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湖南科技大學(xué) 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題 目
周源山煤礦井下運(yùn)輸平巷車(chē)組選型設(shè)計(jì)
作者姓名
蘇家輝
學(xué)號(hào)
1103010510
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
1、 研究的意義，同類研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問(wèn)題
研究的意義：
礦井井下運(yùn)輸是礦井生產(chǎn)的重要組成部分，其合理性直接關(guān)系到礦井的穩(wěn)定高產(chǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)井下煤炭、礦石、材料、設(shè)備及人員等的運(yùn)輸作統(tǒng)籌安排。運(yùn)輸方式與設(shè)備的選型，應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、瓦斯情況、采煤方法等因素確定。井下運(yùn)輸主要有采區(qū)運(yùn)輸、大巷運(yùn)輸?shù)取?
采區(qū)運(yùn)輸：對(duì)于大型礦井采區(qū)，要積極采用連續(xù)化運(yùn)輸，發(fā)展重載下遠(yuǎn)程式輸送機(jī)。輔助運(yùn)輸要采用高效能、適應(yīng)性能強(qiáng)、單機(jī)服務(wù)范圍廣的設(shè)備，減少環(huán)節(jié)逐步發(fā)展發(fā)展集裝箱運(yùn)輸，要根據(jù)條件采用單軌吊車(chē)、卡軌車(chē)、膠套輪機(jī)車(chē)、齒輪機(jī)車(chē)、無(wú)軌膠輪車(chē)或其他運(yùn)輸設(shè)備，逐步實(shí)現(xiàn)全礦井輔助運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化、連續(xù)化。
大巷運(yùn)輸：主要運(yùn)輸大巷的輸送方式應(yīng)根據(jù)運(yùn)量、運(yùn)距和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)化確定。凡井型較大、采區(qū)生產(chǎn)集中、條件合適的礦井、可采用常式輸送機(jī)、實(shí)現(xiàn)全礦井的連續(xù)運(yùn)輸。采用軌道運(yùn)輸?shù)牡V井，要發(fā)展底卸式或側(cè)卸式礦車(chē)。
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀：
20世紀(jì)初礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸逐步代替有極繩、無(wú)極繩運(yùn)輸。因設(shè)備簡(jiǎn)單，能運(yùn)送各種貨載,機(jī)動(dòng)靈活,得到廣泛應(yīng)用。機(jī)車(chē)運(yùn)輸適用于平均坡度3-5‰的水平巷道；局部最大坡度不超過(guò)30‰。
礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸設(shè)備包括機(jī)車(chē)、礦車(chē)和軌道。牽引成列礦車(chē)的動(dòng)力車(chē)輛。按動(dòng)力不同分電機(jī)車(chē)、柴油機(jī)車(chē)和壓氣機(jī)車(chē)三類。前者應(yīng)用最廣。
電機(jī)車(chē)：動(dòng)力為直流電，有架線式和蓄電池式兩種。前者維護(hù)管理簡(jiǎn)便，運(yùn)輸費(fèi)用低,但因電弓與裸導(dǎo)線接觸要產(chǎn)生火花,不能用于瓦斯含量大的礦井。國(guó)外有一種交流高頻無(wú)接觸架線式電機(jī)車(chē)，由牽引電網(wǎng)感應(yīng)受電，可用于有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井。后者由裝在車(chē)上的蓄電池組供電，有防爆型，可用于瓦斯含量大的礦井。選用電機(jī)車(chē)應(yīng)符合安全規(guī)程規(guī)定。機(jī)車(chē)粘著重量因礦井大小和使用地點(diǎn)不同而異，一般為1.5-20t。
柴油機(jī)車(chē)：不需要附屬設(shè)備、投資較低、機(jī)動(dòng)靈活；可以做成防爆型，用于有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。但廢氣污染井下空氣，須經(jīng)特殊凈化處理。在歐洲一些國(guó)家使用較多。
壓氣機(jī)車(chē)：動(dòng)力為壓縮空氣。工作時(shí)不產(chǎn)生火花,適用于有瓦斯、煤塵爆炸嚴(yán)重危險(xiǎn)的平巷。但車(chē)上須裝貯氣罐，要經(jīng)常充氣。壓縮空氣費(fèi)用高，只有少數(shù)國(guó)家使用。
礦車(chē)：機(jī)車(chē)牽引的車(chē)組由礦車(chē)組成。為適應(yīng)井下巷道狹小的條件，礦車(chē)外形尺寸緊湊。礦車(chē)有運(yùn)礦物、運(yùn)人員（人車(chē)）和其他專用礦車(chē)三種。一般以運(yùn)礦物礦車(chē)數(shù)量最多，其容量按載重噸數(shù)或立方米數(shù)計(jì)算。按卸載方式分為：1、固定車(chē)箱式，礦車(chē)的車(chē)箱與車(chē)架固定，須用翻車(chē)機(jī)將礦車(chē)翻轉(zhuǎn)卸載，一般中、小型礦井使用較多。2、側(cè)卸式，礦車(chē)用卸載曲軌或固定氣缸卸載，中、小型金屬礦使用較多。3、底卸式，又分縱向底卸式和底側(cè)卸式。前者車(chē)箱底部可繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，礦車(chē)經(jīng)卸載站時(shí)靠卸載曲軌打開(kāi)車(chē)箱底部卸載；卸載時(shí)的水平分力使列車(chē)向前行駛,連續(xù)卸載。這種礦車(chē)的優(yōu)點(diǎn)是卸載時(shí)間短,不需其他動(dòng)力設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，減輕工人勞動(dòng)；但車(chē)箱底部回轉(zhuǎn)半徑大，使卸載站下部結(jié)構(gòu)增大，投資較多；礦車(chē)容量較大時(shí)水平分力過(guò)大，使礦車(chē)運(yùn)動(dòng)速度過(guò)高。底側(cè)卸式礦車(chē)的車(chē)箱底部繞縱向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，克服了上述缺點(diǎn)，其轉(zhuǎn)動(dòng)部分回轉(zhuǎn)半徑小，卸載水平分力減小，卸出礦物不接觸卸載曲軌，減少了對(duì)曲軌的磨損和沖擊。礦車(chē)容量超過(guò)3-5t時(shí)，多采用底側(cè)卸式礦車(chē)。4、翻斗式,只作輔助運(yùn)輸或在建井期使用。煤礦礦車(chē)容量一般為1-5t,大型礦車(chē)有20-30t;金屬礦一般為0.5-6m，最大有10m。
倉(cāng)式列車(chē)：將單個(gè)礦車(chē)連成整體，縱向成槽狀，車(chē)箱底部為一刮板輸送機(jī)。用于掘進(jìn)工作面，礦石從一端向列車(chē)裝載,利用輸送機(jī)可將礦石布滿整個(gè)列車(chē)車(chē)箱,然后用機(jī)車(chē)牽引運(yùn)行，可提高掘進(jìn)工作面的運(yùn)輸效率。近年來(lái)掘進(jìn)巷道開(kāi)始采用無(wú)軌運(yùn)輸設(shè)備。
礦井軌道：軌距不一,中國(guó)有600、762和900mm三種。軌型一般為15、18、24、33kg/m。
近年來(lái)有些國(guó)家發(fā)展和生產(chǎn)遙控機(jī)車(chē)，采用全液壓傳動(dòng)和無(wú)線電遙控。有數(shù)百米距離內(nèi)，可由司機(jī)離車(chē)遙控或一人控制多臺(tái)列車(chē)，并用電子計(jì)算機(jī)監(jiān)控機(jī)車(chē)的運(yùn)行過(guò)程。
2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
研究目標(biāo)：
通過(guò)學(xué)習(xí)井下運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)知識(shí)，閱讀大量文獻(xiàn)，掌握井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)的基本步驟和要求，并在指導(dǎo)老師的幫助下，按照設(shè)計(jì)內(nèi)容一步一步地完成；明確相關(guān)設(shè)計(jì)方法，和井下運(yùn)輸車(chē)組設(shè)計(jì)的基本知識(shí)；熟練掌握CAD、Pro-e等計(jì)算機(jī)繪圖軟件幫助我們將具體的設(shè)計(jì)結(jié)果呈現(xiàn)出來(lái)；在有限的時(shí)間內(nèi)，爭(zhēng)取將初步完成的設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，填補(bǔ)相關(guān)知識(shí)的漏洞，豐富自己的設(shè)計(jì)經(jīng)歷，提高對(duì)具體問(wèn)題的思考、分析能力。
研究?jī)?nèi)容：
1、 井下運(yùn)輸方案的比較和確定；
2、 牽引機(jī)車(chē)的型號(hào)和全礦臺(tái)數(shù)確定、列車(chē)組成計(jì)算；
3、 牽引電機(jī)調(diào)速特性和牽引機(jī)車(chē)制動(dòng)特性分析；
4、 卸載設(shè)備的選擇；
5、 電機(jī)車(chē)結(jié)構(gòu)圖或翻車(chē)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；
6、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
關(guān)鍵問(wèn)題：
1、電機(jī)車(chē)的機(jī)械結(jié)構(gòu)確定和布置；
2、牽引電動(dòng)機(jī)的分析和選擇；
3、電機(jī)車(chē)運(yùn)輸計(jì)算；
4、根據(jù)井下情況選擇卸載設(shè)備。
3、 特色與創(chuàng)新之處
翻車(chē)機(jī)的設(shè)計(jì)：將有軌車(chē)輛翻轉(zhuǎn)或傾斜使之機(jī)械化卸料。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
研究方法：
文獻(xiàn)研究法，根據(jù)研究目的和課題，通過(guò)調(diào)查文獻(xiàn)獲得資料，全面地、正確地了解掌握研究問(wèn)題。1、了解有關(guān)問(wèn)題的歷史和現(xiàn)狀，幫助確定研究課題。2、形成關(guān)于研究對(duì)象的一般印象，觀察。3、得到現(xiàn)實(shí)資料的比較資料。4、了解事物的全貌。
步驟：
一、3月份：設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，開(kāi)題報(bào)告；收集與設(shè)計(jì)課題相關(guān)資料，圖書(shū)館和網(wǎng)上查閱有關(guān)參考書(shū)籍及資料，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好前期工作。
二、3月底-4月初：專題學(xué)習(xí)；根據(jù)礦井特征及原始資料，分析大巷運(yùn)輸系統(tǒng)選擇方案，進(jìn)行可行性研究，初步確定方案。
三、4月份：設(shè)計(jì)計(jì)算；完成設(shè)計(jì)內(nèi)容要求的工作和繪制牽引電動(dòng)機(jī)特性曲線圖。
四、5月上旬：繪制電機(jī)車(chē)結(jié)構(gòu)圖和翻車(chē)機(jī)結(jié)構(gòu)圖；整理設(shè)計(jì)結(jié)果。
五、5月下旬：編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；圖紙的最終修訂和打印，完成英譯漢文章；完成全部設(shè)計(jì)任務(wù)。
六、6月：準(zhǔn)備畢業(yè)答辯，畢業(yè)答辯。
技術(shù)路線：
了解本論題的研究狀況，明確研究目的，確定研究方向；進(jìn)一步搜集閱讀資料并研讀文獻(xiàn)，做好相關(guān)的記錄，形成論題提綱，確定研究方案；實(shí)施研究計(jì)劃，完成相應(yīng)計(jì)算，建立模型，完成結(jié)構(gòu)圖裝配圖的繪制。最后，完成預(yù)期成果，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，反復(fù)修改，完成設(shè)計(jì)。
5、 擬使用的主要設(shè)計(jì)、分析軟件及儀器設(shè)備
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，CAD應(yīng)用軟件繪圖。
6、參考文獻(xiàn)
B:[1]陳維健，齊秀麗，肖林京.《礦山運(yùn)輸與提升設(shè)備》.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
B:[2]陳澤洪，張國(guó)柱.《礦山運(yùn)輸機(jī)械》.煤炭工業(yè)出版社
B:[3]王喜富，王玉順.《礦區(qū)鐵路運(yùn)輸》.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社
B:[4]鐘春暉，丁元春.《礦井運(yùn)輸與提升》.化學(xué)工業(yè)出版社
B:[5]李樹(shù)森.《礦井軌道運(yùn)輸》.煤炭工業(yè)出版社
注：
1、開(kāi)題報(bào)告是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，在開(kāi)始撰寫(xiě)論文之前寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告。
2、參考文獻(xiàn)按下列格式（A為期刊，B為專著）
A：[序號(hào)]、作者（外文姓前名后，名縮寫(xiě)，不加縮寫(xiě)點(diǎn)，3人以上作者只寫(xiě)前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫(xiě)，不加縮寫(xiě)點(diǎn)）年份、卷號(hào)（期號(hào)）：起止頁(yè)碼。
B：[序號(hào)]、作者、書(shū)名、版次、（初版不寫(xiě)）、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁(yè)碼。
3、表中各項(xiàng)可加附頁(yè)。
-4-
摘 要
電機(jī)車(chē)是軌道車(chē)輛運(yùn)輸?shù)囊环N牽引設(shè)備，動(dòng)力是利用牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，借助車(chē)輪與軌面間的摩擦力，使機(jī)車(chē)在軌道上運(yùn)行。機(jī)車(chē)運(yùn)輸能行駛的坡度有限制，運(yùn)輸軌道坡度一般為3‰，局部坡度不能超過(guò)30‰。蓄電池電機(jī)車(chē)是現(xiàn)代地下工程，包括鐵路、公路、地鐵、礦山、隧道等施工的重要運(yùn)輸牽引設(shè)備之一。礦用電機(jī)車(chē)主要用于井下運(yùn)輸大巷和地面的長(zhǎng)距離運(yùn)輸。它相當(dāng)于鐵路運(yùn)輸中的電機(jī)車(chē)頭，牽引著由礦車(chē)或人車(chē)組成的列車(chē)在軌道上行走，完成對(duì)煤炭、矸石、材料、設(shè)備、人員的運(yùn)送。國(guó)內(nèi)電機(jī)車(chē)主要采用直流傳動(dòng)方式。蓄電池式電機(jī)車(chē)是用蓄電池供給電能的。蓄電池充電一般在井下電機(jī)車(chē)庫(kù)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：電機(jī)車(chē)；蓄電池；軌道；運(yùn)輸
ABSTRACT
Motor vehicle is a kind of traction equipment for rail vehicles. It is driven by traction motor and the wheel rotates with the friction between the wheel and rail. Locomotive transportation can travel the slope limit, transportation rail slope is generally 3 per thousand, local slope should not exceed 30 per thousand. Battery motor vehicle is a modern underground engineering, including railway, highway, subway, mine, tunnel and other important transport traction equipment.The main use of the coal mining motor is the long-distance transportation of the underground transportation roadway and the ground.. It quite in railway transportation of motor front, pulling consisting of car or car of the train to walk on the track, complete the transportation of coal, coal gangue, material, equipment, personnel.The main motor car of the domestic adopt transmission mode. Battery motor vehicle is supplied with batteries. Battery charging often in the underground motor garage.
Keywords: electric locomotive；accumulator；track；transportation
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）
題目
周源山煤礦井下運(yùn)輸平巷車(chē)組選型設(shè)計(jì)
作者
蘇家輝
學(xué)院
機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)號(hào)
1103010510
指導(dǎo)教師
龔伶俐
二〇一五年 五月 二十日
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
機(jī)電工程 學(xué)院 工程圖學(xué) 部
教研室主任: （簽名） 2015 年 1 月 15 日
學(xué)生姓名: 蘇家輝學(xué)號(hào): 1103010510 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題：周源山煤礦井下運(yùn)輸平巷車(chē)組選型設(shè)計(jì)
2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2015年 1月 15 日開(kāi)始至 2015年 5月 29 日止
3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：
① 礦井原始資料：資江煤礦為三級(jí)瓦斯礦井，井下運(yùn)輸巷道有四個(gè)裝車(chē)站，東翼一采區(qū)礦裝車(chē)站距井底車(chē)場(chǎng)的距離為800米，運(yùn)煤量Q1=160噸/班，出矸量25噸/班；東翼二采區(qū)礦裝車(chē)站距井底車(chē)場(chǎng)的距離為1800米，運(yùn)煤量Q1=220噸/，出矸量35噸/班；西翼三采區(qū)礦裝車(chē)站距井底車(chē)場(chǎng)的距離為1500米，運(yùn)煤量Q1=200噸/，出矸量30噸/班；主要運(yùn)輸巷道平均坡度ip=3‰；擬采用軌距900毫米的三噸礦車(chē)。
② 畢業(yè)實(shí)習(xí)或圖書(shū)館及網(wǎng)上所搜集的資料。
③ 相關(guān)教材及礦井設(shè)計(jì)手冊(cè)。
4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
① 井下運(yùn)輸方案的比較及確定；
② 牽引機(jī)車(chē)的型號(hào)和全礦臺(tái)數(shù)確定、列車(chē)組成計(jì)算；
③ 牽引電機(jī)調(diào)速特性和牽引機(jī)車(chē)制動(dòng)特性分析；
④ 卸載設(shè)備的選擇，
⑤ 電機(jī)車(chē)結(jié)構(gòu)圖或翻車(chē)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；
⑥ 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求：
① 相關(guān)圖紙（電腦繪制），不少于折合0號(hào)圖3張（計(jì)算機(jī)打?。?
② 編寫(xiě)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文不少于40頁(yè)(按《撰寫(xiě)打印規(guī)范》打印)；
③ 錄光盤(pán)一張（含開(kāi)題報(bào)告、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、圖紙等）
6 發(fā)題時(shí)間： 2015年 1 月 15 日
指導(dǎo)教師： （簽名）
學(xué) 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ)
指導(dǎo)人： （簽名）
年 月 日
指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)
評(píng)閱人： （簽名）
年 月 日
評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄
日期：
學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)：
題目：
提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：
1 設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 頁(yè)
2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁(yè)
3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 共 頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績(jī)：
總評(píng)成績(jī)：
湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 前 言
礦井井下運(yùn)輸是礦井生產(chǎn)的重要組成部分，其合理性直接關(guān)系到礦井的穩(wěn)定高產(chǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。井下運(yùn)輸設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)井下煤炭、礦石、材料、設(shè)備及人員等的運(yùn)輸作統(tǒng)籌安排。運(yùn)輸方式與設(shè)備的選型，應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、瓦斯情況、采煤方法等因素確定。
20世紀(jì)初礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸逐步代替有極繩、無(wú)極繩運(yùn)輸。因設(shè)備簡(jiǎn)單，能運(yùn)送各種貨載,機(jī)動(dòng)靈活,得到廣泛應(yīng)用。機(jī)車(chē)運(yùn)輸適用于平均坡度3‰-5‰的水平巷道；局部最大坡度不超過(guò)30‰。
礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸設(shè)備包括機(jī)車(chē)、礦車(chē)和軌道。牽引成列礦車(chē)的動(dòng)力車(chē)輛。按動(dòng)力不同分電機(jī)車(chē)、柴油機(jī)車(chē)和壓氣機(jī)車(chē)三類。前者應(yīng)用最廣。
電機(jī)車(chē)的動(dòng)力為直流電，有架線式和蓄電池式兩種。前者維護(hù)管理簡(jiǎn)便，運(yùn)輸費(fèi)用低,但因電弓與裸導(dǎo)線接觸要產(chǎn)生火花,不能用于瓦斯含量大的礦井。國(guó)外有一種交流高頻無(wú)接觸架線式電機(jī)車(chē)，由牽引電網(wǎng)感應(yīng)受電，可用于有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井。后者由裝在車(chē)上的蓄電池組供電，有防爆型，可用于瓦斯含量大的礦井。選用電機(jī)車(chē)應(yīng)符合安全規(guī)程規(guī)定。機(jī)車(chē)粘著重量因礦井大小和使用地點(diǎn)不同而異，一般為1.5-20t。
電機(jī)車(chē)牽引的車(chē)組由礦車(chē)組成。為適應(yīng)井下巷道狹小的條件，礦車(chē)外形尺寸緊湊。礦車(chē)有運(yùn)礦物、運(yùn)人員（人車(chē)）和其他專用礦車(chē)三種。一般以運(yùn)礦物礦車(chē)數(shù)量最多，其容量按載重噸數(shù)或立方米數(shù)計(jì)算。
按卸載方式分為：
1、固定車(chē)箱式，礦車(chē)的車(chē)箱與車(chē)架固定，須用翻車(chē)機(jī)將礦車(chē)翻轉(zhuǎn)卸載，一般中、小型礦井使用較多。
2、側(cè)卸式，這種礦車(chē)用卸載曲軌或固定氣缸卸載，中、小型金屬礦使用較多。
3、底卸式，又分縱向底卸式和底側(cè)卸式。前者車(chē)箱底部可繞橫向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，礦車(chē)經(jīng)卸載站時(shí)靠卸載曲軌打開(kāi)車(chē)箱底部卸載；卸載時(shí)的水平分力使列車(chē)向前行駛,連續(xù)卸載。這種礦車(chē)的優(yōu)點(diǎn)是卸載時(shí)間短,不需其他動(dòng)力設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，減輕工人勞動(dòng)；但車(chē)箱底部回轉(zhuǎn)半徑大，使卸載站下部結(jié)構(gòu)增大，投資較多；礦車(chē)容量較大時(shí)水平分力過(guò)大，使礦車(chē)運(yùn)動(dòng)速度過(guò)高。底側(cè)卸式礦車(chē)的車(chē)箱底部繞縱向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，克服了上述缺點(diǎn)，其轉(zhuǎn)動(dòng)部分回轉(zhuǎn)半徑小，卸載水平分力減小，卸出礦物不接觸卸載曲軌，減少了對(duì)曲軌的磨損和沖擊。礦車(chē)容量超過(guò)3-5t時(shí)，多采用底側(cè)卸式礦車(chē)。
4、翻斗式,只作輔助運(yùn)輸或在建井期使用。煤礦礦車(chē)容量一般為1-5t，大型礦車(chē)有20-30t；金屬礦一般為0.5-6m，最大有10m。
第二章 原始資料
周源山煤礦隸屬于湖南黑金時(shí)代股份有限公司，名稱：湖南黑金時(shí)代股份有限公司周源山煤礦；地址：湖南省資興市周源山礦。坐落在資興市北部羅仙嶺下，壽佛故園，與美麗的東江湖風(fēng)景區(qū)毗鄰，鐵路、公路直達(dá)礦區(qū)，交通便利，素有“江南一枝花”之美譽(yù)。是湖南黑金時(shí)代股份有限公司的主力生產(chǎn)礦井，1966年建井，1970年正式投產(chǎn)，已有42年的開(kāi)采歷史。主產(chǎn)煙煤，是湖南省優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤基地。礦井設(shè)計(jì)能力45萬(wàn)噸/年，近幾年來(lái)，經(jīng)過(guò)對(duì)礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)和采掘機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)，礦井生產(chǎn)能力和采掘機(jī)械化水平得到了提升，采掘機(jī)械化程度分別達(dá)93.5%和100%。
資江煤礦為三級(jí)瓦斯礦井，井下運(yùn)輸巷道有四個(gè)裝車(chē)站，東翼一采區(qū)礦裝車(chē)站距井底車(chē)場(chǎng)的距離為800米，運(yùn)煤量Q1=160噸/班，出矸量25噸/班；東翼二采區(qū)礦裝車(chē)站距井底車(chē)場(chǎng)的距離為1800米，運(yùn)煤量Q2=220噸/班，出矸量35噸/班；西翼三采區(qū)礦裝車(chē)站距井底車(chē)場(chǎng)的距離為1500米，運(yùn)煤量Q3=200噸/班，出矸量30噸/班；主要運(yùn)輸巷道平均坡度ip=3‰；擬采用軌距900毫米的三噸礦車(chē)。
第三章 運(yùn)輸方案的確定
根據(jù)已知情況，由于礦井為三級(jí)瓦斯礦井，為確保煤礦運(yùn)輸工作的安全，應(yīng)選用蓄電池式電機(jī)車(chē)，另外，該礦井為中型礦井，在標(biāo)準(zhǔn)蓄電池電機(jī)車(chē)中選用XK8-9/132A型電機(jī)車(chē)，且在中小型礦井中，一般采用固定車(chē)廂式礦車(chē)，所以配用容積為3.3m3，型號(hào)為MGC3.3-9的固定車(chē)廂式礦車(chē)。
以下是電機(jī)車(chē)和礦車(chē)的基本參數(shù)：
表3.1 XK8-9/132A型電機(jī)車(chē)基本參數(shù)
項(xiàng)目
數(shù)據(jù)
粘著重量/t
軌距/mm
固定軸距/mm
牽引電動(dòng)機(jī)型號(hào)
牽引電動(dòng)機(jī)額定電壓/V
牽引電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)
小時(shí)制輪緣牽引力/kN
小時(shí)制功率/kw
小時(shí)制速度km/h
小時(shí)制電流/A
長(zhǎng)時(shí)制輪緣牽引力/kN
長(zhǎng)時(shí)制速度km/h
長(zhǎng)時(shí)制電流/A
8
900
1100
ZQ-11B*
132
2
11.18
23.7
7.5
2*112
2.94
12.2
2*46
長(zhǎng)/mm
4430
寬/mm
1350
高/mm
軸距/mm
輪徑/mm
牽引高度/mm
緩沖器形式
制動(dòng)方式
1410
1100
350
320
雙列彈簧
機(jī)械、電氣
資料來(lái)源：《礦山運(yùn)輸機(jī)械》
表3.2 MGC3.3-9型礦車(chē)基本參數(shù)
項(xiàng)目
數(shù)據(jù)
名義載重量/t
最大載重量/t
自重/t
軌距/mm
長(zhǎng)/mm
寬/mm
高/mm
軸距/mm
輪徑/mm
牽引高度/mm
輪軸外寬/mm
牽引中心距/mm
允許牽引力/kN
緩沖器形式
3
5.3
1.215
900
3450
1320
1300
1100
350
320
1150
3250
58.8
雙列彈簧
資料來(lái)源：《煤礦專用設(shè)備圖冊(cè)》
第四章 列車(chē)組成計(jì)算
一列車(chē)應(yīng)由多少輛礦車(chē)組成，要按機(jī)車(chē)的牽引能力和制動(dòng)能力計(jì)算。牽引能力受粘著力和牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件限制；制動(dòng)能力是指能夠在規(guī)定的距離內(nèi)停車(chē)。因此，列車(chē)組成應(yīng)按粘著條件、溫升條件及制動(dòng)條件來(lái)確定。
4.1按粘著力條件計(jì)算
所謂粘著力條件是指機(jī)車(chē)在最困難條件，即上坡重載起動(dòng)過(guò)程中機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)輪對(duì)不打滑，也就是在該工況下能滿足粘著力條件。
機(jī)車(chē)所能輸出的最大牽引力為
F=1000Pgφ
機(jī)車(chē)在運(yùn)輸過(guò)程中，拉重車(chē)組在上坡起動(dòng)時(shí)所需機(jī)車(chē)輸出的最大牽引力為
F=1000P+Qzhgωzh+i+0.11a
為使機(jī)車(chē)在最困難條件下車(chē)輪不打滑，利用上兩式，可得出在滿足粘著力條件下機(jī)車(chē)的牽引質(zhì)量(即重車(chē)組質(zhì)量)為
Qzh≤Pφωzh+i+0.11a-P
≤8*0.250.0105+0.003+0.11*0.04-8
≤103t
式中
P—機(jī)車(chē)質(zhì)量，8t;
Qzh—重車(chē)組質(zhì)量，t；
φ—粘著系數(shù)，取0.25；
ωzh—重列車(chē)起動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)，取0.0105；
i—軌道的平均坡度，取i=3‰；
a—列車(chē)起動(dòng)的加速度，取0.04m/s2。
4.2按牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件計(jì)算
牽引電動(dòng)機(jī)的溫升條件是，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其溫升不超過(guò)允許值。機(jī)車(chē)運(yùn)輸是往返循環(huán)連續(xù)運(yùn)行，牽引電動(dòng)機(jī)是按短時(shí)重復(fù)工作制運(yùn)轉(zhuǎn)。在一個(gè)循環(huán)中，兩向所需的牽引力是不同的。
（1）計(jì)算電機(jī)車(chē)的加權(quán)平均運(yùn)輸距離Lp，按該水平各分支運(yùn)輸距離計(jì)算：
Lp=L1A1+L2A2+?+LnAnA1+A2+?+An
=0.8*160+1.8*220+1.5*200160+220+200
=1.42km
其中
L1、L2、…Ln及A1、A2、…An分別為第一、第二…第n運(yùn)輸分支的運(yùn)距及班產(chǎn)量。
（2）把一個(gè)往返的重列車(chē)和空列車(chē)運(yùn)輸看成一次運(yùn)輸，即重列車(chē)下坡運(yùn)行，空列車(chē)上坡運(yùn)行的牽引力相等，并查表得長(zhǎng)時(shí)制速度vch=12.2km/h，計(jì)算其平均速度vp：
vp=0.75vch
=0.75*12.2*10003600
=2.54m/s
式中
vch為電機(jī)車(chē)長(zhǎng)時(shí)制速度，km/h。
列車(chē)運(yùn)行時(shí)間：
Tr=2Lp60vp
=2*142060*1.54
=18.6min
令 τ=TrTr+θ
=18.618.6+20
=0.48
式中
θ為停車(chē)及調(diào)車(chē)時(shí)間，取20min。
（3）要滿足牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件，機(jī)車(chē)能牽引車(chē)組的最大質(zhì)量為：
Qzh≤Fch1000ατ(ωzh-id)g-P
≤2.94*1031000*1.25*0.480.007-0.0029.8-8
≤61 t
式中
Fch—電機(jī)車(chē)長(zhǎng)時(shí)制輪緣牽引力，2.94kN；
id—按重列車(chē)下坡運(yùn)行，空列車(chē)上坡運(yùn)行的牽引力相等的條件，可求出具有等阻牽引力的軌道坡度即等阻坡度，一般取為2‰；
ωzh—重列車(chē)運(yùn)行時(shí)的阻力系數(shù)，取0.007；
α—調(diào)車(chē)系數(shù)。運(yùn)距小于1000m取1.4；運(yùn)距為1000～2000m取1.25；運(yùn)距大于2000m取1.15。
4.3按制動(dòng)條件計(jì)算
按制動(dòng)條件計(jì)算車(chē)組，是按列車(chē)能在規(guī)定的制動(dòng)距離內(nèi)，制動(dòng)停車(chē)的條件計(jì)算列車(chē)中車(chē)組的最大質(zhì)量。
《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：列車(chē)制動(dòng)距離，運(yùn)送物料時(shí)不得超過(guò)40m；運(yùn)送人員時(shí)不得超過(guò)20m。
為使列車(chē)能在規(guī)定的距離內(nèi)制動(dòng)停車(chē)，列車(chē)應(yīng)有的減速度為
b=vch3.6212LT
=12.23.6212*40
=0.144 m/s2
式中
vch—機(jī)車(chē)長(zhǎng)時(shí)制運(yùn)行速度，km/h；
LT—制動(dòng)距離，運(yùn)送物料時(shí)取40m ；運(yùn)送人員時(shí)取20m。
重列車(chē)下坡制動(dòng)是最不利的制動(dòng)條件，這時(shí)所需要的制動(dòng)力為
B=1000P+Qzhg0.11b-ωzh+i , N
受粘著力的限制，機(jī)車(chē)所能輸出的最大制力為
B=1000Pgφ , N
由上兩式得，滿足制動(dòng)條件時(shí)機(jī)車(chē)所能牽引的最大車(chē)組質(zhì)量為
Qzh≤Pφ0.11b-ωzh+i-P
≤8*0.170.11*0.144-0.007+0.003-8
≤106 t
式中
φ—電機(jī)車(chē)制動(dòng)狀態(tài)的粘著系數(shù)，0.17。
4.4列車(chē)中礦車(chē)數(shù)量的確定
由上面三個(gè)約束條件確定的車(chē)組質(zhì)量，要同時(shí)滿足要求，取其中最小者Qzh min=61t ，由下式確定礦車(chē)臺(tái)數(shù)Z
Z=Qzh minG+G0
=613+1.215
=14 臺(tái)
式中
G、G0—分別為礦車(chē)的載重與自重，t。
第五章 列車(chē)組成驗(yàn)算
5.1溫升驗(yàn)算
在據(jù)溫升的初步計(jì)算中，由于采用了等阻坡度和認(rèn)為牽引力與電流成正比，都是近似的；另一方面，有可能電機(jī)車(chē)連續(xù)在最大運(yùn)距線路上運(yùn)轉(zhuǎn)，故應(yīng)按所選礦車(chē)臺(tái)數(shù)實(shí)際計(jì)算其溫升是否有可能超過(guò)允許值。
為此，在驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)溫升條件時(shí)，應(yīng)按最大運(yùn)距驗(yàn)算其等效電流是否超過(guò)長(zhǎng)時(shí)制電流。
（1）重列車(chē)下坡運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定(等速)牽引力為
Fzh=1000P+ZG+G0gωzh-i
=10008+143+1.2159.8(0.007-0.003)
=2626 N
空列車(chē)上坡運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定(等速)牽引力為
Fk=1000P+ZG0gωk+i
=10008+14*1.2159.80.009+0.003
=2941 N
式中
ωk—空列車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù)；
ωzh—重列車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù)。
每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的牽引力為
Fzh=12Fzh
=12*2626
=1313N
Fk=12Fk
=12*2941
=1470.5N
（2）由電動(dòng)機(jī)的特性曲線圖7.1和圖7.2，據(jù)Fzh、Fk的值可查出相應(yīng)的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的牽引電流Izh=26A，Ik=29A以及牽引速度 vzh=7.2km/h=2m/s，vk=6.9km/h=1.92m/s。
所以
空列車(chē)運(yùn)行時(shí)間為
tk=1000Lm60*0.75vk
=1000*1.860*0.75*1.92
=21 min
重列車(chē)運(yùn)行時(shí)間為
tzh=1000Lm60*0.75vzh
=1000*1.860*0.75*2
=20min
式中
Lm—運(yùn)輸線路中最長(zhǎng)距離，km。
（3）每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的等效電流為
Id=ik2tk+izh2tzhtk+tzh+θ
=292*21+262*2021+20+20
=22.6 A
即 id≤ich
式中
ich—每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)時(shí)制額定電流，46A。
所以電動(dòng)機(jī)滿足溫升條件的要求。
5.2制動(dòng)條件的驗(yàn)算
最困難制動(dòng)條件是重列車(chē)以穩(wěn)定運(yùn)行速度在最大坡度下坡時(shí)，由于井下坡度變化不大，一般仍按平均坡度計(jì)算。由
1000Pgφ=1000[P+ZG+G0]g(0.11b-ωzh+i)
得
b=PφP+ZG+G0+ωzh-i0.11
=8*0.178+143+1.215+0.007-0.0030.11
=0.22m/s2
實(shí)際制動(dòng)距離為
LT=vch3.6212b
=12.23.6212*0.22
=26 m
即 LT≤40 m
符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，所以電動(dòng)機(jī)滿足制動(dòng)距離要求。
第六章 其他計(jì)算
6.1機(jī)車(chē)的加權(quán)平均周期運(yùn)行時(shí)間
T=60Lp0.75vzh+60Lp0.75vk+θ
=60*1.420.75*7.2+60*1.420.75*6.9+20
=15.8+16.5+20
=52.3 min
6.2每臺(tái)機(jī)車(chē)每班可能運(yùn)送次數(shù)
r=60TbT
=60*752.3
=8次/班
式中
Tb— 一個(gè)工作班內(nèi)的運(yùn)輸工作時(shí)間。不運(yùn)人時(shí)取Tb=7h，運(yùn)人時(shí)取Tb=7.5h，水平運(yùn)距超過(guò)1.5km時(shí)，應(yīng)考慮運(yùn)人。
6.3班產(chǎn)量Ab
Qb=Q1+Q2+Q3
=160+220+200
=580 t/班
式中
Q1，Q2，Q3—為各采區(qū)的班產(chǎn)量，t/班
6.4每班所需運(yùn)送貨載總次數(shù)
rb=KQb+QaZG
=1.35580+9014*3
=22次/班
式中
Qa—每班矸石產(chǎn)量，t/班。
K—生產(chǎn)不均勻系數(shù)，取K =1.35。
6.5每班運(yùn)送總次數(shù)
r總=rb+r人
=22+2
=24 次/班
運(yùn)人時(shí)，每一運(yùn)輸大巷按一次計(jì)算，該礦井是兩翼開(kāi)采，取r人=2。
6.6工作機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)
N=r總r
=243=8臺(tái)
6.7備用與檢修臺(tái)數(shù)
N'=0.25N
=0.25*8=2臺(tái)
6.8所需機(jī)車(chē)總臺(tái)數(shù)
N0=N+N'
=8+2=10臺(tái)
6.9蓄電池組數(shù)
先算出每臺(tái)電機(jī)車(chē)每班所需要的蓄電池容量：
Wx'=αndIzhtzh+Iktkr60
=1.25*226*20+29*21860
=376 A?h
式中
α—考慮啟動(dòng)或調(diào)車(chē)時(shí)損耗在變阻器內(nèi)的能量損失附加系數(shù)，取1.25；
nd—電機(jī)車(chē)的電機(jī)數(shù)目；
r—一臺(tái)電機(jī)車(chē)在一個(gè)班內(nèi)可能的往返次數(shù)，8次。
再算出蓄電池組能持續(xù)放電的時(shí)間：
tf=WxtcWx‘
=400*12376
=13 h
式中
Wx—蓄電池組的額定放電容量，400A·h。
tc—蓄電池組的充電時(shí)間，12h。
最后算出工作的蓄電池組數(shù)：
m=N1+tctf
=81+1213
=15 組
式中
N—運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)車(chē)數(shù)。
考慮應(yīng)有一組備用電池，則蓄電池組總數(shù)為：
m0=m+1=16 組
6.10充電臺(tái)數(shù)
同時(shí)充電的蓄電池組數(shù)為：
m'=m-N
=15-8=7組
總的充電蓄電池組為：
m''=m'+mk+mx
=7+1+1
=9 組
式中
mk—轉(zhuǎn)換用的充電臺(tái)數(shù)，1臺(tái)；
mx—修理用充電臺(tái)數(shù)，1臺(tái)
第七章 牽引電機(jī)調(diào)速特性
目前，國(guó)產(chǎn)礦用電機(jī)車(chē)均采用直流串激電動(dòng)機(jī)牽引，這是由于其能適應(yīng)井下困難的工作條件且與其它激磁方式的直流電動(dòng)機(jī)比較，具有許多技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性。
7.1直流電機(jī)特點(diǎn)
直流串激電動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：
1、直流串激電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，能以不大的起動(dòng)電流獲得較大的起動(dòng)牽引力。因而在相同的牽引條件下，所要求的牽引電動(dòng)機(jī)容量較小。
2、直流串激電動(dòng)機(jī)的牽引力和轉(zhuǎn)速能根據(jù)列車(chē)行駛條件及運(yùn)行阻力，自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是由于它具有“軟”的牽引特性。如列車(chē)上坡運(yùn)行或負(fù)荷較大時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將隨著牽引力的增大而自動(dòng)降低，既可保證安全運(yùn)行，又不致向電網(wǎng)攝取過(guò)大的功率。
3、兩臺(tái)串激電動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作時(shí)，負(fù)荷分配比較均衡，如由于兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)特性有差異或前、后軸上的車(chē)輪輪緣直徑不相等，而使兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不完全同步，因其牽引特性較軟，故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間的負(fù)荷差異甚小(不超過(guò)5％-10％)。這樣就可以避免在運(yùn)行中因負(fù)荷不均而使某臺(tái)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重過(guò)載現(xiàn)象。
4、牽引電網(wǎng)的電壓波動(dòng)時(shí)，只影響直流串激電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，而不影響其牽引力。這一點(diǎn)就使電機(jī)車(chē)即使在牽引電網(wǎng)電壓降低較大的不利情況下，仍可正常起動(dòng)運(yùn)行。
5、直流串激電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與同功率的其它型式電動(dòng)機(jī)相比。其體積和質(zhì)量都較小。
6、直流串激電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能較差．但因礦用電機(jī)車(chē)對(duì)調(diào)速性能要求不高，所以影響不大。
7.2電機(jī)調(diào)速特性
牽引電動(dòng)機(jī)的特性，是指電動(dòng)機(jī)的電樞電流與機(jī)車(chē)運(yùn)行速度、輪緣牽引力、電機(jī)制動(dòng)力、電動(dòng)機(jī)的效率之間的關(guān)系。
即速度特性v=f1（I）；牽引力特性F=f2（I）；制動(dòng)力特性BT=f3（I）；效率特性η=f4（I）。這些特性均用曲線表示，稱為特性曲線。
如圖7.1和圖7.2所示為XK8-9/132A型電機(jī)車(chē)配備的ZQ-11B*型牽引電動(dòng)機(jī)的特性曲線。利用這些曲線，由電樞電流，就可以查出牽引力和機(jī)車(chē)運(yùn)行速度等，為設(shè)計(jì)計(jì)算提供方法。
在實(shí)際情況中，在電機(jī)車(chē)發(fā)出牽引力時(shí)，電機(jī)車(chē)車(chē)輪的圓周速度和列車(chē)的前進(jìn)速度可能不相等，這在非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下特別明顯，電機(jī)車(chē)在由粘著條件決定的極限牽引載荷下工作。
由于牽引時(shí)電機(jī)車(chē)的前輪對(duì)的壓力減輕，電機(jī)車(chē)的機(jī)械特性的差異，電機(jī)車(chē)
自重在兩輪對(duì)上分配不均，以及運(yùn)動(dòng)中電機(jī)車(chē)的振動(dòng)等原因，所以，在一般情況下，輪對(duì)和車(chē)身啟動(dòng)的速度、加速度都是不相等的。
圖7.1 ZQ-11B*的I-F特性曲線
牽引電動(dòng)機(jī)的容量，有長(zhǎng)時(shí)制容量和小時(shí)制容量之分。長(zhǎng)時(shí)制容量是指在電機(jī)絕緣材料的允許溫升條件下，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠輸出的最大容量，它主要取決于電動(dòng)機(jī)的散熱能力。小時(shí)制容量是指在允許溫升條件下，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一小時(shí)的最大輸出容量，也是牽引電動(dòng)機(jī)的額定容量，主要取決于電動(dòng)機(jī)熱容量的大小，即與電動(dòng)機(jī)絕緣材料的性質(zhì)及電動(dòng)機(jī)冷卻性能好壞有關(guān)。
與此相對(duì)應(yīng)。電流、輪緣牽引力、電機(jī)車(chē)運(yùn)行速度等均有長(zhǎng)時(shí)制和小時(shí)制之分。
圖7.2 ZQ-11B*的I-v特性曲線
目前，國(guó)內(nèi)用于井下運(yùn)輸?shù)男铍姵仉姍C(jī)車(chē)配用的電機(jī)幾乎都是直流電機(jī)，而直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)有：傳動(dòng)比分級(jí)精細(xì)，選擇范圍廣，轉(zhuǎn)速型譜寬；直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，造型美觀，承受過(guò)載能力強(qiáng)；對(duì)于礦用電機(jī)車(chē)，最重要的是能耗低，性能優(yōu)越，而且振動(dòng)小，噪聲低。
在井下環(huán)境惡劣的條件下，能發(fā)揮其對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可在有腐蝕、潮濕等惡劣環(huán)境中連續(xù)工作。
?但是在調(diào)速過(guò)程中，直流電機(jī)換向困難，維修比較麻煩，與相同功率的交流異步電機(jī)相比制造成本較高。
第八章 牽引機(jī)車(chē)制動(dòng)特性分析
制動(dòng)方法可分為：自由停車(chē)法，機(jī)械制動(dòng)法，電氣制動(dòng)法。其中，電氣制動(dòng)是使電動(dòng)機(jī)變發(fā)電機(jī)，將系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，消耗在電樞電路的總電阻或回饋電網(wǎng)。
直流電機(jī)正常工作時(shí)，出現(xiàn)制動(dòng)狀態(tài)的情況分析：
1、要求停車(chē)
切斷電樞電源，靠滾動(dòng)摩擦力自由停車(chē)，或小容量電機(jī)切斷電源，機(jī)械抱閘，幫助停車(chē)。
2、降速過(guò)程中
在降壓調(diào)速幅度比較大時(shí)，降速過(guò)程中要經(jīng)過(guò)制動(dòng)狀態(tài)。
3、反轉(zhuǎn)
電動(dòng)機(jī)從正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，首先要制動(dòng)停車(chē)，然后才能反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。
8.1機(jī)械制動(dòng)
機(jī)械制動(dòng)裝置在礦用電機(jī)車(chē)上是必不可少的，且一般為閘瓦式制動(dòng)裝置。在施行機(jī)械制動(dòng)之前，首先要切斷電動(dòng)機(jī)電源。
當(dāng)制動(dòng)閘瓦壓在車(chē)輪輪圈上時(shí)，閘瓦和輪圈之間產(chǎn)生摩擦力，阻止車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但制動(dòng)裝置和車(chē)輪都是機(jī)車(chē)的組成部分之一，并不能直接阻止機(jī)車(chē)運(yùn)行，也就是說(shuō)，閘瓦和輪圈的摩擦力還要傳遞到車(chē)輪和鋼軌之間，產(chǎn)生摩擦力，阻止機(jī)車(chē)運(yùn)行。
在電機(jī)車(chē)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，如果制動(dòng)力超過(guò)了最大粘著力時(shí)，粘著條件被破壞，車(chē)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)而溜滑，這種現(xiàn)象叫做車(chē)輪被“閘死”。
產(chǎn)生“閘死”現(xiàn)象時(shí)電機(jī)車(chē)的制動(dòng)效果會(huì)大大降低，因?yàn)檫@時(shí)決定電機(jī)車(chē)制動(dòng)力的不是粘著力，而是滑動(dòng)摩擦力。顯然，滑動(dòng)摩擦力大大小于粘著力，電機(jī)車(chē)在井下運(yùn)輸中應(yīng)把安全運(yùn)輸放在第一位，應(yīng)盡量避免制動(dòng)力過(guò)大而出現(xiàn)這種情況。
此外，車(chē)輪被閘死時(shí)，會(huì)使車(chē)輪輪圈磨損不均，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得電機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生沖擊。所以，在電機(jī)車(chē)制動(dòng)前，要有足夠的制動(dòng)距離，施行機(jī)械制動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量避免產(chǎn)生“閘死”現(xiàn)象。
8.2電氣制動(dòng)
直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)又分為：能耗制動(dòng)，反接制動(dòng)，回饋制動(dòng)。
（1）能耗制動(dòng)
能耗制動(dòng)指將機(jī)械軸上的動(dòng)能或勢(shì)能轉(zhuǎn)換成電能通過(guò)電樞回路的外串電阻發(fā)熱消耗的一種制動(dòng)方式。能耗制動(dòng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩是與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，隨著轉(zhuǎn)速的降低，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也將減小，因此，動(dòng)力制動(dòng)不能使列車(chē)完全停止，還需用機(jī)械閘配合制動(dòng)。
（2）反接制動(dòng)
反接制動(dòng)可用兩種方法實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速反向與電樞反接。該制動(dòng)方法當(dāng)轉(zhuǎn)速下降為零時(shí)，必須同時(shí)切斷電源，否則會(huì)發(fā)生反向起動(dòng)。反接制動(dòng)由于反接電流和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩都很大，因此制動(dòng)作用很強(qiáng)。
（3）回饋制動(dòng)
回饋制動(dòng)是指當(dāng)直流電機(jī)的反電勢(shì)高于電樞電壓時(shí)，電樞將與轉(zhuǎn)子動(dòng)能相應(yīng)的機(jī)械功率變?yōu)殡姶殴β屎螅蟛糠只仞伣o直流電源或電網(wǎng)，小部分變?yōu)殡姌谢芈返你~損。
此時(shí)，電機(jī)變?yōu)橐慌_(tái)與電樞電源或電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，其運(yùn)行狀態(tài)即回饋制動(dòng)狀態(tài)。在回饋制動(dòng)過(guò)程中，電樞電流方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的相反，有功功率回饋到電源或電網(wǎng)。
與能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)相比，回饋制動(dòng)的電能消耗較低，經(jīng)濟(jì)性好，但系統(tǒng)控制較為復(fù)雜。
在XK8-9/132A型電機(jī)車(chē)中，采用機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)，機(jī)械制動(dòng)就是閘瓦式制動(dòng)，電氣制動(dòng)為能耗制動(dòng)。
能耗制動(dòng)過(guò)程中，起始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小與外接制動(dòng)電阻的大小有關(guān)，外接制動(dòng)電阻越大，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小，制動(dòng)過(guò)程越緩慢，但電機(jī)不易過(guò)熱，對(duì)電機(jī)有一定的保護(hù)作用。反之外接電阻越小，則制動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大，制動(dòng)過(guò)程越快，但電機(jī)發(fā)熱量大。
所以，在采用能耗制動(dòng)方式時(shí)，由于制動(dòng)電阻的最小值受到電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力的限制，因此在能耗制動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)將制動(dòng)瞬間的電流，即最大制動(dòng)電流限制在允許的范圍內(nèi)，以免損壞電動(dòng)機(jī)。
下圖為直流電機(jī)能耗制動(dòng)的機(jī)械特性曲線：
圖8.1 直流電機(jī)能耗制動(dòng)機(jī)械特性曲線圖
第九章 蓄電池組
蓄電池電機(jī)車(chē)用牽引蓄電池按電解液的性質(zhì)區(qū)分，由酸性蓄電池和堿性蓄電池兩種。酸性蓄電池和堿性蓄電池的額定電壓分別為2V和1.25V。由若干蓄電池串聯(lián)成蓄電池組，使其額定電壓滿足電動(dòng)機(jī)的需要。
其中酸性蓄電池主要優(yōu)點(diǎn)是工作電壓較高，使用溫度寬，高低速率放電性能良好，原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉。酸性蓄電池的缺點(diǎn)是能量密度較低，使其體積、重量較大。
9.1蓄電池容量
容量是蓄電池的重要性能指標(biāo)之一，蓄電池的容量有充電容量和放電容量之分，通常是指放電容量。
放電容量又分為全容量和工作容量。當(dāng)蓄電池以恒定電流放電時(shí)，從放電開(kāi)始到電壓降到容許值（極限電壓為1.75~1.8V）時(shí)的放電時(shí)間與放電電流的乘積為蓄電池的工作容量（即放電容量，簡(jiǎn)稱容量）：
Q=Idtd A?h
式中
Id—放電電流，A；
td—放電時(shí)間，h。
影響蓄電池容量的主要因素有：有效物質(zhì)的數(shù)量；極板的構(gòu)造和有效物質(zhì)的形狀；電解液的比重、溫度和數(shù)量；放電率。從放電開(kāi)始到電壓下降到容許電壓是的放電小時(shí)數(shù)，如連續(xù)放電1小時(shí)，電壓下降到容許電壓時(shí)，稱作一小時(shí)放電率。
顯然，蓄電池極板上的有效物質(zhì)的數(shù)量越多，蓄電池的容量就越大；有效物質(zhì)的孔隙越多，蓄電池容量越大。有效物質(zhì)空隙多，電解液易進(jìn)入極板，化學(xué)反應(yīng)完全，儲(chǔ)存和釋放的能量就大。
電解液的比重對(duì)蓄電池的容量也有明顯的影響，比重過(guò)大或過(guò)小都會(huì)使蓄電池的容量減小。電解液的最佳比重是1.22~1.27。
電解液的溫度越低，其流動(dòng)性愈差，硫酸擴(kuò)散越慢。如果溫度在0℃以下，即便電解液尚未結(jié)冰，但由于硫酸擴(kuò)散的極慢，使極板上的有效物料孔隙中的電解液比重迅速下降，甚至變?yōu)榧兯Y(jié)冰。這時(shí)即便蓄電池內(nèi)別處的電解液尚未凍結(jié)，但由于極板上的有效物料孔隙已被堵塞，蓄電池也會(huì)完全失去放電能力而停止放電。
電解液溫度過(guò)高（40℃以上），蓄電池也將受到損害。
對(duì)于同一蓄電池，以不同的放電率工作，容量也會(huì)不同，因?yàn)榉烹姇r(shí)，假設(shè)放電電流越大，則硫酸分解越快，電解液比重降低越多、越快，使得電動(dòng)勢(shì)和電壓很快下降。
一般說(shuō)牽引蓄電池的額定容量通常是指5小時(shí)放電率的容量。
9.2蓄電池效率
蓄電池放電時(shí)輸出的電能永遠(yuǎn)小于充電時(shí)輸入的電能，即蓄電池的效率永遠(yuǎn)都是小于1的。
蓄電池效率分為電量效率和電能效率。
用恒定電流充電時(shí)，蓄電池的電量效率ηq和電能效率ηe分別為
ηq=IdtdIchtch
ηe=UdIdtdUchIchtch
式中
Ich—蓄電池的充電電流，A
tch—蓄電池的充電時(shí)間，h
Ud—蓄電池的充電電壓，V
Uch—蓄電池的放電電壓，V
由二式可以看出，蓄電池的電能效率等于放、充電的電壓比與電量效率之積。減小充、放電電流可以提高蓄電池的效率。
酸性蓄電池的電量效率在75-95％之間，實(shí)際計(jì)算中取ηq=0.85。電能效率在60-70％之間，實(shí)際計(jì)算中取ηe=0.65。
9.3酸性蓄電池的維護(hù)
蓄電池的正確使用，對(duì)延長(zhǎng)蓄電池的壽命具有決定性的意義。作為蓄電池電機(jī)車(chē)的電源裝置，它的技術(shù)狀態(tài)直接影響到了蓄電池電機(jī)車(chē)的運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
1、 蓄電池的首次充電
開(kāi)始充電前應(yīng)保證電解液溫度不高于20℃；首次充電的延續(xù)時(shí)間一般比正常充電時(shí)間要長(zhǎng)。
對(duì)于DG-370型蓄電池的首次充電應(yīng)分為兩個(gè)階段：
首先以40A電流充電，直至蓄電池組中80％以上的蓄電池組的端電壓達(dá)到2.4V。此后將充電電流減小到20A繼續(xù)充電，直到在大量冒氣的條件下，在2h內(nèi)達(dá)到蓄電池的端電壓不小于2.6V，電解液的比重為1.26-1.27。在充電過(guò)程中，電解液的溫度不應(yīng)超過(guò)40-43℃。
2、蓄電池組的正常充電和放電
需要充電的電池組應(yīng)首先清除污垢并進(jìn)行全面檢查。各連接桿是否松動(dòng)、接觸是否良好。
在充電過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢查蓄電池組和各個(gè)蓄電池的端電壓、電解液的比重和溫度，將檢查結(jié)果作出記錄。若發(fā)現(xiàn)個(gè)別蓄電池的溫度超過(guò)40℃，應(yīng)立即切斷電源，暫停充電，放置1-2h待溫度降低后再繼續(xù)充電。
3、均衡充電
均衡充電是在正常充電之后進(jìn)行的，即首先進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池強(qiáng)烈冒泡時(shí)停止充電，將蓄電池組靜置1-2h。待稍冷卻后繼續(xù)充電，充電一段時(shí)間，蓄電池強(qiáng)烈冒泡時(shí)停止充電，靜置，待稍冷卻后繼續(xù)充電，…直到充電時(shí)剛剛接通充電電源，蓄電池各極板即刻強(qiáng)烈冒氣為止，均衡充電結(jié)束。
下表為XK8-9/132A型電機(jī)車(chē)配備的型號(hào)為DG-370蓄電池技術(shù)特征：
表9.1 DG-370型蓄電池技術(shù)特征
項(xiàng)目
數(shù)據(jù)
額定電壓/V
額定容量A﹒h
5小時(shí)放電率電流/A
5小時(shí)放電率容量A﹒h
5小時(shí)放電率終止電壓/V
3小時(shí)放電率電流/A
3小時(shí)放電率容量A﹒h
3小時(shí)放電率終止電壓/V
1小時(shí)放電率電流/A
1小時(shí)放電率容量A﹒h
1小時(shí)放電率終止電壓/V
長(zhǎng)/mm
寬/mm
高/mm
2
370
74
370
1.95
99
297
1.7
210
210
1.7
224
154
452
資料來(lái)源：《礦井軌道運(yùn)輸》
第十章 卸載設(shè)備的選擇
由于在根據(jù)原始資料確定的礦車(chē)為固定車(chē)箱式礦車(chē)，而固定車(chē)箱式礦車(chē)的卸載設(shè)備就是翻車(chē)機(jī)，翻車(chē)機(jī)種類較多，下面就根據(jù)原始資料和實(shí)際情況確定翻車(chē)機(jī)類型。
10.1翻車(chē)機(jī)的分類
翻車(chē)機(jī)的原理是將敞車(chē)翻轉(zhuǎn)到170°-180°將散料卸到地下的地面皮帶上，由地面皮帶機(jī)將卸下的散料運(yùn)送到需要的地方。翻車(chē)機(jī)的形式主要有轉(zhuǎn)子式和側(cè)傾式。其中使用最多的是轉(zhuǎn)子式翻車(chē)機(jī)。
轉(zhuǎn)子式翻車(chē)機(jī)的特點(diǎn)是自重輕尺寸小。但地面土建費(fèi)用比較大。側(cè)傾式翻車(chē)機(jī)使用的比較少。側(cè)傾式翻車(chē)機(jī)的特點(diǎn)是自重比較大，消耗功率大，土建的費(fèi)用相對(duì)要小一些。單車(chē)翻車(chē)機(jī)的效率一般在18-25節(jié)車(chē)廂每小時(shí)。為提高效率，多節(jié)翻車(chē)機(jī)采用不摘鉤敞車(chē)。
翻車(chē)機(jī)分轉(zhuǎn)筒式、側(cè)卸式、端卸式和復(fù)合式。各種翻車(chē)機(jī)都由金屬構(gòu)架、驅(qū)動(dòng)裝置和夾車(chē)機(jī)構(gòu)組成，用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
1、轉(zhuǎn)筒式
將載貨敞車(chē)推入形似轉(zhuǎn)筒的金屬構(gòu)架內(nèi)并夾緊后，由驅(qū)動(dòng)裝置使轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)140°-170°，車(chē)內(nèi)的散狀物料在自重作用下卸入地下料倉(cāng)。如果車(chē)輛具有旋轉(zhuǎn)車(chē)鉤，不需將貨車(chē)脫鉤就能將整列貨車(chē)逐節(jié)卸車(chē),作業(yè)能力可達(dá)8000噸/時(shí)。轉(zhuǎn)筒式翻車(chē)機(jī)應(yīng)用最廣。
2、側(cè)卸式
以搖架代替轉(zhuǎn)筒，車(chē)輛在搖架上被夾緊后，隨同搖架繞上方的軸一起旋轉(zhuǎn)140°-170°后卸車(chē)。由于旋轉(zhuǎn)時(shí)搖架和車(chē)輛的重心升高，驅(qū)動(dòng)功率和結(jié)構(gòu)重量有所增加，但不需建造地下料倉(cāng)。
3、端卸式
將車(chē)輛推上卸車(chē)平臺(tái)并夾緊后，驅(qū)動(dòng)裝置使卸車(chē)平臺(tái)繞與車(chē)軸平行的軸旋轉(zhuǎn)50°-70°，物料由端部車(chē)門(mén)卸出。這種翻車(chē)機(jī)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但只適用于端部開(kāi)門(mén)的車(chē)輛。
4、復(fù)合式
復(fù)合式適用于棚車(chē)卸料。貨車(chē)推上卸車(chē)平臺(tái)并夾緊后，二者同時(shí)向一側(cè)傾斜15°-20°，然后在車(chē)輛的縱向平面內(nèi)，前后各傾1次，傾角約40°，3次傾斜動(dòng)作即可使車(chē)內(nèi)物料由中門(mén)卸盡。
10.2翻車(chē)機(jī)類型的確定
在礦山機(jī)械中常用的翻車(chē)機(jī)有前傾式翻車(chē)機(jī)和圓形側(cè)翻式翻車(chē)機(jī)。兩種翻車(chē)機(jī)各有以下特點(diǎn)：
1、前傾式翻車(chē)機(jī)
無(wú)動(dòng)力的前傾式翻車(chē)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其工作原理就是依靠重車(chē)進(jìn)入翻車(chē)機(jī)后的偏心重力矩自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，礦車(chē)卸空后，仍然依靠重心偏離回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生的偏心重力矩自動(dòng)復(fù)位。
對(duì)無(wú)動(dòng)力前傾式翻車(chē)機(jī)的基本要求是：
（1）翻車(chē)機(jī)的翻轉(zhuǎn)到位應(yīng)幾乎與礦車(chē)進(jìn)入翻車(chē)機(jī)的速度及其裝載情況無(wú)關(guān)，即在絕大多數(shù)情況中，重車(chē)進(jìn)入翻車(chē)機(jī)后能自動(dòng)翻轉(zhuǎn)到位；
（2）翻轉(zhuǎn)及復(fù)位時(shí)的沖擊力盡量小；
（3）具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
前傾式翻車(chē)機(jī)的翻轉(zhuǎn)架為箱形結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)時(shí)結(jié)構(gòu)剛性較好，對(duì)于卸載能力要求不大的翻車(chē)機(jī)，翻轉(zhuǎn)架可采用U形框架結(jié)構(gòu)。
前傾式翻車(chē)機(jī)雖有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但其卸載能力小，且需人工操作，機(jī)械化程度不高，故不多采用。
2、圓形側(cè)翻式翻車(chē)機(jī)
普通使用的圓形翻車(chē)機(jī)由翻轉(zhuǎn)籠體、支承滾輪、傳動(dòng)滾輪、減速器和電動(dòng)機(jī)組成。
翻轉(zhuǎn)籠體由兩個(gè)具有滾動(dòng)面的端盤(pán)及其中間連接桁架構(gòu)成，籠體內(nèi)設(shè)有軌道平臺(tái)和用以翻轉(zhuǎn)時(shí)支承礦車(chē)的角鋼。為了增加傳動(dòng)滾輪與籠體端盤(pán)間的粘著力，傳動(dòng)滾輪的安裝低于支承滾輪。
由于傳動(dòng)滾輪與籠體端盤(pán)之間為摩擦傳動(dòng)，為了調(diào)高粘著力應(yīng)盡可能的增加傳動(dòng)滾輪上的壓力，減小傳動(dòng)滾輪與回轉(zhuǎn)中心的水平距離可以增大壓力，但為了保證籠體具有足夠的穩(wěn)定性，傳動(dòng)滾輪和回轉(zhuǎn)中心的連線與豎直向下方向的夾角不能過(guò)小，通常采取20°-30°；支承滾輪和回轉(zhuǎn)中心與豎直方向的夾角一般為45°。
由于之前選用了3t固定車(chē)箱式礦車(chē)，且圓形側(cè)翻式翻車(chē)機(jī)機(jī)械化程度較高，操作穩(wěn)定、安全，所以翻車(chē)機(jī)應(yīng)選用3t礦車(chē)不摘鉤電動(dòng)翻車(chē)機(jī)。
3t礦車(chē)不摘鉤電動(dòng)翻車(chē)機(jī)的技術(shù)特征如下：
表10.1 3t礦車(chē)不摘鉤翻車(chē)機(jī)技術(shù)特征
項(xiàng)目
數(shù)據(jù)
翻車(chē)次數(shù) min-1
礦車(chē)形式/t
滾筒直徑/mm
滾筒長(zhǎng)度/mm
傳動(dòng)滾輪直徑/mm
支承滾輪直徑/mm
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
電動(dòng)機(jī)功率/kw
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min
減速器類型
減速器速比
總速比
操縱方式
回轉(zhuǎn)中心距軌面高度/mm
軌距/mm
總質(zhì)量/kg
3
3
3000
3600
500
500
BJO2-62-8
10
720
行星齒輪
15.75
94.5
按鈕電磁鐵
335
900
14357
資料來(lái)源：《礦井軌道運(yùn)輸》
翻車(chē)機(jī)的電動(dòng)機(jī)工作于重復(fù)短時(shí)工作制，而且裝有重車(chē)的翻車(chē)機(jī)在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中其旋轉(zhuǎn)質(zhì)量隨礦車(chē)的逐漸卸載而變化，因而所需電動(dòng)機(jī)功率也隨之改變。
可以認(rèn)為翻車(chē)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間由以下幾段時(shí)間組成：
1、時(shí)間很短的啟動(dòng)期（加速運(yùn)轉(zhuǎn)），在此期間，由于存在動(dòng)力的作用，所需功率最大；
2、發(fā)電運(yùn)行期（穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，卸煤），這是由于裝有重車(chē)的翻車(chē)機(jī)重心升高而不與回轉(zhuǎn)中心重合，由重力產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)力矩造成的；
3、穩(wěn)定運(yùn)行期（穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，翻車(chē)機(jī)和礦車(chē)復(fù)位），在此期間，翻車(chē)機(jī)帶空車(chē)以恒定速度運(yùn)轉(zhuǎn)；
4、休止期（換車(chē)時(shí)間）。
圖10.1 3t礦車(chē)不摘鉤翻車(chē)機(jī)主視圖
圖10.2 3t礦車(chē)不摘鉤翻車(chē)機(jī)側(cè)視圖
圖10.3 3t礦車(chē)不摘鉤翻車(chē)機(jī)俯視圖
第十一章 電機(jī)車(chē)的維護(hù)
由礦井電機(jī)車(chē)的日常維護(hù)保養(yǎng)操作規(guī)程可知?
11.1電機(jī)車(chē)日常維護(hù)檢查內(nèi)容?
為使電機(jī)車(chē)保持完好、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電機(jī)車(chē)日常維護(hù)檢查的內(nèi)容有：
?
（1） 檢查閘瓦磨損狀態(tài)、更換閘瓦、調(diào)整閘瓦間隙；?
（2） 檢查制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)、傳動(dòng)桿（傳動(dòng)鏈）?及其連接零件是否正常、完整，?動(dòng)作是否靈活。傳動(dòng)件連接配合是否松曠；?
（3） 檢查車(chē)輪有無(wú)裂紋、輪箍是否松動(dòng)，車(chē)輪踏面磨損深度；?
（4） 檢查齒輪箱?固定是否牢靠，是否漏油；?
（5） 檢查車(chē)架彈簧、吊架、均衡梁有無(wú)裂紋和嚴(yán)重磨損；?
（6） 檢查連接裝置，不得有損傷和磨損超限；?
（7） 撒砂裝置是否靈活可靠，出砂口是否對(duì)準(zhǔn)軌面中心；?
（8） 檢查空氣壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，風(fēng)管是否漏風(fēng)，放出貯氣罐內(nèi)的廢?油、積水；?
（9） 檢查空氣壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的換向器、碳刷和刷握是否正常；?
（10） 檢查調(diào)壓器的接觸子，清掃各機(jī)械部件表面的污垢；?
（11） 按規(guī)定的時(shí)間，用規(guī)定的油脂，對(duì)各注油點(diǎn)進(jìn)行清理、注油、潤(rùn)滑；?
（12） 檢查各緊固件是否完整、緊固；?
（13） 檢查受電器彈簧壓力，滑板磨損程度，受電器起落是否靈活、完整；?
（14） 檢查電阻器的各接線端子和電阻元件、不得松動(dòng)和斷裂；?
（15） 檢查控制器各接線端子有無(wú)松動(dòng)、各接觸子有無(wú)燒損，特別是動(dòng)作?頻繁的觸頭要加強(qiáng)檢查維護(hù)；?
（16） 電機(jī)車(chē)停運(yùn)后立即檢查牽引電動(dòng)機(jī)和軸瓦油箱情況，電動(dòng)機(jī)溫度不得超過(guò)生產(chǎn)廠規(guī)定。清除油箱的積塵，定期注油、換油；?
（17） 對(duì)好前照燈的光度，更換損壞的燈泡及熔斷絲，熔斷絲的容量必須?符合要求；?
（18） 蓄電池電機(jī)車(chē)要檢查插銷(xiāo)與電纜的連接是否牢固，防爆性能是否良好。
11.2防爆特殊型電機(jī)車(chē)的電源裝置日常維護(hù)內(nèi)容?
防爆特殊型蓄電池電機(jī)車(chē)的日常維護(hù)，除包括一般電機(jī)車(chē)的項(xiàng)目外還應(yīng)對(duì)電源裝置進(jìn)行如下檢查：?
（1） 檢查蓄電池組的連接線及極柱焊接處有無(wú)斷裂、熔化；
（2） 檢查橡膠絕緣套有無(wú)損壞，極柱及帶電部分有無(wú)裸露；
（3） 檢查蓄電池組有無(wú)短路現(xiàn)象；?
（4） 檢查箱體有無(wú)損壞漏酸，特殊工作栓有無(wú)丟失或損壞，帽座有無(wú)脫?落，蓄電池封口劑是否開(kāi)裂漏酸；?
（5） 每周檢查一次漏電電流，其值不得超過(guò)下表的規(guī)定；
（6） 檢查電源插銷(xiāo)連接器是否完好；?
（7） 檢查蓄電池箱及蓋有無(wú)嚴(yán)重變形。
11.3牽引電動(dòng)機(jī)的日常維護(hù)
要保證牽引電動(dòng)機(jī)正常可靠的工作，延長(zhǎng)牽引電動(dòng)機(jī)的使用壽命，必須進(jìn)行如下日常維護(hù)：?
（1） 用吹塵器（或皮老虎）?清潔牽引電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部；
（2） 檢查整流子工作表面是否光滑、有無(wú)燒痕、磨損和失圓現(xiàn)象；
（3） 檢查和校正刷握裝置的位置是否在中性線上，刷握與整流子表面的間隙應(yīng)保持在3?-7mm左右；
（4） 檢查和清掃刷握的絕緣裝置，可用500V歐姆表測(cè)量它對(duì)電動(dòng)機(jī)外殼的絕緣電阻。其絕緣電阻值應(yīng)不小于0.5MΩ，絕緣裝置上的污垢可用吹塵器吹掉；
（5） 用塞尺檢查與刷握體內(nèi)的間隙和高度。電刷在刷握體內(nèi)的間隙，沿電刷的小面為0.1-0.4mm，沿電刷的大面為0.1-0.25mm。電刷的高度一般為40-50mm，允許磨損量約為20-30mm；
（6） 用彈簧秤檢查和校正電刷與整流子接觸的壓力，其壓力應(yīng)保持在30-40kPa?；
（7） 檢查電樞繞組、磁極繞組對(duì)地和它們之間的絕緣程度，可用500V歐姆表測(cè)量其絕緣電阻，在接近工作溫度的情況下，電動(dòng)機(jī)額定電壓為250V?的，?絕緣電阻不應(yīng)小于0.3M?Ω。電動(dòng)機(jī)額定電壓為550V?的，絕緣電阻不應(yīng)小于0.5M?Ω，否則應(yīng)進(jìn)行干燥；
（8） 檢查電樞扎線是否牢固；
（9） 檢查電樞與磁靴之間的氣隙，有無(wú)刮擦現(xiàn)象；
（10） ?用手換的方法檢查電樞軸承是否過(guò)熱，如溫度過(guò)高，可進(jìn)一步檢查?是否缺油或軸承損壞；
（11） 檢查所有緊固零件，各接線頭是否牢固可靠，有無(wú)松脫現(xiàn)象；
（12） 檢查電動(dòng)機(jī)防護(hù)罩是否完整，檢查窗小蓋密封是否良好，通風(fēng)設(shè)置?有無(wú)缺陷。
11.4牽引電動(dòng)機(jī)的故障處理
1、電動(dòng)機(jī)發(fā)生異響：?
（1）電樞軸承損壞，徑向間隙超過(guò)允許值，使整流子與外殼接觸。?
處理方法：拆下電動(dòng)機(jī)，更換電樞軸承。
（2）軸承缺油或潤(rùn)滑油中有雜質(zhì)。
處理方法：屬于缺油則可用油槍或手?jǐn)Q油盎向軸承內(nèi)注油；屬于油中有雜質(zhì)，則拆下軸承清洗。?
（3）電刷在刷握內(nèi)間隙過(guò)大，壓力失效，造成電刷在刷握內(nèi)擺動(dòng)或跳動(dòng)。
處理方法：更換與原來(lái)牌號(hào)相同的新電刷。調(diào)整電刷壓力。?
（4）電樞在軸承內(nèi)晃動(dòng)量大，固定極靴螺栓松動(dòng)，造成極靴與電樞接觸摩?擦。
處理方法：更換電樞軸承，擰緊極靴螺栓。
（5）電樞扎線脫落，扎線直接與磁缺、磁極，或電動(dòng)機(jī)外殼接觸摩擦。
處理方法：重新綁扎扎線。
2、電動(dòng)機(jī)過(guò)熱：?
電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中常見(jiàn)的過(guò)熱，主要包括電樞線圈過(guò)熱，整流子過(guò)熱和電動(dòng)?機(jī)外殼過(guò)熱等方面。
（1）電動(dòng)機(jī)負(fù)荷過(guò)大。?
可能的原因有：
電機(jī)車(chē)?yán)牡V車(chē)數(shù)目太多，長(zhǎng)時(shí)間處于起動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)；
傳動(dòng)齒輪咬合不好；?
齒輪罩子松動(dòng)或變形使輪對(duì)、傳動(dòng)齒輪與齒輪罩摩擦；?
制動(dòng)閘塊間隙過(guò)小，輪對(duì)與閘塊在電機(jī)車(chē)運(yùn)行中處于摩擦狀態(tài)。
處理方法：
首先查明電機(jī)車(chē)?yán)V車(chē)數(shù)，按規(guī)定拉定量的礦車(chē)。
不準(zhǔn)電機(jī)車(chē)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于起動(dòng)狀態(tài)下行駛；
要把控制手柄放在運(yùn)行位置上；正確調(diào)整傳動(dòng)齒輪的咬合間隙，經(jīng)常涂有潤(rùn)滑油；
緊固齒輪罩子的螺栓，保持齒輪罩子的合理外形和齒輪與罩子的足夠間隙；
調(diào)整制動(dòng)閘塊間隙在3-5mm。
（2）電樞某一個(gè)線圈或匝間短路使電樞繞組過(guò)熱。
處理方法：
拆下電動(dòng)機(jī)，抽出電樞，進(jìn)行檢查，找出短路線圈。
?
（3）整流子表面發(fā)生強(qiáng)烈的火花，電刷壓力過(guò)大，使整流子過(guò)熱。識(shí)別整流子過(guò)熱一般觀察整流子表面的顏色和燒痕來(lái)決定。
如果整流子表面呈暗紫色，無(wú)光澤，證明電刷壓力過(guò)大。如果整流子片邊緣燒壞，整流子燒焦，電刷、刷握外殼燒損，整流子和刷握上有銅末，說(shuō)明整流子表面發(fā)生強(qiáng)烈火花，使整流子發(fā)熱。
處理方法：
一是用彈簧秤調(diào)整電刷的壓力，二是查明火花產(chǎn)生的原因，消除火花。
（4）激磁繞組中短路，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。
處理方法：針對(duì)線圈的損壞情況，加包絕緣處理或更換新線圈。?
（5）電樞軸承缺油，或油量過(guò)多。軸承徑向間隙太小或偏斜使電動(dòng)機(jī)機(jī)殼過(guò)熱。
處理方法：重新組裝軸承，保持徑向間隙合理，軸承內(nèi)注有適量的潤(rùn)滑油。
11.5電機(jī)車(chē)控制器的檢查和修理?
運(yùn)行中電機(jī)車(chē)的控制器，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定期檢查，以保證控制器的正常使用。?檢查控制器時(shí)必須做到停電作業(yè)；架線式電機(jī)車(chē)應(yīng)放下集電弓和斷開(kāi)自動(dòng)開(kāi)關(guān)；蓄電池式電機(jī)車(chē)應(yīng)斷開(kāi)插銷(xiāo)。先打開(kāi)控制器的前外殼，從觸頭上拿下熄弧罩子，然后進(jìn)行檢查和修理。
（1）電氣部分的檢查?
檢查觸頭有無(wú)燒損點(diǎn)，若已燒損，可先用細(xì)挫刀或砂布打磨觸頭的發(fā)熱處和熔化處。?
檢查觸頭的接觸壓力，接觸面和斷開(kāi)距離。
主觸頭、輔助觸頭和銅截片磨損過(guò)大時(shí)，必須進(jìn)行更換。
檢查熄弧罩時(shí)，應(yīng)當(dāng)清擦內(nèi)壁上的銅末，熄弧罩的緊固螺栓不應(yīng)松動(dòng)。熄弧罩破碎而影響熄弧性能時(shí)，必須更換新的熄弧罩。
控制器內(nèi)所有接線頭螺栓和固定觸頭的螺栓，要連接可靠，不許松動(dòng)，另外對(duì)所有開(kāi)口銷(xiāo)以及導(dǎo)線絕緣都要進(jìn)行檢查。
（2）機(jī)械部分的檢查
首先檢查主軸和可逆軸之間的機(jī)械閉鎖是否靈活可靠，不應(yīng)有卡住或失效現(xiàn)象，可逆手柄在零位置時(shí)，主軸手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)量不能大于5mm。
主軸手柄上和棘輪上面的銷(xiāo)釘以及可逆部分上的固定銷(xiāo)釘必須牢固。同時(shí)，還要檢查各軸套和銷(xiāo)軸的磨損情況。
檢查凸輪的工作面時(shí)，要按圖紙上有關(guān)觸頭的閉合和斷開(kāi)順序檢查凸輪的磨損情況，如果凸輪的工作面有裂紋或磨損嚴(yán)重時(shí)，必須更換。
（3）轉(zhuǎn)動(dòng)部分的潤(rùn)滑用清潔的棉絲清擦完控制器的各部件以后，應(yīng)將主軸的凸輪工作面，可逆部分的輔助觸頭和銅截片上用清潔而浸有凡士林的布揩?擦，或涂上一薄層凡士林。
在軸、滾柱和棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，應(yīng)加潤(rùn)滑油，加油時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，同時(shí)還要注意不要把油滴在絕緣部件上。
11.6電機(jī)車(chē)自動(dòng)開(kāi)關(guān)日常維護(hù)?
為了使自動(dòng)開(kāi)關(guān)工作可靠，達(dá)到其保護(hù)電機(jī)車(chē)電氣設(shè)備的目的，就需要經(jīng)常地對(duì)自動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行維護(hù)和修理工作。
（1）日常維護(hù)?
① 吹塵器或干凈的棉絲清除開(kāi)關(guān)內(nèi)部的臟物灰塵，保持各部零件清潔；
② 檢查各處螺釘、螺帽等緊固零件是否牢固可靠，觸頭有無(wú)松動(dòng)；
③ 檢查觸頭接觸、磨損和燒痕情況。如有燒痕可用細(xì)銼刀加工修理；
④ 檢查銜鐵裝置、拉簧、拉桿有無(wú)損壞，動(dòng)觸頭上的壓縮彈簧有無(wú)斷裂，?脫扣裝置動(dòng)作是否靈活可靠，有無(wú)卡住或失效現(xiàn)象；
⑤ 檢查各處帶電導(dǎo)體零件對(duì)外殼絕緣性能是否可靠；
⑥ 檢查和調(diào)整觸頭斷開(kāi)距離和滾動(dòng)距離；
⑦ 檢查熄弧罩有無(wú)損傷，緊固螺栓是否松動(dòng)；
⑧ 檢查金屬外殼內(nèi)壁絕緣和絕緣底板是否完整無(wú)缺；
⑨ 檢查金屬外殼有無(wú)變形和損傷。
（2）常見(jiàn)故障及處理。
主回路發(fā)生短路或過(guò)負(fù)荷時(shí)，自動(dòng)開(kāi)關(guān)不跳閘。
原因：過(guò)負(fù)荷保護(hù)線圈本身短路，失去吸引銜鐵的作用。
處理方法：消除短路處，加強(qiáng)絕緣，嚴(yán)重時(shí)更換新線圈。
11.7電機(jī)車(chē)照明設(shè)備的日常維護(hù)?
照明設(shè)備是電機(jī)車(chē)不可缺少的主要設(shè)備。電機(jī)車(chē)前后都設(shè)有照明燈，用以?照明運(yùn)輸線路，以確保井下電機(jī)車(chē)安全運(yùn)輸。
（1）日常維護(hù)?
① 清潔照明燈具、反光罩及所屬照明控制裝置；?
② 檢查照明燈具有無(wú)損壞，燈光是否保持水平照射方向；
③ 檢查照明燈泡與燈口接觸是否良好，有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象；
④ 檢查固定照明電阻的裝置是否牢靠，電阻有無(wú)燒毀或斷絲現(xiàn)象；
⑤ 檢查照明燈開(kāi)關(guān)動(dòng)作是否靈活，觸頭接觸是否良好，有無(wú)饒痕現(xiàn)象；?
⑥ 檢查照明熔斷器接觸是否良好，有無(wú)松脫現(xiàn)象；
⑦ 檢查照明燈接地線是否可靠，有無(wú)松虛現(xiàn)象；
⑧ 檢查照明線路有無(wú)破裂和損傷現(xiàn)象；
⑨ 檢查各接線頭是否松動(dòng)；
⑩ 對(duì)于防爆照明燈要按礦用隔爆標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)。
（2） 常見(jiàn)故障及處理
明燈開(kāi)關(guān)放到閉合位置，照明燈不發(fā)光的原因及處理方法如下：
① 熔斷絲燒斷；更換熔斷絲；
② 照明燈開(kāi)關(guān)觸頭接觸不實(shí)或燒毀；修理觸頭，用紗布清除觸頭接觸面?的燒痕；
③ 燈頭接觸不良，或燈絲熔斷；更換新燈頭或新燈泡；
④ 照明燈線路的電源線或接地線斷路；按要求將導(dǎo)線接好，并包扎絕緣；
⑤ 照明電阻接地或斷路；對(duì)癥處理。
照明燈發(fā)暗的原因及處理方法如下：
① 電網(wǎng)電壓降過(guò)大（網(wǎng)路泄漏電流嚴(yán)重、多臺(tái)電機(jī)車(chē)同時(shí)起動(dòng)，或軌道?接地線不好）；
② 集電弓與架空線接觸部分接觸不實(shí)，弓板或觸輪與架空線間形成較大?的過(guò)渡電阻；
③ 照明電阻采用多管并聯(lián)使用時(shí)，其中有的阻力管斷路而使照明電阻值?偏大，造成照明燈端電壓過(guò)低；查出斷路的阻力管，更換新的阻力管。
照明燈接通電源后爆炸
原因：是由于全部照明電阻短路，使網(wǎng)路電壓直接加在照明燈泡上；
處理方法：查出短路，清除故障。?
11.8電機(jī)車(chē)起動(dòng)電阻的日常維護(hù)
（1） 用吹塵器吹去落在起動(dòng)電阻絕緣瓷板上的煤塵和臟物，并用干凈棉絲清擦瓷絕緣子；
（2） 檢查所有的接線螺栓有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象；
（3） 電阻帶或電阻絲不許有斷裂和短路現(xiàn)象，允許稍有彎曲或變形；
（4） 檢查瓷絕緣板和絕緣子是否有炸裂現(xiàn)