第一章绪论煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一，是我们实现四个现代化的重要物质基础，但是我国煤炭工业的发展远不能适应整个国民经济发展的需求，为适应整个国民经济持续高速发展的需求，必须一更快的速度发展煤炭工业，然而，高速发展煤炭工业的出路在于机械化。

煤炭工业机械化是指采掘，支护，运输，提升机械化，而运输包括主要运输和辅助运输，电机车是主要运输设备的一种，我国电机车发展历史大致分为三个阶段：五十年代，仿制设计阶段，从无到有初步发展；六十年代，自行设计阶段；七十年代以后，标准化，系列化发展阶段，产品初步形成标准化，但是到了现代，我国生产的电机车远远不能满足生产能力不同的煤矿的需求。

第一节概述CTY8/6-PG 车是在老的架线车的基础上，采用了增加电机车的某些机械性能经过全面该进后设计发明出来的，是一种有效的矿山主要运输设备。

CTY8/6-PG 型电机车主要用于上山，下山，平巷等综采工作面备的搬迁。

可见，电机车的功用在煤矿行业，机械行业和国民经济中将具有不可忽视的地位。

（一）CTY8/6-PG主要特征，见表-1。

表—1 CTY8/6-PG主要特征（二）CTY8/6-PG技术特点，见表-2。

表-2 CTY8/6-PG技术特点第二章总体设计第一节设计总则1、煤矿生产，安全第一。

2、面向生产，力求实效，已满足用户最大的实际需求。

3、考虑到搬运为主要用途。

4、贯彻执行国家、部、专业的标准及有关规定。

5、技术比较先进，并要求多用途。

第二节已知条件1、设计寿命：t=5000h2、总体质量：m=8T3、型号：蓄电池电机车第三节电机车的组成和结构一、电机车的外部结构图电机车的外部结构图如图-1所示：二、电机车的主要组成部分（一）机车的主要结构：1、车架2、弹簧系统3、轮对4、制动系统5、加砂系统6、电动机7、控制器8、照明灯9、信号灯10、蓄电池。

车架是由左右两侧肋板组成，两端由弹性缓冲器。

轮对轴承为圆锥滚柱轴承，两轮轴各装置单独电动机，由直齿直接带动。

其中，控制器装在驾驶室内，用以操作电机车，制动可采用电气制动或是机械制动，加砂系统可加在路轨上，增大路轨与车轮间的黏着系数以防止启动和加速度时车轮滑动，制动时可采用加砂系统来实现要求。

三、机械部分机械部分主要由车体、框架、走行部件、撒砂装置、司机室、弹簧装置及缓冲装置组成。

它将牵引电动机产生的机械能传递给走行部件，为本机提供牵引动力，即轮缘牵引力。

（一）车体框架车体框架简称车架，是由左侧板、右侧板，前、后端板和中间隔板成一体的框架式结构。

车架通过四组钢板弹簧或弹簧支撑与走行部件的轴承箱上，将车架与行走部件连接起来。

车架的前后端板上装有缓冲器，以减轻冲击和连挂矿车。

车架的前部安装司机室，并设有顶棚。

车架的后部或中部设有两条托架，电源装置座落在托架上，由四个插销连接固定。

（二）走行部件走行部分主要由减速箱、轮对、轴承箱、弹簧联轴器、联轴器、牵引电动机托架、弹性吊挂等组成。

减速器是由球墨铸铁制造。

箱体内装有大小锥齿轮和大小圆柱齿轮，分别用滚动轴承与箱体固定构成减速机构。

减速箱内齿轮均采用润滑油润滑。

轮对由轮轴轮芯、轮圈组成，轮对两端有轴承箱，轴承箱内装有圆锥滚子轴承，车轮的滚动圆直径为580mm，轮圈材质为轮箍钢制成。

EXDⅡ铭牌EXDⅡ图—1 电机车的外形结构机车制动装置采用机械制动。

制动时，司机按顺时针方向旋转手轮，通过丝杠、螺母带动横梁、拉杆及连杆，再带动左右制动闸瓦，可同时对两对轮对的内侧实行制动或缓解。

当制动闸瓦磨损后，可以调整螺钉调节弹簧片，使制动闸瓦和轮缘间保持2~3mm的间隙，并用调整螺钉调节弹簧片，使闸瓦工作面与轮缘踏面间保持间隙均匀，保证制动效果。

其结构如图-2所示：图—2 机车制动装置（三）撒沙装置各车型撒砂装置均采用摇摆震动落砂原理，两组砂箱分别布置在两组轮对的外侧，在机车运行时，可随时操纵撒砂手柄或脚踏板进行撒砂。

撒砂装置所用的砂子应经筛选、烘干方可使用。

撒砂的作用是为了增大机车的粘着力，以保证机车的正常运行。

如图-3所示：加砂系统有两个操作手柄，安装在驾驶室内，上手柄操作前部加砂器，后手柄操作后加砂器，两手柄均由弹簧的弹力来恢复至原来的位置，当拉动一个手柄的手柄臂，将拉杆向左端拉伸，于是摇臂杆上提锥体，与砂底之间打开一缝隙可以使砂子从中落于导轨上，为了保证加砂系统的动作，加砂容器内必须装粒度不大于1mm的沙砾。

图—3 撒砂系统（四）司机室车棚与车架前端部件构成司机室。

车棚由薄钢板焊接而成，可以防止雨水，落岩等，可以保护司机的人身安全。

前端开有瞭望窗，右上角装有照明灯，后部为敞开式。

司机室内设有司机控制器、制动手轮、撒砂手柄、蓄电池过放电容指示计、灯开关等。

（五）弹簧装置弹簧装置由四组钢板弹簧组成。

钢板弹簧分别悬挂在车架左右侧板上，支撑在对轴承箱上，主要起减震和缓冲作用。

（六）缓冲器缓冲器安装在车架的前后端板上，主要起缓冲作用，以减轻对机车与矿车之间的冲击，并起到连挂矿车的作用。

缓冲器外壳由铸钢材料组成，内部装有圆柱弹簧，用两个挡销与弹簧纵板组成缓冲器。

第四节选用电动机应考虑的主要问题一、选用电动机应考虑的问题1、根据负载性质和生产工艺对电动机启动、制动、反转、调速等要求选择电动机的类型。

2、根据负载的转矩、速度变化范围和启动频繁程度等要求来考虑电动机的升温限制、过载能力、启动转矩，选择电动机的功率并确定冷却方式。

所选电动机功率应有余量。

负荷率一般确定取0.8~0.9。

过大备用功率会使电动机的功率降低，对感应电动机最大转矩的校验强度的机械造价提高。

3、根据适用场合环境条件，如温度、湿度、灰尘、瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构形式。

4、根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级和类别。

5、根据生产机械的最高转速和对电机调速系统的过渡性能要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机的额定转速。

除此之外，选择电动机必须符合节能的要求，考虑运行的可靠性设备的供货情况、备品条件的通用性、安装检修的难易度、以及产品的价格建设费用、运行和维护费用和生产过程中前后期电动机的功率等各种因素。

二、对电动机的用途的选择对于石油、化工、煤矿等有爆炸性危险场合所选用的电动机多采用隔爆电机，其隔爆电动机可分为：防爆安全型（A）防爆型（B）和防爆充气型（F）等，其矿用的可在前面加“K”字样，也可不加。

防爆电动机可采用YB系列。

YB系列的隔爆三相异步电动机的使用和维护要点：1、安装前首先对隔爆电动机的防爆类型，防爆级别是否符合使用场合的要求，转子堵住时间是否与保护继电器的性能相适应，2、进线装置应保证电机电缆引入口可靠密封，电缆不得松动，电动机本体及其接线盒必须可靠接地。

3、防爆安全型电动机要经常检测气隙。

4、防爆型电动机在安装时，应检测所有的外壳紧固件是否齐全，外壳是否有裂纹及其他缺陷。

5、隔爆型电动机在维修时，要注意外壳部件上的防爆接触面不得有损伤和腐蚀。

如发现损伤，须按《防爆规程》中的规定进行修补，防爆面不得涂油漆，只允许涂薄层的防锈油脂。

三、对电动机的转速选择电动机的额定转速是根据生产机械的要求而定的，在确定电动机的额定转速时，必须考虑机械减速机构的传动比两者相互配合，经过技术‘经济全面的比较才能确定，通常电动机转速不低于500r/min因为当功率一定时，电动机的转速越低，尺寸愈大，价格愈高，而且效率也比较低，如选用高速电动机，势必加大机械传动比，致使机械部分复杂起来。

要求快速频繁启动，制动的机械，通常使电动机的转动惯量与额定转速的乘积为最小值时，能获得启动、制动最快的选择，在空载（负载很小时）可以启动、制动时，达到快速制动的目的。

四、YB系列电动机的结构YB系列的电动机外壳端盖、接线盒座、接线盒盖等零件组成外部防爆外壳。

选用高强度铸铁制造。

对煤矿井下固定设备用的电动机采用HT25-47牌号铸铁，工厂用电动机采用HT20-40牌号铸铁。

电动机各零部件的隔爆面长度间符合隔爆要求。

YB系列电动机的接线盒具有良好的防爆特性，空腔较大，便于接线，接线盒的外壳防护等级为Ip54，进线方式为橡套电缆和铜管布线两种，接线盒与接线头之间增加一个连通节。

检修时，避免卸下密封圈，以防因经常拆卸二变形或失去弹性，保障隔爆性能。

YB系列电动机按照GB3836.1-83《爆炸环境用防爆电气设备、隔爆性电气设备》以及IEC79-(1971)《电气设备隔爆外壳结构和试验》规定制成。

隔爆型电动机除了有关防爆特殊性要求等规定外，电动机功率与机座号机同步转速的对应关系安装尺寸、冷却方式、安装结构及主要性能指标均与Y系列（Ip44）相同第五节牵引电动机的计算关于牵引力的计算对与车轮与钢轨之间出现了粘着现象，二者之间的摩擦力称为粘着力，这样的摩擦系数称为粘着系数。

电动机的粘着系数等于达到极限粘着力时电动机产生的最大牵引力或制动力与电动机在全部主动轮轴或是制动轴的垂直正压力之比。

表-3 计算粘着系数考虑全部主动轮，那么受粘着条件限制的电动机的牵引力F≤粘度系数⨯粘着质量=1000gpμ=1000⨯9.8⨯8⨯0.25式中：P——电动机的粘着质量tg——重力加速度N/Kgμ——粘度系数二、粘着力与电机车的制动力机械制动装置在矿用电机车上是必不可少的部分，且为闸瓦式的制动装置，在实行制动之前必须首先切断电源。

在制动闸瓦压在车轮轮圈时，在闸瓦和轮圈之间产生的摩擦力f=μN式中：μ——闸瓦和轮圈之间的摩擦系数；N——闸瓦对轮圈产生的正压力。

摩擦力对于车轮说虽是外力。

转矩M=fR可以阻止车轮的转动，但对于制动装置和车轮一样属于电机车的一部分，所以对电机车人属于内力，它并不能直接起到阻止的作用，也就是摩擦力必须借助外力才能产生。

假如钢轨与车轮与钢轨之间无摩擦力存在。

那么，只要用闸瓦稍加制动，轮轴的旋转惯性就会消失，车轮停止旋转而与闸瓦一起随机车整体沿钢轨一起滑动。

但是，实际上由于制动车轮的垂直压力N引起了车轮与钢轨之间的摩擦力的产生，对制动车轮讲就是钢轨作用于轮轴圈的切向力F，其方向与电机车的运行方向相反。

F和f对车轮讲都是外力，且在车轮打滑之前，两者大小相等。

当f增大时F也增大。

但是F得增大受到粘着条件的限制，即F最大等于粘着力。

F≤粘度系数⨯粘着质量=1000gpμ=1000⨯9.8⨯8⨯0.27=21.168KN式中：P——电动机的粘着质量tg——重力加速度N/Knμ——粘度系数如果制动力超过了粘着力时，粘着条件被破坏，车轮停止转动而溜滑这种现象就叫做“闸死”。

产生“闸死”使得电机车的制动效果大大降低，因为这是决定电机车的制动力不是粘着力而是滑动摩擦力，显然滑动摩擦力大大小于粘着力，此外，当轮被“闸死”时，使得车轮轮圈的磨损不均匀，严重时会使电机车在运行过程中产生冲击，所以，实施机械制动时应尽量避免产生“闸死”现象的发生。