矿井电机车的工作原理
煤矿井下电机车运输安全基础知识范文
煤矿井下电机车运输安全基础知识范文煤矿是我国主要的能源产业之一，而煤矿井下电机车是煤矿生产中非常关键的设备之一。
井下电机车的运输安全是煤矿生产中无法忽视的重要环节。
本文将介绍煤矿井下电机车运输安全的基础知识，包括井下电机车的特点、井下电机车运输过程中需要注意的安全事项等。
井下电机车是井下煤矿运输设备中常见的一种，其特点是结构简单、使用方便、效率高等。
井下电机车通常由电机、车架、轮轨等部分组成。
在井下运输过程中，井下电机车起到了连接运输设备和矿井的关键作用，确保矿石能够安全、快速地从井下运出。
然而，在井下电机车运输过程中，也存在一定的安全风险。
为了确保井下电机车的运输安全，需要注意以下几点：第一，井下电机车的日常检查与维护。
在使用井下电机车之前，必须进行周密的检查和维护，确保其各项功能正常。
包括检查电机、车架、轮轨等部件的磨损情况，检查制动系统、导线电缆等设备的连接是否良好。
同时，还应定期对井下电机车进行润滑和保养，以确保其正常运转。
第二，井下电机车的驾驶员必须经过专业培训和持证上岗。
驾驶井下电机车需要具备一定的专业知识和技能，因此，驾驶员必须经过专业培训，并取得相应的驾驶证书后方可上岗。
在驾驶井下电机车时，驾驶员必须严格按照操作规程进行操作，不得超速行驶、闯红灯等违规行为，以确保运输安全。
第三，井下电机车的装载要均匀合理。
在装载矿石时，要确保井下电机车的重心稳定，并且要均匀分布在车体上。
过重或者不均匀的装载会影响井下电机车的稳定性，增加运输中的风险。
因此，在装载时应严格控制矿石的重量和分布，并在运输过程中不得超载。
第四，井下电机车的运输路线要清晰明确。
在运输矿石时，必须确定清晰的运输路线，并设置指示标志和信号牌。
运输路线应尽量选择平坦、宽阔、通畅的道路，避免出现狭窄、陡坡等不利于运输的情况。
同时，在运输过程中要保持与其他运输设备的距离，避免碰撞和交叉行驶。
第五，井下电机车的制动和安全装置要使用正常。
第八章 矿用机车
• 防爆特殊型的电动机、控制器灯具、电缆插销等为隔爆型，蓄电池为
防爆特殊型。
矿用电机车的优点： ①牵引力大。机车采用直流串激牵引电动机，该电机特性能使机车获
予以更换。
八、连接缓冲装置
• 矿用电机车的前后两端都有联接和缓
冲装置。为了能牵引具有不同联接高 度的矿车，联接装置一般是做成多层 接口的。 • 缓冲装置有刚性和弹性两种，蓄电池
式电机车用弹性缓冲装置，以减轻对
蓄电池的冲击，架线式电机车用刚性 缓冲装置。
§8-4 矿用电机车的电气设备与控制
包括：牵引电动机、控制器、受电弓、自动开关、启动电阻器、
轴箱是车架和轮对
的连接点。它上面有 安装弹簧托架的孔座。
四、弹簧托架
由缓冲元件、均衡梁和连接零件组成。作用是缓和电机车运行中由于 道岔、弯道和轨道接头所引起的冲击和震动。把机车重力均匀的分配到 各个车轮上。
五、传动装置
电机的转矩通过齿轮传动装置传给轮对。分一台电动机通过齿轮同时带
动两个轴和用两台电动机分别带动两个轴。
•弯道 外轨抬高、轨距加宽，弯道半径 不能太小。 （弯道处，离心力使车轮轮缘向外 轨挤压，既增加了行车阻力，又使钢轨与 轮缘的磨损加重，严重时可能造成翻车事 故。）
图13-4 弯道上轮对与轨道的关系图
道岔
• 用于轨道线路的分岔联接，使车辆由一条线路通过道岔顺利驶向 另一条线路，它是轨道借分岔联接而形成线路网络的基本元件。
用以直接支托和导引运行车辆的车轮，承受来自车轮的
矿用电机车规程及电机车工培训资料
矿⽤电机车规程及电机车⼯培训资料培训题纲⼀、矿⽤电机车主要⽤于主要⽤于井下运输⼤巷和地⾯的长距离运输。
它相当于铁路运输中的电⽓机车头，牵引着由矿车或⼈车组成的列车在轨道上⾏⾛，完成对煤炭、矸⽯、材料、设备、⼈员的运送的电机车称为矿⽤电机车。
矿⽤电机车由由机械部分和电⽓部分组成。
机械部分包括：车架、轮对、轴承箱、弹簧托架、制动装置、撒砂装置、连接缓冲装置等。
电⽓部分包括：直流串激电动机、控制器、电阻箱、受电⼸、空⽓⾃动开关（架线式电机车）或隔爆插销、蓄电池（蓄电池电机车）。
1、车架车架是机车的主体，是由厚钢板焊接⽽成的框架结构。
除了轮对和轴承箱，机车上的机械和电⽓装置都安装在车架上。
车架⽤弹簧托架⽀承在轴承箱上。
运⾏中因常受到冲击、碰撞，⽽产⽣变形，所以应加⼤钢板厚度或采取相应的增加车架刚度的措施。
矿⽤电机车外形图1—车架；2—轴承箱；3—轮对；4—制动⼿轮；5―砂箱；6—牵引电动机；7—控制器；8—⾃动开关；9—起动电阻器；10—受电⼸；11—车灯；12—缓冲器及连接器2、轮对轮对由两个车轮压装在⼀根轴上⽽成。
车轮有两种，⼀种是轮箍和轮芯热压装在⼀起的结构(如图３—4)；另⼀种是整体车轮。
前者的优点是轮箍磨损到极限时，只更换轮箍不⽤整个车轮报废。
驱动轮对有传动齿轮，电动机经齿轮减速后带动轮对旋转。
矿⽤电机车的轮对1——车轴；2——轮⼼；3——轮箍；4——轴⽡；5——齿轮；6——轴颈3、轴箱轴箱是轴承箱的简称，与轮对两端的轴颈配合安装，轴箱两侧的滑槽与车架上的导轨相配，上⾯有安放弹簧托架的座孔。
车架靠弹簧托架⽀承在轴箱上，轴箱是车架与轮对的连接点。
轨道不平时，轮对与车架的相对运动发⽣在轴箱的滑槽与车架的导轨之间，并依靠弹簧托架起缓冲作⽤。
轴箱1——轴箱体；2——毡圈；３——⽌推环；4——滚动轴承；5——⽌推盖；6——轴箱端盖；7——轴承压盖；8——座孔；9——滑槽4、弹簧托架弹簧托架是⼀个组件，由弹簧、连杆、均衡梁组成。
矿山运输之轨道、矿车及机车
（1）运行速度低，车与车之间必须保持一定距离，因此运量有限，只适合于中、小型矿井的井 下运输； （2）大巷运输中，如果运输距离较长，一部绞车满足不了要求，需要多部绞车接力，增加转载 环节，增加摘、挂钩人员； （3）需在运行中摘、挂钩，安全性差。工人劳动强度大，每处车场都需有固定的摘、挂人员， 运输距离较长时，途中还需设专人紧钩，占用人员多； （4）无极绳运输系统不能运送人员； （5）钢丝绳和地滚等设施易磨损，维修工作量较大。
第1章 轨道运输
1.1 轨道结构 2)轨枕 木轨枕 能很好地保证轨道的稳定性，加工 制作方便，具有足够的强度和弹性，钢轨 在枕木上的固定简单。但，木轨枕容易腐 朽。所以，通常应进行防腐处理，以延长 它的使用年限。 （木轨枕的规格见书表13） 轨枕间距一般小于0.8米。
表1-3 木轨枕规格
轨距(mm)
概论
矿山运输的分类： 一、按运输设备划分有：
1、有轨运输（如矿井机车运输、钢丝绳运 输）； 2、无轨运输（如矿用输送机运输、水力运 输和架空索道运输）。
概论
矿山运输的分类：
二、按运输空间划分有：
1、矿石地下运输：指回采工作面到出矿溜 井或采区矿仓之间的运输。矿石在阶段运 输巷道装车并组成列车，由电机车牵引送 到出矿溜井，或由输送机运输。
优点：轨道运输的运距不受限制，运输成本低，便于矿 石分类运输。
缺点：轨道运输是不连续的，生产效率取决于调度及管 理水平。
适用条件：适用的巷道坡度不能太大（一般为3‰～ 5‰），线路坡度太大时运输安全难以保证。 轨道运输的主要设备：有轨道、矿车、牵引设备和辅助 机械设备等，其中牵引设备绝大多数矿山都以电机车尤 其以架线式电机车为主。
1)道轨 也叫钢轨，
矿用机车介绍
电机车运输信号的规定
1、灯光信号 （1）专用色灯信号： 红色 停车； 黄色 注意或减低速度； 绿（蓝）色 按规定速度行车。 2、机车和列车尾部红灯是防止追尾信号。 3、矿灯代用的临时信号：左右摆动为开车；上 下摆动为停车；急速上下摆动为紧急停车。
酸性蓄电池的工作原理
酸性蓄电池电极侵入稀硫酸（比重为1.26）中， 放电时，负极铅进行氧化，正极二氧化铅进行 还原，结果两极板表面上都沉积了一层硫酸铅； 充电时，通入反方向电流，电极上的反应向相 反的方向进行，恢复原状。 可见，蓄电池在放电、充电过程中的现象为： 放电，正负极板上深褐色的二氧化铅和灰色的 海面状都渐变为浅色硫酸铅；电解液中，硫酸 浓度降低，水分增加，因此比重逐渐下降，内 阻增加，端电压降低。 充电，在整个充电过程中，正负极板的硫酸铅 逐渐恢复为原来的二氧化铅和海绵状铅。在充 电将要完成时，在正负极板上分别析出氧离子 和氢离子而产生大量气泡。
（3）按运输量分为一级线路、二级线路、 三级线路三种。 1、一级线路是指单线重车方向年运量 100X105 t以上，762mm、900mm轨距的轨道。 2、二级线路是指单线重车方向年运量 50X105 t~ 100X105 t, 762mm、900mm轨距的 轨道和单线重车方向年运量30X105 t以上， 600mm轨距的轨道。 3、三级线路是指单线重车方向年运量 50X105 t以下， 762mm、900mm轨距的轨道 单线重车方向年运量30X105 t以下，600mm 轨距的轨道。
矿井电机车运输原理及效果分析
台 电机 车 电机 容 量 不 可 能 无 限 的 增 大 ， 有 一 个 变 化 范
围；②粘 着条件 。矿用 电机车所用车 轮均为主动轮 ，所 以
电机 车粘 着 重 量 等 于 电机 车 全 部 重 量 ， 也 是 个 不 变 值 。 至 于 电 机 车 的 粘 着 系 数 则 与 许 多 因素 有 关 ， 是 个 变 值 ， 一般 靠实测获得 。 （ ） 当车 轮 与 钢 轨 接 触 点 无 相 对 滑 动 时 ，车 轮 以接 ３
稍 小 于 静 摩 擦 系 数 ，大 于 动 摩 擦 系 数 。
影 响 电机 车 粘 着 系 数 的五 个 因素 （ 、２ 主 要 因 １ 为 素 ）：①车轮 与钢 轨接触表面 的状况 。若接触 面潮 湿 ，或 附着 有煤 泥等 污物 ，就 相 当于在 接触 面添 加 了一 层润 滑 剂 ，从而使粘着 系数减小 ；反之 ，清 洁、干燥接触面 的粘 着系数就较大 ；②运 行速度 。运行速度 越大 ，粘着 系数 越
触 点作为瞬时回转 中心 而滚 动。这时我们 说车轮与钢轨之 间出现 了粘着 现象 ，这样 的摩擦 系数称 为粘着 系数。理想 状态 下，粘 着系数等于静摩 擦系数 ，但事 实中， 由于车轮 直 径 的误 差及 变 形 ， 以及 轨 道 上 有 水 和 灰 尘 等 ， 都 会 引起 车轮在轨 道接 触点处局 部滑 动。因此 ，实 际上 的粘着系数
图２ 牵引 电动机动力制动 电路原理 图
（ ）矿 用 电 机 车 常 用 的 电气 制 动 是 采 用 动 力 制 动 。 其 ２ 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 一
第四章___矿用电机车
第四章___矿用电机车
•8.连接缓冲装置 •架线式电机车上采用铸铁的刚性 缓冲器；蓄电池式电机车上则采 用带弹簧的缓冲器，以减轻电池 所受的冲击。
《煤矿安全规程》规定： 倾斜井巷运输时，矿车之间的连接、矿车和钢丝绳之间的连接 都必须使用不能自行脱落的连接装置。 矿车的连接钩环、插销和无极绳运输的连接装置的安全系数都 不得小于6。 运送人员车辆的每一个连接器、钩环和保险链的安全系数都 不得小于13。 矿车连接装置至少每2年进行一次2倍于最大静荷重的拉力试 验。
第四章___矿用电机车
三、电机车的基本部件
矿用电机车是由机械设备和电气设备两大部分组成。
第四章___矿用电机车
•电机车的机械设备组成： •车架、轮对、轴承和 轴箱、弹簧托架、制 动装置、加砂装置、 齿轮传动装置及连接 缓冲装置等。
第四章___矿用电机车
1．车架
车架是机车的主体， 是安装的基础,包括:车梁、缓冲器和 轴卡。 车梁：矿车的主要承载部件。 缓冲器：直接承受牵引力和冲击。 轴卡：车架与轮对的连接体，目前多采用插销式。
•
m—列车全部质量，t，m=(P+Q)；
•
P—电机车质量，t；
•
第四章___矿用电机车
Q—矿车组质量，t；
γ—惯性系数，对矿用电机车一般取γ =0.075，也可 近似取γ =0.10；
第四章___矿用电机车
2．轮对
轮对是矿车的行走部分， （1）轮箍和轮心热压装在一 起的结构
（2）整体车轮。
第四章___矿用电机车
3.轴箱
轴箱是轴承箱的简称， 内有两列滚动轴承，与 轮对两端的轴颈配合安 装。
轴箱两侧的滑槽与车架 上的导轨相配，上面有 安放弹簧托架的座孔。
浅谈矿井电机车应用及效果分析
列 车在运行 中切断牵引 电动机的电源 ， 并施加 机械 的或 电气 的制动力减速运行 。 （ １ ） 电机车制动 力就是闸瓦施加在 车 轮上 的正压力 和 闸瓦与车 轮摩擦 系数 的乘 积。在矿用电机车牵引的列 车中，只有电机 车上装备 了制动装置 即： 手动机械闸和电气 制动装 置。当电机车电源切 断后 ，列车靠惯 性向前运行 ，人为施 加闸瓦上一个力 ，这个 力作用在车轮上便产生了制动力 ， 使列车运 行速度 降低并迅速停车。 制 动力 的大小取决于两个因素 ： ① 闸瓦与车轮的摩擦力。 ② 车轮与钢轨间 的粘着条件 。 当制动力大于粘着力时 ， 车轮被闸瓦抱 死在轨道上滑行 ， 这样不仅使车轮产生不均 匀的磨损 ，而且降低了制动效果 ， 所 以，为 了制 动过程 中使车轮能继续旋转 ， 且产生制 动效果 ，制动力应小于或等 于粘着力 ，也就 是 司机在施 闸时不要过猛 、 过急 ，也不能任 意加大 闸瓦上 的压力 。 （ ２ ） 矿用 电机车 常用 的 电气制动是 采 用动力制动 。其原理是根据牵引电动机在一 定工作条件下 ， 可 以转变为发电机工作的可 逆性 。当牵引 电动机转变为发电机工作 时 ， 利用列 车断 电滑行的动能转变为电能。这时
工程 建筑
２ ０ １ ３年 ５期 （ 中） 东
４ ７ ６ ６ ０ ０ ） （ 河南神火集 团有限公 司 河南 永城
摘要 ：本文 主要介 绍了煤矿 井上下电机 车应 用、效果分析评估及常见故障的预防和处理 办法，使读者对煤矿电机车运行有一个较 为系统的理解 。
③ 车轮 和钢轨材料 的性质。坚硬的材料 相互 接触时 ， 表面不平 的材料质点彼此不易 相互 切削 ，因而粘着系数较大。反之 ，若两 种不 同硬度 的材料相 互接触 时 ，在接触 区 内 ，硬度大的材料把硬度小 的材料 的凸峰削 去 ，从 而使粘着 系数减小 。 电机 车作用 在主 动轮对 轴上 的正压 力 与粘着 系数 的乘积 叫做粘着力 。 粘着力本质 上就是摩擦力 。为了保证 电机车的正常运行 不打滑 ，主动轮缘上 的切 向牵引力必须小于 电机 的粘着力 ， 而牵 引力于摩擦力的大小相 等， 方 向相反 ， 所以， 摩擦力是小于粘着力 的。 电机车 主动 轮作用 到轨 道上 的正压 力 的总和叫做 电机车 的粘着重量。单位用 ｔ 来 表示 ， 由于电机车 的两根轴上都设有牵引电 动机 ， 它的轮对都是主动轮 ， 因此 电机车的 全部重量便是粘着重量 。 １ ． ２惯性状态 列 车在运行 中牵引电动机断电后 ， 列车 靠惯性运行 。
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蓄电池式电机车由蓄电池电源装置提供动力电源 ，按蓄电池电源装置的安全性能可分为增安型、隔 爆型和防爆特殊型3种。
架线-蓄电池复式能源电机车是一种由两种电源 提供动力的设备。当电机车在有架线的巷道内运行 时，可利用架线直接供电；当电机车在无架线的巷 道内运行时，由蓄电池电源装置供电。电机车上有 自动充电器，可利用架线电源随时对车载蓄电池自 动充电，无需经常到充电酮室充电，可提高电机车 的利用率。
一、知识准备
交流工频架线电机车它有两种形式： 1）电架线为工频交流，在机车上装设整流
装置，牵引电动机仍为直流电动机。 2）引电动机采用交流电容异步电动机。
此种电机车的优点是：
1）需建设牵引变流所，初期投资少； 2）机结构简单，制造价格便宜； 3）增大电机容量，为制造大型电机车提供了方便； 4）实现电气化； 5）解决远距离送电因电压降造成机车起动与牵引 困难的问题。
g——重力加速度。
二、矿井电机车的分类
1.按供电方式分，可分为架线式、蓄电 池式和复式能源式3种。
架线式电机车按电源性质不同，又可分为直 流电机车和交流电机车两种，目前国内普遍 使用直流电机车。但因交流电机车不需要整 流设备，并且供电简易，耗电量较少，投资 和经营费用低，故受到国内外重视。我国已 于1977年研制出装有鼠笼型电动机的可控硅 变频调速交流电机车。本节只介绍直流架线 式电机车。
教学设计
新课导入 知识准备 讲授新课 本次课小结
作业
新课导入：
1.电机车的发展史
2.矿井电机车运输的发展前景
（1）电机车黏着重量向大吨位方向发展 （2）电机车向高度自动化方向发展。 （3）新型式电机车不断出现，如我国的矿用
电机车，已采用了斩波、变频控制，实现了 无触点开关、无级调速和再生制动。 （4）装卸点实现自动化
讲授新课
一、矿井电机车的工作原理 二、矿井电机车的分类
一、矿井电机车的工作原理
当电机车上牵引电动机从架线或车上的蓄 电池获得电能时，电枢将开始转动，电枢轴 上产生转矩，传动齿轮的车轮上转矩为Ｍ。
图1-1-6电机车工作原理示意图 1－主动齿轮 2－从动齿轮 3－车轮 4－钢轨
转矩Ｍ可用——力偶P1、P1’表示。 任一瞬时施于C点的力P1，力图使车轮向左运 动。而由于机车的重量在车轮与钢轨之间产生的粘 着力（即摩擦力）F。P1与F两力相互平衡而抵消 。通过轮轴中心O,力P1’成为电机车的牵引力，使 电机车的车轮绕瞬时滚动中心C转动，于是机车就 向右运行。 粘着力（即摩擦力，其大小等于粘着重量和车 轮与钢轨之间的摩擦系数的乘积）的存在是形成牵 引力P1’的先决条件。 通常又把粘着力F称为电机 车的牵引力。
电机车牵引力F为： F≤1000P·f·g (N) 式中： P——电机车总粘着重量（t） f——车轮与轨道之间的粘着系数，与许多因 素相关，一般靠实测获得。
对于煤矿井下运输，可选取：
撒砂启动时
பைடு நூலகம்
f=0.24
撒砂运行时
f=0.17
不撒砂运行时
f=0.12
若在严重不良的条件下，可能下0.07—0.09.
2. 按黏着质量可分为1.5t,2.5t,3t,5t,7t, 8t,10t,12t,14t,20t等。
3．按主动轮轴的型式：独立传动和组合传动。 4．按机械制动的操作方式分：手动制动装置、 压气制动装置和液压制动装置。 5．按粘着重量分：按轨距可分为 600mm,762mm和900 mm 轨距3 种。 6．按电压等级可分： 48V,90V,110V,132V,140V,250V, 550 V等。
本次课小结
一、矿井电机车的工作原理 二、矿井电机车的分类
作业
1、简述电机车的工作原理。 2、矿井电机车有哪些 类型？