5km，不用机械运送人员，取fr=0。
3.每班所运总次数fz
fz=fb+fr
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
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。
0.55v 2 zh
v 2 zh 2a t
m Dn g zh i p g m D nm z1 m1
《煤矿安全规程》规定，运送人员时速度不得超过3m/s,运人时负荷小，
减速度大，容易在规定距离内制动停车。
三、全矿电机车台数确定
1.每班所需运送的货载次数fb
2.每班所运人员次数fr
F=1000（mD+mzh）[(ω zh/+ip)g+1.1a]≤1000mDngψ
m zh

m Dn g
/ zh
i p 1.1a

mD
算出列车牵引的重车组重力后，用下式求出矿车数
m zh n m z1 m1
二、列车组成计算
2.按电机车的发热条件验算
牵引电动机等效（值）电流不超过其长时电流值 （等效电流）Idz≤Ich（电动机长时电流）
二、电机车牵引力
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。
Tk的最大值为：Tk=1000P0Ψ
为保证车轮在轨道上无相对滑动，单个主动轮对粘着条件应满足：
Fk≤1000P0Ψ 整台电机车的粘着条件为：F≤1000PnΨ
Fk-车轮作用于轨道接触点上的力， N； Tk-车轮与轨道间的摩擦力，N；
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 岩石巷道内，应使用矿用增安型蓄电池电机车。 工作过程：
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。
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
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。
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