矿用电机车选型设计(说明书+CAD图纸)
电机车概述
电机车是煤矿运输中的重要运输工具,尤其是长距离水平巷道的主要运输工具.它适用于,巷道坡度一般为千分之三,局部坡度不能超过3%。
目前大巷运输设备一般采用轨道运输,并选用标引设备一般采用电机车。矿用电机车按其电源不同可分为直流电机车和交流电机车两大类。我国目前矿用电机车都采用直流电机车,按电能来源机车可分为矿用直流架线式电机车(zk型)和矿用蓄电池电机车(xk型)。如图6-1所示。
6.2矿用电机车运输设备初选
根据已知条件采用MOC3.3-3.6型底卸式矿车,该车自身重量1.7t,载重3t。
6.3列车组成的计算
一列车应由多少辆矿车组成,要按机车的牵引能力和制动能力计算,牵引能力受粘着力和牵引电动机温升条件限制,制动能力是指能够在规定的距离内停车。因此列车组成应按粘着力条件,温升条件,及制动条件来确定。
按粘着力条件计算
机车在最困难条件,即上坡重载启动过程中机车驱动轮对不打滑,就是在该工况下机车能满足粘着力条件。
机车所能输出的最大牵引力为:
F=1000Pgφ
机车在运输过程中,拉重车组在上坡时所需机车输出的最大牵引力为:
F=1000(P+ )g( +i+0.11a)
为使机车在最困难条件下不打滑,利用以上两公式,可得出在满足粘着力条件下机车的牵引质量(即重车组质量)为
≤ −p 即
n≤ (
式中 p-------为机车的质量,t
N-------为车组中矿车数,
G-------矿车载重的质量,t
-------矿车自重的质量,t
-------重车组质量,t
φ-------为粘着系数,按下述取值:
撒沙启动 φ =0.24
撒沙制动 φ=0.17
不撒沙制动 井下巷道中 φ=0.09
地面 φ=0.12
在这里采用撒沙启动取φ =0.24
-------为重列车启动时的阻力系数,选取0.0105
I为轨道平均坡度,一般取0.003,
a为列车启动时的加速度,m/ ,井下机车启动时,按0.03~0.05 m/ 计,在这里取a=0.04 m/
n= ( 式(7.1)
=8
按牵引电动机温升条件计算
牵引电动机的温升条件是,电动机在运转过程中,其温升不超过允许值。机车运输是往返循环连续运行,牵引电动机是按短时重复工作制运行。在一个循环中,两向所需的牵引力不同。
重,空列车等速运行所需的牵引力为:
=1000(R+ )g( −i)
=1000(R+ )g( −i)
式中 -------空列车等速运行时大牵引力,N
P -------为机车重量,t
, ------- 为重空车组的质量,t
------- 为重空列车运行的阻力系数,重车下坡,空车上坡,
i -------为轨道的平均坡度,
为此牵引力看按下式计算
=1000(R+ )g( − )
由此可得满足牵引电动机温升条件时机车能牵引车组的最大质量为
≤ –p 即
n = 式(7.2)
列车往返一次的运行时间T(单位:min),等于重列车与空列车的运行时间 之和。
T= + 式(7.3)
=2×
式中 为加权平均运输距离,km应按该水平各分支运输距离计算;
=
式中 为分支的运距,m
为各班产量,t
又因为两采区采煤量 , 相等所以
= =3.25km 式(7.4 )
为机车长时制速度,查表 =16km/h
T=2× =32.5min 式7.5)
τ= 为总调车时间,
τ= =0.765
a为调车系数,运距小于1000m取1.4,运距为1000~2000m取1.25.运距大于2000m,取1.15。因为两运距都大于2000m所以取a=1.15,3
查表取 =0.007,
牵引力为5400N
为等阻坡度,一般取0.002
所以 n = 式(7.6)
=22
按制动条件计算
按制动条件计算车组,是按列车能在规定的自动距离内,制动停车的条件,计算列车中最多的矿车数。
为了能在规定的距离内制动停车,列车运行应有的减速度为
b=
式中 :
b为制动减速度,m/ ,
,m/s,制动开始时的运行速度按机车的长时制动速度计算为4.5~5.5 m/s,取 = =4.44 m/s
为实际制动距离,m,
由于闸有空行程,机车制动距离它包括空行程距离和实际制动距离,即
= +
为规定的制动距离,《煤矿安全教程》规定,列车制动距离,运送物料时不得超过40m,运送人员时不得超过20m。
手轮操作的机车制动闸,制动空行程时间需2s以上,这里按t=2s计,
所以 =40−4.44×2=31.2
则
b= =0.32 m/ 式(7.7)
重列车在下坡直线轨道上制动,是最不利的制动条件,这时所需的制动力为
B=1000(p+
式中 b 制动减速度;
重列车运行阻力系数;
轨道的平均坡度;
受粘着力的限制,机车的制动力为
B=1000Pgφ
由○1 ○2得
n= ( −1) 式(7.8)
= ( −1)
=3
由上计算看出,按制动条件得出的矿车数比按另两个条件算得的矿车数少的多,使用气闸减少空行程时间能增加按制动条件确定的矿车数,但也增加不多,为增加按制动条件下确定的矿车数,只有采用几辆有闸矿车,才能增加矿车数,否则只好降低运行速度。本设计采用增加有闸矿车数来增加牵引矿车数。