电机车司机培训班课件电机车基础知识

电机车司机培训班矿井电机车基础知识第一节概述煤矿机械运输是矿井提升运输系统的重要组成部分，运输是煤矿生产的主要工序之一，主要包括井简提升系统，水平运输系统及采区运输系统几个环节，而电机车运输是矿井巷道长距离运输的一种主要形式，是由电机车牵引矿车在轨道上进行运输的一种机械设备，是提升运输系统的重要设备之一。担负的基本任务有：运送煤炭、矸石、器材、设备、人员等。本次所述的电机车是指轨距小于1435mm的电机车为窄轨电机车。第一页，共54页。

一、矿井电机车的分类煤矿电机车可从以下几方面分类：(1)按供电方式可分为架线式、蓄电池式和复式能源式3种。蓄电池式电机车按安全性能可分为增安型、隔爆型和防爆特殊型3种。(2)按电机车的黏着质量(能够产生牵引力的质量，即作用于主动轮对上的质量)分类，架线式电机车有：1．5t、．3t、7t、10t、14t、20t几种；蓄电池式电机车；有2t、2．5t、8t、12t几种。小于lt的电机车—般用作短距离调车用，或用于输送量不大的采区平巷。(3)按电机车的轨距分为60mm、76mm、900mm3种，其中762mm轨距主要用于较大的金属矿井中，中小型煤矿多采用600mm轨距，大型煤矿多采用900mm加轨距。(4)按电压等级可分为48V、90V、110v、132v、140v、250V和550V等。第二页，共54页。二、电机车型号表示及技术特征1．电机车的型号表示根据煤炭行业标准MT—93规定，电机车型号主要由产品类型代号、第一、二特征代号、主参数、补充特征代号和修改代号组成。其表示方法为：第三页，共54页。其排列见表5一l。第四页，共54页。2．电机车的技术特征

电机车的技术特征是主要技术参数的集中表示，表5—2和表5—3分别为架线式电机车、蓄屯池式电机车的技术特征。第五页，共54页。第六页，共54页。第七页，共54页。第八页，共54页。三、电机车的适用范围及其发展方向1．电机车的适用范围由于矿用电机车具有设备简单，牵引力大，操作方便，运输成本低等优点，因而彻“泛应用于水平或近水平巷道。巷道坡度一般低于3度，局部坡度不能超过30％。。为防止电机车引起瓦斯、煤尘的爆炸或燃烧，《煤矿安全规程》对屯机车的使用范围右明确规定：第九页，共54页。(1)低瓦斯矿井进风(全风压通风)的主要运输巷道内，可使用架线电机车，但巷道必须使用不燃性材料支护。(2)在高瓦斯矿井进风(全风压通风)的主要运输巷道内，应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。如果使用架线电机车，必须遵守下列规定。第十页，共54页。1)沿煤层或穿过煤层的巷道必须砌碴或锚喷支护。2）有瓦斯涌出的掘进巷道的回风流，不得进入有架线的巷道中。3)采用碳素滑板或其他能减小火花的集电器。4)架线式电机车必须装设使携式甲烷检测报警仪。第十一页，共54页。(3)掘进的岩石巷道中，可使用矿用防爆特殊型蓄电池式电机车或矿用防爆柴汕电机车。(4)瓦斯矿井的主要回风巷和采区进、回风巷内用防爆特殊型蓄电池式电机车或矿用防爆柴油机车。(5)煤(岩)与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，如果在全风压通风的主要风巷内使用机车运输，必须使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。第十二页，共54页。2．电机车运输的发展方向‘(1)电机车运输高度自动化。如在瑞典的一些矿井中，电机车的速度及调速动作均由中央控制室控制，实现装、卸载自动化，列车位置及道岔的开合状态可在中央控制室的模拟盘上观察。(2)采用大型电机车和大容积的矿车。国外大部分矿采用25t以上的电机车，最大的矿车容积已达30m3，我国大型矿井多采用3t以上的底卸式矿车。总的趋向是增加列车载重，采用大型电机车或采用电机车串联牵引，减少列车运转次数，提高运输效率。(3)使用新型电机车。我国电机车已采用晶闸管脉冲调速系统，实现无级调速。前西德采用交流工频架线式电机车。第十三页，共54页。第二节矿井轨道与车辆一、矿井轨道矿共轨道是将钢轨按一定要求固定在线路上构成的，是电机车运行的基础设施，矿井轨道是矿井的动脉网络，是矿井运输生产的重要环节，其特点是分布面广、占线长，接触环境复杂多变，诸如巷道底鼓、积水、违章行人等不安全情况都易导致运输事故。第十四页，共54页。1．矿井轨道的作用矿井轨道的作用是把车轮的集中载荷传播、分散到地面和井下巷道的底板上，使列车沿轨道平稳、高速运行。架线式电机车的轨道不仅是电机车、矿车运行的轨迹，同时也是回电电流的导体，是架线式电机车供电牵引网络的重要组成部分。第十五页，共54页。2．矿井轨道的分类(1)按轨距可分为3种，即900mm轨距、762mm轨距、600mm轨距。(2)拉使用地点可分为主要运输线路和一般运输线路两种：1)主要运输线路是指井下主要斜井绞车道、井底车场、主要运输大巷和主要运输石门的轨道；地面运煤、运矸干线和集中装载站车场的轨道。2)一般运输线路是指除主要线路的轨道和采煤、掘进工作而的平巷轨道之外的其他所有轨道。第十六页，共54页。3．矿井轨道的结构标准窄轨的结构如图5—1所示，轨道线路向下部建筑、上部建筑两部分组成。下部建筑主要是巷道底板和水沟，上部建筑是钢轨、连接零件、轨枕和道床(道碴层)。钢轨是轨道上部建筑的重要组成部分之—。它不仅引导车辆运行，且直接承受载荷，并经轨枕将载荷传递给道床及巷道底板。钢轨是以每1m长的钢轨的质量来表示不同的类型。井下常用的有15kg／m、18kg／m、22kg／m、24kg／m、30kg／m、33kg／m、38kg／m钢轨等。钢轨受到来自列车多种力的作用，第十七页，共54页。要承受重力、振动冲击力、离心力、车轮滑动力和冲击力等，由于这些力的综合作用，使钢轨被拉伸、扭曲、折弯以及折断，这是轨道运输中常见的问题。为此，矿井运输轨道的类型选择，要根据矿‘车的载质量、电机车的黏着质量、列车的运输量和运行速度来选择一定强度的钢轨。单位长度钢轨越重。它抵抗车辆各种力的能力越大，维修量就小，相对比较安全。‘第十八页，共54页。第十九页，共54页。《煤矿安全规程》对钢轨的类型选择的规定是：新建或改扩建的矿共中，对运行7t及其以上电机车或3t及其以上矿车的轨道，应采用不低于30kg／m的钢轨。轨枕用于固定两根轨条，并使其保持规定的轨距；防止钢轨纵向和横向移动，保证轨道的稳定性。轨枕承受钢轨的压力，并将压力较均匀地传递给道床。轨枕有木质的和钢筋混凝土的两种。道床一般由道碴层组成，承受轨枕的压力，并将力均匀地分布到巷道底板上。道床将轨道的上部建筑和下部建筑连接成一个整体，防止轨道纵向和横向移动，以保证线路的平直和正常状态。第二十页，共54页。4．弯曲轨道弯曲轨道是轨道线路的组成部分。车辆经过弯道时，一方面离心力使车轮轮缘向外轨挤压，跳增加了行车阻力，又使钢轨与轮缘的磨损加重，严重时可能造成翻车事故；另一方面车辆在弯退上成弦状分布，车轮轮缘与轨道不平行，如图5—2所示，前轴的外轮被挤到外轨上B点，后轴的内轮被挤到内轨上c点。这样，轮对将被钢轨卡住，严重时车辆会被挤出轨面而掉道。为了保证车辆在弯道上正常运行，弯道处外轨要抬高，轨距要加宽，弯道半径不能太小。第二十一页，共54页。第二十二页，共54页。5．道岔道岔是轨道线路的分支装置，如图5—一3所示。道岔内基本轨、尖轨、辙叉、护轮轨、转辙轨、转辙机构及一些零件组成。道岔按轨距轨型有标准系列规格。搬动道岔的转辙机构有手动搬道器、弹簧转辙器利电动转辙机。在特定的运行条件下可使用弹簧转撤器。用电动转辙机对道岔可进行远距离操作和监视，现已有成形的产品。第二十三页，共54页。第二十四页，共54页。6．矿井轨道质量要求矿井轨道的铺设利维护质量影响行车速度、运行安全和轨道寿命，矿井轨道按标准铺设是保证矿井安全运输，防止运输事故发生和增产增效的基本途径。《煤矿安全规程》规定：矿井轨道必须妓标准铺设。主要运输巷道轨道的铺设质量应符合下列要求：(1)扣件必须齐全、牢固并与轨型相符。轨道接头的间隙不得大于5mm，高低和左右错差不得大于2mm。第二十五页，共54页。(2)直线段2条钢轨顶面的高低差，以及曲线段外轨按设计加高后与内轨顶面的高低偏差，都不得大于5mm。(3)直线段和加宽后的曲线段轨距上偏差为十5mm，差为一2mm。(4)在曲线段内应设置轨距拉杆。(5)轨枕的规格及数量应符合标服要求，间距偏差不得超过50mm。道碴的粒度及铺设厚度应符合标昨要求，轨枕下应捣实。对退床应经常清理，应无杂物、无浮煤、无积水。同一线路必须使用同一型号钢轨。道岔的钢轨型号，不得低线路的钢轨型号。矿井轨道使用期间应加强维护，定期检修。第二十六页，共54页。二、矿用车辆矿用车辆有标准窄轨车辆、卡轨车辆、单轨吊挂车辆和无轨机动车辆。标昨窄轨车辆就是通常说的狐车，矿车足目前我国煤矿使用的主要车辆。1．矿用车辆的分类第二十七页，共54页。(1)按结构和用途分类1)固定车箱式矿车，这种矿车需用翻车机卸车。2)翻转车箱式矿车，车箱能侧向翻倾卸车。3)底卸式矿车，车底开启卸车。4)材料车，专用于装运长材料。5)平板车，装运大件设备。6)人车，它是有座位的专用乘人车，分斜井人车、平巷人车。每辆斜井人车上都装有防坠器，在远行中断绳时，能自动平稳地停在轨道上，也能人工操纵。停车装置有插爪式、抱轨式两种。此外还有各种专用车辆，如炸药车、水车、消防车等。第二十八页，共54页。(2)按矿车装载量分类1)小型矿车：装载量小于1t的矿车。2)中型矿车：装载虽为1—3t的矿车。3)大型矿车：装载量在3t以上的矿车。2．矿车的基本参数矿车的基本参数包括：矿车的容量、装载量、外形尺寸、轨距、轴距以及连接器的允许牵引力等。矿车基本参数见表5—4和表5—5。第二十九页，共54页。第三十页，共54页。矿车的两个重要经济技术指标是：(1)容积利用系数，即矿车有效容积与外形尺寸所得容积之比值。容积利用系数越大越灯。(2)车皮系数，即矿车质量与货裁质量之比值。车皮系数越小越好。第三十一页，共54页。3．矿车的基本结构矿车主要出车箱、车架、轮对、缓冲器和连接器组成。(1)车箱。车箱是矿车直接容纳物料的部分，由两侧、两端和底部钢板组成。固定单箱式矿车的车箱多采用u形，不仅加工方便，还有利于机械化清理车底的教附物。采用低合金钢板制造车箱，耐磨和耐腐蚀性好。箱底开排水口。底卸式矿车的车箱为可开启的平底，车箱下口的两侧有翼板，供卸载时支撑运行。第三十二页，共54页。(2)车架。车架包括车梁、缓冲器和轴卡。车梁是矿车的主要承载部件。除了车箱重力和牵引力外．在运行中要承受很大的冲击、振动等附加载荷。车粱一般用专用型钢制造。车架的两端装缓冲器和连接器。缓冲器是直接承受牵引力和冲击力的部件，过去大多采用螺旋弹簧吸收冲击力，近年来也有用橡胶弹簧的。．第三十三页，共54页。(3)轮对。轮对是矿车的行走部分，由两个车轮和一根轴组成，在车轮和车轴中间安装滚动轴承。(4)连接器。是伎单个矿车组成列车的连接部件，分自动式和非自动式两种。非自动式结构简单易制造，成本低，在煤矿小应用广泛，由牵引链、插销和插销座组成。牵引链有单环、三环和万能链3种。万能链用于不摘钩翻车机卸载。插销座与缓冲器铸成一体。第三十四页，共54页。连接器是涉及重大安全问题的部件，《煤矿安全规程》对连接器有严格的规定。《煤矿安全规程》规定：倾斜井巷运输时，矿车之间的连接、矿车和钢丝绳之间的连接都必须使用不能自行脱落的连接装置。因此，矿车连接器的插销必须有防脱落装置。矿车的连接钩环、插销和无极绳运输的连接装置的安全系数都不得小于6。上绳式无极绳运输用的连接装置的安全系数不得小于8。运送人员车辆的每一个连接器、钩环和保险链的安全系数都不得小于13。矿车连接装置至少每两年进行一次两倍于最大静荷重的拉力试验。第三十五页，共54页。4．矿车完好标准(1)轮对1)矿车运行平稳．在水平轨道上4个车轮有一个不与轨而接触时，其间隙不大于3mm。2)车轮不得有裂纹，轮缘磨损余厚不小于13mm；2t矿车不小于7mm，3t矿车不小于8mm。3)车轮定期注油．转动灵活。车轮端面摆动量不超过2mm，圆锥滚柱轴承不越过3mm。(2)连接装置1)连接钩、环利插销的拉力试验的安全系数应符合磨损量不超过原尺寸的15％。链环、插销弯曲值不超过链、销直径的10％。2)铸钢碰头无裂纹，弹簧无断裂或永久变形。弹性碰头的伸缩长度为10~30mm。3)橡胶碰头完整，固定可靠，伸出槽外长度不小于30mm。第三十六页，共54页。(3)车箱与底梁1)车箱无破洞，备部凸凹深度不大于50mm，裂纹长度不超过100mm，上口对角线长度差不大干50mm。2)底梁不得有开焊和裂纹，砸头铆钉不得松动其他部位铆钉、螺校松动数不超过总数的10％。(4)底卸式矿车的卸载部1)车底与车箱结合严密。2)托轮组平直，托轮转动灵活，相邻两托轮高低差不大于2mm，相邻托轮应有3个在一条直线上。(5)资料。有编号及维护检查、检修记录。第三十七页，共54页。第三节列车安全运行知识一、列车运行基本状态及受力分析1．电机车在运行时有3种工作状态(1)牵引状态。列车在牵引电动机产生的牵引力的作用下启动、加速或匀速运行。(2)惯性状态。列车在运行中牵引电动机断电后，列车靠惯性运行。电机车牵引电动机断电，牵引力等于零，列车依靠断电前所具有的动能或惯性，继续运行。在一般条件下，列车将产生一定的减速度。在这种情况下，列车除了受静阻力以外，还受到小于减速度所产生的惯性力。(3)制动状态。列车在运行中切断牵引电动机的电源，并施加机械的或电气的制动力，列车减速运行或停车。对于制动状态，它勺牵引状态的不同点是：制动时牵引电动机断电，因而牵引力为零，并且人为地加一个制动力。另外，在制动时，运行阻力成为帮助制动的力。第三十八页，共54页。2．电机车的牵引力电机车的牵引力等于电机车效着质量与轨道和车轮间摩擦系数的乘积。电机车的牵引力是出牵引电动机产生的旋转力矩，通过减速齿轮传递给主动轴上的轮对，然后作用于轨道上，便产生了牵引力，推动列车运动。牵引力与牵引电机的旋转力矩成正比，旋转力矩增大，牵引力也增加，与此同时，摩擦力州目应地增大，但在末引电动机容量允许的条件下，牵引力不能任意增大，而摩擦力也不可能无限增大。牵引力大小取决于两个因素：(1)牵引电动机的容量。一台电动机的容量不可能无限增大，有一个变化范围。(2)黏着条件。矿用电机车所用车轮均为主动轮，所以，电机车的黏着质量等于电机车全部质量，是个不变值；电机车的黏着系数则与许多因素有关，是个变值。当车轮与钢轨接触。以无相对滑动时，车轮以接触点作为瞬时间转中心而滚动。这时，车轮与钢轨之间出现了动着现象，这样的摩擦系数称为黏着系数。第三十九页，共54页。影响电机车黏着系数的因素有：1)车轮与钢轨接触表面的状况。老接触面潮湿或附着有煤泥等污物，就相当于在接触面添加了一后润滑剂，从而使熟着系数减小；反之，清洁、干燥接触面的教着系数就较大*如果在接触面上撤少许粒细、坚便、干燥和清洁的砂子，则能显著提高黏着系数。2)运行速度。运行速度越大，弱者系数越小。3)车轮和钢轨材料的材质。坚硬的材料相互接触时，表面不平的材料质点彼此不易相互切削，因而站着系数较大。反之，若两种不向距皮的材料相互接触时，在接触区内，硬度大的材料把硬度小的材料的凸峰削去，从而使黏着系数减小。第四十页，共54页。4)车轮的滑动*由于车轮踏面有极度，各主动车轮尺寸(主要是直径)不相等(制造上的误差和磨损不一致等)和电机车行经弯道时，由于内、外轮通过的路程不同等原因，个别车轮产生滑动是不可避免的，因而会大大减小电机卒的黏着系数。5)各牵引电动机的机械特性的实际差异。电动机在制造过程中的误差，使其机械特性实际存在着差异。上述因素都影响着电机车的新着系数，前两项是主要的。对于煤矿井下运输，电机车的新着系数可以这样选取：撤砂启动时为；撤砂制动时为；不撒砂制动时为。第四十一页，共54页。3．电机车的制动力在矿用电机车牵引的列车，只是在电机车上装备了制动装置一手动机械间、电气别动和空气压编制动系统。矿车上没有制动装置，因此，列车制动时所需的制动力全部由电机车施加。电机车上机械制动力是当电动机电源切断后，列车靠惯性向前运行，人为施加闸瓦上一个力，这个力作用在车轮上便产生了制动力，使列车运行速度降低并迅速停车。电机车的制动力就是闸瓦施加在车轮上的正压力和间瓦与车轮摩擦系数的乘积。制动力的大小取决于两个因素：(1)闸瓦与车轮间的摩擦力。(2)车轮与钢轨间的新着条件。当制动力过大时，车轮被问瓦抱死在轨道上滑行，这样，不仅使车轮产生刁；均匀的磨损，而且降低了制动效果，所以，为了在制动过程中使车轮能继续旋转，且产生制动效果，要求司机在施间时不要过猛、过急，也不要任意加大间瓦上的压力。第四十二页，共54页。二、列车的制动距离及其规定1、列车制动胶离的定义列车的制动距离是指在列车运行过程中，当电机车司机发现前方线路上有障碍物或电机车发生故障及其他必须紧急制动停车的情况时，从司机开始反应刹车到列车完全停车时，列车通过的全部路程。列车制动距离也是对电机车司机技术操作水平、电机车制动系统完好状况，轨道质量状况以及列车行驶速度和组列合理性的全面检验。第四十三页，共54页。2、制动距离的规定《煤办安全规程》规定：列车的制动距离每年至少测定一次。运送物料时不得超过40m；运送人员时不得超过20m。同一台电机车在相同速度的情况下由不同操作水平的司机操作，会出现不同的制动距离。因此，每年至少对列车制动距离进行一次测定。制动距离的规定是根据目前电机车照明灯有效照射距离而确定的。也就是说，司机在司机室隙望行驶的前方40m处有异常情况时(障碍物)，可以发现，立即采取刹车措施(风、电、机械闸、撒砂同时使用)，可以使列车能在40m之内停住，不至于撞着障碍物。对于载人的列车，为了更可靠地不在运行中发生正面冲突和迫届事故，把安全系数提高一些，规定制动距离为20m。第四十四页，共54页。3、列车制动试验的条件列车制动试验，应以实际运行的最大载荷、最大速度在最大坡度的线路上进行。。列车的制动试验只有在．下述3种特定条件下进行，并且列车的制动距离符合《规程》的规定，才能保证列车在其他地段，小于最大迎度和最大载荷的情况下，在《规程》规定的制动距离内实现可靠制动，有效地防止撞人、追尾事故的发生。列车制动距离的测定应以司机开姑操作旅闸手轮或屯闸手把和脚踩脚踏开关时的位量为测量起点，以列车施闸后完全停止时的位置为终点，这两点问线路的长短则为列车制动距离。制动距离中包含空动距离。第四十五页，共54页。4．电机车在规定制动距离内停车应采取的措施(1)按规定数量牵引车辆，不超载行驶。电机车拉车数足经过计算才确定的，它足依据电机车行驶过程中的具体情况而作为初始数据，故具有严格的科学性。(2)不超速行驶，不开飞车。列车行驶速度，根据所选电机车的型号的不同有很大差别，它关系到安全运行和运输效率，不能为了完成任务而多拉快跑，必须在列车规定速度范围内安全行(4)操作中严格按操作规程操作第四十六页，共54页。第四节电机车运输通讯与信号一、电机车运输信号的种类及含义1．灯光信号(1)专用色灯信号。红色表示停车绿色表示按规定速度行车。(2)防追尾信号。是电机车和列车后部的红灯。电机车司机发现时，根据距离的大小采取减速行驶或紧急制动的方式，防止追后事故发生。(3)用矿灯代用的临时信号。左右摇摆为开车停车，急速的上下摇摆为紧急停车。第四十七页，共54页。2．声响信号(1)司机开车前必须先鸣笛或响铃。(2)两列车交汇时，发现行车前方有行人或车辆时，司机应鸣笛或响铃。(3)使用电铃或口笛是：一长声为停车，二短声为向前慢行，三短声为向后慢行，二长声为向前行，三长声为向后行。3．紧急件车信号列车在运行前方发现运输路中有人行走、架线落下、有人施工等障碍时，必须通知司机紧急停车时，使用下列方法(1)用矿灯急速地上下摆动数次。(2)电机车灯急速的一明一暗数次。(3)当司机接受丁上述两种信号中的任意