架线式电机车运输的制动问题的探讨

2020-04-16刘国

机械管理开发 2020年2期

关键词：电机车闸瓦架线

刘国

（西山煤电集团西曲矿，山西古交 030200）

1 西曲矿井下辅助运输情况

从2005 年开始，西曲矿主要是采购ZK10-6/550 型架线电机车用于井下辅助运输。ZK10-6/550 型架线电机车的机械结构如图1 所示。

图1 ZK10-6/550 型架线电机车机械结构示意图

该电机车主要是由车架、轴承箱、轮对、制动手轮、砂箱、牵引电动机、控制器、启动开关、启动电阻受电弓、车灯、缓冲器及连接器等组成。该运输方式具有牵引力大、爬坡力强、运输效率高、能实验电气制动等特点，因此应用较为广泛[1]。

当前《煤矿安全规程》对煤矿井下应用的架线电机车的性能制定了详细的规定，基于新技术和新工艺的全面发展和应用，为保障架线电机车的运行安全，西曲矿技术科针对ZK10-6/550 型架线电机车的制动距离、牵引能力和运行速度进行了综合分析，在该分析基础上制定了提高制动性能的技术措施，解决了该架线电机车运输的制动问题。

2 ZK10-6/550 型架线电机车制动距离的分析

ZK10-6/550 型架线电机车的制动装置主要是为了实现电机车在运输过程中的随时减速或是突然停车的目的，主要包括电气制动和机械制动。该ZK10-6/550 型架线电机车的机械制动装置如图2所示。

图2 ZK10-6/550 型架线电机车的机械制动装置示意图

从图2 可知，该制动装置主要是由手轮、丝杠、止反阀、螺母、平衡杠、拉杠、制动杠、闸瓦和正反向调节螺丝组成。采用手动为基本的控制方式。

对ZK10-6/550 型架线电机车正常平均速度、手动施闸制动时间、制动空行程距离、运送人员时的速度进行综合计算表明该架线电机车采用的手动闸轮操作的闸瓦式制动方式无法满足《煤矿安全规程》要求，存在着安全隐患，必须进行相应的技术改进，从而提出ZK10-6/550 型架线电机车制动系统的安全性[2]。

3 ZK10-6/550 型架线电机车牵引能力的分析

从满足启动黏着条件计算、按能满足电机温升条件计算、按制动条件计算分别来看，西曲矿ZK7-6.7.9/550ZK10-6/550 型架线式电机车能牵引载重为1 t 的矿车44 辆、36 辆、12 辆；ZK10-6/550 型架线式电机车能牵引载重为1 t 的矿车为23 辆；14辆、6 辆。从数量对比上来看，西曲矿的部分电机车的牵引能力无法得到有效利用。

4 ZK10-6/550 架线电机车运行速度的分析

当前对于ZK10-6/550 型架线电机车而言，在控制上只有两个不串电阻的经济运行速度。第一，两台牵引电机并联下的运行；第二，两台牵引电机串联下的运行。主要是采用串、并联交替运行的方式，或并联运行与断电隋性交替运行。在该运行速度状态下，无法保障机车可以随时实现制动的可靠性。因为即使平均速度达到要求，但是机车在整个运行过程中的速度是交替变化的。

5 制动性能的改善措施

通过对ZK10-6/550 架线电机车制动距离、牵引能力和运行速度的分析，西曲矿结合该矿井下辅助运输的要求，在保障运输能力的基础上，提出了以下几种技术改进措施，有效地解决了该架线式电机车的制动问题。从西曲矿的应用实践结果表明，改进效果理想[3]。

5.1 增大架线电机车制动力

该架线电机车的闸瓦制动力受轮轨间的黏着力的影响，同时也受到黏着条件的限制。结合西曲矿井下辅助运输的地质条件和运行实际情况，采用在列车中的若干辆矿车上加装制动闸的方式来增大制动力。

5.2 降低架线电机车车速

一般对于电机架线电机车而言，降低及控制机车平均速度的措施主要有：第一，采用机车串、并联交替运行的方式；第二，并联与断电惰性运行的方式。通过实验表明该两种办法尽管可以降低行车速度，但在高速运行状态下实现制动后，无法有效地控制和保障缩小制动距离。西曲矿技术人员通过技术调研，采用调整机车传动比的技术措施，可以有效地实现降低架线电机车车速的状态下，保障机车制动的安全性和可靠性。