礦用電機車概述

礦山固定機械與運輸設(shè)備新疆工程學院機械工程系第三章

礦用電機車學習目標：

了解礦用電機車的類型，掌握礦用電機車主要部件的結(jié)構(gòu)。會正確操作礦用電機車，能夠維護、檢查它們的運行，并能解決運行中遇到的基本問題。

重點：

礦用電機車主要部件的結(jié)構(gòu)；礦用電機車的運輸計算及運行理論。

難點：礦用電機車的運行理論。

學時分配：學習目標、重點與難點本章內(nèi)容第四節(jié)礦用電機車運輸計算第五節(jié)刮板輸送機的安裝、運轉(zhuǎn)、維護及故障處理第三節(jié)礦用電機車運行理論第二節(jié)礦用電機車結(jié)構(gòu)第一節(jié)礦用電機車概述第五節(jié)礦用電機車的運行、操作、維護及故障處理第一節(jié)礦用電機車概述一、礦用電機車的發(fā)展概況礦用架線式電機車

礦用蓄電池電機車二、礦用電機車的分類二、礦用電機車的分類1.直流架線式電機車架線式電機車的供電原理使用范圍：主要用于非瓦斯礦井以及一、二級瓦斯礦有新鮮風流的大巷中。二、礦用電機車的分類2.蓄電池式電機車使用范圍：

①用于有瓦斯、煤塵積存較多的巷道運輸；②用于巷道掘進運輸，以及產(chǎn)量較小巷道不太規(guī)則的運輸系統(tǒng)。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：在高沼氣瓦斯礦井的主要運輸巷道及掘進的巖石巷道內(nèi)，應使用礦用增安型蓄電池電機車。工作過程：

蓄電池提供的直流電經(jīng)隔爆插銷、控制器、電阻箱進入電動機，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)。電動機通過傳動裝置帶動車輪轉(zhuǎn)動，從而牽引列車行駛。

二、礦用電機車的分類3.蓄電池式電機車分類

蓄電池電機車分為一般型、安全型和防爆特殊型三種。①一般型適用于無瓦斯煤塵爆炸危險的礦井巷道運輸。②安全型適用于有瓦斯、煤塵，但有良好通風條件，瓦斯、煤塵不能聚集的礦井巷道運輸。③防爆特殊型適用于瓦斯煤塵爆炸危險的礦井巷道運輸。第二節(jié)礦用電機車的結(jié)構(gòu)礦用電機車的構(gòu)造包括機械和電氣設(shè)備兩大部分。機械部分包括車架、輪對、軸承和軸承箱、彈簧托架、齒輪傳動裝置、撒砂裝置、制動裝置及連接緩沖裝置等；電氣部分包括牽引電動機、控制器、啟動電阻、受（集）電弓、自動開關(guān)、照明系統(tǒng)及電流表等。一、機械部分架線式電機車的基本結(jié)構(gòu)

1-車架；2-軸（承條）箱；3-輪對；4-制動手輪；5-砂箱；6-牽引電動機；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1.車架車架是機車的整體框架。除了輪對和軸承箱，機車上的機械和電氣裝置都安裝在車架上。車架用彈簧托架支承在軸承箱上。車架的作用是用以組裝機車各部件和充實機車黏著質(zhì)量。2.輪對作用是使牽引電動機的轉(zhuǎn)矩作用在軌道上產(chǎn)生機車的牽引力和制動力，使機車在軌道上通過車輪滾動平穩(wěn)運行。礦用電機車輪對1-車軸；2-輪心；3-輪箍；4-軸瓦；5-齒輪；6-軸頸

軸箱3.軸箱作用是固定、密封防護軸承，并利用軸承箱體兩側(cè)的導向槽將輪對連接到車架上，在機車行駛中可使輪對相對車架在一定范圍上下自由活動。

軸箱1-軸箱體；2-氈翻；3-止推環(huán)；4-滾動軸承；5-止推盞；6-軸箱端蓋；7-軸承壓蓋；8-座孔；9-滑槽4.彈簧托架彈簧托架l-均衡梁；2-板簧；3-軸箱；4-彈簧支架作用是緩和電機車在運行中所產(chǎn)生的振動，把電機車的質(zhì)量比較均勻地分配到4個車輪上，因而具有防止機車脫軌的作用。45.齒輪傳動裝置礦用電機車的齒輪傳動裝置(a)單級開式齒輪傳動；(b)閉式齒輪減速箱1-抱軸承；2-掛耳傳動效率低傳動比較小

傳動效率比較高齒輪使用壽命高

6.制動裝置電機車制動裝置分為機械制動和電氣制動。機械制動是利用制動閘或制動器進行制動。電氣制動是牽引電動機的能耗制動，不需要專門設(shè)置，只是用控制器改變電氣線路。

制動裝置的作用是產(chǎn)生制動力矩，使運行中的電機車減速或停車。礦用電機車的手動制動裝置1-手輪；2-螺桿；3-襯套；4-螺母；5-均衡桿；6-拉桿；7、8-制動桿；9、10-閘瓦11-正反扣調(diào)節(jié)螺絲制動閘多為閘瓦式，用杠桿使閘瓦緊壓車輪踏面，借助閘瓦與車輪的摩擦力形成制動力矩。其操作方式有手動、氣動、液動。礦用電機車使用手動閘。7.撒砂裝置礦用機車撒砂裝置l、3-拉桿；2-搖臂；4-錐體；5-出砂導管；6-彈簧

8.緩沖連接裝置緩沖連接裝置的作用是簡便可靠地連接車輛，減緩車輛碰撞的沖擊。架線式電機車采用剛性緩沖器，蓄電池電機車采用彈簧緩沖器。

緩沖器及連接器

二、電氣部分電氣設(shè)備包括牽引電動機、控制器、啟動電阻、受電弓、自動開關(guān)和照明等。①牽引電動機的作用有兩個：牽引作用和制動作用。

②控制器的作用是控制電機車啟動、停止、調(diào)速、電氣制動和運行方向。

③受電器的作用是從接觸架線上取用電能。④啟動電阻的作用是限制牽引電動機的啟動電流。⑤自動開關(guān)與照明。

第三節(jié)礦用電機車運行理論一、電機車運行方程式

牽引狀態(tài)-有牽引力作用慣性狀態(tài)-無牽引力作用制動狀態(tài)-制動力作用電機車運行方程式1）靜阻力靜阻力包括基本阻力F0和坡道阻力Fi。

F0=1000（mD+mZ）gωFi=±1000（mD+mZ）gsinβ

列車運行全部靜阻力：Fj=F0+Fi=1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）

=1000（mD+mZ）g（ω±i）

mD-電機車質(zhì)量，t；mZ-礦車組質(zhì)量；g-重力加速度，取10m/s2；ω-列車運行的基本阻力系數(shù);β-電機車在坡道上運行的傾角。

一、電機車運行方程式

2）慣性阻力

Fa=m（1+r）a=±1100a（mD+mZ）整理得出列車在牽引狀態(tài)下必須產(chǎn)生的牽引力為：

F=Fj+Fa=1000（mD+mZ）[（ω±sinβ）g±1.1a]慣性狀態(tài)列車運行方程式：

-Fj+Fa=-1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）+1100a（mD+mZ）=0即：（ω±sinβ）g-1.1a=0制動狀態(tài)列車運行方程式：-B-Fj+Fa=0即：B=Fa-Fj=1100a（mD+mZ）-1000（mD+mZ）g（ω±sinβ）一、電機車運行方程式

二、電機車牽引力

保證電機車正常運行的條件是：車輪與軌道之間不產(chǎn)生相對滑動。Tk的最大值為：Tk=1000P0Ψ

為保證車輪在軌道上無相對滑動，單個主動輪對粘著條件應滿足：

Fk≤1000P0Ψ整臺電機車的粘著條件為：F≤1000PnΨ

Fk-車輪作用于軌道接觸點上的力，N；

Tk-車輪與軌道間的摩擦力，N；P0-機車作用在單個主動輪上的正壓力，KN；Ψ-輪緣與軌道間的粘著系數(shù)；F-電機車產(chǎn)生的全部牽引力，N；Pn-機車作用在全部主動輪對上的電機車重力，KN；

三、電機車制動力

對于單個輪對，制動力B0的值為

B0=N0φ

單個輪對制動力B0與粘著力Tk應滿足的關(guān)系為

B0≤Tk

整臺電機車上所能給出的制動力為B=Nφ≤1000PnΨ閘瓦總壓力的極限值為

注意：牽引力和制動力都必須小于粘著力。

第四節(jié)礦用電機車運輸計算①機車類型及其粘著重力選擇；②列車組成計算；③確定全礦電機車臺數(shù)。表3-6電機車類型及粘著重力

礦井年產(chǎn)量An/kt機車粘著重力/kN配用礦車/t架線式蓄電池式150～30030～7080以下1及以下300～60070～10080以下1～3900～180080～140803～5An＞1800140～20080～1205一、機車類型及其粘著重力選擇二、列車組成計算先計算

后試驗

再確定

①按列車啟動時的粘著條件計算出車組重力和礦車數(shù)。再用溫升條件、制動條件分別計算出牽引車數(shù)取其最小值。②按三個條件分別計算出每個允許的車組最大重力。然后取其最小值來確定礦車數(shù)。二、列車組成計算1.按電機車的粘著條件計算車組重力

F=1000（mD+mzh）[(ωzh/+ip)g+1.1a]≤1000mDngψ

算出列車牽引的重車組重力后，用下式求出礦車數(shù)二、列車組成計算2.按電機車的發(fā)熱條件驗算牽引電動機等效（值）電流不超過其長時電流值

（等效電流）Idz≤Ich（電動機長時電流）

T=tzh+tk計算結(jié)果若Idz≤Ich，則滿足要求；如果Idz≥Ich，則說明牽引電動機溫升條件不允許，應減少礦車組中的礦車數(shù)，重新驗算，直到滿足溫升條件為止。

3.按電機車的制動條件驗算《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：運送物料時列車的制動距離不得超過40m，運送人員時不得超過20m。計算重車組時必須符合這一規(guī)定。

重車沿直線下坡制動時需要的制動力為：

B=1000[（mD+n(mz1+m1)）][1.1a-(ωzh-ip)g]≤1000mDngψ《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，運送人員時速度不得超過3m/s,運人時負荷小，減速度大，容易在規(guī)定距離內(nèi)制動停車。

三、全礦電機車臺數(shù)確定

1.每班所需運送的貨載次數(shù)fb2.每班所運人員次數(shù)fr《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，長度超過1.5km的主要行人平巷，上下班時必須采取機械運送人員的規(guī)定，若運距大于1.5km且礦井為兩翼開采時，一般取每班每翼運人一次，即fr=2次/班；運距小于1.5km，不用機械運送人員，取fr=0。

3.每班所運總次數(shù)fzfz=fb+fr

三、全礦電機車臺數(shù)確定

4.一臺機車一個班的循環(huán)次數(shù)f5.所工作的電機車臺數(shù)n06.全礦電機車總數(shù)n

n=n0+nb

第四節(jié)礦用電機車運行、操作、

維護與故障處理①每次開車前，應檢查巷道及軌道有無障礙物，檢查所牽引的車輛數(shù)是否超過規(guī)定，裝載情況是否符合要求；

②司機必須坐在座位上開車，不得坐在車幫上或車外開車，嚴禁將頭、手及身體露出車外；③機車行近巷道口、硐室口、彎道、道岔、坡度較大或噪聲大的地段，以及前面有車輛、行人時，都必須減速，并發(fā)出警號；④行車中如遇停電，必須將控制器手把拉回零位，待送電后重新啟動；⑤正常制動停車，應提前減速、采用機械制動，非緊急情況不準使用動力制動，嚴禁反向制動；一、電機車操作

⑥如果司機必須離開座位時，必須斷開自動開關(guān)，剎緊車閘，取下手把保管好，不得關(guān)閉車燈；

⑦不得用車閘控制列車的行車速度，列車應避免停在道岔上或彎道附近；

⑧臨時檢修時，必須落下集電器，應在列車占用軌道的前后40米處放置停車檢修警示牌；

⑨必須按規(guī)定信號行車，聽從跟車工和調(diào)度員的指揮，正常運輸時，電機車必須在列車的最前端牽引；

⑩同一線路同一方向行駛時，兩車必須保持大于100米的距離，嚴禁追尾行駛。一、電機車操作

二、電機車維護

（1）檢查閘瓦磨損、更換并調(diào)整閘瓦間隙，清除閘瓦泥垢；

（2）檢查車輪有無裂紋，輪箍是否松動，車輪踏面磨損程度；

（3）檢查傳動齒輪及齒輪罩，有無松動和磨損；（4）檢查車架彈簧有無裂紋及失效，清除彈簧上的泥垢，在鉸接點及均衡梁之間進行注油；（5）檢查車體及各部螺栓、銷軸、開口銷是否齊全，螺栓是否緊固，銷軸和開口銷連接是否良好；（6）檢查連接裝置，是否有損傷、磨損超限；（7）檢查撤砂系統(tǒng)各部件是否齊全、砂管有無堵塞，與車輪、軌道的距離是否符合要求；（8）檢查制動系統(tǒng)的杠桿、銷軸是否靈活，并進行注油；二、電機車維護

（9）檢查受電器弓彈簧壓力是否足夠，滑板磨損程度，各框架、螺栓及銷子是否齊全完整；

（10）檢查電阻器是否斷裂，各接線端子是否松動，清掃塵垢

；

（11）檢查控制器的機械閉鎖裝置是否可靠，各接線端子有無松動現(xiàn)象；（12）電機車停運后立即檢查牽引電動機、軸瓦及油箱的情況，電動機溫度是否超過(75℃)，軸瓦溫度是否超限(65℃)，清除油箱積塵，定期注油、換油

；（13）照明燈是否完好，亮度是否足夠，熔斷器是否符合規(guī)定

；（14）對蓄電池電機車要檢查插銷與電纜的連接是否牢固，防爆性能是否良好。

三、電機車故障處理列車運行傷亡事故主要有:撞車、追尾、掉道碰人。這類事故的次數(shù)，約占平巷運輸事故次數(shù)的58%，死亡人數(shù)占平巷運輸死亡人數(shù)的56%。行車行人傷亡事故主要有：列車行駛中與在道中行走的人員相碰，與巷道狹窄障礙物多，無法躲避的人相碰，以及違章蹬、扒、跳車傷人。這類事故的次數(shù)，約占平巷運輸事故次數(shù)的39%，死亡人數(shù)占平巷運輸死亡人數(shù)的41%。

三、電機車故障處理行人違章

司機違章管理人員素質(zhì)低

管理水平差1．事故原因2．預防措施①缺少碰頭或碰頭失效。②制動裝置不正常。③車燈損壞或照明距離不足。④連接裝置失常。⑤3t以上機車的撒砂裝置不正?；蛏白淤|(zhì)量不符合要求。⑥警鈴或喇叭不正常。⑦電氣防爆部分失去防爆性能。三、電機車故障處理事故案例三、電機車故障處理Thankyou！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。3月-233月-23Sunday,March19,2023人生得意須盡歡，莫使金