第九章礦用電機車第1頁，課件共21頁，創作于2023年2月第一節概述*page82電機車：線路坡度3‰分類：直流、交流電機車直流電機車有兩種：架空接觸線隨遇供電式電機車——簡稱架線式電機車；自攜電源蓄電池式電機車——簡稱蓄電池式電機車。

第2頁，課件共21頁，創作于2023年2月第一節概述*page82架線式電機車由兩部分組成：

列車——由電機車和所牽引的礦車組所組成；

供電設備——由牽引電網與牽引用變流室組成。

。圖9-1架線式電機車的供電系統

1—牽引變流所；2—饋電線；3—饋電點；4—架空裸導線；5—電機車；6—運輸軌道；7—回電點；8—回電線；9—礦車第3頁，課件共21頁，創作于2023年2月電機車分類方法*page82電能來源:礦用直流架線式電機車(ZK型)和礦用蓄電池式電機車(XK型)。按電機車的粘著重量:架線式電機車有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噸的電機車一般用作短距離調車用，或用于輸送量不大的采區平巷。第4頁，課件共21頁，創作于2023年2月電機車分類方法*page82按電機車的軌距: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，課件共21頁，創作于2023年2月電機車*page82架線式電機車：結構簡單和工作可靠，主要缺點是受電弓與供電線之間產生電弧火花，使其在煤礦井下的使用范圍受到限制。架線電機車主要用于非瓦斯礦井及全風壓通風的低瓦斯礦井的主要運輸巷道內。在后一種情況使用時，巷道支護必須使用不燃性材料。在不能使用架線式電機車情況下，必須根據《煤礦安全規程》的要求，選用不同類型的蓄電池式電機車。第6頁，課件共21頁，創作于2023年2月蓄電池電機車*page82礦用蓄電池式電機車：防爆安全型、防爆特殊型。前者的電氣設備是防爆型的，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，允許用于以全風壓通風的瓦斯礦井主要運輸巷道、掘進巖石巷道。防爆特殊型蓄電池電機車：全部電氣設備均采用隔爆型的，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道和采區進風及回風道。第7頁，課件共21頁，創作于2023年2月列車運行基本方程式列車運行基本方程式：表示列車在不同運行狀態時，作用在列車上諸力的關系式。假定：電機車與礦車之間、礦車與礦車之間的連接都是剛性的。列車運行有三種狀態：

牽引狀態——加速起動或勻速運動；

慣性狀態——牽引電動機斷電后列車靠慣性運行；

制動狀態——制動力矩作用下減速運行。

*page82第8頁，課件共21頁，創作于2023年2月牽引狀態的列車運行基本方程式在牽引狀態（加速運行）時作用在列車上有三個力：1、沿著運行方向的牽引力；2、逆著運行方向的列車運行的靜阻力；3、逆著運行方向的列車加速運行時的慣性阻力。由力平衡原理，列車在牽引狀態下的力平衡方程式：

*page82第9頁，課件共21頁，創作于2023年2月牽引狀態下列車運行的基本方程式牽引電動機牽引力

上式就是列車在牽引狀態下的運行基本方程式。利用這一方程式可求出在一定條件下電機車所必須給出的牽引力，或者根據電機車的牽引力求出列車礦車數。

*page82第10頁，課件共21頁，創作于2023年2月慣性狀態下列車運行的基本方程式在慣性狀態下，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生的慣性阻力，且與列車的運行方向相同，正是它使列車繼續運行。列車在慣性狀態下的力平衡方程式為

慣性運行時的減速度為

上式中，上坡運行時取“+”號；下坡運行時取“?”號。

*page82第11頁，課件共21頁，創作于2023年2月制動狀態下列車運行的基本方程式以減速度代入，可得到列車在制動狀態運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，課件共21頁，創作于2023年2月電機車的牽引力在輪軌接觸點C處時，車輪在C點受力不平衡，車輪將克服輪面的摩擦阻力空轉而不前進。

*page82第13頁，課件共21頁，創作于2023年2月電機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時，有

N

式中——一個輪對上分配的機車正壓力，kN；

——車輪與軌道之間的靜摩擦系數。

*page82第14頁，課件共21頁，創作于2023年2月電機車的牽引力上面是取機車的一個輪對作為隔離體的分析，礦用機車的兩個輪對都是主動輪對，所以整臺機車的最大粘著力為

式中——機車重力，kN，稱為粘著重力；

——粘著系數。

*page82第15頁，課件共21頁，創作于2023年2月電機車的牽引力可以看出，機車的牽引力不僅受牽引電動機輸出轉矩的影響，還受機車粘著力即機車重力和粘著系數的限制。為增大牽引力，在加大牽引電動機功率的同時還必須相應地增加機車的重力。在運行中，因粘著系數下降，牽引力不足時，可在軌面上撒砂以增大粘著系數。

*page82第16頁，課件共21頁，創作于2023年2月電機車的制動力

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，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，課件共21頁，創作于2023年2月電機車的制動力令得

式中：——閘瓦系數。上式為使輪對能滾動前進給閘瓦施加壓力的限制條件為使輪對滾動前進，輪對上的制動力為*page82第18頁，課件共21頁，創作于2023年2月電機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，機車的制動力則為

當時，表明制動力過大或粘著力不夠，車輪不轉動而在軌道上滑動前進，車輪產生不均勻磨損。由于車輪在軌面上的滑動摩擦系數比粘著系數小，所以機車的制動力將要變小，降低了制動效果。*page82第19頁，課件共21頁，創作于2023年2月電機車的制動力可見，不能任意加大閘瓦壓力以提高制動力，制動力受機車重力和粘著系數的限制。若機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，課件共21頁