第九章-矿用电机车

第九章-矿用电机车第一页，共22页。第一节概述*page82架线式电机车由两部分组成：

列车——由电机车和所牵引的矿车组所组成；

供电设备——由牵引电网与牵引用变流室组成。

。图9-1架线式电机车的供电系统

1—牵引变流所；2—馈电线；3—馈电点；4—架空裸导线；5—电机车；6—运输轨道；7—回电点；8—回电线；9—矿车第二页，共22页。电机车分类方法*page82电能来源:矿用直流架线式电机车(ZK型)和矿用蓄电池式电机车(XK型)。按电机车的粘着重量:架线式电机车有1.5t、3t、7t、10t、14t、20t几种；蓄电池式有2t、2.5t、8t、12t等几种。小于7吨的电机车一般用作短距离调车用，或用于输送量不大的采区平巷。第三页，共22页。电机车分类方法*page82按电机车的轨距:600mm、762mm和900mm三种；其中762mm轨距主要用于密度较大的金属矿井中；中小型煤矿多采用600mm轨距；大型煤矿多采用900mm轨距第四页，共22页。电机车*page82架线式电机车：结构简单和工作可靠，主要缺点是受电弓与供电线之间产生电弧火花，使其在煤矿井下的使用范围受到限制。架线电机车主要用于非瓦斯矿井及全风压通风的低瓦斯矿井的主要运输巷道内。在后一种情况使用时，巷道支护必须使用不燃性材料。在不能使用架线式电机车情况下，必须根据《煤矿安全规程》的要求，选用不同类型的蓄电池式电机车。第五页，共22页。蓄电池电机车*page82矿用蓄电池式电机车：防爆安全型、防爆特殊型。前者的电气设备是防爆型的，蓄电池组却是安全型的，因而在煤矿井下的使用范围仍受很大限制，允许用于以全风压通风的瓦斯矿井主要运输巷道、掘进岩石巷道。防爆特殊型蓄电池电机车：全部电气设备均采用隔爆型的，电源装置和蓄电池采用防爆特殊型。它主要用于瓦斯矿井的主要回风道和采区进风及回风道。第六页，共22页。列车运行基本方程式列车运行基本方程式：表示列车在不同运行状态时，作用在列车上诸力的关系式。假定：电机车与矿车之间、矿车与矿车之间的连接都是刚性的。列车运行有三种状态：

牵引状态——加速起动或匀速运动；

惯性状态——牵引电动机断电后列车靠惯性运行；

制动状态——制动力矩作用下减速运行。

*page82第七页，共22页。牵引状态的列车运行基本方程式在牵引状态（加速运行）时作用在列车上有三个力：1、沿着运行方向的牵引力；2、逆着运行方向的列车运行的静阻力；3、逆着运行方向的列车加速运行时的惯性阻力。由力平衡原理，列车在牵引状态下的力平衡方程式：

*page82第八页，共22页。牵引状态下列车运行的基本方程式牵引电动机牵引力

上式就是列车在牵引状态下的运行基本方程式。利用这一方程式可求出在一定条件下电机车所必须给出的牵引力，或者根据电机车的牵引力求出列车矿车数。

*page82第九页，共22页。惯性状态下列车运行的基本方程式在惯性状态下，牵引力等于零。此时，列车除了受有静阻力以外，还受到由于减速度所产生的惯性阻力，且与列车的运行方向相同，正是它使列车继续运行。列车在惯性状态下的力平衡方程式为

惯性运行时的减速度为

上式中，上坡运行时取“+”号；下坡运行时取“−”号。

*page82第十页，共22页。制动状态下列车运行的基本方程式以减速度代入，可得到列车在制动状态运行时需要施加的制动力

上坡制动取“−”号；下坡制动取“+”号。上式可以求出在一定条件下制动装置必须产生的制动力，或者给定制动力，求出减速度或减速制动距离。

*page82第十一页，共22页。电机车的牵引力在轮轨接触点C处时，车轮在C点受力不平衡，车轮将克服轮面的摩擦阻力空转而不前进。

*page82第十二页，共22页。电机车的牵引力轮对与轨道之间的摩擦力极限值在两个车轮都作纯滚动前进时，有

N

式中——一个轮对上分配的机车正压力，kN；

——车轮与轨道之间的静摩擦系数。

*page82第十三页，共22页。电机车的牵引力上面是取机车的一个轮对作为隔离体的分析，矿用机车的两个轮对都是主动轮对，所以整台机车的最大粘着力为

式中——机车重力，kN，称为粘着重力；

——粘着系数。

*page82第十四页，共22页。电机车的牵引力可以看出，机车的牵引力不仅受牵引电动机输出转矩的影响，还受机车粘着力即机车重力和粘着系数的限制。为增大牵引力，在加大牵引电动机功率的同时还必须相应地增加机车的重力。在运行中，因粘着系数下降，牵引力不足时，可在轨面上撒砂以增大粘着系数。

*page82第十五页，共22页。电机车的制动力

将以最大粘着力代替，得轮对无滑动条件

将、代入上式得N1——闸瓦施加于车轮的正压力P0——列车粘着重量的一半，N；——闸瓦与踏面间的摩擦系数，铸铁闸瓦一般取0.18～0.20；

*page82

——一个轮对的最大粘着力，N；第十六页，共22页。电机车的制动力令得

式中：——闸瓦系数。上式为使轮对能滚动前进给闸瓦施加压力的限制条件为使轮对滚动前进，轮对上的制动力为*page82第十七页，共22页。电机车的制动力上面是对一个轮对的分析，如果两个轮对都装有制动闸瓦，机车的制动力则为

当时，表明制动力过大或粘着力不够，车轮不转动而在轨道上滑动前进，车轮产生不均匀磨损。由于车轮在轨面上的滑动摩擦系数比粘着系数小，所以机车的制动力将要变小，降低了制动效果。*page82第十八页，共22页。电机车的制动力可见，不能任意加