架線式電機車：

蓄電池式電機車：

1）架線式電機車的工作系統(tǒng)：交流電在變流所整流后，正極接在架空線上，負極接在軌道上。機車上的受電器（集電弓）與架空線接觸，將電流引入車內(nèi)，經(jīng)車上的接觸器和牽引電動機，再經(jīng)軌道流回。

架線式電機車是借受電弓從電路上取得電能的。當電機車運行時，受電弓沿著架空線滑動。架線式電機車的供電方式是，由中央變電所引來的高壓電纜，供給牽引變流所三相交流電源，經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)低壓電纜送到變流設備，將交流電變?yōu)橹绷?。直流電源的正極通過供電電纜與架空線導線相連接，期間的接點成為供電點，其負極通過回電電纜與軌道連接，相應的接點稱為回電點。工作時，沿軌道運行的電機車上部，靠受電弓接觸架空線獲取電能，下部則利用車輪與軌道接觸，構(gòu)成一個回路，使牽引電動機工作，從而使電機車牽引礦車行駛。

2）架線式電機車的工作系統(tǒng)：由上所述，架線式電機車的運行軌道，同時又是電流回路的導線。為了減少牽引電網(wǎng)的電壓降，一般在鋼軌的接縫處利用導線或銅片連接，以減少接縫處的電阻。優(yōu)缺點：架線式電機車的結(jié)構(gòu)簡單，維護容易，運費低，但電弓常冒火花，不能在有瓦斯爆炸危險的礦井使用。

目前井下用的架線式電機車，有3噸，7噸、10噸、14噸、20噸等幾種。

架線式電機車運轉(zhuǎn)設備包括列車和供電設備兩部分。列車是由電機車和礦車組組成；供電設備是由牽引電網(wǎng)和牽引變流所組成。

牽引電網(wǎng)是由架空線和軌道向架線式電機車供應電能的網(wǎng)絡，由饋電電纜、回電電纜、架空接觸線和軌道四部分組成。

牽引變流所中的主要設備有變壓器、整流器和直流配電設備等，牽引變流所一般與井底車場變電所在一起或在附近峒室中。

1）架線式電機車的工作系統(tǒng)：

1）架線式電機車的工作系統(tǒng)：

在選擇電機車型號時，應根據(jù)階段運輸量，運距、裝礦方式、裝礦點集中與否等因素綜合考慮來決定。

一般裝礦點分散，溜井貯礦量小，應考慮選擇小噸位電機車；若運距較長，裝礦點集中，溜井貯礦量大，則應選用大噸位電機車。例如階段運輸量僅8～15萬噸／年，可選用1～3噸電機車，匹配容積為0.5～1.2米3的礦車；當階段運輸量大于100萬噸／年時，應選用10～14噸電機車，匹配2～4米3礦車。

2）電機車的工作原理：

電機車是將電能轉(zhuǎn)化為機械能。電動機從電源獲能量開始運轉(zhuǎn)，經(jīng)傳動系統(tǒng)輸出到機車動輪上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩M，此轉(zhuǎn)矩可用一力偶表示，對于機車作用來說，其中一力與摩擦力相抵消，另一個力沒有被平衡，成為電機車的牽引力。牽引力形成的先決條件是粘著力（摩擦力）的存在，其大小受摩擦力的限制，因此牽引力小于或等于摩擦力。

電機車的起動是通過逐步加大牽引電極的端電壓，以提高電動機的轉(zhuǎn)矩，增大電機車的牽引力。

電機車的調(diào)速靠改變電動機的端電壓或頻率來實現(xiàn)。

電機車的制動是采用電制動或機械制動。

3）電機車的型號和主要技術特征：

電機車型號的表示方法如下：

電機車的主要技術參數(shù)：

1、粘著重量：在電機車水平輪對下，水平軌面上所承受電機車質(zhì)量的垂直壓力。用“噸”表示。

2、額定電壓：550V

3、牽引電動機臺數(shù)：單機或雙機。

4、小時制：電動機在固定裝置上工作一小時，而不致使其任何部分的溫度高于所允許的額定值。

5、長時制：電動機在固定裝置上，長時間連續(xù)工作，不致使其任何部分的溫度高于所允許的額定值。

2）蓄電池式電機車：

是由蓄電池供給電能的。

優(yōu)點：無火藥引爆危險，不需架線，運輸線路不受限制，靈活。

缺點：需充電設備，初期投資大，運輸費用較高。

蓄電池式電機車運輸設備由列車、供電設備、軌道組成。但軌道不在供電系統(tǒng)中。

蓄電池式電機車的供電設備由變流所和充電室的設備組成。

礦用電機車的優(yōu)點：A牽引力大；b維護費用??；c可改善勞動條件；

電機車運輸?shù)娜秉c：A基建投資較大；b需較大的巷道斷面；c產(chǎn)生不良的泄漏電流。

電機車運輸?shù)陌l(fā)展方向：A 電機運輸高度自動化；B 使用新型電機車；C 改進礦車結(jié)構(gòu)使用大容量的礦車。

礦用電機車的機械設備及電氣設備

礦用電機車由機械和電氣設備組成。

機械設備包括：車架、輪對、軸承和軸箱、彈簧托架、制動裝置、齒輪傳動裝置、撒砂裝置、緩沖器和連接器、警鐘等。

電氣設備包括：牽引電動機、控制器、受電器、變阻器、保護和照明裝置等。

電機車的機械設備組成：

車架、輪對、軸承和軸箱、彈簧托架、制動裝置、加砂裝置、齒輪傳動裝置及連接緩沖裝置等。

(一)車架

車架是機車的主體， 是安裝的基礎。承受縱向水平載荷和橫向水平載荷。

車架有板式、梁式和整體式三種。一般為板式，由鑄鐵和壓延鋼制造，由若干塊側(cè)面和橫面鋼板組成，各鋼板之間用焊接或螺栓連接。

車架的技術要求：

1、車架的強度通常應能承受2—2.5倍的電機車重量的縱向水平力。

2、一般用25—50mm厚的鋼板制作。

(二)輪對

輪對與軸相連，承受電機車的全部載荷，同時與鋼軌粘著，并產(chǎn)生牽引力和制動力使機車運行和停止。

輪對是由兩個車輪壓裝在一根軸上而成。

車輪兩種類型：

（1）輪箍和輪心熱壓裝在一起的結(jié)構(gòu)

（2）整體車輪。

(三)軸箱

軸箱是軸承箱的簡稱，內(nèi)有兩列滾動軸承，與輪對兩端的軸頸配合安裝。

軸箱兩側(cè)的滑槽與車架上的導軌相配，上面有安放彈簧托架的座孔。車架靠彈簧托架支承在軸箱上，軸箱是車架與輪對的連接點。軌道不平時，輪對與車架的相對運動發(fā)生在軸箱的滑槽與車架的導軌之間，依靠彈簧托架起緩沖作用。

軸承箱的組成：軸箱體、氈墊、止推環(huán)、軸承、止推蓋、軸承箱端蓋和軸承端蓋。

技術要求：

1、用鑄鋼制成。

2、軸承箱導向槽與導向板之間的間隙：沿行車方向不大于5mm，沿車軸方向不大于7mm。

(四)彈簧托架

組成：彈簧、連桿、均衡梁構(gòu)成一個組件。

作用：緩和運行中對機車的沖擊和振動。

彈簧：一付板簧或橡膠彈簧和加裝液壓減振缸。

(四)彈簧托架

1—均衡梁；2—板彈簧；3—軸箱；4—彈簧支架

1、板彈簧有一定的正向撓度。

2、板彈簧用55#以上的硅鐵合金鋼制作。

3、共四組，前后兩組不能互換。

(五)齒輪傳動裝置

齒輪傳動裝置由主動輪、從動輪和齒輪罩三部分組成。

礦用電機車的齒輪傳動裝置有兩種形式：

1、獨立傳動 在這種傳動裝置中，每個主動輪軸分別由單獨的牽引電動機傳動。

2、組合傳動 在這種傳動裝置中，電機車的兩個主動輪軸共有一臺牽引電動機傳動。

電機車的齒輪傳動形式有兩種：

（1）單級開式齒輪傳動 只使用一對齒輪把牽引電動機的轉(zhuǎn)矩傳遞到輪對。

（2）兩級閉式齒輪減速箱傳動 適用高速牽引電動機，該傳動裝置提高了減速比，齒輪嚙合狀態(tài)好，密封較嚴，潤滑條件好，使用壽命長。

(六)制動裝置

作用：保證電機車在運行過程中能隨時減速或停車。

電機車的制動裝置 有電氣制動和機械制動兩種。

類型：氣動閘、液壓閘和手動閘三種。

電氣制動是采用動力制動，也稱能耗制動。其原理是牽引電動機在一定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)動機，將電機車滑行的動能轉(zhuǎn)變電能，產(chǎn)生電流方向與原來的相反，轉(zhuǎn)矩也隨之相反，使電動機軸上產(chǎn)生制動力。

電氣制動的優(yōu)點是：不磨損機車的車輪和閘瓦。

電氣制動的缺點是：制動力隨列車的行駛速度降低而減少，不能使列車完全停止。

機械制動裝置又稱為制動閘。它的作用按其操作動力可分為氣動閘、液壓閘和手動閘三種。

手動是最基本的控制方法。無論采用氣動和液壓控制，都應加手動控制，以提高制動的可靠性。

手動閘的組成：由手輪、止反閥、絲杠、螺母、平衡板、拉桿、制動桿、閘瓦、正反向調(diào)節(jié)螺絲等組成。

技術要求：

1、閘瓦裝在車輪水平中心線以下，使閘瓦的壓力中心線同車輪水平中心線成15º夾角。

2、司機加在手輪上的力為12—16kg時，閘瓦的最大壓力等于電機車粘重的70—75%。

(七)撒砂裝置

作用：用來向車輪前沿軌面上撤砂，以增大車輪與軌道間的摩擦系數(shù)，從而獲得較大的牽引力或制動力 ，保證機車安全運行。

撒砂的方法：手動和氣動兩種。

砂箱內(nèi)裝的砂子應是粒度不大于1mm的干砂。

撒砂裝置由： 拉把或踏板、拉桿、砂箱、搖臂、錐體、出砂導管、彈簧、壓氣系統(tǒng)組成。

技術要求：

1、操縱系統(tǒng)應方便、靈活、易操縱。

2、砂咀應對準軌道中心線。

(八)連接緩沖裝置

礦用電機車的兩端有連接緩沖裝置。為能牽引具有不同高度的礦車，電機車的連接裝置一般是做成多層接口的。

架線式電機車上采用鑄鐵的剛性緩沖器；蓄電池式電機車上則采用帶彈簧的緩沖器，以減輕電池所受的沖擊。

（九）牽引電動機懸掛裝置

牽引電動機懸掛裝置用來支托和固定電動機，減少和緩解車軸傳給牽引電動機的沖擊和振動。

牽引電動機的懸掛方位同電機車車軸的配置方法分為：外邊式、內(nèi)邊式、順序式三種。

外邊式：電動機在車軸的兩外側(cè)，使電機車軸距變小，兩端沉重，穩(wěn)定性降低，運行不平穩(wěn)。

內(nèi)邊式：電動機在車軸的兩內(nèi)側(cè)，增加了穩(wěn)定性，但軸距增大。

順序式：電動機懸掛在車軸的同一側(cè)。

（十）受電弓架

受電弓架是支撐受電弓，靠彈簧作用使受電弓在不同高度的架線下保持良好的接觸，受電弓架由鋼板架、管式框架、拉力彈簧和調(diào)節(jié)器等組成。

受電弓的技術要求：

1、起降靈活、絕緣良好。

2、彈簧拉力使受電弓對架線的接觸壓力保持在3.5—5.5kg之間。

3、使受電弓高度保持在距軌面1.8—2.2米之間。

電機車的電氣設備分為主要電氣設備和輔助電氣設備。

主要電氣設備有：受電弓、自動開關、控制器（脈沖調(diào)速裝置、變頻器）、電阻器、牽引電機、空氣壓縮裝置等。

輔助電器設備有：逆變電源、照明裝置、電喇叭（警鈴）、電源箱。

（一）牽引電動機

牽引電動機都采用直流電動機，是電機車的主要設備之一。

直流電動機按勵磁方式分為：他勵電動機、并勵電動機、串勵電動機和復勵電動機，目前礦用電機車都采用直流串激電動機。

直流串激電動機具有以下特點：

（1）直流串激電動機起動時，能以較小的起動電流獲得較大的起動牽引力。

（2）直流串激電動機的牽引力和轉(zhuǎn)速能根據(jù)列車行駛條件及運行阻力，自動地進行調(diào)節(jié)，這是由于它具有“軟”牽引特性。。

（3）兩臺串激電動機并聯(lián)工作時，負荷分配比較均衡。

（4）牽引電網(wǎng)的電壓波動時，只影響直流串激電動機的轉(zhuǎn)數(shù)，而不影響其牽引力。

（5）直流串激電動機結(jié)構(gòu)簡單，與同功率的其它型式電動機相比。其體積和質(zhì)量都較小。

（6）直流串激電動機的調(diào)速性能較差，但因礦用電機車對調(diào)速性能要求不高，所以影響不大。

（二）電阻

電阻是牽引電動機進行起動、調(diào)速和電氣制動的重要裝置。電阻一般采用帶狀電阻。帶狀電阻是用不同斷面高電阻率的銅或鐵鉻鎳合金帶做成的螺旋狀電阻。

（三）受電弓

受電弓是架線式電機車用以從架空導線獲取電能的裝置。

受電弓由弓圈、接觸件、絕緣棒、導線和導線連接螺栓組成。

受電弓的滑動接觸部分采用碳素滑板和鑄鋁滑板。碳素滑板是一種以石墨為主的多種材料加壓、焙燒成形。它具有潤滑、抗磨、導電性能好、抗電灼和使用壽命長等優(yōu)點。鑄鋁板易受電火花灼傷和磨損，使用壽命短。故多使用前者。

（四）自動開關

自動開關是架線式電機車的電源總開關，有過電流保護裝置。

自動開關由操作機械和銜鐵機械兩部分組成。操作機械有合閘和跳閘用的手傳動裝置及靜動觸頭；銜鐵機械有過電流線圈、消弧線圈等。

（五）蓄電池組

蓄電池組是蓄電池電機車的電源裝置，由許多個蓄電池組成。蓄電池組的主要技術特征是額定電壓和額定容量。蓄電池的容量是：充足了電之后，以恒定電流，連續(xù)放電至端電壓為極限電壓時為止，其放電電流與放電時間的乘積，單位為A·h。

蓄電池的容量與放電電流有關，放電電流愈大，容量愈小。電機車的蓄電池一般以5h制（即放電時間為5小時）為額定標準。

礦用蓄電池有一般型和防爆特殊型兩種。礦用一般型沒有防爆性能；防爆特殊型有防爆性能。防爆特殊型蓄電池的防爆性能，不是依靠采用隔爆外殼，而是在蓄電池本身和蓄電池箱內(nèi)采用特殊措施，使蓄電池在正常和故障時不發(fā)生電弧或電火花，消除火源，并防止氫氣在箱內(nèi)聚集的辦法，使蓄電池箱內(nèi)不產(chǎn)生爆炸的因素，達到防爆目的。

（六）電控裝置

電控裝置是控制牽引電動機和電機車運行的重要設備。它的作用是操縱電機車前進或后退運行的方向，并控制電機車的起動、調(diào)速、停車及電氣制動。按控制方式分為兩種，一種是利用控制器進行控制的有觸點的電控裝置，另一種是利用晶閘管脈沖調(diào)速（或變頻器）的無觸點的電控裝置。

(七)電機車運輸信號

信號與通訊裝置是電機車運輸系統(tǒng)的重要組成部分。信號與通訊裝置齊全可靠，是列車安全運行的必備條件。電機車司機只有熟悉所行駛線路的所有信號與通訊裝置的作用，掌握信號與通訊裝置的使用方法和要求，嚴格按調(diào)度命令和信號指令行車，才能保證電機車有序、高效、安全地運行。

1.電機車運輸信號的種類

電機車運輸信號分為固定信號和移動信號兩類。固定信號用燈光顯示，燈光有紅、黃、綠(藍)3種。地面信號機固定在桿子上，井下信號機固定在巷道內(nèi)。

移動信號用旗語、鳴笛、響鈴、口哨向司機、掛鉤工或行人顯示。地面運輸，晝間用旗語，旗語可分為紅、黃、藍3種顏色，其顯示方法與標準機車基本相同；夜間用燈光顯示，燈光有紅、黃、綠3種顏色。

2．電機車運輸信號的規(guī)定

(1)燈光信號：

①專用色燈信號：紅色——停車；黃色——注意或減低速度；綠(藍)色——按規(guī)定速度行車。

②機車和列車尾部紅燈是防止追尾信號。司機發(fā)現(xiàn)時要根據(jù)距離的大小采取減速行駛或緊急制動的方法，防止事故發(fā)生。

③礦燈代用的臨時信號：左右擺動為開車；上下擺動為停車；急速的上下擺動為緊急停車。

2．電機車運輸信號的規(guī)定

(2)聲響信號：

①司機開車前必須先鳴笛或響鈴。

②兩列車交會時，發(fā)現(xiàn)行車前方有行人或車輛時，司機應鳴笛或響鈴。

③使用電鈴或口哨時：一長聲為停車，二短聲為向前慢行，三短聲為向后慢行，二長聲為向前行，三長聲為向后行。需要說明的是，各礦對燈光和音響信號使用方法的規(guī)定并不一定完全相同，所以在執(zhí)行中仍要結(jié)合本單位的具體規(guī)定進行操作。