电机车讲义

三、架线式电机车的适用范围
因煤矿井下有瓦斯和煤尘等易燃易爆气体和粉尘， 为防止电机车引起瓦斯与煤尘燃烧、爆炸，《煤矿 安全规程》第三百四十七条对电机车的使用有明确 规定： （1）低瓦斯矿井进风（全风压通风）的主要运 输巷道内，可使用架线电机车，但巷道必须使用不 燃性材料支护。 （2）在高瓦斯矿进内（全风压通风）的主要运 输巷道内，应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或 矿用防爆柴油机车。如果使用架线电机车，必须遵 守下列规定：
轮对
图---4
矿用电机车的轮对组成部分 1——车轴；2——轮心； 3——轮箍；4——轴瓦； 5——齿轮；6——轴颈
转向架结构
3、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。
①沿煤层或穿过煤层的巷道必须砌 碹或锚喷支护。 ②有瓦斯涌出的掘进巷道的回风流， 不得进入有架线的巷道中。 ③采用炭素滑板或其他能减小火花 的集电器。 ④架线电机车必须装设便携式甲烷 检测报警仪。
（3）掘进的岩石巷道中，可使用矿用 防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴 油机车。 （4）瓦斯矿井的主要顺风巷和采区进、 回风巷内，应使用矿用防爆特殊型蓄电 池电机车或矿用防爆柴油机车。 （5）煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯 喷出区域中，如果在全风压通风的主要 风巷内机车运输，必须使用矿用防爆特 殊型蓄电池机车或矿用防爆柴油机车。
一、架线电机车使用条件
架线电机车是由供牵引用的硅 整流变电所提供电源的。它的适用 条件为周围空气温度最高＋40℃， 最低－30℃（采用电子元件的电机 车最低温度为－20℃）；
二、架线式电机车的型号
电机车的型号是由汉语拼音字母和阿 拉伯数字组成的一组代号，表示电机车的主 要技术特征。 例如，ZK14－9/550型的含义是：粘 着质量为14t、轨距为900mm、额定电压为 550V的架线矿用电机车。 我矿使用的电机车就有上述型号的架线式 电机车。并且是主力机型。
第四节 架线式电机车的电气结构
一、架线电机车的电气结构 架线电机车的电气设备有集电器、自动开关、电阻器、控 制器、照明装置和牵引电动机等。 （一）集电器 架线电机车的集电器也称集电弓、受电器，是架线电机车 从架线上取用电能的装置。集电器按接触方式分为滑动式 和滚动式2种。 集电器与架空线接触时应保持一定的压力。井下集电器与 架空线的接触力一般为39～49N，地面专用电机车的接 触压力一般为49～69N，这样才能保证接触电阻小、火 花少。
3.直流串励电动机的工作原理
它有一对磁极，在可以转动的圆柱形铁芯 上，装有一匝线圈，线圈的两端分别接在两块 相互绝缘的铜片上称为换向器，每个铜片称为 换向片，换向器上装有接通外电路的电刷“A” 和“B”。当电刷通入直流电时，则线圈中有电 流流过，闭合线圈在磁场中产生电磁力使闭合 线圈产生旋转运动，所受的电磁力，可按左手 定则判定，当线圈转过90 0 时，线圈中没有电 流，作用力等于零，但由于惯性的作用电枢继 续转动，通过换向器自动改变了线圈的电流方 向，使电磁转矩的方向始终不变，电动机始终 按一个方向继续转动。
三、矿用电机车的作用
主要用于井下运输大巷、盘区、 掘进面和地面的长距离运输。它相 当于铁路运输中的电气机车头，牵 引着由矿车或人车组成的列车在轨 道上行走，完成对煤炭、矸石、材 料、设备、人员的运送。因此，该电 机车称为矿用电机车。井下架线式 电机车只在运输大巷运行。
四.矿用架线式电机车的组成
矿用电机车由两部分组成：机 械部分和电气部分组成。 机械部分包括：车架、轮对、 轴承箱、弹簧托架、制动装置、撒 砂装置、连接缓冲装置等。 电气部分包括：直流串激电动 机、控制器、电阻箱、受电弓、空 气自动开关。
第二节 矿用架线式电机车的类型
煤矿用电机车是指轨距为窄轨的电机 车。按电机车的粘着质量可分为2.5t、 5t、7t、8t、10t、12t、14t、20t等；按 电压等级可为：250V和550V等；按轨 距可分为：600mm、 762mm和900mm 三种。电机车按安全性能可分为增安型、 隔爆型和防爆特殊型3种。
第三节 电机车的机械结构
电机车的机械部分包括车架、 轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、 齿轮传动装置、制动装置、撒砂装 置、连接缓冲装置及空气压缩系统 等。
1、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。通常机电车的车 架按不同机型、不同位置用20～50mm 厚的钢板焊成。
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8、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。
9、压气装置
为架线式电机车提供气动制动 力、鸣号等。
4.直流串励电动机的调速
（
四）照明装置
照明装置是为电机车提供照明 的灯具。它由前后车灯、控制开关、 熔断器、降压电阻等组成。电源取 自架空线，有的靠电阻降压供电， 有的经逆变器供电。
（五）控制器
控制器是用来操作电机车的启动、调速、停止、 电气制动、前进或后退。控制器由换向器和主控制 器两部分组成。 1.换向器 换向器是用来改变电机车前进或后退方向用的。换 向器手柄采用扳手式。 2.主控制器 主控制器具有完成电机车的启动、调速以及电气制 动等功能。为了防止误操作，在主控制器与换向器 之间装有机械闭锁装置，这种装置可以保证： （1）只有当主控制器手柄在“零”位时，才能扳 动换向器手柄，以确保在电动机断电情况下进行换 向。
轴箱的主要组成部分 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



4、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。每个轴箱座上装一付板簧，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。 1——均衡梁；2——板簧；3——轴箱
空压机是气制动的动力源，在架线式电机车运行中 根据需要进行空气制动、空气撒砂、升降受电弓、鸣 笛等。空压机的工作压力一般调正为4.5· · 6KG. 空气压缩系统由空压机、使空压机工作的直流电 动机、风包、压气控制开关、安全阀、止回阀、油水 分离器、气喇叭、汽筒阀、压力表、气缸脚踏制动阀、 气弓升降阀等组成。
电机车控制器
电机车控制器
（2）只有当换向器手柄先置于“前进” 或“后退”位置时，才能转动主控制器 手柄，即换向器手柄在“零”时，主控 制器手柄不能转动，这样可以确保司机 正确选择行驶方向。 （3）当换向器手柄在1台电动机工作位 置时，主控制器手柄不能转到电气制动 和2台电动机并联工作时的位置。
矿用电机车外形
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
电机车外形
2、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—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
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
五、矿用电机车的工作过程
架线式电机车的作用是：牵引矿车在轨道上运行完成 运输。（相当于火车的电气机车头）
架线式电机车的工作过程高压交流电经硅整 流变电所降压、整流后，正极接到架空线上， 负极接到铁轨上。机车上的受电弓与架空线接 触，将电流引入车内，再经空气自动开关、控 制器、电阻箱进入牵引电动机，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。从电动机流出的电流经轨道流 回硅整流变电所。
6、机械制动装置
电机车的制动装置分为 一、机械制动 、二、液压制动、三、 气体制动。 利用制动闸或制动器进行制动。矿用架线 式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— 8
制动装置
图--8
电机车讲义
矿用架线式电机车
知识点 矿用电机车的作用及组成 矿用电机车的工作过程 矿用电机车的机械结构 矿用电机车的电器结构
第一节 矿用电机车概述
一、矿用电机车是指在宽度小于1435mm的铁路上行 驶的窄轨运输设备。它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 的摩擦因素的制约。电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‰。 电机车运输是煤矿生产流程中的一个主要环节。井 下电机车运输系统由供电装置、电机车、矿车、轨道和 通讯、信号装置组成。
弹簧托架
图---6
5、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； 另一种是两级闭式齿轮减速箱，其结构如图。 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。
齿轮传动装置的作用，一是将牵引 电动机的转矩传递给轮对，二是进行变 速。
二、作为井下平巷运输的主要方式，电机车运输有下 列优点： （1）运输能力大。 （2）对巷道布置的适应性强。 （3）煤和不同煤种的运输以及全部辅助运输既可以统 一解决，又能兼作车场调车工作，减少辅助设备。 （4）大巷断面可充分利用。 （5）吨千米运输费用比较低。 （6）设备供应条件好，品种多，有选择余地。 （7）可代替一定容量的煤仓。 虽然电机运输有很多优点，但是也存在着一定的 不足，如基本建设投资大，架线式电机车运输容易造 成不良的泄漏电流、蓄电池式电机车运输成本较高。
（六）牵引电动机
牵引电动机是架线电机车的主要电气设 备之一，目前广泛使用在电机车上的牵引电 动机为直流串励电动机。 1.直流串励电动机的特点 （1）启动转矩大、过载能力强。 （2）具有良好的牵引性能。 （3）抗干扰能力强。
2.直流串励电动机的结构
直流牵引电动机主要由两大部分组成，一是称为 磁场的静止部分（即定子），另一是称为电枢的旋转 部分（即转子）。 （1）定子：它由机座、主磁极、励磁绕组、电刷等 组成，是直流串励电动机产生磁场的部分。 （2）转子：它由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转 轴和风叶等组成。 （3）其他部件：换向器通过电刷与外电路接通。端 盖一般用铸铁或铸钢制成，通常作转子的支撑和安装 轴承之用。
（二）自动开关
自动开关是架线车的电源开关，也是 电机车电气主回路的短路和过负荷时 的自动保护装置。如图所示。
电机车自动开关
（三）电阻器
电机车使用的电阻器有2个作用， 一组是串联在牵引电动机电枢回路 中，起限流和降压作用，供电能耗 制动；另一组是串联在照明回路中 作降压照明用。如图所示。
电机车电阻器