第三章礦用電機(jī)車

1、第三章礦用電機(jī)車第一節(jié)概述礦用電機(jī)車4 4.1 .1 概述概述一一、礦用電機(jī)車的作用礦用電機(jī)車的作用 礦用電機(jī)車主要用于井下運(yùn)輸大巷和地面的長(zhǎng)距離運(yùn)輸。它相當(dāng)于礦用電機(jī)車主要用于井下運(yùn)輸大巷和地面的長(zhǎng)距離運(yùn)輸。它相當(dāng)于鐵路運(yùn)輸中的電氣機(jī)車頭，牽引著由礦車或人車組成的列車在軌道上行鐵路運(yùn)輸中的電氣機(jī)車頭，牽引著由礦車或人車組成的列車在軌道上行走，完成對(duì)煤炭、矸石、材料、設(shè)備、人員的運(yùn)送。走，完成對(duì)煤炭、矸石、材料、設(shè)備、人員的運(yùn)送。二、原理、使用條件牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，借助車輪與軌面間的摩擦力，使機(jī)車在軌道上運(yùn)行。在這種運(yùn)行方式下，它的牽引力不僅受牽引電機(jī)功率的限制，還受車輪與軌面間的摩擦制約

2、。機(jī)車運(yùn)輸能行駛的坡度有限制，一般為3，局部坡度不能超過30。三、礦用電機(jī)車的形式及分類三、礦用電機(jī)車的形式及分類 按電能來(lái)源電機(jī)車分為礦用直流架線式電機(jī)車(ZK型)和礦用蓄電池式電機(jī)車(XK型)。 按電機(jī)車的黏著質(zhì)量分類，架線式電機(jī)車有：1.5t、3t、7t、10t、14t、20t幾種；蓄電池式有2t、2.5t、8t、12t幾種。 按電機(jī)車的軌距分為600mm、762mm、900mm三種 按電壓等級(jí)，架線式電機(jī)車有100（97）V、250V、550V三種；蓄電池式電機(jī)車有40/48V與110/132V兩個(gè)等級(jí) P一、直流架線電機(jī)車架線式電機(jī)車的供電方式如圖4-1所示。中央變電所引來(lái)的高壓電纜

3、供給牽引變流所三相交流電源，經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)低壓電纜4送到變流設(shè)備，將交流變?yōu)橹绷?，正極接在架空線上，負(fù)極接在軌道上。架空線是沿運(yùn)行軌道上空架設(shè)的裸導(dǎo)線，機(jī)車上的受電弓與架空線接觸，將電流引入車內(nèi)，經(jīng)車上的控制器和牽引電動(dòng)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。架線式電機(jī)車直流架線式電機(jī)車有構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便、用電效率高、投資費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，但是它只能在有架線的巷道內(nèi)運(yùn)行，受電弓與架線接觸處易發(fā)生火花，故不能用于有瓦斯爆炸危險(xiǎn)的礦山。 圖4-l 架線式電機(jī)車的供電系統(tǒng) 1-牽引變流所；2-饋電線； 3-饋電點(diǎn)； 4-架空線；5-受電弓； 6-運(yùn)輸軌道；7-

4、回電點(diǎn)；8-回電線；9-礦車；牽引電機(jī)車 架線式電機(jī)車運(yùn)行時(shí)，維護(hù)管理簡(jiǎn)便，運(yùn)輸費(fèi)用低。受電弓與架空線間難免產(chǎn)生火花 ，煤礦安全規(guī)程規(guī)定，只能在低沼氣礦井進(jìn)風(fēng)（全風(fēng)壓通風(fēng)）的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)使用，巷道支護(hù)必須使用不可燃性材料。 蓄電池式電機(jī)車由車上攜帶的蓄電池供電，有防爆型電池，可用于瓦斯含量大的礦井。運(yùn)輸線路不受限制，但需要充電設(shè)施，蓄電池放電到規(guī)定值時(shí)需更換且本身自重較大。蓄電池式電機(jī)車蓄電池式電機(jī)車 蓄電池式電機(jī)車是用蓄電池供給電能的。蓄電池充電一般在井下電機(jī)車庫(kù)運(yùn)行。電機(jī)車上的蓄電池組用到一定程度后，就把它取下?lián)Q上充好電的。因此，每臺(tái)電機(jī)車必須配備2-3套蓄電池組。 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)火花引爆危險(xiǎn)

5、，適合在有瓦斯的礦井使用；不須架線，使用靈活，對(duì)于產(chǎn)量小、巷道不太規(guī)則的運(yùn)輸系統(tǒng)和巷道掘進(jìn)運(yùn)輸很適用。 缺點(diǎn)：須設(shè)充電設(shè)備；初期投資大；用電效率低，運(yùn)輸費(fèi)用較高。 蓄電池式電機(jī)車的工作原理蓄電池式電機(jī)車的工作原理 蓄電池式電機(jī)車的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(jìn)入電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而牽引列車行駛。蓄電池式電機(jī)車三、電機(jī)車的基本部件三、電機(jī)車的基本部件 礦用電機(jī)車是由機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備兩大部分組成。 二、井工礦用電機(jī)車機(jī)械結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)備二、井工礦用電機(jī)車機(jī)械結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)備（一）井工礦（一）井工礦用電機(jī)車機(jī)械結(jié)用電機(jī)車機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)機(jī)械設(shè)備

6、包括機(jī)械設(shè)備包括車架、輪對(duì)、軸車架、輪對(duì)、軸承和軸箱、彈簧承和軸箱、彈簧托架、制動(dòng)裝置托架、制動(dòng)裝置、加砂裝置、齒、加砂裝置、齒輪傳動(dòng)裝置及聯(lián)輪傳動(dòng)裝置及聯(lián)接緩沖裝置等接緩沖裝置等。車架是機(jī)車的主體， 是安裝的基礎(chǔ),包括:車梁、緩沖器和軸卡。電機(jī)電機(jī)車上所有設(shè)備都安裝在車架上，車上所有設(shè)備都安裝在車架上，車架又用彈簧托架和鐵棒支承在車架又用彈簧托架和鐵棒支承在軸承上。軸承上。 車梁：礦車的主要承載部件。 緩沖器：直接承受牽引力和沖擊。軸卡：車架與輪對(duì)的連接體，目前多采用插銷式。 (一一) 車架車架 n輪對(duì)是由兩個(gè)壓裝在軸輪對(duì)是由兩個(gè)壓裝在軸上的車輪和一根車軸所上的車輪和一根車軸所組成。組成。n

7、車輪是由輪心車輪是由輪心2 2和輪圈和輪圈3 3熱壓裝配成的。輪心是熱壓裝配成的。輪心是用鑄鐵或鑄鋼制成，輪用鑄鐵或鑄鋼制成，輪圈是用鋼軋制而成。這圈是用鋼軋制而成。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是輪圈磨種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是輪圈磨損后可以更換，而不致?lián)p后可以更換，而不致使整個(gè)車輪報(bào)廢。使整個(gè)車輪報(bào)廢。n礦用電機(jī)車采用雙主動(dòng)礦用電機(jī)車采用雙主動(dòng)軸。軸。(二二) 輪對(duì)輪對(duì)(三三) 軸承和軸箱軸承和軸箱車軸通過軸承和軸箱承受車架及其上全部設(shè)備的重力。軸箱安裝車軸通過軸承和軸箱承受車架及其上全部設(shè)備的重力。軸箱安裝在車軸兩端的軸頸上。在車軸兩端的軸頸上。礦用電機(jī)車的軸箱：礦用電機(jī)車的軸箱：箱內(nèi)裝有一對(duì)滾柱軸承箱內(nèi)裝有一對(duì)滾

8、柱軸承4，箱殼兩側(cè)的滑槽箱殼兩側(cè)的滑槽9與車架相配，與車架相配，在不平的軌道上運(yùn)行時(shí)，輪在不平的軌道上運(yùn)行時(shí)，輪軸能在車架中上下移動(dòng)。軸能在車架中上下移動(dòng)。軸箱之上部有彈簧托架，軸箱之上部有彈簧托架，此彈簧托架可起緩沖作用。此彈簧托架可起緩沖作用。在箱殼上部有安裝彈簧托在箱殼上部有安裝彈簧托架鐵棒的座孔架鐵棒的座孔8。(四四) 彈簧托架彈簧托架彈簧托架的作用是緩和運(yùn)行中對(duì)機(jī)車的沖擊和震動(dòng)。彈簧托架的作用是緩和運(yùn)行中對(duì)機(jī)車的沖擊和震動(dòng)。礦用電機(jī)車的均衡托架：礦用電機(jī)車的均衡托架：前軸（右軸）上的彈簧托架是單獨(dú)作用，后軸（左軸）上的彈簧托前軸（右軸）上的彈簧托架是單獨(dú)作用，后軸（左軸）上的彈簧托架

9、的一端固定在車架上，另一端用均衡梁架的一端固定在車架上，另一端用均衡梁1 1連接，均衡梁連接，均衡梁1 1的中點(diǎn)用鉸的中點(diǎn)用鉸軸安在車架上。軸安在車架上。均衡梁的作用：均衡梁的作用：當(dāng)有一個(gè)車輪上的負(fù)荷增加時(shí)當(dāng)有一個(gè)車輪上的負(fù)荷增加時(shí)（例如軌道局部突起），能通過（例如軌道局部突起），能通過均衡梁的作用把負(fù)荷分配到另一均衡梁的作用把負(fù)荷分配到另一個(gè)車輪上去一部分，以避免一個(gè)個(gè)車輪上去一部分，以避免一個(gè)車輪過載，一個(gè)車輪欠載。車輪過載，一個(gè)車輪欠載。 (五五) 制動(dòng)裝置制動(dòng)裝置制動(dòng)裝置是為了在運(yùn)行中迅速減速和停車之用。制動(dòng)裝置是為了在運(yùn)行中迅速減速和停車之用。制動(dòng)裝置有制動(dòng)裝置有機(jī)械的和電氣的機(jī)械

10、的和電氣的兩種，電氣制動(dòng)裝置不能使電機(jī)車完兩種，電氣制動(dòng)裝置不能使電機(jī)車完全停住，因此每臺(tái)電機(jī)車都裝有機(jī)械制動(dòng)裝置。全停住，因此每臺(tái)電機(jī)車都裝有機(jī)械制動(dòng)裝置。機(jī)械制動(dòng)裝置按操作方式分有機(jī)械制動(dòng)裝置按操作方式分有手動(dòng)的和氣動(dòng)的手動(dòng)的和氣動(dòng)的兩種。兩種。電機(jī)車機(jī)械制動(dòng)裝置：電機(jī)車機(jī)械制動(dòng)裝置：四個(gè)車輪的內(nèi)側(cè)各裝一個(gè)閘四個(gè)車輪的內(nèi)側(cè)各裝一個(gè)閘瓦瓦9（或（或10），閘瓦鉸接在制動(dòng)），閘瓦鉸接在制動(dòng)桿桿7或或8上。每側(cè)的兩個(gè)制動(dòng)桿的上。每側(cè)的兩個(gè)制動(dòng)桿的下端用正反扣調(diào)整螺絲下端用正反扣調(diào)整螺絲11相連，相連，此調(diào)整解絲用來(lái)調(diào)整閘瓦與車輪此調(diào)整解絲用來(lái)調(diào)整閘瓦與車輪輪面的間隙。兩個(gè)制動(dòng)桿用連桿輪面的間隙。

11、兩個(gè)制動(dòng)桿用連桿12連接，連桿連接，連桿12的頂端鉸接在車的頂端鉸接在車架上，作為固定支點(diǎn)。架上，作為固定支點(diǎn)。拉桿拉桿6的左右移動(dòng)使閘瓦進(jìn)行制動(dòng)或松閘。拉桿的左右移動(dòng)使閘瓦進(jìn)行制動(dòng)或松閘。拉桿6的動(dòng)作是由手輪的動(dòng)作是由手輪1經(jīng)經(jīng)螺桿螺桿2和螺母和螺母4組成的螺旋副傳遞的。螺桿裝在車架的孔內(nèi)，手輪和螺桿組成的螺旋副傳遞的。螺桿裝在車架的孔內(nèi)，手輪和螺桿只能轉(zhuǎn)動(dòng)不能移動(dòng)。只能轉(zhuǎn)動(dòng)不能移動(dòng)。螺母螺母4固定在均衡固定在均衡桿桿5的中間，螺母不的中間，螺母不能轉(zhuǎn)動(dòng)只能移動(dòng)。能轉(zhuǎn)動(dòng)只能移動(dòng)。均衡桿均衡桿5的作用是的作用是將螺旋副的推力平均將螺旋副的推力平均地傳給兩個(gè)拉桿地傳給兩個(gè)拉桿6。(六六) 加砂裝

12、置加砂裝置加砂裝置的作用：加砂裝置的作用：向機(jī)車車輪前的鋼軌上撒砂，以增大粘著系數(shù)向機(jī)車車輪前的鋼軌上撒砂，以增大粘著系數(shù)。加砂裝置包括有四個(gè)砂箱，這四個(gè)砂箱由司加砂裝置包括有四個(gè)砂箱，這四個(gè)砂箱由司機(jī)室中上下兩個(gè)手柄操縱，一個(gè)手柄操縱兩機(jī)室中上下兩個(gè)手柄操縱，一個(gè)手柄操縱兩個(gè)砂箱。兩個(gè)手柄均靠彈簧復(fù)位。個(gè)砂箱。兩個(gè)手柄均靠彈簧復(fù)位。如圖如圖4-8所示，當(dāng)拉動(dòng)一個(gè)手柄時(shí)，手柄臂將所示，當(dāng)拉動(dòng)一個(gè)手柄時(shí)，手柄臂將拉桿拉桿1向左拉，于是搖臂向左拉，于是搖臂2將拉桿將拉桿3向上提，錐向上提，錐體體4向上，與砂箱底之間拉開一條縫，砂子由向上，與砂箱底之間拉開一條縫，砂子由此縫流出，經(jīng)出砂導(dǎo)管此縫流出，

13、經(jīng)出砂導(dǎo)管5落在軌面上。落在軌面上。砂箱中裝有顆粒不大于砂箱中裝有顆粒不大于1mm的干砂。的干砂。 (七七) 齒輪傳動(dòng)裝置齒輪傳動(dòng)裝置u在小型礦用電機(jī)車上，一般是用一臺(tái)牽引電在小型礦用電機(jī)車上，一般是用一臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)齒輪同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)軸的傳動(dòng)方動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)齒輪同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)軸的傳動(dòng)方式。式。在中型礦用電機(jī)車上，用兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)兩個(gè)軸。傳動(dòng)裝置為一級(jí)在中型礦用電機(jī)車上，用兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)兩個(gè)軸。傳動(dòng)裝置為一級(jí)齒輪減速。齒輪減速。牽引電動(dòng)機(jī)的一側(cè)用抱軸承牽引電動(dòng)機(jī)的一側(cè)用抱軸承1安在車軸上，另一側(cè)用機(jī)殼上的掛耳安在車軸上，另一側(cè)用機(jī)殼上的掛耳2通過彈簧通過彈簧吊掛在車架上。吊掛在

14、車架上。這種安裝方式既能緩和運(yùn)行中對(duì)這種安裝方式既能緩和運(yùn)行中對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊和震動(dòng)，又能保證傳電動(dòng)機(jī)的沖擊和震動(dòng)，又能保證傳動(dòng)齒輪處于正常嚙合狀態(tài)。動(dòng)齒輪處于正常嚙合狀態(tài)。在在14t及及20t電機(jī)車上，由于采用高電機(jī)車上，由于采用高旋轉(zhuǎn)速度、尺寸較小、功率較大的旋轉(zhuǎn)速度、尺寸較小、功率較大的牽引電動(dòng)機(jī)，所以采用二級(jí)齒輪減牽引電動(dòng)機(jī)，所以采用二級(jí)齒輪減速。齒輪在減速箱內(nèi)工作，既能提速。齒輪在減速箱內(nèi)工作，既能提高其傳動(dòng)效率，又能增加其壽命。高其傳動(dòng)效率，又能增加其壽命。電動(dòng)機(jī)的一端用凸緣與減速箱聯(lián)接，電動(dòng)機(jī)的一端用凸緣與減速箱聯(lián)接，另一端用機(jī)殼上的掛耳通過彈簧掛另一端用機(jī)殼上的掛耳通過彈簧掛在車

15、架上。在車架上。(八八) 聯(lián)接緩沖裝置聯(lián)接緩沖裝置礦用電機(jī)車的前后兩端都有聯(lián)接和緩沖裝置。礦用電機(jī)車的前后兩端都有聯(lián)接和緩沖裝置。為了能牽引具有不同聯(lián)接高度的礦車，聯(lián)接裝置一般是做成為了能牽引具有不同聯(lián)接高度的礦車，聯(lián)接裝置一般是做成多層出口的。多層出口的。緩沖裝置有緩沖裝置有剛性和彈性剛性和彈性兩種。兩種。蓄電池式電機(jī)車用彈性緩沖裝置，以減輕對(duì)蓄電池的沖擊。蓄電池式電機(jī)車用彈性緩沖裝置，以減輕對(duì)蓄電池的沖擊。架線式電機(jī)車用剛性緩沖裝置。架線式電機(jī)車用剛性緩沖裝置。Page 25二、電氣設(shè)備電氣設(shè)備包括牽引電動(dòng)機(jī)、控制器、啟動(dòng)電阻、受電弓、自動(dòng)開關(guān)與照明等。( (一一) ) 牽引電動(dòng)機(jī) 目前礦

16、用電機(jī)車都采用直流串激電動(dòng)機(jī)作牽引電動(dòng)機(jī)，與其他激磁方式的直流電動(dòng)機(jī)比較，直流串激電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： (1)串激電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，能以不大的電流獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因而在要求相同的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩條件下，可采用較小功率的電動(dòng)機(jī)。Page 26 (2)串激電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度隨著列車運(yùn)行阻力及行駛條件而自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。 這種特點(diǎn)是由于串激電動(dòng)機(jī)具有軟的牽引特性(見圖4-24)所決定的。當(dāng)電機(jī)車上坡行駛或負(fù)荷較大時(shí)，需要較大的牽引力，隨著牽引力的增大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)自動(dòng)地降低。這樣，既保證了運(yùn)行安全，又不致從電網(wǎng)吸取過大的功率。Page 27Page 28 (3)兩臺(tái)串激電動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作時(shí)，負(fù)荷分配比較均勻。由于

17、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)特性有差異或前后車輪直徑不相等，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不等，會(huì)引起各電動(dòng)機(jī)負(fù)荷電流不相同，但由于其牽引特性較軟，因而負(fù)荷電流差異很小，約在510范圍內(nèi)。這樣，可以避免個(gè)別電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中因負(fù)荷不均勻而產(chǎn)生嚴(yán)重過負(fù)荷現(xiàn)象。 (4)當(dāng)架空電網(wǎng)的電壓變動(dòng)時(shí)，只影響串激電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，而不影響其轉(zhuǎn)矩。這樣，就使得當(dāng)架空電網(wǎng)的電壓降很大時(shí)，電機(jī)車也能啟動(dòng)。Page 29 此外，串激電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積和質(zhì)量都較小，也是其重要的優(yōu)點(diǎn)。 但是，串激電動(dòng)機(jī)也有缺點(diǎn)，如調(diào)整性能差等。Page 30r 牽引電動(dòng)機(jī)的特性：指運(yùn)行速度v,輪緣牽引力F以及效率與電樞電流之間的關(guān)系，即速度特性=f1(I)，牽引力特性F=

18、f2(I)及效率特性=f3(I)，這些特性均用曲線表示。 圖4-24及圖4-25分別為ZQ-21型及ZQ-24型牽引電動(dòng)機(jī)的特性曲線。r牽引電動(dòng)機(jī)的功率分長(zhǎng)時(shí)功率和小時(shí)功率。 長(zhǎng)時(shí)功率：指在電機(jī)絕緣材料的允許溫升條件下電機(jī)長(zhǎng)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠輸出的最大功率，主要取決于電機(jī)的散熱能力。Page 32 小時(shí)功率：指在允許溫升條件下，電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一小時(shí)的最大功率，它是牽引電動(dòng)機(jī)的額定功率，它主要取決于電機(jī)的絕緣材料和冷卻性能的好壞。r 與功率相對(duì)應(yīng)的電流牽引力和轉(zhuǎn)速也有長(zhǎng)時(shí)制和小時(shí)制之分。Page 33（二）啟動(dòng)電阻n 作用:是限制牽引電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。n 組成:通常由幾個(gè)單獨(dú)的電阻元件組成，因連接方式不

19、同，電阻值大小也不相同。礦用電機(jī)車一般采用帶狀電阻。啟動(dòng)電阻是牽引電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、調(diào)速和電氣制動(dòng)。n (三)控制器n 作用:操縱牽引電動(dòng)機(jī)及電機(jī)車運(yùn)行.即控制和換向n (四)受電弓n 作用:從架空線上取用電能n 分類;構(gòu)造可分為弓式和接觸式n (五)自動(dòng)開關(guān)與照明裝置n 自動(dòng)開關(guān)、前后照明燈等直流牽引電動(dòng)機(jī)司機(jī)控制器啟動(dòng)電阻自動(dòng)開關(guān)Page 38 第三節(jié)電機(jī)車的電氣制動(dòng) 電機(jī)車的電氣制動(dòng)是指對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、調(diào)整、斷電運(yùn)行、電氣制動(dòng)及換向運(yùn)行等控制。 一、礦用電機(jī)車的啟動(dòng) 牽引電動(dòng)機(jī)在靜止時(shí)電樞繞組內(nèi)沒有反電勢(shì)，而繞組本身電阻又很小，因此，如果在啟動(dòng)時(shí)把牽引電動(dòng)機(jī)直接接至全電壓電網(wǎng)，則在靜

20、止的電動(dòng)機(jī)各繞組中通過的電流很大，會(huì)引起繞組很快發(fā)熱甚至燒毀。此外，還會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩，引起機(jī)械部分的損壞。為了限制啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，并保持一定的電流數(shù)值，普遍采用在牽引電動(dòng)機(jī)的電路中串接啟動(dòng)電阻和將兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)串并聯(lián)的方法進(jìn)行啟動(dòng)。Page 392 2啟動(dòng)方法(1)(1)串接電阻的啟動(dòng)方法串接電阻的啟動(dòng)方法。 架空線的電壓為U，電動(dòng)機(jī)繞組電阻為ra，電阻是Rp,電動(dòng)機(jī)反向電勢(shì)為E，則電樞電流為，papaRrncURrEUI2222其中，C-與電動(dòng)機(jī)構(gòu)造有關(guān)的常數(shù)；-工作磁通； n-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Page 40由上式可知，反電動(dòng)勢(shì)E隨轉(zhuǎn)數(shù)增加而增加，電樞電流逐漸減小。啟動(dòng)瞬時(shí)，E 為零，啟動(dòng)電流

21、很大，為限制啟動(dòng)電流接入附加電阻。啟動(dòng)后，必須保持牽引力不變，需要相應(yīng)地減小附加啟動(dòng)電流。Page 41(2)(2)串并聯(lián)啟動(dòng)方法。串并聯(lián)啟動(dòng)方法。 礦用電機(jī)車還采用了兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)串并聯(lián)啟動(dòng)的方法。開始啟動(dòng)時(shí)，第一步先將兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，并加入啟動(dòng)電阻RP如圖4-26所示，然后逐段切除電阻，直至RP=0。第二步是將兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，加入適當(dāng)?shù)碾娮鑂p。然后逐段切除，直至兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)不帶電阻并聯(lián)運(yùn)行，這時(shí)電機(jī)車即達(dá)到全速運(yùn)行。Page 42Page 43二、牽引電動(dòng)機(jī)的調(diào)速（一）（一）改變電動(dòng)機(jī)的端電壓改變電動(dòng)機(jī)的端電壓 (1) (1)串聯(lián)電阻法。串聯(lián)電阻法。電路內(nèi)串聯(lián)接入一個(gè)電阻，通過改變此電阻的

22、數(shù)值來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的端電壓。但是這個(gè)方法很不經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樵陔娮杵髦袑⑾拇罅康碾娔埽噪娮杵鲗?shí)際上只能作為啟動(dòng)之用，而不應(yīng)該用來(lái)調(diào)速。 (2) (2)串并聯(lián)法。串并聯(lián)法。改變兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接方式(串并聯(lián)法)是一種經(jīng)濟(jì)的調(diào)速方法，但選種調(diào)速方法平滑性較差。因?yàn)榈V用電機(jī)車對(duì)調(diào)速的要求不高，一般正常運(yùn)行為并聯(lián)(高速)，過道岔及彎道時(shí)為串聯(lián)(低速)。Page 44Page 45 (3) (3)可控硅脈沖調(diào)速法?？煽毓杳}沖調(diào)速法。在牽引電動(dòng)機(jī)的電路中串聯(lián)可控硅元件，利用可控硅斷續(xù)供電改變電動(dòng)機(jī)端電壓的平均值，以達(dá)到調(diào)速的目的。（二）改變電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度 單電機(jī)小型礦用電機(jī)車采用這種方法。 (1) (1

23、)改變激磁繞組的匝數(shù)。改變激磁繞組的匝數(shù)。為了改變激磁繞組的匝數(shù)，需要把激磁繞組分為兩組，如圖4-27(a) ，當(dāng)兩組激磁繞組全部接入主電路時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度最低。當(dāng)只有一組激磁繞組接入主電路時(shí)，由于激磁繞組的匝數(shù)減少，因此，磁場(chǎng)被削弱，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度增高。Page 46Page 47 (2) (2)改變激磁繞組的接線。改變激磁繞組的接線。 改變激磁繞組的連接方式，如圖4-27(b)所示。串聯(lián)時(shí)為滿磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度最低。激磁繞組并聯(lián)時(shí)將削弱磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度增高。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性和平滑性好。但調(diào)速范圍有一定的限制。Page 48三、三、電氣制動(dòng)電氣制動(dòng) 礦用電機(jī)車的電

24、氣制動(dòng)大多數(shù)是采用動(dòng)力制動(dòng)，或稱能耗制動(dòng)。 原理：根據(jù)牽引電動(dòng)機(jī)在一定工作條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可逆性。當(dāng)牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工作時(shí)，列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@時(shí)，電流將轉(zhuǎn)變?yōu)橄喾吹姆较颍闺妱?dòng)機(jī)軸上產(chǎn)生制動(dòng)力。在進(jìn)行電氣制動(dòng)的過程中，將產(chǎn)生的電能直接消耗在電阻器上。Page 49 動(dòng)力制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：不從電網(wǎng)吸取電能，線路比較簡(jiǎn)單，同時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械沖擊也不大。 缺點(diǎn)：制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)中有電流通過，因此電機(jī)繞組的溫升要增大，故牽引電動(dòng)機(jī)的功率比不用動(dòng)力制動(dòng)者增加1520。此外，采用動(dòng)力制動(dòng)不能達(dá)到完全停車，還需使用閘瓦制動(dòng)。Page 50r 要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力制動(dòng)必須解決兩個(gè)問題：要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力制動(dòng)必須

25、解決兩個(gè)問題： 一是制動(dòng)前后串激磁場(chǎng)中的電流方向不能改變，否則會(huì)產(chǎn)生去磁作用而失去制動(dòng)力；二是在制動(dòng)時(shí)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均變成串激發(fā)電機(jī)，其負(fù)荷為同一個(gè)制動(dòng)電阻器，相當(dāng)于兩臺(tái)串激發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，而串激發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行是不穩(wěn)定的。 為了解決上述兩個(gè)問題，必須采用兩臺(tái)電機(jī)的激磁繞阻必須采用兩臺(tái)電機(jī)的激磁繞阻交叉聯(lián)接線路或交叉一橋式聯(lián)接線路。交叉聯(lián)接線路或交叉一橋式聯(lián)接線路。目前ZK型架線式電機(jī)車的電氣制動(dòng)線路都是采用交叉一橋式聯(lián)接線路。第五節(jié)第五節(jié) 列車運(yùn)行理論列車運(yùn)行理論列車運(yùn)行理論是研究作用于列車上的各種力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系以及機(jī)車牽引力和制動(dòng)力的產(chǎn)生等問題。一、列車運(yùn)行基本方程式一、列車運(yùn)行基本方程

26、式 在討論列車運(yùn)行基本方程式時(shí)，為簡(jiǎn)化起見，假定電機(jī)車與礦車之間、礦車與礦車之間的聯(lián)接都是剛性的，因而在運(yùn)動(dòng)的任何瞬間列車中各部分的速度或加速度都是相同的，把整個(gè)列車當(dāng)做平移運(yùn)動(dòng)的剛體看待與實(shí)際情況雖有差異，但其結(jié)果對(duì)應(yīng)用影響不大。列車運(yùn)行有以下三種狀態(tài)： (1)(1)牽引狀態(tài)牽引狀態(tài)，列車在牽引電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力作用下加速啟動(dòng)或勻速運(yùn)行； (2)(2)慣性狀態(tài)，慣性狀態(tài)，牽引電動(dòng)機(jī)斷電后列車靠慣性運(yùn)行，一般這種狀態(tài)為減速運(yùn)行； (3)(3)制動(dòng)狀態(tài)，制動(dòng)狀態(tài)，列車在制動(dòng)閘瓦或牽引電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩作用下減速運(yùn)行或停車。( (一一) )牽引狀態(tài)的列車運(yùn)行基本方程式牽引狀態(tài)的列車運(yùn)行基本方程式

27、 列車在牽引狀態(tài)(加速運(yùn)行)下，沿著運(yùn)行方向作用在列車上有牽引力F、靜阻力Fj、慣性阻力Fa。根據(jù)力的平衡原理，列車在牽引狀態(tài)下的力平衡方程式為： 1. 1.慣性阻力慣性阻力 列車在平移運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還有電動(dòng)機(jī)的電樞、齒輪以及輪對(duì)等部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了考慮旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)慣性阻力的影響，用慣性用慣性系數(shù)來(lái)增大平移運(yùn)動(dòng)的慣性阻力。系數(shù)來(lái)增大平移運(yùn)動(dòng)的慣性阻力。0ajFFF(4-1)因此，慣性阻力Fa可用下式表示:式中：M為電機(jī)車和礦車組的全部質(zhì)量，m=(P+Q)1000 kg； md為電機(jī)車質(zhì)量；mz為礦車組質(zhì)量； 為慣性系數(shù)； a為列車加速度。 將m值及值代式(42)，得：amFa)1 (4-3)(4

28、-2)ammFzda)(11002 2靜阻力靜阻力 列車運(yùn)行的靜阻力包括基本阻力、坡道阻力、靜阻力包括基本阻力、坡道阻力、彎道阻力、道岔阻力及氣流阻力彎道阻力、道岔阻力及氣流阻力等。對(duì)于礦用電機(jī)車，由于運(yùn)行速度低，后三者都不予考慮，只考慮基本阻力和坡道阻力。(1)(1)基本阻力基本阻力 基本阻力是指輪對(duì)的軸頸與軸承間的摩擦阻力、車輪在軌道上的滾動(dòng)摩擦阻力、輪緣與軌道間的滑動(dòng)摩擦阻力以及列車在軌道上運(yùn)行時(shí)的沖擊震動(dòng)所引起的附加阻力等。通?；咀枇κ墙?jīng)過試驗(yàn)來(lái)確定的。 有了阻力系數(shù)以后，基本阻力可按下式計(jì)算： 式中：F0為基本阻力,N；g為重力加速度，取9.8 ms2；為列車運(yùn)行阻力系數(shù)。 (2)

29、(2)坡道阻力坡道阻力 坡道阻力是列車在坡道上運(yùn)行時(shí)，由于列車重力沿坡道傾斜方向的分力而引起的阻力。gmmFzd)(10000(4-4)設(shè)為坡道的傾角，則坡道阻力為： 在計(jì)算時(shí)，如列車為上坡運(yùn)行，上式右端取“+”號(hào)，如為下坡，則取-號(hào)。 一般情況下，電機(jī)車運(yùn)行軌道的傾角都很小，因此sintan，而tan=i。式中i為軌道坡度()。 將前面兩式代入式(4-5)，即得： sin)(1000gmmFzdiigmmFzdi)(1000(4-5)(4-6) 列車運(yùn)行的靜阻力應(yīng)為基本阻力和坡道阻力之和列車運(yùn)行的靜阻力應(yīng)為基本阻力和坡道阻力之和，即： 將式(4-3)和式(4-6)代入式(4-1)，便得到牽引

30、電動(dòng)機(jī)所必須產(chǎn)生的牽引力為： 上式就是列車在牽引狀態(tài)下的運(yùn)行基本方程式，利用這個(gè)方程式可求出在一定條件下機(jī)車所必須給出的牽引力，或者根據(jù)電機(jī)車的牽引力求出列車中的礦車數(shù)。gimmFzdj)(1000ijFFF0(4-7)(4-8)1 . 1)(1000agimmFzdj二、電機(jī)車的牽引力二、電機(jī)車的牽引力 如圖4-28所示，主動(dòng)輪對(duì)受到牽引電動(dòng)機(jī)傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩M，使車輪以輪軸為中心旋轉(zhuǎn).M=FC.D/2FC車輪作用于軌道接觸點(diǎn)上的力. 由于M的作用，輪對(duì)將有繞中心c作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，而輪緣上的同軌面接觸的那一點(diǎn)O，相對(duì)于軌面來(lái)說，有向左滑動(dòng)的趨勢(shì)，因此在輪緣上的點(diǎn)受到軌面所給的切向摩擦反力F

31、0，其方向是向右的； 由于摩擦阻力FO的作用，使輪緣上同鋼軌接觸的那一點(diǎn)O不會(huì)在軌面上向左滑動(dòng)。理想情況下，整個(gè)輪對(duì)將以O(shè)點(diǎn)為瞬時(shí)中心向前滾動(dòng)，即輪對(duì)作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。而輪對(duì)中心c點(diǎn)作向前的平移運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，列車的一部分運(yùn)行阻力將通過電機(jī)車的聯(lián)接器、車架及軸箱作用在輪對(duì)的中心c點(diǎn)，這就是圖中的Fc。r 由上述分析可以看出，主動(dòng)輪對(duì)得到一個(gè)轉(zhuǎn)矩M以后軌面對(duì)接觸點(diǎn)o產(chǎn)生了一個(gè)摩擦反力F0，它的方向與列車運(yùn)行方向相同。正是這個(gè)摩擦反力F0克服了列車的運(yùn)行阻力FC而使列車向前作平移運(yùn)動(dòng)。對(duì)于電機(jī)車來(lái)說，F(xiàn)0是牽引列車向前運(yùn)動(dòng)的外力，稱為牽引力或輪緣牽引力。r F0與FC因大小相等方向相反，且作用在兩條平行線

32、上，形成一對(duì)力偶。該力偶與轉(zhuǎn)矩M大小相等而方向相反，使轉(zhuǎn)矩M得以平衡，從而使輪緣上的o點(diǎn)不致于沿軌面滑動(dòng)。這樣，就使輪與軌面互相接觸的那一點(diǎn)好像粘著在一起一樣，所以F0稱為粘著力。 由式(4-17)可知，當(dāng)列車運(yùn)行阻力增加時(shí)，必然引起轉(zhuǎn)矩M的增加，也就是說牽引電動(dòng)機(jī)必須給出更大的轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，輪緣牽引力也必須同時(shí)增大，以平衡列車運(yùn)行阻力使列車向前運(yùn)動(dòng)。 但是，無(wú)論是電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，還是粘著力都不能無(wú)限制地增大。電動(dòng)機(jī)輸出的牽引力牽引力(由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成的輪緣牽引力)受到電受到電動(dòng)機(jī)的溫升條件限制動(dòng)機(jī)的溫升條件限制。粘著力，它本質(zhì)上是摩擦力，受到摩擦條件或者粘著力，它本質(zhì)上是摩擦力，受到摩擦條件或者

33、叫做粘著條件的限制。叫做粘著條件的限制。單個(gè)主動(dòng)輪對(duì)能夠產(chǎn)生的最大輪緣牽引力為： 式中；即電機(jī)車分配在單個(gè)主動(dòng)輪對(duì)上的正壓力，KN；為粘著系數(shù)。(4-18)0max1000PFor為了使主動(dòng)輪對(duì)的輪緣上同軌面的接觸點(diǎn)在軌面使主動(dòng)輪對(duì)的輪緣上同軌面的接觸點(diǎn)在軌面不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，該主動(dòng)輪對(duì)產(chǎn)生的輪緣牽引力F0應(yīng)滿足： 這就是單個(gè)輪對(duì)的粘著條件單個(gè)輪對(duì)的粘著條件。 以上分析是就一個(gè)主動(dòng)輪對(duì)而言的，對(duì)于整臺(tái)電機(jī)車，能夠產(chǎn)生的最大輪緣牽引力為： 式中：Pn為機(jī)車作用在全部主動(dòng)輪對(duì)上的粘著重力，KN，若電機(jī)車的全部輪對(duì)均為主動(dòng)輪，則其粘著重力等于電機(jī)車的總重量。01000PFo(4-19)(

34、4-20)nPF1000max 式中：F為電機(jī)車為克服列車運(yùn)行阻力所必須提供的牽引力，由式(4-8)根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)求出。 公式中關(guān)鍵的參數(shù)是粘著系數(shù)公式中關(guān)鍵的參數(shù)是粘著系數(shù)。在理想狀態(tài)下，也就是在車輪沿軌道作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的情況下，粘著系數(shù)應(yīng)為靜摩擦因數(shù)。三、制動(dòng)力三、制動(dòng)力 閘瓦制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如前所述，制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，作用在機(jī)車上的力有慣性力慣性力，靜阻力靜阻力和制動(dòng)力制動(dòng)力。 如圖4-29所示，用一個(gè)制動(dòng)輪對(duì)來(lái)說明制動(dòng)力的產(chǎn)生。P0g為制動(dòng)輪對(duì)所分配的電機(jī)車重力；N0為軌面對(duì)輪對(duì)的法向反力，顯然，P0g = N0。當(dāng)閘瓦施以正壓力N1(作用在輪緣的均布力，以集中力代之)時(shí)，輪緣即產(chǎn)生切向滑切向滑

35、動(dòng)摩擦力動(dòng)摩擦力T0，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。輪緣即產(chǎn)生切向滑動(dòng)摩擦力切向滑動(dòng)摩擦力T0式中： 為制動(dòng)閘瓦與輪緣問的滑動(dòng)摩擦因數(shù)，取決于閘瓦襯墊的材料、運(yùn)行速度及閘瓦比壓； 在T0的作用下。車輪受到一個(gè)逆時(shí)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(diǎn)O有沿軌面向前滑動(dòng)的趨勢(shì)。因而軌面對(duì)輪緣將產(chǎn)生一個(gè)切向靜摩擦力B0，它的方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相同，根據(jù)轉(zhuǎn)矩平衡條件B0R-T0R=O得出：10NT(4-22)00TB (4-23) 由此可見，B0就是電機(jī)車一個(gè)制動(dòng)輪所產(chǎn)生的制動(dòng)力。在B0和靜阻力Fj的作用下，輪對(duì)即列車減速運(yùn)行，減速度為b，因而產(chǎn)生制動(dòng)的慣性力隨Fa、B0及Fj一起與F

36、a正好平衡。 當(dāng)T0增大時(shí)B0相應(yīng)地增大，因而減速度也增加，使列車能較快地制動(dòng)住。 然而，制動(dòng)力B0受粘著條件的限制。一個(gè)制動(dòng)輪對(duì)能夠產(chǎn)生的最大制動(dòng)力為：(4-24)0max01000PB整臺(tái)電機(jī)車能夠產(chǎn)生的最大制動(dòng)力為：式中：P0為一個(gè)制動(dòng)輪對(duì)的制動(dòng)重力，KN； Pz為整臺(tái)電機(jī)車的制動(dòng)重力，KN；對(duì)于全部輪對(duì)均裝有制動(dòng)閘的電機(jī)車，此質(zhì)量即為電機(jī)車總質(zhì)量，即Pz=P； 為制動(dòng)狀態(tài)的粘著系數(shù)。 在理想狀況下，即在制動(dòng)車輪保持純滾動(dòng)的情況下，制動(dòng)狀態(tài)的粘著系數(shù)值應(yīng)為靜摩擦因數(shù)值。(4-25)zPB1000max 然而，對(duì)于電機(jī)車的四個(gè)車輪來(lái)說，有的做純滾動(dòng)，有的既滾動(dòng)又滑動(dòng)。因此，制動(dòng)制動(dòng)狀態(tài)的粘

37、著系數(shù)值介于靜摩擦因數(shù)值與滑動(dòng)狀態(tài)的粘著系數(shù)值介于靜摩擦因數(shù)值與滑動(dòng)摩擦因數(shù)值之間。摩擦因數(shù)值之間。 如果閘瓦的壓力N1繼續(xù)增加，以致使整個(gè)電機(jī)車的制動(dòng)力超過式(4-25)的數(shù)值，即把車輪抱死時(shí)，則制動(dòng)車輪輪緣。點(diǎn)將沿軌面向前滑動(dòng)。這時(shí)，制動(dòng)力約減少一半，制動(dòng)減速度大大降低，制動(dòng)距離卻增大了。 因此，閘瓦壓力不能過大，臺(tái)理的閘瓦壓力應(yīng)使制動(dòng)力為 ： 如果閘瓦最大總壓力為Nmax，總摩擦力為Tmax，對(duì)于整臺(tái)電機(jī)車來(lái)說，式(4-22)可以變?yōu)椋?對(duì)整臺(tái)電機(jī)車來(lái)說，由式(4-23)可得到：(4-26)maxmaxNTmaxmaxTB(4-28)(4-27)zPB10000 把式(4-25)及式(4

38、-27)代入式(4-28)，可求得： 或 式中：為閘壓系數(shù)。 考慮到對(duì)于鑄鐵閘瓦，0.180.20，=0.090.17，故=0.50.94，為了保證車輪不被包死，閘壓系數(shù)值不應(yīng)超過0.9。zzPPN10001000max(4-30)(4-29)zPB1000max三、列車組成的計(jì)算 計(jì)算列車組成計(jì)算列車組成就是確定車組應(yīng)由多少輛礦車組成。 列車組成的計(jì)算按三個(gè)條件來(lái)進(jìn)行，這三個(gè)條件是：電機(jī)車的粘著條件電機(jī)車的粘著條件；牽引電動(dòng)機(jī)的允許溫升條件牽引電動(dòng)機(jī)的允許溫升條件；列車的制動(dòng)條件。列車的制動(dòng)條件。按這三個(gè)條件計(jì)算的結(jié)果取其最小者按這三個(gè)條件計(jì)算的結(jié)果取其最小者。 (一)按電機(jī)車的粘著質(zhì)量計(jì)算

39、重車組質(zhì)量 按此條件計(jì)算時(shí)需要考慮到最困難的情況，即電機(jī)車牽即電機(jī)車牽引重車組沿上坡啟動(dòng)引重車組沿上坡啟動(dòng)車輪不打滑車輪不打滑。 根據(jù)式(4-8)可得電機(jī)車牽引重車組沿平均坡度的直線軌道上城啟動(dòng)時(shí)所需給出的牽引力為： 另外，根據(jù)電機(jī)車的粘著條件，即把式(4-33)代入式(4-21)之后得到：所以： 1000()()1.075 zzpFPQiga1000()()1.075 100zzpnPQigaP g()1.075nzzpPgQPi ga （4-34）(4-33)粘著質(zhì)量夠不夠大？(二)按牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件計(jì)算重車組質(zhì)量溫升條件溫升條件機(jī)車經(jīng)一個(gè)往返運(yùn)行，牽引電機(jī)的機(jī)車經(jīng)一個(gè)往返運(yùn)行，牽引電機(jī)

40、的溫升不超過允許值；溫升不超過允許值；實(shí)質(zhì)上就是按照電動(dòng)機(jī)的等值電流不超過長(zhǎng)時(shí)電實(shí)質(zhì)上就是按照電動(dòng)機(jī)的等值電流不超過長(zhǎng)時(shí)電流的條件流的條件。機(jī)車往返一次，包括牽引重車組、空車組和在車機(jī)車往返一次，包括牽引重車組、空車組和在車場(chǎng)調(diào)車作業(yè)。檢查牽引電機(jī)的溫升是否超過允許場(chǎng)調(diào)車作業(yè)。檢查牽引電機(jī)的溫升是否超過允許值，可以用值，可以用檢查電機(jī)的等值牽引力是否超過電機(jī)檢查電機(jī)的等值牽引力是否超過電機(jī)長(zhǎng)時(shí)牽引力代替。長(zhǎng)時(shí)牽引力代替。等值牽引力可以用均方根法來(lái)求得。牽引電動(dòng)機(jī)的輸出功率有小時(shí)制和長(zhǎng)時(shí)制之分：牽引電動(dòng)機(jī)的輸出功率有小時(shí)制和長(zhǎng)時(shí)制之分：小時(shí)制功率：電機(jī)連續(xù)運(yùn)行一小時(shí)，所能輸出的最小時(shí)制功率：電機(jī)

41、連續(xù)運(yùn)行一小時(shí)，所能輸出的最大功率，它是電動(dòng)機(jī)的額定功率。大功率，它是電動(dòng)機(jī)的額定功率。長(zhǎng)時(shí)制功率：電機(jī)在允許溫升下，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)制功率：電機(jī)在允許溫升下，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，所能輸出的最大功率。運(yùn)行時(shí)，所能輸出的最大功率。電機(jī)車的牽引力、車速及電流也都與功率相對(duì)應(yīng)的電機(jī)車的牽引力、車速及電流也都與功率相對(duì)應(yīng)的小時(shí)制和長(zhǎng)時(shí)制之分。小時(shí)制和長(zhǎng)時(shí)制之分。休止時(shí)間，min,一般取18-22分鐘調(diào)車系數(shù)。1000米取1.4，1000-2000米取1.25, 2000 米取1.1522z zk kdyF tFtFT（4-35）kzyttT 為了使計(jì)算進(jìn)一步簡(jiǎn)化，假定列車是在理想的等阻坡度上運(yùn)行。

42、在等阻坡度上運(yùn)行，在等阻坡度上運(yùn)行，重列車下坡時(shí)的運(yùn)行阻力等于空列車上坡時(shí)重列車下坡時(shí)的運(yùn)行阻力等于空列車上坡時(shí)的運(yùn)行阻力。（的運(yùn)行阻力。（0.2%）雖然這個(gè)假定與實(shí)際情況有出入，但由于一般平均坡度與等阻坡度比較接近，所以計(jì)算還是比較準(zhǔn)確的。 因有這個(gè)假定，故上式中重列車與空列車牽引力相等，即： zkFF（4-36）將式(4-36)代入式(4-35)，即得： 因 令則式(4-37)為：zkdzyttFFTyzkTttyyTTdzFF （4-40）（4-38）（4-39）（4-37） 而：將式(4-41)代入式(4-40）中即得： 為了使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)溫升不超過允許溫升，電機(jī)車的等值牽引力應(yīng)不大于長(zhǎng)

43、時(shí)牽引力，即： 1000()()zzzdFP Qi g1000()dzzdFQPig dchFF（4-41）（4-42）（4-43） 將式(4-43)代入式(4-42)中，即得按牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件計(jì)算的重車組質(zhì)量為：列車運(yùn)行時(shí)間為： 1000()chzzdFQPi g 2100060ypLTv（4-44）（4-45）chPVV75. 0nnnAAALALALAL212211(三)按制動(dòng)條件計(jì)算重車組質(zhì)量 為了安全起見，煤礦安全規(guī)程規(guī)定：運(yùn)送物料時(shí)列車的制動(dòng)距離不得超過運(yùn)送物料時(shí)列車的制動(dòng)距離不得超過40m40m，運(yùn)，運(yùn)送人員時(shí)不得超過送人員時(shí)不得超過20m20m。這個(gè)距離是根據(jù)電機(jī)車照明燈的有

44、效照射距離來(lái)制定的。制動(dòng)距離是指從司機(jī)開始撥動(dòng)閘輪或電閘手把到機(jī)車完全停止的距離。 在計(jì)算重車組質(zhì)量時(shí)必須遵守這一規(guī)定，并應(yīng)按最不利的情況，即按重列車下坡制動(dòng)時(shí)，即按重列車下坡制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離不超過規(guī)定值制動(dòng)距離不超過規(guī)定值。 列車開始制動(dòng)時(shí)的速度為長(zhǎng)時(shí)速度vch，則制動(dòng)時(shí)的減速度b為： 由式(4-15)可以求得當(dāng)重列車沿直線軌道下坡制動(dòng)時(shí)電機(jī)車的制動(dòng)力為：式中： 為平均坡度，； z為重列車運(yùn)行阻力系數(shù)。 （4-46）1000()1.075() zpzBPQbig（4-47）ZchlVb22Pi將式(4-26)代入上式得： 由上式得出按制動(dòng)條件計(jì)算重車組質(zhì)量的公式為：式中：Pz為電機(jī)車的制動(dòng)質(zhì)

45、量，對(duì)于礦用電機(jī)車，它等于電機(jī)車的全部質(zhì)量P，t； 為制動(dòng)時(shí)的粘著系數(shù)，如撒砂時(shí)取0.17。 1000()1.075() 1000zpzzPQbigP g1.075()zzpzPgQPbig（4-48） 按上述三個(gè)條件分別求出重車組質(zhì)量之后，應(yīng)取三者中之最小者來(lái)確定車組中的礦應(yīng)取三者中之最小者來(lái)確定車組中的礦車數(shù)。車數(shù)。車組中的礦車數(shù)可由下式求得：z 應(yīng)當(dāng)指出，由以上方法確定的車組中的礦車數(shù)，僅僅是從電機(jī)車牽引的技術(shù)可能性出發(fā)的，最有利的礦車數(shù)還要以實(shí)際條件和技最有利的礦車數(shù)還要以實(shí)際條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較作為基礎(chǔ)。術(shù)經(jīng)濟(jì)比較作為基礎(chǔ)。 0zQZGG（4-49）四、列車組成的驗(yàn)算 按上述方法確定了

46、重車組質(zhì)量后，還要驗(yàn)算實(shí)際的電動(dòng)機(jī)的溫升和列車制動(dòng)距離。r 原因是：按溫升條件計(jì)算重車組質(zhì)量時(shí)，是按等阻坡度等阻坡度，并以加權(quán)平均運(yùn)輸距離加權(quán)平均運(yùn)輸距離為條件計(jì)算的；按制動(dòng)條件計(jì)算重車組質(zhì)量時(shí)，是用電機(jī)車的長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)速度計(jì)算的減速度時(shí)速度計(jì)算的減速度。 需要按在平均坡度平均坡度且在最長(zhǎng)距離運(yùn)行時(shí)最長(zhǎng)距離運(yùn)行時(shí)，驗(yàn)算其等值電流是否超過長(zhǎng)時(shí)電流。并且按實(shí)際運(yùn)行速度和實(shí)際所得到的減速度速度和實(shí)際所得到的減速度驗(yàn)算其制動(dòng)距離是否符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定。 為什么要進(jìn)行驗(yàn)算呢？為什么要進(jìn)行驗(yàn)算呢？(一)驗(yàn)算實(shí)際電動(dòng)機(jī)溫升p按平均坡度按平均坡度i ip p及最長(zhǎng)運(yùn)輸距離及最長(zhǎng)運(yùn)輸距離L Lmaxmax來(lái)驗(yàn)算。

47、首先，計(jì)算出牽引重列車和空列車達(dá)到全速穩(wěn)態(tài)時(shí)電機(jī)車的牽引力： 然后再算出每臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)的牽引力：01000()()zzdFPZ GGig()zzdFFNn ()kkdFFNn 01000()()kkdFPZ GGig根據(jù) 查牽引電動(dòng)機(jī)的特性曲線，得重列車和空列車的電動(dòng)機(jī)電流 及速度 ，得平均運(yùn)行速度kkPzzpVVVV75. 075. 0KzII 和KzVV 和KzFF和重列車及空列車以其平均運(yùn)行速度在最長(zhǎng)運(yùn)輸距離上的運(yùn)行時(shí)間為：這時(shí)，便可用以下公式計(jì)算一個(gè)運(yùn)輸循環(huán)的牽引電動(dòng)機(jī)的等值電流值： max,1000(min)60zz pLtvmax,1000(min)60kk pLtv（4-50）k

48、zkkZZdtttItII22 如果電動(dòng)機(jī)的等值電流值不超過它的長(zhǎng)時(shí)電流值，即： 則電動(dòng)機(jī)的等值電流不會(huì)發(fā)熱到超過它的允許溫升，故合適。 如果如果I Id dIIchch，則需減少車組中的礦車數(shù)，則需減少車組中的礦車數(shù)，并重新進(jìn)行計(jì)算，直到等值電流不超過長(zhǎng)時(shí)電流為止。dchII（4-51）(二)驗(yàn)算制動(dòng)距離r 按重列車重列車運(yùn)行速度及最大制動(dòng)減速度驗(yàn)算制動(dòng)距離。 重列車下坡制動(dòng)時(shí)，電機(jī)車必須給出的制動(dòng)力可由式(4-47)求出，即： 而電機(jī)車接粘著條件能夠給出的最大制動(dòng)力可按式(4-26)求出，即：01000()1.075() pzBP Z G Gbigmax1000zBP g（4-52） 令B

49、 = Bmax，則可求得制動(dòng)時(shí)的減速度為：列車的制動(dòng)距離為： 即：00()()0.11()zzpPPZ GGibPZ GG22zzvlb2000.055()()()zzzzpvPZ GGlPPZ GGi（4-53）（4-54）（4-55） 上式計(jì)算出的制動(dòng)距離不能超過40m，若超過40m時(shí)，可采用限制列車速度或減少列車中的礦車數(shù)等措施解決。五、電機(jī)車臺(tái)數(shù)的確定 礦井(或水平)所需電機(jī)車臺(tái)數(shù)，應(yīng)按該礦井(或水平)投產(chǎn)初期和生產(chǎn)后期分別進(jìn)行計(jì)算。投產(chǎn)時(shí)按前期計(jì)算的臺(tái)數(shù)配置電機(jī)車臺(tái)數(shù)，以后隨生產(chǎn)的發(fā)展再陸續(xù)增添。生產(chǎn)后期所需的機(jī)車臺(tái)數(shù)是進(jìn)行供電設(shè)備(包括牽引變流所及牽引電瓶等)計(jì)算的依據(jù)。 (1)列

50、車往返一次所需的時(shí)間： (2)一臺(tái)電機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)可能往返的次數(shù)：(3)每班運(yùn)輸貨載所需列車次數(shù)： ,10001000(min)6060z pK pLLTvv6 0btnT12bkk k AnZG（4-55）（4-56）（4-57）電機(jī)車每班工作的小時(shí)數(shù)，電機(jī)車每班工作的小時(shí)數(shù)，不運(yùn)人取不運(yùn)人取7小時(shí)，運(yùn)送人小時(shí)，運(yùn)送人員取員取7.5小時(shí)。小時(shí)。運(yùn)輸不均勻系數(shù)矸石系數(shù)bAK每班外運(yùn)矸石量12每班運(yùn)煤量t/班(4)每班運(yùn)人所需列車次數(shù) 當(dāng)主要行人平巷的水平距離大于1.5 km時(shí)，上下班要用車輛運(yùn)送人員，礦井一般均為兩翼開采，兩翼每班運(yùn)送人員按一次考慮，共計(jì)兩次nr=2次班；運(yùn)距小于1.5 km時(shí)

51、，不用車輛運(yùn)送人員nr=0。(5)每班列車運(yùn)輸?shù)目偞螖?shù)：(6)工作電機(jī)車臺(tái)數(shù)：0knnn00nNn（4-58）（4-59）(7)礦井電機(jī)車總臺(tái)數(shù)： 0bN NN（4-60）六、蓄電池式電機(jī)車的計(jì)算特點(diǎn) 除按粘著條件、電動(dòng)機(jī)溫升條件及制動(dòng)條件確定車組質(zhì)量外，對(duì)蓄電池式電機(jī)車還應(yīng)按電池組的容量來(lái)確定車組質(zhì)量。(1)在一個(gè)往返周期內(nèi)列車所做的功為： 1000()zkmAFF L（4-61）式中：Lm為最大運(yùn)輸距離。(2)蓄電池組在一個(gè)往返周期內(nèi)輸出的能量：()()3.6zkmFF LAKW h （4-62）重、空列車牽引力之和可以寫成：礦車的車皮系數(shù)為：由此可得： 00kzGQGGQ（4-63）（4

52、-64）（4-65）1000()() ()()zkzzpkkpFFP QiP Qig1000 ()()()3.6mzkzzpkpL gAPQiiKW h(3)一臺(tái)電機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)的電能消耗為：(4)蓄電池組的放電容量為：1000 ()()(/)3.6mbzkzzpkpL gnAPQiiKW h 班()1000 xbW UAKW h（4-66）（4-67）(5)計(jì)算重車組質(zhì)量 因?yàn)橐慌_(tái)電機(jī)車在一個(gè)班內(nèi)的電能消耗Ab必須與蓄電池組的放電容量如相等，對(duì)Qz求解，可得： 此式即是接蓄電池組的容量確定重車組的最大允許質(zhì)量的公式。 33.6()10( )()xzkmzzpkpW UPL ngQtii （4

53、-68）Page 106 第六節(jié)電機(jī)車的運(yùn)行、操作、維護(hù) 與故障處理一、電機(jī)車的操作規(guī)程一、電機(jī)車的操作規(guī)程 1. 1.控制器的主軸手柄由一位置轉(zhuǎn)至另一位置時(shí)，控制器的主軸手柄由一位置轉(zhuǎn)至另一位置時(shí)，動(dòng)作應(yīng)迅速果斷，不要停滯于兩位置之間，以免引動(dòng)作應(yīng)迅速果斷，不要停滯于兩位置之間，以免引起電流燒損觸頭。起電流燒損觸頭。 2. 2.發(fā)現(xiàn)車輪打滑時(shí)應(yīng)立即把主軸手柄扳到零位，發(fā)現(xiàn)車輪打滑時(shí)應(yīng)立即把主軸手柄扳到零位，再逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)手柄至正常運(yùn)轉(zhuǎn)位置。不允許為預(yù)防車再逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)手柄至正常運(yùn)轉(zhuǎn)位置。不允許為預(yù)防車輪打滑，在主軸手柄未轉(zhuǎn)到零位前就施閘制動(dòng)，以輪打滑，在主軸手柄未轉(zhuǎn)到零位前就施閘制動(dòng)，以防電動(dòng)機(jī)過度

54、超載而燒壞。防電動(dòng)機(jī)過度超載而燒壞。Page 107 3.3.降下受電弓后，必須迅速將控制器主軸降下受電弓后，必須迅速將控制器主軸手柄轉(zhuǎn)到零位。手柄轉(zhuǎn)到零位。 4. 4.起動(dòng)和停車時(shí)要特別注意操作，不應(yīng)以起動(dòng)和停車時(shí)要特別注意操作，不應(yīng)以逆電流使電機(jī)反轉(zhuǎn)來(lái)停車。逆電流使電機(jī)反轉(zhuǎn)來(lái)停車。 二、電機(jī)車二、電機(jī)車的的運(yùn)行運(yùn)行 蓄電池電機(jī)車操作規(guī)程蓄電池電機(jī)車操作規(guī)程1.開車前的檢查與準(zhǔn)備 1.1 檢查控制器是否靈活，閉鎖裝置是否可靠，兩個(gè)手把是否都在零位。 1.2 檢查碰頭、聯(lián)接裝置、制動(dòng)裝置、撒沙裝置、照明燈、警鈴或警笛，如有一項(xiàng)不正?；蚍辣O(shè)備失爆，都不得使用并及時(shí)匯報(bào)。 1.3 必須按照規(guī)定的空、重車數(shù)拉車，不得多拉。 1.4 開車前要檢查軌道上有無(wú)阻車器或其他障礙物。 1.5 檢查蓄電池箱與車架連接是否穩(wěn)固，箱蓋是否蓋好，然后插上防爆插銷，合上照