礦井運輸與提升 機(jī)車運輸

1、第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 第四章 機(jī)車運輸 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-252 4.1 概述 礦用機(jī)車分類：礦用機(jī)車分類： 按使用動力不同，礦用機(jī)車分內(nèi)燃機(jī)車和電機(jī)車兩種。 按電源性質(zhì)不同，電機(jī)車有交流的和直流的，礦井提升中以后者 應(yīng)用最廣。 按供電方式不同，直流電機(jī)車分架線式、蓄電池式、架線蓄電池 式電機(jī)車和架線電纜電機(jī)車等幾種。 注意：注意： 機(jī)車運輸線路坡度有限制，運輸軌道坡度一般為3，局部坡 度不能超過30。 我國井下架線電網(wǎng)的直流電壓有100V、250V和550V三種。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-253 介紹

2、兩種主要電機(jī)車 （1）架線式電機(jī)車）架線式電機(jī)車 交流電在變流所整流后，正極接在架空線上，負(fù)極接在軌道上。 架空線是沿運輸軌道上空架設(shè)的裸導(dǎo)線，機(jī)車上的受電器（集電弓） 與架空線接觸，將電流引入車內(nèi)，經(jīng)車上的控制器和牽引電動機(jī)，再 經(jīng)軌道流回。 因此，架線式電機(jī)車的軌道必須按電流回路的要求接通。其供電 系統(tǒng)見圖4-1。 4.1 概述 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-254 圖圖4-1 架線式電機(jī)車的供電系統(tǒng)架線式電機(jī)車的供電系統(tǒng) 1牽引變流所；2饋電線；3受電弓；4架空線；5回電線； 6電機(jī)車；7礦車；8軌道 4.1 概述 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-255 第

3、四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-256 （2）蓄電池式電車機(jī)）蓄電池式電車機(jī) 蓄電池式電車機(jī)是用機(jī)車上攜帶的蓄電池組供給電能的。電機(jī)車的 蓄電池放電到規(guī)定值時需要更換、充電。蓄電池的充電一般在井下充電 房進(jìn)行。因此，每臺電機(jī)車須配備23套蓄電池組。 這種機(jī)車的優(yōu)點是這種機(jī)車的優(yōu)點是：無火花引爆危險，適合在有瓦斯的礦山使用； 不須架式，運輸線路不受限制，使用靈活，對于產(chǎn)量較小、巷道不太規(guī) 則的運輸系統(tǒng)和巷道掘進(jìn)運輸很適用。 其缺點是其缺點是：須設(shè)充電設(shè)備；初斯投資大；用電效率低，運輸費用也 較高。 4.1 概述 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-257 第四章第四章 機(jī)車

4、運輸機(jī)車運輸 2021-7-258 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-259 礦用電機(jī)車有下列一些優(yōu)點：礦用電機(jī)車有下列一些優(yōu)點： 牽引力大。電機(jī)車采用直流串激牽引電動機(jī)，該電動機(jī)特性能使機(jī) 車獲得較大的牽引力。 維護(hù)費用小。電機(jī)車運行速度較高，最高可達(dá)26km/h，而且只需 一個司機(jī)操作就可以，所需輔助人員少，維護(hù)簡單，動力消耗不大。 可改善勞動條件。電機(jī)車運行不受氣候的影響，由于采用電力拖動 ，不會產(chǎn)生廢氣，避免了空氣污染，大大改善了井下作業(yè)環(huán)境。 礦用電機(jī)車的缺點：礦用電機(jī)車的缺點： 基建投資較大（架線式電機(jī)車要鋪設(shè)軌道、安裝架空線、設(shè)置牽 引變流所）；架線式電機(jī)車需要有較大

5、的巷道斷面，會產(chǎn)生不良的雜 散（漏電）電流，而蓄電池式電機(jī)車蓄電池組成本較高。 4.1 概述 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2510 窄軌礦用架線式電機(jī)車型號及主要技術(shù)性能參數(shù)識別 Z K 3 - 7 / 250 架線電壓為250V 電機(jī)加軌距為762mm 電機(jī)車質(zhì)量為3t 礦用電機(jī)車 直流電動機(jī) 4.1 概述 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2511 4.2 礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備及電氣設(shè)備 礦用電機(jī)車由機(jī)械和電氣設(shè)備組成。 機(jī)械設(shè)備：機(jī)械設(shè)備：包括車架、輪對、軸承和軸箱、彈簧托架、制動裝置、 齒輪傳動裝置、撒砂裝置、緩沖器和聯(lián)接器、警鐘等。 電氣設(shè)備：電氣設(shè)備：

6、包括牽引電動機(jī)、控制器、受電器、變阻器、保護(hù)和照 明裝置等。其基本結(jié)構(gòu)見圖4-2。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 K K B B C C 1 12 21 1 2 2 3 3 4 4 1 10 0 1 11 1 8 8 9 96 65 57 7 M M N N A A L 圖圖4-2 架線式電機(jī)車的基本構(gòu)造架線式電機(jī)車的基本構(gòu)造 1車架；2軸承箱；3輪對；4制動手輪；5砂箱；6牽引電動機(jī)；7控制器；8自動 開關(guān)；9啟動電阻器；10受電弓；11車燈；12緩沖器及連接器 4.2 礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備及電氣設(shè)備 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2513 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸

7、2021-7-2514 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2515 4.2.1 礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備 （1）車架）車架 車架是電機(jī)車的主體，電機(jī)車上的全部機(jī)械和電氣設(shè)備均安裝在車 架上。見圖4-3。 24315362 8 7 8 圖圖4-3 電機(jī)車的車架示意圖電機(jī)車的車架示意圖 1側(cè)板；2端板；3隔板；4電阻室；5電動機(jī)室；6司機(jī)室； 7連接器；8緩沖器 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2516 （2）輪對）輪對 機(jī)車輪對是由兩個壓裝在軸 上的車輪和一根車軸組成。車輪 一般由輪心和輪圈熱壓裝配而成 。輪心是用鑄鐵或鑄鋼制成，輪 圈是用鋼軋制而成。這種結(jié)構(gòu)的 優(yōu)點是輪圈

8、磨損后可以更換，輪 心仍可繼續(xù)使用，而不致使整個 車輪報廢。 見圖4-4。 3 3 2 2 1 14 4 5 5 6 6 圖圖4 4- -4 4 礦礦用用電電機(jī)機(jī)車車輪輪對對 1-車軸；2-輪心；3-輪圈； 4-軸瓦；5-齒輪；6-軸頸 圖4-4 礦用電機(jī)車輪對 1-車輪；2-輪心；3-輪圈；4-軸瓦；5-齒輪；6-軸頸 4.2.1 礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2517 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2518 （3）軸承和軸箱）軸承和軸箱 軸箱安裝在車軸兩端的軸頸上。車 架及其上面全部設(shè)備的重量經(jīng)彈簧托架 傳給軸承和軸箱，然后經(jīng)軸承和軸箱

9、傳 給輪對。見圖4-5。 （4）彈簧托架）彈簧托架 彈簧托架是軸箱與車架之間的中間裝 置。其作用是緩和電機(jī)車在運行時的沖 擊和震動。彈簧托架是用長度不同的板 彈簧疊起，中間用鋼箍套結(jié)而成，箍的 底部支撐在軸箱上。見圖4-5。 1 1 2 2 3 3 圖4-5 彈簧托架 1均衡梁支軸；2均衡梁；3板彈簧 4.2.1 礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 （5）制動裝置）制動裝置 制動裝置是為了在運行中迅速減速或停車之用。制動裝置有機(jī)械制 動和電氣制動兩種，電氣制動不能使電機(jī)車完全停住，因此每臺電機(jī)車 都裝有機(jī)械制動裝置。機(jī)械制動裝置按操作方式分為手動的和氣動的兩 種。 1 1 2

10、 2 3 3 圖圖4-6 電機(jī)車機(jī)械制動系統(tǒng)示意圖電機(jī)車機(jī)械制動系統(tǒng)示意圖 1手輪；2制動桿；3螺桿；4均衡桿；5拉桿；6閘瓦；7正反扣螺栓 4.2.1 礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2520 （6）齒輪傳動裝置）齒輪傳動裝置 小型礦用電機(jī)車一般是用一臺牽引電動機(jī)通過傳動齒輪同時帶動兩 個軸的傳動方式。中型礦用電機(jī)車有兩臺電動機(jī)，每臺電動機(jī)分別帶動 一個軸轉(zhuǎn)動。 （7）撒砂裝置）撒砂裝置 為了增加電機(jī)車的車輪與鋼軌之間的粘著系數(shù)，需要往軌面上撒砂。 （8）聯(lián)接和緩沖裝置）聯(lián)接和緩沖裝置 在電機(jī)車車架的前后兩端均裝有聯(lián)接和緩沖裝置（見圖4-3）， 聯(lián)接裝置的

11、作用是連接礦車并傳遞牽引力，緩沖裝置的作用上緩和電 機(jī)車所受的沖擊和震動。 4.2.1 礦用電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2521 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2522 4.2.2 礦用電機(jī)車的電氣設(shè)備 目前，我國生產(chǎn)的電機(jī)車的牽引電動機(jī)都是直流串激電動機(jī)，因 為它能較好地適應(yīng)礦山井下的工作條件。與其他激磁方式的直流電動 機(jī)比較，直流串激電動機(jī)用作牽引電動機(jī)，在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都具有 較好的特性。 4.2.2.1 牽引電動機(jī)牽引電動機(jī) 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2523 4.2.2.1 牽引電動機(jī)牽引電動機(jī) （1）串激電動機(jī)

12、電動機(jī)優(yōu)點）串激電動機(jī)電動機(jī)優(yōu)點 p串激電動機(jī)具有較大的啟動力矩和過載能力，它能以不大的電流 產(chǎn)生較大的啟動轉(zhuǎn)矩，故在要求相同的啟動轉(zhuǎn)矩條件下，要求的牽引 電動機(jī)容量就可以小些。 p串激電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度能隨列車運行阻力及行駛條件自動 地進(jìn)行調(diào)節(jié)。 p當(dāng)架線電壓變化時，直流串激電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨電壓變動，而牽引力 不變，電機(jī)車仍能起動。 p兩臺串激電動機(jī)并聯(lián)工作時，負(fù)荷分配比較均勻。 p串激電動機(jī)構(gòu)造簡單，體積和重量較小。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2524 （2）串激電動機(jī)電動機(jī)缺點）串激電動機(jī)電動機(jī)缺點 p直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子上有線圈和換向銅 頭、碳刷等，故障率高，維修費 用大

13、； p直流調(diào)速器由凸輪控制觸頭的通與斷，斷開時產(chǎn)生的電弧經(jīng)常燒蝕觸 頭，維修量大； p直流調(diào)速器帶電阻器運行，電能白白消耗在電阻上，同時，電阻發(fā)熱 還會導(dǎo)致電阻片燒壞。 p調(diào)速性能較差；為有級分檔調(diào)整，不能均勻調(diào)速。 p爬坡能力不如變頻電機(jī)車； p機(jī)車傳動維修量大。直流電阻調(diào)整電機(jī)車，由于電阻調(diào)速沒有緩沖時 間，尤其是突然加速時，很容易造成齒輪的沖擊損壞；閘瓦使用壽命短 。 4.2.2.1 牽引電動機(jī)牽引電動機(jī) 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2525 直流串激電動機(jī)的適用范圍：直流串激電動機(jī)的適用范圍： p海拔不超過1200m； p在遮蔭處空氣最高溫度不超過40； p最低空氣溫

14、度不低于-25； p最濕月的月平均最大相對濕度不大于90%。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于架線電機(jī)車 上，以下是直流電阻調(diào)速電機(jī)車和交流變頻調(diào)速電機(jī)車的技術(shù)性能比 較。 4.2.2.1 牽引電動機(jī)牽引電動機(jī) 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2526 序號項目 直流電阻調(diào)速電機(jī)車交流變頻調(diào)速電機(jī)車 1電動機(jī)可靠性 直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子上有線圈易磨損 的換向銅頭、碳刷等，故障率高 ，維修費用大； 三向異步交流電動機(jī)轉(zhuǎn)子上沒有線圈，是由硅鋼片壓制成 的鐵滾子，幾乎不會損壞。 2調(diào)速器維修量 直流調(diào)速器由凸輪控制觸頭的通 與斷，斷開時產(chǎn)生的電弧經(jīng)常燒 蝕觸頭，維修量很大； 變

15、頻調(diào)速器沒有觸頭、接點，基本無維修。 3節(jié)能性 直流調(diào)速器帶電阻器運行，電能 白白消耗在電阻上，同時，電阻 發(fā)熱還會導(dǎo)致電阻瓷架和電阻片 燒壞。 不用高耗能降壓電阻，節(jié)能率可達(dá)35%，如果一個獨立供 電系統(tǒng)全部采用變頻調(diào)速電機(jī)車，電機(jī)車可設(shè)置成慣性饋 電功能，可利用重車下坡時電機(jī)車發(fā)出的電能回饋到直流 架線上，供給此時正在空車上坡運行的電機(jī)車電能，這樣 節(jié)電率60%。 4調(diào)速性能 (1)分檔調(diào)速，不可能均勻調(diào)速， 低速行駛時，司機(jī)需不停地在1 檔和0檔之間轉(zhuǎn)換。 (2)調(diào)速器只能加速，不能減速， 減速是靠電制動或手制動實現(xiàn)。 (3)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化 ，下坡運行時機(jī)車很快，易發(fā)生 事故

16、。 (4)不允許司機(jī)突然加速，否則損 失電動機(jī)和調(diào)速器。 (1)無級均勻調(diào)速，頻率最低可調(diào)至0.1HZ。 (2)為全速度段控制方式，速度不僅可以調(diào)高，還可以調(diào) 低，車速的快慢與停車完全由調(diào)速手把控制。 (3)可設(shè)定電機(jī)車最高車速限制，一旦車速設(shè)定，下坡行 駛時，機(jī)車不會超過設(shè)定的車速，避免司機(jī)開飛車造成事 故。 (4)允許司機(jī)在零速啟動時突然加速到最大值，因變頻調(diào) 速器的頻率上升時間為5s，即使司機(jī)違反操作規(guī)程突然加 速，機(jī)車仍需5s時間才能到達(dá)最大值。 5牽引力15.4kN (10t電機(jī)車)可達(dá)22kN，10t電機(jī)車可達(dá)到和超過12t電機(jī)車的牽引力。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021

17、-7-2527 序號項目直流電阻調(diào)速電機(jī)車交流變頻調(diào)速電機(jī)車 6爬坡能力 只能在11的坡道上 行駛，由于沒有零速制 動功能，上坡停車時， 機(jī)車會向下坡方向溜車 ，此時用手制動來不及 。 可以在60的大坡道上行駛，并可以在上坡時僅用零速制動功能就能 將機(jī)車制動在60的大坡道上，并還可以再啟動把重車組拉上來。 7 機(jī)車維修 量 (1)由于電阻調(diào)速沒有緩 沖時間，突然加速時容 易造成齒輪的沖擊損壞 。 (2)閘瓦使用壽命短，一 般1個月需更換。 (1)由于變頻調(diào)速器上升速度是緩慢上升的，避免了齒輪之間沖擊，延 長了齒輪的壽命。 (2)變頻調(diào)速電機(jī)車是全速度段控制，加速和減速全由調(diào)速手柄控制， 減速時

18、不用閘瓦制動，閘瓦基本不磨損。 8經(jīng)濟(jì)效益 該電阻調(diào)速機(jī)車是100年 前英國人設(shè)計的，耗電 多，維修量大，維修費 用高 (1)變頻調(diào)速器節(jié)電率為35%，按10t電機(jī)車2臺24kW，電動機(jī)每天運行 18h，日節(jié)電302.4kW，按0.65元/kWh，日節(jié)電費196.56元，年節(jié)電費 64864.8元。 (2)由于交流電動機(jī)轉(zhuǎn)子不損壞，調(diào)速器不用更換觸頭、導(dǎo)電板、凸輪 、基本不維修，閘瓦片基本不磨損，不用更換，每年節(jié)約材料費、工 時費可達(dá)1萬元，（僅修1臺直流電動機(jī)需5000元） (3)如整個供電系統(tǒng)全部采用變頻調(diào)速電機(jī)車，電機(jī)車設(shè)置向直流架線 饋電功能節(jié)電率按保守的50%計算，每年節(jié)電費可達(dá)10

19、2492元， 9價格比較14.5萬元（10t電機(jī)車）20.5萬元 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2528 （3）電氣制動）電氣制動 p礦用電機(jī)車除采用機(jī)械（閘瓦）制動之外，還采用電氣制動。礦用 電機(jī)車應(yīng)用最多的電氣制動是動力制動，也稱能耗制動。其原理是根據(jù) 牽引電動機(jī)在一定工作條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運轉(zhuǎn)的可逆性。當(dāng)牽引 電動機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工作時，利用列車的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。這時，電流 將轉(zhuǎn)變?yōu)橄喾吹姆较?，使電動機(jī)軸上產(chǎn)生制動力。 p動力制動的優(yōu)點是不從電網(wǎng)吸取電能，線路比較簡單，同時產(chǎn)生的 機(jī)械沖擊也不大。其缺點是制動過程電動機(jī)中有電流通過，因此電機(jī)繞 組的溫度要增高。此外，采用

20、動力制動不能達(dá)到完全停車，還需使用閘 瓦制動。 4.2.2.1 牽引電動機(jī)牽引電動機(jī) 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2529 4.2.2.2 控制器控制器 p控制器的用途是：使?fàn)恳妱訖C(jī)與電源接通或斷開；在電動機(jī)電路 中加入或撤出電阻；改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；在兩臺電動機(jī)的情況下， 實現(xiàn)兩臺電動機(jī)的串聯(lián)或并聯(lián)運轉(zhuǎn)。 p礦用電機(jī)車的控制器上裝有一個換向軸和一個主軸。換向軸用以改 變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，它有向前、停止、向后三個位置。主軸用以控制 電動機(jī)的起動、調(diào)速和能耗制動。 p主軸和換向軸之間有閉鎖裝置，其作用是：當(dāng)主軸在零位時，才能 轉(zhuǎn)動換向軸，以確保電動機(jī)在斷電時換向；換向軸在停

21、止位置時，主軸 不能轉(zhuǎn)動，以確保司機(jī)正確選擇開車方向，避免事故。 4.2.2 礦用電機(jī)車的電氣設(shè)備 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2530 4.2.2.3 受電器受電器 受電器（集電弓）是架線式電機(jī)車從架線上取得電能的裝置。礦用 電機(jī)車的受電器有沿架線滾動的滾動輪受電器和沿架線滑動的受電器兩 種。一般采用滑動的雙弓受電器，其主要優(yōu)點是：可以減少架線與受電 器之間發(fā)生火花。因為一個集電弓離開架線時，電流可以從另一個集電 弓流過?；瑒邮茈娖鞯娜秉c是架線及受電器均受嚴(yán)重磨損。 4.2.2.5 變阻器變阻器 變阻器是牽引電動機(jī)啟動、調(diào)速和能耗制動的必要設(shè)備。變阻器 的每個部分是由單獨的

22、電阻元件集合而成。變阻器置于電阻室中。 4.2.2 礦用電機(jī)車的電氣設(shè)備 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2531 4.2.2 礦用電機(jī)車的電氣設(shè)備 4.2.2.5 保護(hù)和照明裝置保護(hù)和照明裝置 自動開關(guān)是過流保護(hù)設(shè)備，它安裝在電機(jī)車的受電器和控制器之間 。當(dāng)使用電流過大時，自動開關(guān)動作，從而切斷動力電路、防止電氣設(shè) 備因電流過大而損壞。此外，還在電機(jī)車上裝有管形熔斷器。 架線式電機(jī)車上的照明燈由架線供電，但須在照明電路上安裝降壓 電阻，將電壓降為照明燈電壓110V。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2532 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2533

23、4.3 列車運行理論 列車運行理論是研究作用于列車上的各種力與其運動狀態(tài)的關(guān)系 以及機(jī)車牽引力和制動力的產(chǎn)生等問題。作用于列車上的各種力與其 運動狀態(tài)的關(guān)系用列車運行基本方程式來表示。 列車的運行有三種狀態(tài)：列車的運行有三種狀態(tài)： （1）牽引狀態(tài)。列車在電動機(jī)產(chǎn)生的牽引力作用下，加速啟動或克服列 車運行阻力勻速運行； （2）慣性狀態(tài)。牽引電動機(jī)電源被切斷，這時列車靠慣性運行，用它貯 備的動能克服運行阻力，一般這種狀態(tài)為減速運行； （3）制動狀態(tài)。牽引電動機(jī)電源被切斷后，列車在電機(jī)車制動閘瓦或牽 引電動機(jī)產(chǎn)生的制動力矩作用下，減速運行或停車。 4.3.1 列車運行的基本方程式 第四章第四章 機(jī)車

24、運輸機(jī)車運輸 2021-7-2534 4.3.1.1 牽引狀態(tài)下列車運行基本方程式 列車在牽引狀態(tài)下加速運行時，沿運動方向作用于列車上的力有電 機(jī)車牽引電動機(jī)產(chǎn)生的牽引力F、列車運行的靜阻力Fj和慣性阻力Fa。 根據(jù)力的平衡原理，這三個力在列車運行的任何瞬間都是平衡的，即列 車在牽引狀態(tài)下力的平衡方程式為： 0 aj FFF （1）靜阻力 列車運行的靜阻力包括基本阻力、坡道阻力、彎道阻力、道岔阻力 及空氣阻力等。對于礦用電機(jī)車，由于運行速度低，后三者都不予考慮 。只考慮基本阻力和坡道阻力。 （4-1） 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2535 4.3.1.1 牽引狀態(tài)下列車運行基

25、本方程式 基本阻力基本阻力 基本阻力是指輪對的軸頸與軸承之間的摩擦阻力、車輪在軌道上 的滾動摩擦阻力、輪緣與軌道之間的滑動摩擦阻力以及列車在軌道上 運行時的沖擊震動所引起的附加阻力等。通?；咀枇κ峭ㄟ^試驗來 確定的。見表4-1。 基本阻力可按下式計算： gQPF)(1000 0 (4-2) 式中 F0基本阻力； P 電機(jī)車質(zhì)量； Q礦車組質(zhì)量；列車運行阻力系數(shù)。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2536 表表4-1 礦車的基本阻力系數(shù)礦車的基本阻力系數(shù) 容積（m3） 單個礦車組成列車 重車空車重車空車 0.50.0070.0090.0090.011 0.71.00.0060.0

26、080.0080.010 1.21.50.0050.0070.0070.009 20.00450.0060.0060.007 40.0040.0050.0050.006 100.00350.0040.0040.005 4.3.1.1 牽引狀態(tài)下列車運行基本方程式 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2537 坡道阻力坡道阻力 坡道阻力是列車在坡道上運行時，由于列車重力沿坡道傾斜方向 的分力而引起的阻力。很明顯，只有當(dāng)列車上坡時此分力才成為阻力 ；而下坡時，此分力則變成列車運行的主動力。 設(shè)為坡道的傾角，則坡道阻力為： sin)(1000gQPFi （4-3） 在計算時，如列車為上坡運

27、行，上式右端取“+”號，如列車為下坡運 行，則取“-”號。 一般情況下，電機(jī)車運行軌道的傾角都很小，因此可以認(rèn)為 sin=tan，而tan=i，為軌道坡度。則式（4-3）可簡化為： giQPFi)(1000（4-4） 4.3.1.1 牽引狀態(tài)下列車運行基本方程式 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2538 坡道阻力坡道阻力 一般情況下，電機(jī)車運行軌道的傾角都很小，因此可以認(rèn)為 sin=tan，而tan=i，為軌道坡度。則式（4-3）可簡化為： giQPFi)(1000 （4-4） 4.3.1.1 牽引狀態(tài)下列車運行基本方程式 列車運行的靜阻力應(yīng)為基本阻力和坡道阻力之和，即： ij

28、FFF 0 giQPFj)(1000（4-5） 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2539 （2）慣性阻力）慣性阻力 列車在做平移運動的同時，還有電動機(jī)的電樞、齒輪以及對等 部件的旋轉(zhuǎn)運動。為了考慮旋轉(zhuǎn)運動對慣性阻力的影響，用慣性系 數(shù)來表達(dá)平移運動的慣性阻力。因此，慣性阻力可用下式表示： amFa)1 (（4-6） 式中 m電機(jī)車和礦車組的全部質(zhì)量，m=1000(P+Q),kg； 慣性系數(shù)，礦用電機(jī)車為0.050.1；平均取0.075； a列車加速度，礦用電機(jī)車一般取0.030.05m/s2。 則： aQPFa)(1075 （4-7） 4.3.1.1 牽引狀態(tài)下列車運行基本方程式

29、 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2540 將式（4-5）和式（4-7）代入式（4-1），得到牽引電動機(jī)所必 須提供的牽引力為： 1.075a)g()(1000iQPF（4-8） 上式就是列車在牽引狀態(tài)下的運行基本方程式。利用這個方程式 可求出在一定條件下電機(jī)車所必須提供的牽引力，或者根據(jù)電機(jī)車的 牽引力求出列車能牽引的礦車數(shù)。 4.3.1.1 牽引狀態(tài)下列車運行基本方程式 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2541 4.3.1.2 慣性狀態(tài)下列車運行方程式 在慣性狀態(tài)下，電機(jī)車牽引電動機(jī)斷電，牽引力為零，列車依靠 斷電前所具有的動能或慣性繼續(xù)運行。在這種情況下，列車

30、除了受到 靜阻力Fj以外，還受到由于減速度所產(chǎn)生的慣性阻力Fa。Fa與列車運 行方向相同，正是Fa使列車?yán)^續(xù)運行。慣性狀態(tài)下列車力的平衡方程 式為： 0 aj FF （4-9） 0075. 1)(agi即： 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2542 4.3.1.2 慣性狀態(tài)下列車運行方程式 075. 1 )(gi a （4-10） 上坡運行時取“+”號，下坡時取“-”號。 由此可見，當(dāng)列車運行阻力系數(shù)為一定時，慣性狀態(tài)的減速度取 決于軌道坡度的大小和上下坡。 上坡時減速度始終保持正值，直到停車為止。 下坡時，如i，則為正值即仍為減速運行，直到停車，如i， 則變?yōu)樨?fù)值，此時不再是減

31、速而是加速運行了。 可見，慣性狀態(tài)是很不可靠的，操作時應(yīng)予以特別注意。 計算可得： 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2543 4.3.1.3 制動狀態(tài)下列車運行方程式 在制動狀態(tài)下，牽引電動機(jī)斷電，牽引力等于零，并利用機(jī)械或 電氣制動裝置施加一個制動力B。這個制動力與列車運行方向相反， 在力的平衡方程式中應(yīng)為負(fù)值，與基本阻力的性質(zhì)和方向一致。在制 動力和靜阻力作用下，列車必定產(chǎn)生減速度。此時，慣性阻力Fa卻與 運行方向一致，即為正值。則制動狀態(tài)下力的平衡方程式為： 0 aj FFB (4-11) ja FFB 即： bQPFa)(1075 (4-12)且： 式中 Fa減速時的慣性

32、阻力； b制動時的減速度。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2544 將式（4-5）及式（4-11）代入式（4-12），得到制動狀態(tài)下列車運 行方程式為： )(075. 1)(1000gibQPB (4-13) 利用式（4-13）可以求出在一定條件下制動裝置必須產(chǎn)生的制動 力；或者已知制動力，可求出減速度及制動距離。 4.3.1.3 制動狀態(tài)下列車運行方程式 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2545 4.3.2 電機(jī)車的牽引力 圖圖4 4- -1 14 4 電電機(jī)機(jī)車車牽牽引引狀狀態(tài)態(tài) 的的受受力力分分析析 圖4-8 電機(jī)車牽引狀態(tài)主動輪受力分析 主動輪對得到一個轉(zhuǎn)

33、矩M以后，軌 面對接觸點o產(chǎn)生了一個摩擦反力F0， 它的方向與列車運行方向相同。正是 這個摩擦反力F0克服了列車的運行阻 力Fc而使列車向前做平移運行。對于電 機(jī)車來說，F(xiàn)c是牽引列車向前運行的外 力，稱為牽引力或輪緣牽引力。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2546 p無論是電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，還是粘著力都不能無限制地增大。電 動機(jī)輸出的牽引力（由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成的輪緣牽引力）受到電動機(jī)溫升條 件的限制。 p至于粘著力，它本質(zhì)上是摩擦力，受到摩擦條件或者叫做粘著條 件的限制。 p單個主動輪對能夠產(chǎn)生的最大輪緣牽引力為 gPF 0max0 1000(4-14) 式中： P0電機(jī)車的粘著質(zhì)

34、量，即電機(jī)車總質(zhì)量作用在該主動輪對上的那一部分質(zhì)量； 電機(jī)車的粘著系數(shù)。見表4-2。 4.3.2 電機(jī)車的牽引力 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2547 為了使主動輪對的輪緣同軌面的接觸點在軌面不發(fā)生相對滑動，該 主動輪對產(chǎn)生的輪緣牽引力F0應(yīng)滿足： 這就是單個輪對的粘著條件。整臺電機(jī)車的粘著條件是: gPF 00 1000 (4-15) gPF n 1000 (4-16) 式中F為電機(jī)車為克服列車運行阻力所必須提供的牽引力。 表4-2 電機(jī)車的粘著系數(shù) 工作狀況啟動時撒砂啟動時運行時制動時 值 0.20.250.150.170.20 4.3.2 電機(jī)車的牽引力 第四章第四章

35、機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2548 4.3.3 電機(jī)車的制動力 列車的制動力是使運行著的列車減 速或停車的一種人為阻力。在井下電機(jī) 車運輸中，一般只是機(jī)車有制動裝置， 礦車沒有制動裝置，故列車的制動力只 按機(jī)車的制動情況來考慮。 機(jī)械制動（閘瓦制動）力是由閘瓦 施加在輪面上的壓力而產(chǎn)生的。制動運 行時，作用在機(jī)車上的力有慣性動力、 靜阻力和制動力。 圖圖4 4- -1 15 5 電電機(jī)機(jī)車車的的制制動動力力 圖4-9 電機(jī)車的制動力 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2549 在T0的作用下，車輪受到一個逆時針方 向的轉(zhuǎn)矩。在這一轉(zhuǎn)矩作用下，車輪輪緣 上同軌面的接觸點o有沿軌

36、面向前滑動的趨 勢。因而軌面對輪緣將產(chǎn)生一個切向靜摩 擦力B0，它的方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相同。 由此可見，B0就是電機(jī)車一個制動輪所 產(chǎn)生的制動力。在B0和靜阻力Fj的作用下 ，輪對即列車減速運行，減速度為b，慣性 動力是Fa。Bo、Fj及Fa三個力正好平衡。當(dāng) T0增大時B0相應(yīng)地增大，因而減速度也增 加，使列車能較快地制動住。 圖圖4 4- -1 15 5 電電機(jī)機(jī)車車的的制制動動力力圖4-9 電機(jī)車的制動力 4.3.3 電機(jī)車的制動力 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2550 制動力B0受粘著條件的限制。整臺電機(jī)車能夠產(chǎn)生的最大制動力 為： gPB z 1000 max Pz

37、整臺電機(jī)車的制動質(zhì)量，對于全部輪對均裝有制動閘的電機(jī)車，此質(zhì)量即為電機(jī) 車總質(zhì)量； 制動狀態(tài)下電機(jī)車的粘著系數(shù)。 如果閘瓦的壓力N1繼續(xù)增加，以致使整個電機(jī)車的制動力超過Bmax的數(shù)值，即車輪 被抱死不能滾動，而列車由于慣性的作用不能立即停止，被抱死的車輪就必然在鋼軌上 向前滑動。這種現(xiàn)象是不允許的。因為這種現(xiàn)象不僅使輪面產(chǎn)生不均勻的磨損，而且制 動力約減少一半，制動減速度大大降低，制動距離卻增大了。因為車輪對鋼軌的動摩擦 系數(shù)比粘著系數(shù)小。因此，閘瓦壓力不能過大，合理的閘瓦壓力應(yīng)使制動力為： gPB z 1000 0 （4-18） 4.3.3 電機(jī)車的制動力 （4-17） 第四章第四章 機(jī)車

38、運輸機(jī)車運輸 2021-7-2551 ABS簡介 “ABS”（Anti-locked Braking System）中文譯為“防抱死剎車系 統(tǒng)”.它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的汽車安全控制系統(tǒng)。ABS是 常規(guī)剎車裝置基礎(chǔ)上的改進(jìn)型技術(shù)，可分機(jī)械式和電子式兩種。 o “自動防抱死剎車自動防抱死剎車”的原理： 在遭遇緊急情況時，未安裝ABS系統(tǒng)的車輛來不及分段緩剎只能 立刻踩死。由于車輛沖刺慣性，瞬間可能發(fā)生側(cè)滑、行駛軌跡偏移與 車身方向不受控制等危險狀況！而裝有ABS系統(tǒng)的車輛在車輪即將達(dá) 到抱死臨界點時，剎車在一秒內(nèi)可作用60至120次，相當(dāng)于不停地剎 車、放松，即相似于機(jī)械自動化的“點剎”

39、動作。此舉可避免緊急剎 車時方向失控與車輪側(cè)滑，同時加大輪胎摩擦力，使剎車效率達(dá)到90 以上。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2552 世界上第一臺防抱死制動系統(tǒng) ABS(Ant-ilock Brake System)，在 1950 年問世，首先被應(yīng)用在航空領(lǐng)域的飛機(jī)上， 1968 年開始研究在汽 車上應(yīng)用。 70 年代，由于歐美七國生產(chǎn)的新型轎車的前輪或前后輪開始采用 盤式制動器，促使了 ABS 在汽車上的應(yīng)用。 1980 年后，電腦控制的 ABS 逐漸在歐洲、美國及亞洲日本的汽車 上迅速擴(kuò)大。 1993 年，美國在轎車上安裝 ABS 已達(dá) 46% ，現(xiàn)今在世界各國生產(chǎn) 的轎

40、車中有近 85% 的轎車應(yīng)用 ABS 。 ABS簡介 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2553 如果閘瓦最大總壓力為Nmax，總摩擦力為Tmax，對于整臺電機(jī)車來 說，有： maxmax NT （4-19） 4.3.3 電機(jī)車的制動力 對整臺電機(jī)車來說，有： maxmax TB （4-20） 把式（4-16）及式（4-19）代入式（4-20），可求得： z PB1000 max gPgPN zz 10001000 max （4-21） （4-22）或： 式中，為閘壓系數(shù)。考慮到對于鑄鐵閘瓦，0.180.20， =0.130.17，故=0.720.94，為了保證車輪不被抱死， 不應(yīng)

41、超過0.9。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2554 4.4 電機(jī)車運輸計算 4.4.1 電機(jī)車的選擇 選擇電機(jī)車時應(yīng)考慮運輸量，采礦方法，裝礦點的集中與分散情況，運輸 距離和車型的特殊要求等因素。電機(jī)車噸位的選擇見第1章表1-2 若裝礦點較分散、溜井貯量小時，應(yīng)選用多臺小噸位電機(jī)車；若裝礦點集 中、貯礦量大和運距較長時，應(yīng)選用較大噸位電機(jī)車。因階段運輸量和供礦條 件不同，必要時可選兩種型號電機(jī)車。當(dāng)采用雙機(jī)牽引時，應(yīng)為兩臺同型號電 機(jī)車。 專為掘進(jìn)中段用時應(yīng)選小噸位電機(jī)車。在運距長、運量大的平巷，選用大 噸位電機(jī)車運輸?shù)耐瑫r，還應(yīng)考慮運輸人員、材料和線路維修等需要，配備小 噸

42、位電機(jī)車。 電機(jī)車運輸計算的主要內(nèi)容是：確定電機(jī)車牽引的礦車數(shù)；計算需 要的電機(jī)車臺數(shù)。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2555 4.4.2 原始資料 電機(jī)車運輸計算所需要的原始資料是：設(shè)計班產(chǎn)量；運輸距離；線路平面 圖和縱斷面圖（井下線路平面及縱斷面比較簡單時，只要知道裝車站位置，線 路平均坡度，最大坡度即可）；擬采用的電機(jī)車及礦車規(guī)格性能；每班需運人 員、材料、設(shè)備等的列車數(shù)。 設(shè)計班產(chǎn)量設(shè)計班產(chǎn)量：設(shè)計班產(chǎn)量 是按班平均生產(chǎn)率Ab（t/班）乘以運輸不均衡系 數(shù)C來確定即： bs ACA （4-23） s A 運輸不均衡系數(shù)主要決定于礦井產(chǎn)量的不均衡或出礦量的不均衡，同時還

43、 與裝車方式、供礦條件、采礦方法等有很大關(guān)系。對于厚礦體，有大量存礦的 ，C取1.21.25；小礦山，班產(chǎn)量不大，無貯礦量的，C取1.3。 電機(jī)車的運輸能力應(yīng)大于或等于設(shè)計班產(chǎn)量，以保證按時完成運輸任務(wù)。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2556 4.4.2 原始資料 運輸距離運輸距離：當(dāng)電機(jī)車運輸同時服務(wù)于兩個或更多個裝車站時，其運 輸距離應(yīng)按加權(quán)平均運輸距離計算。加權(quán)平均運輸距離由下式計算： n nn AAA LALALA L 21 2211 （4-24） 在選定電機(jī)車及礦車型號以后，便可以根據(jù)運輸條件來確定電機(jī)車 牽引的礦車數(shù)，即電機(jī)車的牽引重量。電機(jī)車的牽引重量計算按三個

44、條 件來進(jìn)行，這三個條件分別是：電機(jī)車的啟動條件；牽引電動機(jī)的允許 溫升條件及列車的制動條件。按這三個條件計算的結(jié)果取其中的最小值 來計算電機(jī)車的牽引重量。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2557 4.4.3 確定電機(jī)車牽引的礦車數(shù) （1）按電機(jī)車的啟動條件計算牽引重量）按電機(jī)車的啟動條件計算牽引重量 按電機(jī)車的啟動條件計算牽引重量時，必須考慮到井下運輸過程中 最困難的情況，即電機(jī)車可能牽引重車組沿上坡啟動。一般來說井下 運輸?shù)闹亓熊嚩际窍缕碌?，但是在某些意外情況下（如巷道或軌道發(fā) 生故障時）重列車需要沿上坡啟動。 1.075a)g()(1000iQPF 由牽引狀態(tài)下列車運行基

45、本方程式： (4-25) 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2558 )075. 1)(1000agiQPF pzz 為了保證電機(jī)車啟動時車輪不滑動，電機(jī)車的牽引力不應(yīng)超過最 大粘著力為： (4-26) gPagiQP npzz 1000075. 1)(1000 (4-27) 可得，重列車沿上坡啟動時，電機(jī)車應(yīng)給出的牽引力為： 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2559 即電機(jī)車的牽引重量為： P agi gP Q pz n z 075. 1)( (4-28) 重列車啟動時的阻力系數(shù)； z Pn電機(jī)車的粘著質(zhì)量 ； a 電機(jī)車啟動時的加速度，一般取0.030.05m/s

46、2。 電機(jī)車啟動時的粘著系數(shù) 。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2560 （2）按牽引電動機(jī)的溫升條件計算牽引重量）按牽引電動機(jī)的溫升條件計算牽引重量 按電動機(jī)的溫升條件，實質(zhì)上就是按照電動機(jī)的等值電流不超 過長時電流的條件。直流串激電動機(jī)由于磁飽和的關(guān)系，正常工作 時牽引力和電流是成正比的，即其比例關(guān)系是一條直線，只是在低 負(fù)荷時才成拋物線狀。因此，可以按等值牽引力不超過長時牽引力 的條件確定牽引重量。 與等值電流的計算方法一樣，等值牽引力也可以用均方根法來 求得： y kkzz d T tFtF F 22 式中： Fd電機(jī)車的等值牽引力，N； Fz電機(jī)車牽引重車時的牽引力，

47、N； Fk電機(jī)車牽引空車時的牽引力，N； tz重列車的運行時間，min； tk空列車的運行時間，min； Ty列車總的運行時間，Ty=tz+tk，min ； 停車及調(diào)車時間，包括在車場調(diào)車、裝卸車作業(yè)、讓車和意外耽誤時 間等，一般取2025min； 調(diào)車系數(shù)，即考慮調(diào)車時牽引電動機(jī)工作的系數(shù)，其大小與運輸距離 有關(guān)。運距小于1000m時取1.4；運距為10002000m時取1.25；運距大于2000m 時取1.15。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2561 為了使計算進(jìn)一步簡化，假定列車是在理想的等阻坡度上運行。 y kz zd T tt FF zd FF kzy ttT y

48、y T T （4-29） giQPF dzzz )(1000 而： P gi F Q dz d z )(1000 （4-30） 由式（4-22）、 （4-23）得： （4-31） 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 為了使?fàn)恳妱訖C(jī)溫升不超過允許溫升，電機(jī)車的等值牽引力Fd 應(yīng)小于長時牽引力Fch，即： chd FF （4-32） 將式（4-26）代入式（4-25）中，即得按牽引電動機(jī)溫升條件計 算的牽引重量為： P gi F Q dz ch z )(1000 （4-33） 等速運行時列車運行時間可用下式計算： p y v L T 60 10002 式中： L加權(quán)平均運輸距離，km； vp列車平均

49、運行速度，vp=0.75vch，m/s；vch為電機(jī)車的長時 運行速度，m/s。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2563 （3）按制動條件計算牽引重量）按制動條件計算牽引重量 按制動條件確定電機(jī)車的牽引重量時，必須按最不利情況即下坡 制動來計算。設(shè)列車開始制動時的速度等于電機(jī)車的長時速度vch，則 制動時的減速度為： z ch l v b 2 2 （4-34） 電機(jī)車牽引重車組沿直線軌道下坡制動時所必須的制動力： )(075. 1)(1000gibQPB zpz （4-35） gPgibQP zzpZ 1000)(075. 1)(1000 gPB z 1000 0 而： 得：

50、按制動條件計算機(jī)車牽引重量的公式： P gib gP Q zp z z )(075. 1 （4-36） 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2564 按上述三個條件分別計算牽引重量以后，應(yīng)取三者中的最小值來 計算車組中的礦車數(shù)。車組中的礦車數(shù)可由下式求得： （說明：在多數(shù)情況下，按制動條件求得的電機(jī)車牽引重量小于 按其他兩個條件求得的值，在這種情況下，為了不因減少牽引重量而 使每列車中礦車數(shù)過少，可以采用這樣的辦法：在重列車下坡時兩臺 牽引電動機(jī)由并聯(lián)改為串聯(lián)運行，使?fàn)恳妱訖C(jī)電壓降低一半以降低 運行速度；或者每隔一定時間切斷電源，以改善制動條件。） 0 GG Q Z z （4-37

51、） 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2565 4.4.4 電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗算 按上述方法確定了電機(jī)車牽引重量后，還要驗算實際的電動機(jī)的溫 升和列車制動距離。即在平均坡度上且在最長距離運行時，驗算其等值 電流是否超過長時電流。并且按實際運行速度和實際所得到的減速度驗 算制動距離是否符合安全規(guī)定。 （1）驗算實際電動機(jī)溫升）驗算實際電動機(jī)溫升 按在平均坡度ip及最長運輸距離Lmax來驗算。首先計算出牽引重列車 和空列車達(dá)到全速穩(wěn)態(tài)時電機(jī)車的牽引力： giGGZPF pzz )(1000 0 giZGPF pkk )(1000 0 每臺牽引電動機(jī)的牽引力： d z z n F F

52、d k k n F F 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2566 根據(jù)和查牽引電動機(jī)的特性曲線（圖4-10或圖4-11）可得重列車 運行時的電動機(jī)電流Iz(A)及速度vz(m/s)、重列車平均運行速度 vzp=0.75vz(m/s)；空列車運行時的電動機(jī)電流Ik(A)及速度vk(m/s)、空 列車平均運行速度vkp=0.75vk(m/s)。 重列車及空列車以其平均運行速度在最長運輸距離上的運行時 間為： zp z v L t 60 1000 max kp k v L t 60 1000 max 4.4.4 電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗算 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-25

53、67 一個運輸循環(huán)的牽引電動機(jī)的等值電流值： kz kz d tt tItI I 22 （4-38） 如果電動機(jī)的等值電流值不超過它的長時電流值，即IdIch，則電 動機(jī)的等值電流不會發(fā)熱到超過它的允許溫升，故符合要求。 如果IdIch，則需減少車組中的礦車數(shù)，并重新進(jìn)行計算，直到等 值電流不超過長時電流為止。 4.4.4 電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗算 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2568 （2）驗算制動距離）驗算制動距離 按重列車長時運行速度vch及最大制動減速度驗算制動距離。 重列車下坡制動時，電機(jī)車的制動力為： )(075. 1)(1000 0 gibGGZPB zp 而電機(jī)

54、車按粘著條件能夠給出的最大制動力為： gPB z 1000 max 令B=Bmax，則可求得制動時的減速度為： )(11. 0 )( 0 0 GGZP iGGZPP b pzz 4.4.4 電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗算 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2569 故，機(jī)車實際制動距離為： )( )(055. 0 0 0 2 pzz ch z iGGZPP GGZPv l （4-39） 制動距離不能超過40m，若超過40m，可采用限制列車速度或減 少列車牽引的礦車數(shù)等措施來解決。 而： b v l ch z 2 2 4.4.4 電機(jī)車牽引礦車數(shù)的驗算 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 202

55、1-7-2570 4.4.5 電機(jī)車臺數(shù)的確定 礦井（或某階段）所需電機(jī)車臺數(shù) 與礦井生產(chǎn)時期有關(guān)。是供電 設(shè)備選擇及供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的依據(jù)。 （1）列車往返一次所需要的時間 kpzp v L v L T 60 1000 60 1000 （4-40） 列車往返一次的調(diào)車和休止時間，min。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2571 （2）一臺電機(jī)車在一個班內(nèi)可能往返的次數(shù) T t n b 60 （4-41） tb電機(jī)車每班工作小時數(shù)，取66.5h。 次 （3）電機(jī)車完成每班運輸量需要的往返次數(shù) ZG CA m b 1 （4-42） 次 Ab礦井每班運輸量，t/班； C運輸不均衡系數(shù)，

56、C=1.21.3； G礦車的有效載重，t。 4.4.5 電機(jī)車臺數(shù)的確定 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2572 （5）需要的工作電機(jī)車臺數(shù) n mm N 21 0 臺 （6）需要的電機(jī)車總數(shù)為 b NNN 0 臺 （4）每班運輸廢石、人員、材料設(shè)備等所需的往返次數(shù)m2,可按各個 礦山具體情況決定。 4.4.5 電機(jī)車臺數(shù)的確定 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2573 4.5 電機(jī)車的使用 在駕駛電機(jī)車過程中，司機(jī)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，熟悉運行線 路。列車進(jìn)入曲線半徑小的彎道前必須切斷電源，進(jìn)入彎道后才能重 新接通。必須在切斷電源之后才能制動，制動時應(yīng)使制動力平

57、穩(wěn)增加 但又不能將車輪抱死。 砂箱中必須經(jīng)常有足夠的小粒干沙，在發(fā)現(xiàn)車輪打滑時，司機(jī)應(yīng) 及時向軌面撒砂。 在電機(jī)車工作過程中，司機(jī)應(yīng)注意軸箱是否過熱，如果軸箱溫度 超過60時，必須停止運行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電機(jī)車有嚴(yán)重故障而又處理不了 時，司機(jī)應(yīng)立即把機(jī)車開回車庫檢修。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2574 4.5.1 提高電機(jī)車運輸能力的主要措施 （1）推廣“遠(yuǎn)程多拉快跑，近程少拉勤跑”的經(jīng)驗 遠(yuǎn)程多拉快跑可提高電機(jī)車的利用率；近程少拉勤跑可提高礦車 的周轉(zhuǎn)率。如裝車速度很快，則首先考慮多拉快跑。 （2）提高行車速度 為了提高行車速度，應(yīng)設(shè)法減少線路電壓降；加強(qiáng)軌路維修使之 符合技術(shù)

58、要求；適當(dāng)調(diào)整線路坡度，盡量避免線路的過多起伏。 （3）采用先進(jìn)的信號、集中、閉鎖裝置。 （4）加強(qiáng)調(diào)度工作的計劃性，提高調(diào)度員的業(yè)務(wù)能力。 （5）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，加強(qiáng)電機(jī)車的維修工作，保證電機(jī)車經(jīng)常處 于良好運行狀態(tài)。 （6）做好礦車的清底工作和礦車的維修工作。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 2021-7-2575 4.5.2 電機(jī)車的維修 電機(jī)車的維修包括日常維護(hù)和計劃檢修。 日常維護(hù)是每天或每班對電機(jī)車按規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行檢查、調(diào)整、潤 滑、清洗、處理小故障。 計劃檢修是根據(jù)電機(jī)車各零、部件的磨損周期和壽命及生產(chǎn)實際 情況，制定出小修、中修和大修的周期和內(nèi)容，按計劃進(jìn)行檢修。電 機(jī)車的小修

59、一般每隔11.5個月進(jìn)行一次，中修每隔6個月（三班工作 制）或9個月（兩班工作制）進(jìn)行一次，大修是每隔2年（三班工作制 ）或3年（兩班工作制）進(jìn)行一次。計劃檢修時，一般對電機(jī)車的部 件或整機(jī)進(jìn)行部分或全部解體檢查、調(diào)整、清洗，更換已到使用壽命 的易損件，處理故障和隱患。大、中修后的電機(jī)車，須經(jīng)巷道內(nèi)的試 運行才能投入生產(chǎn)運行。 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 o 礦山設(shè)計主要工作： n 地質(zhì)工程 n 采礦 n 礦山機(jī)械 n 總圖運輸 n 給排水、電力與節(jié)能、土建、環(huán)境保護(hù)、安 全、投資概算等 2021-7-2576 實例分析與計算 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 o某礦主要運輸水平有三個裝車站

60、，裝車站每班出礦量 各為：A1=3430kN，A2=1960kN，A3=1470kN；裝車 站到卸礦點距離各為：L1=2000m，L2=2500m， L3=3000m。 o每班運輸廢石、人員、材料設(shè)備等所需循環(huán)次數(shù)m2=4 次。線路平均坡度為i=3.0?，F(xiàn)假設(shè)裝、卸車及調(diào)車時 間為20min；列車不在彎道啟動；班工作時間為6.5h。 2021-7-2577 實例分析與計算 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 o 2021-7-2578 實例分析與計算 第四章第四章 機(jī)車運輸機(jī)車運輸 o 2021-7-2579 實例分析與計算 P agi gP Q pz n z 075. 1)( 第四章第四章 機(jī)車