矿用机车及车辆PPT课件

1、矿用机车和车辆、*煤矿2、重点：电机车种类和适用范围列车运行3种情况列车运行理论机车运输的列车构成计算。 内容：轨道结构和标准矿车种类机车的结构构成，3，3.1概况1，矿用电机车的作用矿用电机车主要用于井下运输大巷和地面长距离运输。 这相当于铁路运输中的电力机车头，牵引由矿车和人车组成的列车在轨道上行走，完成煤炭、砂砾、材料、设备、人员的运输。 4、2、原理条件用牵引马达使车轮旋转，利用车轮与轨道面的摩擦力使机车在轨道上运行。 在这种运行方式中，牵引力不仅受牵引电动机的功率限制，还受车轮与轨道面的摩擦限制。 机车运输能行驶的坡度有限制，一般为3，局部坡度不得超过30。5、3、矿用电动机车的形式和分类，根据电能源电动机车分为矿用直流架线式电动机车(ZK型)和矿用蓄电池式电动机车(XK型)。 按电动机车的粘接质量分类，架线式电动机车有1.5t、3t、7t、10t、14t、20t种类，蓄电池式有2t、2.5t、8t、12t种类。 电机车规格分为600mm、762mm、900mm种，架线式电机车有100(97)V、250V、550V种蓄电池式电机车有40/48V和110/132V等级，6、目前我国煤矿使用的电机车直流串联根据供给直流电源的方式，有架线式和蓄电池式两种。7、交流经变流整流后，正极与架线连接，负极与轨道连接。 架线是架设在运行轨道上空的裸导线，机车受电弓与架线接触，向车内导入电流，经由车控制器和牵引电机，通过轨道旋转。 因此，架线式电机车轨道必须按电流电路要求接通。 图4-l架线式电动机车供电系统1-牵引变流所2-供电电缆3-受电弓4-架线5-机车6轨道7-反馈点8-反馈电缆9-矿车，1，架线式电动机车的运转过程：8， 蓄电池式电机车的运行过程：蓄电池供给的直流通过耐压插头、控制器、电阻箱进入电机，驱动电机运行。 电动机通过传动装置旋转车轮，牵引列车行驶。 架线式电机车运行时，受电弓和架线之间不可避免地会产生火花。 煤矿安全规程规定，只能用于低瓦斯矿山通风(全风压通风)的主要运输巷道，巷道支护必须使用不燃性材料。 蓄电池式电动车由搭载在车上的蓄电池供电，运输路径没有限制，但需要充电设施，蓄电池放电到规定值时需要更换。9，9，煤矿安全规程的有关规定： (1)全风压通风低瓦斯矿山的主要运输巷道可以使用架线电机车，但在巷道支护中必须使用不燃性支护。 (2)在高瓦斯矿山主要运输巷道中使用矿用防爆特殊型蓄电池式电机车，使用架线电机车，必须采取特殊措施，以满足煤矿安全规程的一系列规定。 (3)在瓦斯突出的矿井和瓦斯喷出区域，在进气主要巷道内或主要回风巷道内应用矿用防爆特殊型蓄电池式电机车，机车内应设置瓦斯自动检测报警器。 10、11、蓄电池式电机车有防爆安全型和矿用防爆特殊型两种。 增安型电机、控制器、照明器具、电缆插头等为隔爆型，蓄电池和蓄电池盒为安全型，全风压通风使用的低瓦斯矿山主要承载巷道，允许挖掘岩石巷道。 防爆特殊型的电机、控制器灯、电缆插头等为耐压防爆型，电池为耐压防爆特殊型。 主要用于瓦斯矿井主要回气道和矿区供气和回气道。 现在对电池的要求有差异。 12、4、矿用电机车的优缺点：牵引力大。 机车采用直流串联感应电动机，该电动机的特性对机车有很大的牵引力。 维护费用小。电动车运行速度高，最高可达26km/h，且可由司机一人操作，所需辅助人员少，维护简单，动力消耗少。 能够改善工作条件。 电机车运行不受气候影响，电力拖动，不产生废气，避免了空气污染，大幅度改善了工作条件，保证了井下工人的安全。 缺点：建设投资大(架线式电机车铺设轨道，设置架线，设置牵引变流站)。 架线式电机车需要较大的巷道截面，产生不良的漏电流(杂散电流)。电池式电机车的电池结构较高。13、5、电动车运输的发展方向；(1)电动车运输高度的自动化；(2)大型电动车和大容积矿车；(3)新型电动车如德国采用交流商用频率架式电动车，返回，14、3.2轨道和矿车，一、矿车轨道的坑道轨道按一定要求将轨道固定在线路上构成(1)钢轨的结构构成：下部建筑、上部建筑两个下部建筑：巷道底板和沟，上部建筑：钢轨、连接部件、钢轨枕和道床(压载层)。 15、轨道：直接承受负荷，通过轨道枕向道床和巷道底板传递负荷。 枕木：用来固定两根导轨，保持规定的量规。防止导轨的纵向和横向移动，保证导轨的稳定性。 枕头承受轨道的压力，把压力均匀地传递给道床。 枕根类型：木质钢筋混凝土道床：由压载层构成，承受枕根压力，均匀分布于巷道底板。16、轨道线路主要参数：轨道距离、轨道型、坡度、曲率半径。 量规： 2根轨道的轨道头内缘的间隔用Sg表示。 国内的标准规格有600mm、762mm、900mm三种。 轮圈间距：轮对两轮轮圈外侧的间距用S1表示。17、轨道型号、18、19、(2)弯曲轨道、轨道的梯度以两点之间的台阶与水平距离之比表示，通常用I表示，其数值取一千点。 巷道坡度一般为3，局部坡度不得超过30。 外轨必须抬起，规格要宽，弯道半径不能太小。20、(3)搭接线、结构：基本导轨、前端导轨、辙叉、保护导轨、滚动导轨、滚动机构及部分部件滚动机构：手动搬运器、弹簧滚动器和电动滚动机、21、2、矿用车辆、矿用车辆有标准的窄导轨车辆、卡车车辆、单导轨悬挂车辆和无轨汽车。22、单轨电车、23、无轨电车、24、(1)按矿山类型和标准规格、构造和用途分类： (1)固定箱型矿山。 25、(2)翻转箱型矿车、车辆为侧翻卸车、0.6翻转式矿车、脚踏式矿车、两侧翻卸车、26、(3)底翻卸车根据车底打开方向的不同，有前底翻卸车和侧底翻卸车的区别。 在专用的卸载站，整列列车在运行中每人开一辆自卸汽车。27、侧下翻斗车：进入越野站的行驶方向不受限制，越野时的车速容易控制，越野卡车不会碰撞。 底卸式矿车：装卸能力强，能满足大型矿山需求。28、(4)材料车：长条材料的发货专用。 (5)台车：装运较大的设备。 人车是有座位的专用人车，分为斜井人车、平巷人车。插爪式斜井人车、抱轨式斜井人车、平巷人车、30、(7)梭车底部安装有刮板链，是短距离运送材料的特殊车辆，可运送煤以挖掘作业面。 (8)仓式列车与梭车相同，车底设置有刮板链，不同点是由多个短车辆的铰链构成。 其他专用车辆，如炸药车、水车、消防车等。31、(二)矿山基本参数、矿山基本参数包括矿山容量、装载量、自身质量、外形尺寸、仪表盘、轮座、连接器的容许牵引力等。、32、矿山两项重要经济技术指标，(1)容积利用系数：由矿山有效容积与外形尺寸得出的容积之比。 容积利用系数越大越好。 (2)车皮系数：矿山质量与货物装载质量之比。 汽车皮系数越小越好。33、3、电机车的基本部件，矿用电机车由机械设备和电气设备大部分组成。34、电动机车的机械设备结构：车架、轮对、轴承和轴箱、弹簧托架、制动装置、加砂装置、齿轮传动装置、连接缓冲装置等。 35、1 .车架、车架为机车主体，在安装基础上，包括：车梁、缓冲器和轴卡。 车梁：矿车的主要装载部件。 缓冲器：直接承受牵引力和冲击。 轴卡：车架和车轮对的连接体现在多采用闩锁式。 36，2 .轮对，轮对是矿车的行驶部分，(1)轮带和轮心被热压接的构造(2)车轮整体。37、3 .轴箱、轴箱是轴承箱的简称，内有2列滚动轴承，配合轮对两端轴颈安装。 轴箱两侧的滑槽配合车架的导轨，设有收纳弹簧支架的座孔。38、4 .弹簧支架、结构：弹簧、连杆、均衡梁构成一个组件。 作用：缓和驾驶中对机车的冲击和振动。 弹簧：安装板簧或橡胶弹簧和液压减振油缸。 39、5 .齿轮传动装置，类型： (1)单级开式齿轮传动(2)双级闭式齿轮减速箱传动，40、6 .制动装置，作用：保证电动机车在运行中可随时减速或停车。 类型：气闸、液压闸、手动闸三种。41、7 .撒砂装置、作用：使砂落在车轮的前端轨道面上，增大车轮与轨道之间的摩擦系数，获得较大的牵引力和制动力。 撒砂方法：手动和空气两种。 砂箱里的沙子必须是粒度在1mm以下的干沙。 矿用电机车加砂装置1，3 -拉杆2-摆臂4锥5-排砂管6-弹簧，42，煤矿安全规程规定，在倾斜井巷运输时，矿山和电缆的连接必须使用不能自拔的连接装置。 矿车连接钩、闩锁和无绳运输连接装置的安全系数均应小于等于6。 承运人车辆各连接器、挂钩、保险链的安全系数应当在13以下。 矿山连接装置至少每两年进行一次，拉伸试验是最大静负荷的两倍。 8 .连接缓冲装置的架线式电机车采用铸铁刚性缓冲器的蓄电池式电机车，为了减轻蓄电池受到的冲击，采用了带弹簧缓冲器。 43、矿车车辆、车辆：向矿山装入资料的箱形容器。 固定箱型矿车的车辆多采用半圆形车底。 在箱底打开排水口。 底卸式矿车车辆是可开放的平底，车辆下口两侧有挡板，卸货时支撑运行。44、3.3列车运行理论，(1)研究作用于列车的各种力与其运动状态的关系，(2)研究列车牵引力和制动力的产生等问题，列车运行的基本方程式假设(简化)条件：电机车与列车之间、矿山与矿山之间的连接都是刚性的，列车整体是刚性的(各部分的速度和加速度相同)。 45、列车运行有三种基本状态： (1)牵引状态：列车通过牵引电机的牵引力加速起动或等速运动。 (2)惯性状态：牵引电机断电后，列车以惯性运行，一般情况下该状态为减速运行。 (3)制动状态：列车通过制动蹄或牵引马达产生的制动扭矩减速运行或停车。46、达朗贝尔原理：(运动法)质点所具有的质量为m，加速度为a，作用于质点的合力为f，根据牛顿第二定律： W惯性阻力。 其大小等于质点的质量与加速度的乘积，方向与质点的加速度方向相反，与质点的惯性有关。 除了真正的功率作用于质点以外，假设施加惯性阻力，这些力在形式上构成平衡力系统，将实际运动的系统转换为相对静止的系统兰贝尔的原理。、47、(一)牵引状态：作用于列车的力，牵引电动机牵引力f :与列车运行方向一致的列车运行静阻力Wj :与运行方向相反的列车加速运行惯性阻力Wa (也称为运动阻力):与运行方向相反，列车牵引状态下的力的平衡方程式：、48、Wa、Wj、49、1，惯性阻力列车运动： (1) 平移运动部分： ma(2)电动机的电枢、齿轮及轮对等部件的旋转运动部分旋转部件的旋转惯性系数被计算为平移运动惯性系数ma。 式中wa-列车惯性阻力，kN； m-列车的全质量，t，m=(P Q) p-摩托车的质量，t；50、q-矿山组质量、t； -惯性系数相对于矿用电动机车=0.075，也可以近似于=0.10的a-列车的加速度一般为0.03m/s20.05m/s2。 将值和m值代入上式，可以得到Wa=1.075(P Q)akN、51，2，静电阻列车运行的静电阻为：基本阻力、坡道阻力、弯道阻力、分支阻力、气流阻力等。 关于矿用马达车，由于运转速度低，后者不考虑，只考虑基本阻力和坡道阻力。 (1)基本阻力Wo基本阻力：轴颈与轴承之间的摩擦阻力、车轮轨道上的滚动摩擦阻力、轮圈与轨道之间的滑动摩擦阻力、矿山在轨道上行驶时的冲击振动引起的附加阻力等。 基本阻力是通过试验测定列车的运行阻力系数(基本阻力与矿山总重量之比)来决定的。、52、基本电阻、式中W0列车运行的基本电阻、n； 列车运行基本阻力系数g重力加速度设定为10m/s2 .53、(2)坡道阻力Wi坡道阻力：列车在坡道上运行时，列车的重力在坡道的倾斜方向上因分力而产生的阻力。 式中坡的倾斜角。 由于电动车运输时角小，sintan=i，I为轨道梯度，一般取平均梯度3。 用I代入上式中的sin，计算时列车的上坡运行在上式中取“ ”，下坡运行取“”。 54、列车运行的所有静阻力都是基本阻力和坡道阻力之和，即将各式代入式平衡方程式中，整理列车在牵引状态下必须产生的牵引力，列车在牵引状态下的基本方程式利用该方程式，求出在一定条件下电动机车必须施加的牵引力，或根据电动机车额定的牵引力求出列车中的矿山.55、基本阻力、静阻力、牵引力、56、(二)惯性状态：为惯性状态，电动机车的牵引电动机关闭，牵引力变为零，列车通过关闭前所具有的动能和惯性继续运行。 在这种情况下，列车除了受到静电阻Wj之外，还受到减速度引起的惯性电阻Wa。 Wa和列车的运行方向一样，它使列车继续运行。 惯性状态下列车力的平衡方程式是，(4-9)，57，question？ 你如何求出此时的减速度？Wa、Wj、(P Q )、58或(4-10)(4-11 )因此，如果列车的运行阻力系数是恒定的，则惯性状态下的减速将取决于轨道梯度的幅度和上下坡。 上坡时减速度在停车前总是保持正值。 下坡时，i的话为负值，这时不是减速而是加速运转。 由于可知惯性状态不可靠，操作时请特别注意。 在、59、(三)制动状态下，牵引马达断开，牵引力变为零，利用机械或电制动装置施加制动力b。 该制动力与列车运行方向相反，在力的平衡方程式中为负值，与静阻力的性质和方向一致。 由于制动力和阻力，列车一定会产生减速。 此时，惯性阻力Wa与运转方向一致，为正值。关于制动状态下的力平衡方程式，(4-12 )、60、question:如何求出