第九章礦用電機(jī)車(chē)第一頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)概述*page82電機(jī)車(chē)：線路坡度3‰分類(lèi)：直流、交流電機(jī)車(chē)直流電機(jī)車(chē)有兩種：架空接觸線隨遇供電式電機(jī)車(chē)——簡(jiǎn)稱(chēng)架線式電機(jī)車(chē)；自攜電源蓄電池式電機(jī)車(chē)——簡(jiǎn)稱(chēng)蓄電池式電機(jī)車(chē)。

第二頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)概述*page82架線式電機(jī)車(chē)由兩部分組成：

列車(chē)——由電機(jī)車(chē)和所牽引的礦車(chē)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(chē)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(chē)；6—運(yùn)輸軌道；7—回電點(diǎn)；8—回電線；9—礦車(chē)第三頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)分類(lèi)方法*page82電能來(lái)源:礦用直流架線式電機(jī)車(chē)(ZK型)和礦用蓄電池式電機(jī)車(chē)(XK型)。按電機(jī)車(chē)的粘著重量:架線式電機(jī)車(chē)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(chē)一般用作短距離調(diào)車(chē)用，或用于輸送量不大的采區(qū)平巷。第四頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)分類(lèi)方法*page82按電機(jī)車(chē)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軌距第五頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)*page82架線式電機(jī)車(chē)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chē)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(shí)，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(chē)情況下，必須根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的要求，選用不同類(lèi)型的蓄電池式電機(jī)車(chē)。第六頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日蓄電池電機(jī)車(chē)*page82礦用蓄電池式電機(jī)車(chē)：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(chē)：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。第七頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日列車(chē)運(yùn)行基本方程式列車(chē)運(yùn)行基本方程式：表示列車(chē)在不同運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，作用在列車(chē)上諸力的關(guān)系式。假定：電機(jī)車(chē)與礦車(chē)之間、礦車(chē)與礦車(chē)之間的連接都是剛性的。列車(chē)運(yùn)行有三種狀態(tài)：

牽引狀態(tài)——加速起動(dòng)或勻速運(yùn)動(dòng)；

慣性狀態(tài)——牽引電動(dòng)機(jī)斷電后列車(chē)靠慣性運(yùn)行；

制動(dòng)狀態(tài)——制動(dòng)力矩作用下減速運(yùn)行。

*page82第八頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日牽引狀態(tài)的列車(chē)運(yùn)行基本方程式在牽引狀態(tài)（加速運(yùn)行）時(shí)作用在列車(chē)上有三個(gè)力：1、沿著運(yùn)行方向的牽引力；2、逆著運(yùn)行方向的列車(chē)運(yùn)行的靜阻力；3、逆著運(yùn)行方向的列車(chē)加速運(yùn)行時(shí)的慣性阻力。由力平衡原理，列車(chē)在牽引狀態(tài)下的力平衡方程式：

*page82第九頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日牽引狀態(tài)下列車(chē)運(yùn)行的基本方程式牽引電動(dòng)機(jī)牽引力

上式就是列車(chē)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(chē)所必須給出的牽引力，或者根據(jù)電機(jī)車(chē)的牽引力求出列車(chē)礦車(chē)數(shù)。

*page82第十頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日慣性狀態(tài)下列車(chē)運(yùn)行的基本方程式在慣性狀態(tài)下，牽引力等于零。此時(shí)，列車(chē)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(chē)的運(yùn)行方向相同，正是它使列車(chē)?yán)^續(xù)運(yùn)行。列車(chē)在慣性狀態(tài)下的力平衡方程式為

慣性運(yùn)行時(shí)的減速度為

上式中，上坡運(yùn)行時(shí)取“+”號(hào)；下坡運(yùn)行時(shí)取“?”號(hào)。

*page82第十一頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日制動(dòng)狀態(tài)下列車(chē)運(yùn)行的基本方程式以減速度代入，可得到列車(chē)在制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)需要施加的制動(dòng)力

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

*page82第十二頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)的牽引力在輪軌接觸點(diǎn)C處時(shí)，車(chē)輪在C點(diǎn)受力不平衡，車(chē)輪將克服輪面的摩擦阻力空轉(zhuǎn)而不前進(jìn)。

*page82第十三頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)的牽引力輪對(duì)與軌道之間的摩擦力極限值在兩個(gè)車(chē)輪都作純滾動(dòng)前進(jìn)時(shí)，有

N

式中——一個(gè)輪對(duì)上分配的機(jī)車(chē)正壓力，kN；

——車(chē)輪與軌道之間的靜摩擦系數(shù)。

*page82第十四頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)的牽引力上面是取機(jī)車(chē)的一個(gè)輪對(duì)作為隔離體的分析，礦用機(jī)車(chē)的兩個(gè)輪對(duì)都是主動(dòng)輪對(duì)，所以整臺(tái)機(jī)車(chē)的最大粘著力為

式中——機(jī)車(chē)重力，kN，稱(chēng)為粘著重力；

——粘著系數(shù)。

*page82第十五頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)的牽引力可以看出，機(jī)車(chē)的牽引力不僅受牽引電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的影響，還受機(jī)車(chē)粘著力即機(jī)車(chē)重力和粘著系數(shù)的限制。為增大牽引力，在加大牽引電動(dòng)機(jī)功率的同時(shí)還必須相應(yīng)地增加機(jī)車(chē)的重力。在運(yùn)行中，因粘著系數(shù)下降，牽引力不足時(shí)，可在軌面上撒砂以增大粘著系數(shù)。

*page82第十六頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)的制動(dòng)力

將以最大粘著力代替，得輪對(duì)無(wú)滑動(dòng)條件

將、代入上式得N1——閘瓦施加于車(chē)輪的正壓力P0——列車(chē)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(gè)輪對(duì)的最大粘著力，N；第十七頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)的制動(dòng)力令得

式中：——閘瓦系數(shù)。上式為使輪對(duì)能滾動(dòng)前進(jìn)給閘瓦施加壓力的限制條件為使輪對(duì)滾動(dòng)前進(jìn)，輪對(duì)上的制動(dòng)力為*page82第十八頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)的制動(dòng)力上面是對(duì)一個(gè)輪對(duì)的分析，如果兩個(gè)輪對(duì)都裝有制動(dòng)閘瓦，機(jī)車(chē)的制動(dòng)力則為

當(dāng)時(shí)，表明制動(dòng)力過(guò)大或粘著力不夠，車(chē)輪不轉(zhuǎn)動(dòng)而在軌道上滑動(dòng)前進(jìn)，車(chē)輪產(chǎn)生不均勻磨損。由于車(chē)輪在軌面上的滑動(dòng)摩擦系數(shù)比粘著系數(shù)小，所以機(jī)車(chē)的制動(dòng)力將要變小，降低了制動(dòng)效果。*page82第十九頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日電機(jī)車(chē)的制動(dòng)力可見(jiàn)，不能任意加大閘瓦壓力以提高制動(dòng)力，制動(dòng)力受機(jī)車(chē)重力和粘著系數(shù)的限制。若機(jī)車(chē)的閘瓦制動(dòng)力不能滿足列車(chē)制動(dòng)要求，可另外采取增加制動(dòng)力的辦法。在列車(chē)中的一部分礦車(chē)上加裝制動(dòng)閘就是其中方法之一。

*page82第二十頁(yè)，共二十一頁(yè)，2