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浅析矿用隔爆型电机车在煤矿系统中的应用

2015-04-17赵丹

机电工程技术 2015年12期
关键词:电机车架线缓冲器

赵丹

(山西阳煤集团有限公司,山西阳泉045000)

浅析矿用隔爆型电机车在煤矿系统中的应用

赵丹

(山西阳煤集团有限公司,山西阳泉045000)

电机车是煤矿较为普遍的运输设备之一。电机车的运输效率与煤炭开采作业效率息息相关。如何保障电机车的可靠性,是高效运输的关键之处。分析了电机车的构造,对架线式电机车和蓄电池电机车进行比较研究,从工况、巷道坡度、轨道标准方面对隔爆型电机车应用进行阐述。

隔爆型电机车;构造;应用

0 引言

我国煤炭资源多储存于地表深处,需要掘井开采,因此运输作业是煤炭生产的关键环节之一。电机车运输是矿井生产运输中的重要组成部分,在地面、地下都有应用。电机车运输是坡度缓和巷道远距离输送的关键设备,也可作为工作面的输送设备。电机车与列车头类似,带动矿产在指定轨道上运行,以达到输送煤炭、设备、其他物品的目的。

电机车分类方式较多。常见分类方式有动力源、电源性质、供电方式三种。依照动力源分为内燃、压气、电这三类机车;依照电源性质可分为直、交流两类;依照供电方式不同可分为架线式电机车、蓄电池电机车。

1 煤矿用电机车的构造

电机车主要由车架、轴承箱轮轴、牵引系统、弹簧吊挂系统、制动装置、撒沙装置组成[1]。

1.1车架结构

车架结构是电机车的承重组件,电机车的其他部件、控制系统都设在车架上面。车架承受机械设备及其附件载荷,通过弹簧分配负载。

1.2缓冲装置

电机车的缓冲装置通常有刚性缓冲器、半刚性缓冲器、弹性缓冲器三类。刚性缓冲器一般为铸件(铸铁或铸钢),具有缓冲器和车架结构端板的双重作用。其质量较大,能够吸收一定的冲击能量,有利于减弱缓冲器对电机车的作用力。

1.3电机车轴承箱轮轴对

轮轴对通过轴承箱和弹簧架与车架关联,能承受车架及车架安装设施的载荷。受轨道不平影响,轮轴对要承受各类不均匀冲击[2]。

1.4制动装置

相关《安全管理规程》明确规定,机车制动安全距离不得大于40 m。制动距离通常是指机车操作者从开始制动到机车停止所经过的路程。我国除小型电机车可不设制动系统,其他类别的电机车必须设置可靠有效的制动装置。制动方式通常有电气制动和机械制动两种。电气制动优点是对车轮和闸瓦无损伤;不足是制动效果和速度相关,速度越低,制动效果越差。机械制动优点是制动速度快、效果好;不足是对车轮和闸瓦有损伤。为实现可靠有效制动,通常电机车将两种制动方式结合使用。

1.5电机车牵引系统

牵引系统是电机车的传动装置,其传动方式有两种,即:独立传动和组合传动。独立传动是指每个主动轴都设有独自的电机为其提供动力;组合传动是指电动机的主动轴共同由一台电机驱动。

2 电机车应用分析

2.1架线式电机车

架线式电机车通过架设在运行轨道上方的架空线为其提供直流电(交流电整流所得)。直流电输送到电机车的控制系统和主电机,电流再经轨道回流至变电所,从而形成电流回路,使得电机车能正常运转。

2.2蓄电池电机车

蓄电池电机车通过自身携带的蓄电池组提供能量,无需架设供电线路。蓄电池通常分为碱性蓄电池和酸性蓄电池两类。碱性蓄电池有镍铁、镍辐两种。酸性蓄电池故障率偏高、使用寿命较短、电解液损耗速度快。因此,矿用蓄电池电机车多使用碱性蓄电池。

2.3架线式电机车和蓄电池电机车实用性比较

经过分析比较,架线式电机车构造简单、装置简便,运行效率较高。其故障率低、可维护性能良好,检修维护费用低;装置简单,可操作性强。缺点是电机车运行不平稳或受到机械冲击时,电弓和架空线之间有打火现象。蓄电池电机车优点是无需敷设线路,运行平稳性能好,缺点是蓄电池组造价昂贵、维护保养性能差、电池组充电时间长、更换蓄电池组耗时长。受此影响,蓄电池电机车应用性受限较大。

矿用蓄电池电机车依据防爆特点可分为防爆安全性电机车、防爆特殊性电机车。防爆特殊性电机车的电气控制装置、牵引电动机、变压器等全部使用的是隔爆型设备,而且电源和电池组也是防爆型。

3 隔爆型电机车的应用

3.1电机车作业工况

电机车在进行运输作业中,其使用寿命主要取决于工作环境的状况(工况)。因此,对不同巷道、选用适合的电机车,同时要考虑运输能力,不得让电机车超负荷运行,以保障电机车安全可靠运行。

3.2矿井巷道坡度影响

倘若坡度过大,电机车在上坡时,会因负荷过大造成驱动电机过载,引起电机发热,导致电机绝缘老化速度加快,驱动电机寿命下降。下坡时,需要通过制动来减缓电机车的运行速度,这将会导致电机车的制动装置过快磨损,使得维护成本增加,维护不及时将会造成安全隐患,甚至引发灾难。

3.3电机车轨道标准

为了充分保障电机车的可靠运行,对敷设的轨道有一定的要求,两轨道的落差不易过大,需要控制在5 mm以内,轨面和内侧错差值控制在2 mm以内,并且轨道轨缝要控制在5 mm以内[3]。日常必须对轨道进行参数的校核,对误差较大的进行校正,力争让各类误差值最小。同时,要维护好道床的卫生,保持其清洁度,为电机车安全运行做好基础工作。

4 小结

通过对电机车在煤矿系统中的应用研究,可知要想电机车更好的服务于煤矿生产,必须依据工况,优化电机车的选型,保证电机车运行各项参数的校正准确性,及时做好车辆维护保养工作。严格按照规程井下操作使用、严禁过载、超载运行,让电机车更好地服务于生产。

[1]张丙泉,谢宝东.矿用隔爆型移动变电站在煤矿供电系统中的应用[J].山东煤炭科技,2013(04):62-63.

[2]徐伟.窄轨电机车牵引变流器研究[D].广州:华南理工大学,2013.

[3]刘梦茹.论矿用隔爆型窄轨电机车在煤矿系统中的应用[J].科技资讯,2014(19):76.

Analysis of the Application of Coal Mine Explosion Proof Electric Locomotive in Coal Mine System

ZHAO Dan
(Shanxi Yangquan Coal Group Co.,Ltd.,Yangquan045000,China)

The motor vehicle is one of the common transport equipments in coal mine.The transportation efficiency of motor vehicle is closely related to the efficiency of coal mining operation.How to guarantee the reliability of the motor vehicle is the key to the efficient transportation.This paper analyzed the structure of motor vehicle,comparatively studied on the trolley type motor vehicles and battery electric vehicles,from the condition of tunnel,the slope,the standard track of flameproof type motor vehicle application were elaborated.

explosion proof motor vehicle;structure;application

TD524.3

A文献标识码:1009-9492(2015)12-0142-02

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.042

赵丹,男,1985年生,山西平定人,大学专科,助理工程师。研究领域:煤矿生产过程中隔爆型电机车的应用技术。

(编辑:王智圣)

2015-08-31

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