第四章 机车运输.ppt

第四章 机车运输 4.1 概述 矿用机车分类： 按使用动力不同，矿用机车分电机车和内燃机车两种。 按电源性质不同，电机车有直流的和交流的，二者中以前者应用最广。 按供电方式不同，直流电机车分架线式、蓄电池式、架线蓄电池式电机车和架线电缆电机车等几种。 介绍两种主要电机车 （1）架线式电机车 交流电在变流所整流后，正极接在架空线上，负极接在轨道上。架空线是沿运输轨道上空架设的裸导线，机车上的受电器（集电弓）与架空线接触，将电流引入车内，经车上的控制器和牵引电动机，再经轨道流回。因此，架线式电机车的轨道必须按电流回路的要求接通。其供电系统见图4-1。 （2）蓄电池式电车机 矿用电机车有下列一些优点： 牵引力大。电机车采用直流串激牵引电动机，该电动机特性能使机车获得较大的牵引力。 维护费用小。电机车运行速度较高，最高可达26km/h，而且只需一个司机操作就可以，所需辅助人员少，维护简单，动力消耗不大。 可改善劳动条件。电机车运行不受气候的影响，由于采用电力拖动，不会产生废气，避免了空气污染，大大改善了井下作业环境。 杂散电流的危害 杂散电流可能引起电雷管误爆炸。电雷管中电流大于300mA，或雷管两脚线电压达到1~1.5V时会引爆； 杂散电流会腐蚀金属管路，及电缆金属外皮，缩短其使用寿命； 杂散电流可能会使漏电保护发生误操作； 杂散电流可引起电火花，在煤矿井下可引起瓦斯及煤尘发生爆炸。 内然机车的优点及不足： 内然机车是用柴油机驱动的。它不须架线，投资低，非常灵活。但它的构造复杂，维修比电机车麻烦；排气口要装设废气净化装置，防止污染井下空气；还要求加强通风。这种机车目前在国内仅有少数矿山在通风良好的平硐地表联合区段使用。但它在国外矿山使用较多。 窄轨矿用架线式电机车型号及主要技术性能参数识别 4.2 矿用电机车的机械设备及电气设备 4.2.1 矿用电机车的机械设备 （1）车架 （2）轮对 （3）轴承和轴箱 轴箱安装在车轴两端的轴颈上。车架及其上面全部设备的重量经弹簧托架传给轴承和轴箱，然后经轴承和轴箱传给轮对。见图4-2。 （5）制动装置 制动装置是为了在运行中迅速减速或停车之用。制动装置有机械制动和电气制动两种，电气制动不能使电机车完全停住，因此每台电机车都装有机械制动装置。机械制动装置按操作方式分为手动的和气动的两种。 （6）齿轮传动装置 小型矿用电机车一般是用一台牵引电动机通过传动齿轮同时带动两个轴的传动方式。中型矿用电机车有两台电动机，每台电动机分别带动一个轴转动。 4.2.2 矿用电机车的电气设备 （1）串激电动机电动机优点 （3）电气制动 矿用电机车除采用机械（闸瓦）制动之外，还采用电气制动。矿用电机车应用最多的电气制动是动力制动，也称能耗制动。其原理是根据牵引电动机在一定工作条件下可以转变为发电机运转的可逆性。当牵引电动机转变为发电机工作时，利用列车的动能转变为电能。这时，电流将转变为相反的方向，使电动机轴上产生制动力。 动力制动的优点是不从电网吸取电能，线路比较简单，同时产生的机械冲击也不大。其缺点是制动过程电动机中有电流通过，因此电机绕组的温度要增高。此外，采用动力制动不能达到完全停车，还需使用闸瓦制动。 （2）控制器 控制器的用途是：使牵引电动机与电源接通或断开；在电动机电路中加入或撤出电阻；改变电动机的旋转方向；在两台电动机的情况下，实现两台电动机的串联或并联运转。 矿用电机车的控制器上装有一个换向轴和一个主轴。换向轴用以改变电动机的旋转方向，它有向前、停止、向后三个位置。主轴用以控制电动机的起动、调速和能耗制动。 主轴和换向轴之间有闭锁装置，其作用是：当主轴在零位时，才能转动换向轴，以确保电动机在断电时换向；换向轴在停止位置时，主轴不能转动，以确保司机正确选择开车方向，避免事故。 （3）受电器 4.3 列车运行理论 4.3.1.1 牵引状态下列车运行基本方程式 列车在牵引状态下加速运行时，沿运动方向作用于列车上的力有电机车牵引电动机产生的牵引力F、列车运行的静阻力Fj和惯性阻力Fa。根据力的平衡原理，这三个力在列车运行的任何瞬间都是平衡的，即列车在牵引状态下力的平衡方程式为： 表4-1 矿车的基本阻力系数 基本阻力可按下式计算： 列车运行的静阻力应为基本阻力和坡道阻力之和，即： 将式（4-5）和式（4-7）代入式（4-1），得到牵引电动机所必须提供的牵引力为 4.3.1.2 惯性状态下列车运行方