第九章礦用電機(jī)車

第九章礦用電機(jī)車第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)概述*page82電機(jī)車：線路坡度3‰分類：直流、交流電機(jī)車直流電機(jī)車有兩種：架空接觸線隨遇供電式電機(jī)車——簡稱架線式電機(jī)車；自攜電源蓄電池式電機(jī)車——簡稱蓄電池式電機(jī)車。

第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)概述*page82架線式電機(jī)車由兩部分組成：

列車——由電機(jī)車和所牽引的礦車組所組成；

供電設(shè)備——由牽引電網(wǎng)與牽引用變流室組成。

。圖9-1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—架空裸導(dǎo)線；5—電機(jī)車；6—運(yùn)輸軌道；7—回電點(diǎn)；8—回電線；9—礦車第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車分類方法*page82電能來源: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)車的粘著重量: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等幾種。小于7噸的電機(jī)車一般用作短距離調(diào)車用，或用于輸送量不大的采區(qū)平巷。第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車分類方法*page82按電機(jī)車的軌距:600mm、762mm和900mm三種；其中762mm軌距主要用于密度較大的金屬礦井中；中小型煤礦多采用600mm軌距；大型煤礦多采用900mm軌距第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車*page82架線式電機(jī)車：結(jié)構(gòu)簡單和工作可靠，主要缺點(diǎn)是受電弓與供電線之間產(chǎn)生電弧火花，使其在煤礦井下的使用范圍受到限制。架線電機(jī)車主要用于非瓦斯礦井及全風(fēng)壓通風(fēng)的低瓦斯礦井的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)。在后一種情況使用時，巷道支護(hù)必須使用不燃性材料。在不能使用架線式電機(jī)車情況下，必須根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的要求，選用不同類型的蓄電池式電機(jī)車。第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三蓄電池電機(jī)車*page82礦用蓄電池式電機(jī)車：防爆安全型、防爆特殊型。前者的電氣設(shè)備是防爆型的，蓄電池組卻是安全型的，因而在煤礦井下的使用范圍仍受很大限制，允許用于以全風(fēng)壓通風(fēng)的瓦斯礦井主要運(yùn)輸巷道、掘進(jìn)巖石巷道。防爆特殊型蓄電池電機(jī)車：全部電氣設(shè)備均采用隔爆型的，電源裝置和蓄電池采用防爆特殊型。它主要用于瓦斯礦井的主要回風(fēng)道和采區(qū)進(jìn)風(fēng)及回風(fēng)道。第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三列車運(yùn)行基本方程式列車運(yùn)行基本方程式：表示列車在不同運(yùn)行狀態(tài)時，作用在列車上諸力的關(guān)系式。假定：電機(jī)車與礦車之間、礦車與礦車之間的連接都是剛性的。列車運(yùn)行有三種狀態(tài)：

牽引狀態(tài)——加速起動或勻速運(yùn)動；

慣性狀態(tài)——牽引電動機(jī)斷電后列車靠慣性運(yùn)行；

制動狀態(tài)——制動力矩作用下減速運(yùn)行。

*page82第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三牽引狀態(tài)的列車運(yùn)行基本方程式在牽引狀態(tài)（加速運(yùn)行）時作用在列車上有三個力：1、沿著運(yùn)行方向的牽引力；2、逆著運(yùn)行方向的列車運(yùn)行的靜阻力；3、逆著運(yùn)行方向的列車加速運(yùn)行時的慣性阻力。由力平衡原理，列車在牽引狀態(tài)下的力平衡方程式：

*page82第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三牽引狀態(tài)下列車運(yùn)行的基本方程式牽引電動機(jī)牽引力

上式就是列車在牽引狀態(tài)下的運(yùn)行基本方程式。利用這一方程式可求出在一定條件下電機(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礦車數(shù)。

*page82第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三慣性狀態(tài)下列車運(yùn)行的基本方程式在慣性狀態(tài)下，牽引力等于零。此時，列車除了受有靜阻力以外，還受到由于減速度所產(chǎn)生的慣性阻力，且與列車的運(yùn)行方向相同，正是它使列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。列車在慣性狀態(tài)下的力平衡方程式為

慣性運(yùn)行時的減速度為

上式中，上坡運(yùn)行時取“+”號；下坡運(yùn)行時取“?”號。

*page82第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三制動狀態(tài)下列車運(yùn)行的基本方程式以減速度代入，可得到列車在制動狀態(tài)運(yùn)行時需要施加的制動力

上坡制動取“?”號；下坡制動取“+”號。上式可以求出在一定條件下制動裝置必須產(chǎn)生的制動力，或者給定制動力，求出減速度或減速制動距離。

*page82第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車的牽引力在輪軌接觸點(diǎn)C處時，車輪在C點(diǎn)受力不平衡，車輪將克服輪面的摩擦阻力空轉(zhuǎn)而不前進(jìn)。

*page82第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車的牽引力輪對與軌道之間的摩擦力極限值在兩個車輪都作純滾動前進(jìn)時，有

N

式中——一個輪對上分配的機(jī)車正壓力，kN；

——車輪與軌道之間的靜摩擦系數(shù)。

*page82第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車的牽引力上面是取機(jī)車的一個輪對作為隔離體的分析，礦用機(jī)車的兩個輪對都是主動輪對，所以整臺機(jī)車的最大粘著力為

式中——機(jī)車重力，kN，稱為粘著重力；

——粘著系數(shù)。

*page82第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車的牽引力可以看出，機(jī)車的牽引力不僅受牽引電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的影響，還受機(jī)車粘著力即機(jī)車重力和粘著系數(shù)的限制。為增大牽引力，在加大牽引電動機(jī)功率的同時還必須相應(yīng)地增加機(jī)車的重力。在運(yùn)行中，因粘著系數(shù)下降，牽引力不足時，可在軌面上撒砂以增大粘著系數(shù)。

*page82第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車的制動力

將以最大粘著力代替，得輪對無滑動條件

將、代入上式得N1——閘瓦施加于車輪的正壓力P0——列車粘著重量的一半，N；——閘瓦與踏面間的摩擦系數(shù)，鑄鐵閘瓦一般取0.18～0.20；

*page82

——一個輪對的最大粘著力，N；第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車的制動力令得

式中：——閘瓦系數(shù)。上式為使輪對能滾動前進(jìn)給閘瓦施加壓力的限制條件為使輪對滾動前進(jìn)，輪對上的制動力為*page82第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車的制動力上面是對一個輪對的分析，如果兩個輪對都裝有制動閘瓦，機(jī)車的制動力則為

當(dāng)時，表明制動力過大或粘著力不夠，車輪不轉(zhuǎn)動而在軌道上滑動前進(jìn)，車輪產(chǎn)生不均勻磨損。由于車輪在軌面上的滑動摩擦系數(shù)比粘著系數(shù)小，所以機(jī)車的制動力將要變小，降低了制動效果。*page82第19頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三電機(jī)車的制動力可見，不能任意加大閘瓦壓力以提高制動力，制動力受機(jī)車重力和粘著系數(shù)的限制。若機(jī)車的閘瓦制動力不能滿足列車制動要求，可另外采取增加制動力的辦法。在列車中的一部分礦車上加裝制動閘就是其中方法之一。

*page82第20頁，共21頁，2023