• 基本内容 • 组成；种类；结构；电 气设备及控制。 • 重点 • 结构特征，工作原理， 适合使用的范围使用与维护等。 • 难点 • 局部结构，列车运行理 论。

　　机车是轨道车辆运输的一种牵引设备。按使用的动力分，有 电机车和内燃机车。牵引电机(或内燃机)驱动车轮转动，借助车 轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。在这种运行方式下， 它的牵引力不仅受牵引电机(或内燃机)功率的限制，还受车轮与 轨面间的摩擦制约。机车运输能行驶的坡度有限制，运输轨道坡 度一般为3‰，局部坡度不能超过30‰。

　　在惯性状态下，电机车牵引电动机断电，F=0，列车依靠断电前 所具有的动能或惯性继续运行。在一般条件下，列车将产生一定 的减速度，此时，列车除了受有静阻力以外，还受到由于减速度 所产生的惯性阻力，且与列车的运行方向相同，正是它使列车继 续运行。列车在惯性状态下的力平衡方程式

　　四、矿用电机车的优点和适用条件 • 电机车与其它机车比较具有更加好的性能，它运行速度快、效率高、维护简单、运 行可靠、外观尺寸小、成本低。当产量和运距发生明显的变化时，只需增减电机车台数 就可满足新的要求，另外它适用于弯道和支线较多的巷道，还可以做多种运输工 作。 • 煤矿井下普遍的使用直流架线电机车和蓄电池式电机车。 • 架线式电机车大多数都用在①非瓦斯矿及一、二级瓦斯矿有新鲜气流的大巷中。②三 级瓦斯矿井中砌璇的主要进风巷，经有关部门批准并有保安措施的也可使用。③ 但在超级瓦斯矿绝对不可使用。因为架空线与电机车的受电弓之间或车轮与轨道 之间产生电弧火花，有引起瓦斯和煤尘爆炸的危险。 • 蓄电池式电机车用于不可以使用架线式电机车的场合。但应该指出，虽然蓄电池式 电机车能够适用于瓦斯和煤尘较多的矿井，可是蓄电池本身是不防爆的，故绝对禁 止在超级瓦斯矿的中间巷道使用。 • 电机车运输仅适用于水平或近水平（坡度≤3%0，局部＜30%0 。）

　　矿用电机车的外形如图示，其构造包括机械和电器设备 两大部分。 车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、 机械结构 加砂系统、齿轮传动装置及连接缓冲装 置等 矿用电机车

　　电器设备 牵引电动机、控制器、自动开关、起动 电阻、受电弓、照明系统等。

　　车架是机车的主体，除轮对和轴承箱以外，机车的机械和 电器装置均安装在车架上，车架用弹簧托架支承在轴承箱上。 架线式电机车基本结构如图示。

　　一、矿井轨道 是将钢轨按一定要求固定在线路上构成的，是机车运行的基础 件。 目前矿井用的轨道有三种：标准窄轨、槽钢轨和吊装单轨。

　　上部结构——钢轨1、联接零 件2、轨枕3和道床4（道蹅） 下部结构——底板5和水沟6

　　使用最多的为标准窄轨，槽钢轨和吊装单轨只在辅助运输中使用。 标准窄轨的结构如图

　　车轮的运动＝平移运动（牵连）＋旋转运动（相对）  M的绝对速度Vm＝平移速度V＋旋转速度ωR，即 V 可见，车轮上各点的速度及方 向都不是相同的。但使我们感 兴趣的是，每一瞬间在轮缘上 同轨道接触的那一点的速度。 也就是O点的速度VO，它正好 是几何中心的平移速度V与绕 几何中心C旋转的切线速度 ωR之代数差，V与ωR的方向 正好差1800。因此

　　翻车机 由滚筒、传动轮、支撑轮、定位装置、传动装置、阻车器、底座、 挡煤板等主要部件组成

　　1-滚筒；2-挡煤板；3-定位装置；4-传动轮；5-底座；6-阻车器；7-支撑轮

　　一、列车运行方程 列车在运行过程中，作用在列车上的各种力的关系式即为列车 运行方程。 列车的运动是很复杂的，但基本运动是①平移运动。为了简化 起见，假定电机车与矿车之间、矿车与矿车之间的连接都②是刚性 的。 • 列车运行有三种状态： ①牵引状态：列车在牵引力作用下，加速启动或匀速运动； ②惯性状态：牵引电动机断电后列车靠惯性滑行； ③制动状态：列车在制动力作用下减速运行或停车。

　　一个轮对的极限摩擦力： F0max＝ 1000Pog  当 Fc=Fo ≤ F0max 时， 轮对作滚动前进；当 Fc=Fo ≥ Ffmax 时， 轮对克服了轮轨之间的摩擦力打滑空转。 整台机车的最大粘着力 为：

　　3. 制动状态下列车运行基本方程式 在制动状态下，牵引电动机断电，F=0，且利用机械或电气制 动装置施加一个制动力，这个制动力与列车运行方向相反，与基 本阻力的性质和方向一致。在制动力和静阻力作用下，列车必定 产生减速度，惯性力与运行方向一致，这样，在制动状态下的力 i 的平衡方程式应为

　　1.牵引状态的列车运行基本方程式 在牵引状态(加速运行)时作用在列车上有三个力： F ——牵引电动机产生的牵引力，同运行方向； F j ——列车运行时的静阻力，逆运行方向； Fa ——列车加速运行时的惯性阻力，加速时逆运行方向。 根据力的平衡原理，列车在牵引状态下的力平衡方程 式为

　　1.当V＝ω R，VO＝V－ω R＝0时： 意味着轮缘上同轨道上接触的那一点的速度为零，整个车轮以 该接触点O为瞬时回转中心，向前作纯滚动。 这是最理想的状态。在实际运行中，应力求达到。这样做才能够避免车 轮和轨道的滑动，使车轮的磨损降低到最低限度。但从下面的讨论 会看到，由于某些因素的影响，要达到纯滚动是不容易的，最多能 使V≈ω R，将滑动减小到一些范围。 2.当Vω R，VO＝V－ω R0时： 意味着接触点O有一向后的速度，也就是在O点轮缘和轨道有相 对滑动，且滑动方向是向后的。正常的情况下，这种运动状况既有向 前的滚动，又有向后的滑动。 这样的一种情况往往发生在机车的主动轮上，如车组重量太大。即使车组 重量不大，这种情况也时常发生。如轮对直径的差别、轮对直径的 几何变形和轨道不平等因素，都能说明滑动是不可避免的。 3. 当VωR，VO＝V－ωR0时： 意味着接触点O有一向前的速度，也就是在O点轮缘和轨道有 相对滑动，且滑动方向是向前的。正常的情况下，这种运动状况既有 向前的滚动，又有向前的滑动。 这种情况往往发生在列车减速时，如制动力过大。同样指出， 即使制动力不大，也可能因为轮对直径的差别、轮对直径的几何变 形和以、轨道不平、矿车轴承阻力过大甚至堵死等因素，出现这种

　　2、轮对 如图示由两个钢轮压装在一根轴上构成。钢轮有两种结 构：轮箍和轮心热装在一起的构成的钢轮；整体结构钢轮。

　　3、轴承和轴箱 轴箱如图示。安装在车轴的两端，通过它，使车轴和轮 对承受了车架及其上全部设备的重量。安装在轮对外侧的车 轴上。

　　4、弹簧托架 如图示，由弹簧、连杆、均衡梁组成。作用是缓和运行 中对机车的冲击和震动。

　　A. 运行静阻力：包括基本阻力、坡道阻力、道岔阻力、弯道阻力、 空气流阻力等。对于矿用电机车，由于工作速度低，后三者都 不予考虑，只考虑基本阻力和坡道阻力。 基本阻力: 式中 P —电机车质量，t； Q —矿车组质量，t； —列车 运行阻力系数。 坡道阻力：列车在坡道上运行时，由于列车重力沿坡道倾斜方 向的分力而引起的阻力。设  为坡道倾角，

　　梭式矿车:车底装有刮板链，是在短距离内运送散料的特殊车辆，可用于掘进工 作面运煤矸。在工作面向车箱内装满一堆时，开动车底的刮板链，将料堆移动 一个距离，继续装车，直到将全车箱装满。装满车箱后，将梭车牵引到转载点， 开动刮板链卸载。卸空后牵回工作面再装载

　　条件得： N0－Pog ＝0 Fc － Fo ＝0 M－FcR＝0 解上述方程得： N0＝ Pog ， Fo ＝ FC ＝ M ／R 可见，当主动轮对作用一个 转矩后，轮轨接触点O产生 一个与运行方向相同的摩擦 反力F0 。正是这个摩擦反力 克服了列车的运行阻力，使 列车作平移运动。

　　●上式中，上坡运行时取“”号；下坡运行时取“一”号。 由此可见，当列车运行阻力系数为一定时，惯性状态的减速度取决 于轨道坡度的大小及上下坡。上坡时 a 从始至终保持正值，直至停车； i 如，则  下坡时， 为正值，即仍为减速运行，直至停车； a a i ，  则变为负值，此时不再是减速而是加速运行了。 如 可见，惯性状态是很不可靠的，操作时应予以特别注意。

　　• 粘着质量——电机车的总质量分配到主动轮对上的那部 分质量。它是衡量牵引力的标准。 • 制动质量——电机车的总质量分配到装有闸瓦的轮对上 的那部分质量。它是衡量制动力的标准。 • 目前，我国矿用架线V三种，井下一般为 250V、550V，100V只用于1.5t电机车。

　　轨道线路的主要参数用轨距、轨型、坡度、曲率半径表示。 标准轨距有600mm、762mm和900mm三种。

　　（一）矿用车辆分类及矿车构造 • 矿用车辆有标准窄轨车辆、卡轨车辆、单轨吊挂车辆和无轨机动 车辆，标准窄轨车辆就是通常说的矿车。这种矿车是目前我国煤 矿使用的主要车辆。 • （1）固定车箱式矿车，如图4-5（a）所示，这种矿车需用翻车 机卸车。 • （2）翻转车箱式矿车，如图4-5（b）所示，车箱能侧向翻倾卸 车。 • （3）底卸式矿车，如图4-5（c）所示，车底开启卸车。 • （4）材料车，如图4-8(a)所示，专为装运长材料用。 • （5）平板车，如图4-8(b)所示，装运大件设备用。 • （6）人车，插爪式斜井人车/抱轨式斜井人车 • （7）梭车

　　列车上坡运行，上式右端取“”号；如为下坡，则取“-” 正常的情况下，电机车运行轨道的倾角都很小，因此 sin   tg   i 式中 i ——轨道坡度。 ( PQ) g i N 所以坡道阻力： Fi =±1000 列车运行的静阻力应为基本阻力与坡道阻力之和：

　　内燃机车   机车  架线式电机车 电机车   蓄电池式电机车 

　　•目前，我国矿用电机车都采用直流电机车，故其牵引电机及 牵引电网均系直流，电动机为直流串激电动机。

　　列车（列车和所牵引的矿车） 1、架线式电机车 （如图示） 轨道 供电设备

　　牵引电网，由馈电线、回电线、架空线、轨 道组成 变流所，其中有：交流变流设备、专用变压 器、变流设备、直流配流设备等

　　6、制动装置 机械制动，利用制动闸或制动器制动。手动制动装置如示； 电器制动，牵引电动机的能耗制动，用控制器改变电器线、洒砂装置 洒砂装置如图示，向车轮前沿轨道面上洒砂，加大车轮与 轨面之间的摩擦系数。

　　1、3-拉杆；2-摇臂；4-锥体；5-出砂导管；6-弹簧；7-砂箱；8-杠杆系统