矿用电机车选型计算一、原始资料：矿井年产量60万t/年，出矸率为15%的一级瓦斯矿井矿井采用7t架线机车和1t标准固定式矿车轨距为600mm，轨道平均坡度为3%0矿井生产采区分为两个，其运输距离分别为 L1=2114m L2=2602m两采区年产量分别为 A1=15.6万t A2=15.3万t 井底和采区车场调车时间分别为13.5min和8min矿井年工作日为300d,采用两班运煤,一般整修二、列车组成的计算1.加权平均运距为L＝（L1Q1＋L2Q2）/（Q1＋Q2）＝（2.114×15.6＋2.602×15.3）/(15.6＋15.3）＝2.36(km)2.选择电机车的粘着质量矿井采用7t架线机车和1t标准固定式矿车查《矿山运输及提升设备》表3-1矿用架线电机车技术规格表选ZK7-6/250型矿用架线电机车，其参数见表1表1电机车的主要技术参数查《矿山运输及提升设备》表3-4矿车基本参数选MG1.1-6A型固定式矿车，其主要技术参数见表2表2矿车技术参数3.按电机车的粘着质量计算重车组质量PgψQZ≤——————————P(W'Z+i p)g+1.075a7*9.8*0.24= ——————————————7(0.0135+0.003)9.8+1.075*0.04=73.47 t式中：P——机车质量，P＝7t；ψ——粘着系数；取ψ＝0.24；W'Z——重列车起动的阻力系数，查《矿山运输及提升设备》表3-9取W'Z＝0.0135i P——轨道的平均坡度；i P＝0.003；a——列车起动的加速度m/s2；取a＝0.04 m/s2；4.按牵引电动机温升计算平均运行速度:VP=0.75V ch=0.75*16.9=12.7km/h(查表3-1可得V ch=16.9km/h)列车运行时间2L 2*2.36*1000T y= ————= —————=22.3min60VP60*3.53T y22.3τ= ————= ————= 0.53T y+θ22.3+21.5式中: θ——调车及休止时间，一般可取18~22minT y——总的运行时间查表 3-1 可得长时制轮缘牵引力 F ch =3332 NF ch Q Z =————————— — P 1000 a τ(W Z -i d )g 3332 = —————————————— — 7 1000 *1.15*53.0*(0.009-0.002)9.8=51 t式中F ch ——牵引电机的长时牵引力，N, F ch ＝3332 Na ——调车系数，运距大于2km 时取1.15τ——相对运行时间W Z ——重列车运行的阻力系数，查表3-9；取W Z ＝0.009 i d ——等阻坡度，一般i d ＝0.0025.按制动条件计算V ch 2 4.692减速度 b= ———— = ———— =0.275 m/s 22L Z 2*40Pg ψ Q Z =————————— — P (i p -W Z )g+1.075b7*9.8*0.24 =———————————— — 7 (0.003-0.009)g+1.075*0.275=38.9 t由上条件求出Q Z 选其中取较小值Q Z =38.9 t 来计算车组中的矿车数6. 车组中的矿车数Q Z 38.9Z = ———— = ———— = 24.16 辆G+G 0 0.61+1取Z = 24辆式中：G ——— 矿车质量G 0——— 矿车中货载质量三、列车组成的验算按上述方法确定了车组中矿车数Z = 24辆，还要验算实际的电机温升和列车制动距离。
其原因是：按电动机温升计算矿车数，是按等阻坡度，并以加权平均运输距离为条件来计算的；按制动条件计算车组质量时，是用电机车的长时速度计算的减速度。
①验算实际电动机温升按在平均坡度i p 上及最长运输距离L max 来验算。
a.计算列车运行时的牵引力重列车下坡运行时的牵引力F z ＝1000[P ＋Z(G ＋G 0)]( W Z -i p )g＝1000[7＋24(0.61＋1)]( 0.009-0.003) ×9.8＝2683.6 (N)空列车上坡运行时的牵引力F k ＝1000(P ＋ZG 0)(W K ＋i p ) g＝1000(7＋24×0.61)( 0.011＋0.003) ×9.8＝2969 (N)式中W K ——空列车运行的阻力系数，查表3-9取W K ＝0.011 b.每台电动机的牵引力F zh ′＝ F z /n d ＝2683.6/2 ＝ 1341.8(N)F k ′＝ F k /n d ＝2969/2 ＝ 1484.5 (N)式中n d ——电机车的实际电动机的台数c.确定机车的实际运行速度根据F zh ′和F k ′查牵引电动机的特性曲线《矿山运输及提升设备》图3-10得重列车运行时的电机电流I z ＝30A 实际运行速度V z ＝ 17.5km/h=4.86m/s 和空列车运行时的电机电流I k ＝33A 实际运行速度V k ＝17km/h =4.72 m/s重列车平均运行速度 V zp =0.75V z =0.75*4.86=3.64 m/s空列车平均运行速度 V kp =0.75V k =0.75*4.72=3.54 m/sd.计算重、空列车在最大运输距离上的运行时间t zh ＝1000L max / 60V zp ＝1000×2.6/60*3.64＝11.9(min)t k ＝1000L max / 60V kp ＝1000×2.6/60*3.54＝12.2(min)式中：L max ——最大运输距离，L max ＝2.6 km ；e.计算等效电流I d ＝α[(I z 2 t z ＋I k 2 t k )/( t z ＋t k ＋θ)]0.5＝1.15[(302 ×11.9＋332× 12.2)/( 11.9＋12.2＋20)]0.5 ＝26.68 (A)f.检验温升条件I d ＝26.68A ≤ I ch ＝34A 能满足温升条件②验算制动距离按重列车运行速度和最大制动减速度验算制动距离。
制动时的减速度为P ψ＋[P ＋Z(G ＋G 。
) ]( W Z —i p ) b ＝ ———————————————— 0.11[P ＋Z(G ＋G 。
) ]7×0.17＋[7 ＋24(1＋0.61) ]( 0.009—0.003)＝ ———————————————————— 0.11[7 ＋24(1＋0.61) ]＝0.29 (m/s 2)式中：b ——制动时的减速度，m/s 2ψ——制动状态的粘着系数，ψ＝0.17实际的制动距离为V Z 2 4.862 l Z ＝ —— ＝ ———— ＝ 40.69 (m) 2b 2×0.29式中：v zh ——重列车运行速度，m/s ；因l Z 40m ；故不能满足要求。
这时可采取减少矿车组中的矿车数来调节，将矿车组中矿车数减少为20辆来计算P ψ＋[P ＋Z(G ＋G 。
) ]( W Z —i p ) b ＝ ———————————————— 0.11[P ＋Z(G ＋G 。
) ]7×0.17＋[7 ＋20(1＋0.61) ]( 0.009—0.003)＝ ———————————————————— 0.11[7 ＋20(1＋0.61) ]＝0.33 (m/s 2)实际的制动距离为V Z 2 4.862 l Z ＝ —— ＝ ———— ＝ 35.7 (m)2b 2×0.33故经减少矿车组中的矿车数后l Z小于40m，因此能满足要求四、电机车台数的确定机车往返一次所需要的时间1000L1000L 1000×2.361000×2.36T＝———＋———＝—————＋————60V zp V kp 60×3.64 60×3.54= 42.5 s一台机车在一个班内能往返运行的次数60T b60×7n＝———＝—————＝10 (次)T＋θ42.5式中：T b——电机车每班工作小时数，因需运送货载取T b＝7h；T——机车往返一次的运输时间，min ;L——加权平均距离，km；每班需要运送煤矸的列车数N hK1K2A b 1.25×1.2×666.67N h＝———＝————————＝50 (次)ZG 20×1式中：K1——运输不均匀系数，取K1＝1.25K2——矸石系数，取K2＝1.2A b——每班的运煤量，t/班；取A b＝600000/300/3＝666.67(t/班)Z——车组中的矿车数；G——矿车载重，t。
每班所需运行的总次数Z oN0＝N h＝50(次)⑸确定工作电机车台数N oN o＝N0/ n＝50/ 10＝5(台)⑹矿井电机车总台数NN＝N o＋N b＝5＋0.25*5＝6.25(台)N b——备用电机车台数，N b ＝0.25 N o＝0.25 ×5＝1.25(台)故矿井电机车总台数应为7台。