1、公司简介湘潭市电机车厂有限公司（湖南韶力电气有限公司）是国内知名的集电机车研发、制造、服务于一体的综合型股份制企业。是全国煤炭行业机电设备、配件定点生产企业，拥有国内矿用电机车行业最为齐全的生产资质和安全资质，产品都取得煤安证、防爆证和生产许可证。主要产品有 1.5t30t 架线式电机车、2.5t25t 蓄电池式电机车、5t60t 平板车以及电机车相关配套设备和配件。ISO9001：2008 质量管理体系在公司得到有效运行， “创一流韶力，造精品机车”理念贯穿公司每个管理环节，致力打造矿山设备研制、开发、生产、服务的专业化平台：与湖南大学、中南大学、湖南科技大学（原湘潭矿业学院）等院校合作，不
2、断创新，开发高科技产品。公司先后拥有电机车 IGBT 斩波调速控制系统、全液压调速控制系统、变频调速控制系统、有轨豪华载人机车等国内领先技术的自主知识产权；不断加大基础建设和精良设备的投入：公司拥有直流电机生产中心、变速箱数控加工中心、铅酸蓄电池加工中心、零件强硬度和动静平衡检测中心和多功能矿用机车测试轨道等先进的生产和检测设备；注重人才的培养、储备、激励：建立了完善的培训机制和激励机制，拥有大批的具备丰富经验的专业技术人员、管理人员和熟练的操作工人；公司拥有遍布全国的销售和服务网点 32 个，总部设有 客户服务中心 ，通过全天候的服务热线响应用户有关机车的技术咨询和服务要求，并建立全面的客户
3、数据库档案； 与国内大中型煤业集团公司、非煤矿业集团公司、工程建设集团公司建立了长期友好的互动合作关系；具有独立进出口企业资格证书，与国内外多家国际贸易公司建立了供需关系。近年产品先后出口到台湾、老挝、越南、俄罗斯、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、刚果、埃塞俄比亚、坦桑尼亚等国，具有广泛的国际影响力；公司积淀了多彩健康的企业文化，倡导快乐工作，快乐生活，快乐人生，人人“重知识、爱学习、勤思考、展活力” ，面对全球金融危机也处变不惊，保持着积极向上的工作和生活作风；公司贯彻强烈的责任意识， “质量、节约、勤奋、谦逊、爱人、感恩、守信、厉行”是公司员工守则。员工对产品负责，公司对社会负责，立志为我国两型
4、社会建设做出贡献。湖南省著名商湖南省著名商 标标 、湖南省名牌、湖南省名牌 产产 品、湖南省高新技品、湖南省高新技 术术 企企 业业 、湖南省高新技、湖南省高新技 术术产产 品、重合同守信用品、重合同守信用 单单 位、 质质 量量 稳稳 定合格定合格 单单 位位 是企是企 业业 的真的真 实实 写照， “韶力韶力 ”人人永永 远远 不会停止前不会停止前 进进 的脚步， 我我 们们 将不断追求将不断追求 产产 品品 创创 新和服新和服 务务 延伸，共 创创 美好明天！美好明天！技技 术术 文文 件件一、概述阳煤集团新景公司井下轨道运输大巷布置分芦南采区和芦北采区两条大巷。芦南采区方向最长运输距离
5、为 8000 米，芦北采区方向最长运输距离为 9800 米。芦北采区方向轨道巷设计巷宽 4.5 米，其中北石门大巷 1100 米2200 米段为原三矿旧巷道，设计宽度为 4.2 米，芦南采区方向轨道巷设计巷宽为 4.5 米。轨道运输大巷由于受采动影响，巷道出现底鼓、挤帮现象，有部分巷道宽度已不达设计宽度，仅达 4.2 米，大巷一帮设水沟兼人行道，另一帮设三趟管路；部分地段在 1.6 米以上的高度设有电缆。新景公司井下运输大巷铺设 30kg/m 钢轨，采用 12t 蓄电池电机车牵引 16车间一角节人车运人；牵引 25 辆 1.5t 矿车运送矸石及材料。现每班人车运行时间为：芦南区需要 5060
6、分钟；芦北区需要 6575 分钟，员工们下车后还需步行 3040 分钟才到达作业区。现 12t 蓄电池机车运输人车平均运行速度为 2.8 米/ 秒，达不到煤矿安全规程规定的 4 米/秒的速度。为提高井下人车运人效率，缩短运行时间，经集团公司研究决定对蓄电池机车进行提速改造，减少员工在井下路途上消耗的时间。二、改造设计的原则和基本思路根据新景公司井下轨道运输大巷实际情况，考虑各种因素后，决定在完全适应新景公司现有井下运输条件下，对改造机车的外形尺寸不作大的调整，即继续采用新景公司现使用的我公司生产的 12t 蓄电池电机车的外形尺寸。改造时，重点考虑四个方面的问题：一是提高运输速度；二是确保牵引力
7、不减小；三是运行稳定性高；四是制动达到国家安全标准。三、改造设计的依据1. 引用标准MT 491-1995 煤矿防爆蓄电池电机车通用技术条件MT 389-2007 煤矿用平巷人车技术条件MT 387-2007 煤矿窄轨矿车安全性测定方法和判定规则MT 334-1993 煤矿铅酸蓄电池防爆特殊型电源装置通用技术条件MT 307-1992 窄轨矿车轮对技术条件GB 7679.4-87 矿山机械术语矿用窄轨车辆JB /T5865-2005 窄轨工矿电机车轮对系列JB/T 3267-91 窄轨工矿电机车用闸瓦JB/T 9495-91 平巷人车JB/T 6480-92 旋转牵引电机基本技术条件JB/T
8、6522-92 窄轨工矿电机车用断路器技术条件JB/T 8743-98 工矿电机车用渐开线直齿圆柱齿轮规范GB 11365 锥齿轮和准双曲面齿轮精度JB/T8742-1998 工矿电机车减速箱技术条件JB/T 8666-1997 工矿电机车司机控制器技术条件2. 计算的依据电机工程手册机械设计手册煤矿安全规程 参与设计人员：何胜辉 （12T提速机车项目负责人，机械工程师）阳 智 （机械工程师）任修勇 （电气工程师）齐强兵 （电气工程师）四、具体改造参数和计算方法（一）牵引性能 12T 机车主要技术参数表参 数名 称 单 位原有机车 改进提速后粘重 t 12 12额定电压 V 192 192小时
9、牵引力 kN 13.9 14.16最大牵引力 kN 29.43 29.43额定速度 km/h 10.4 14.03（4 米/秒）小时功率（牵引电机） kW 222 302最大速度 km/h 20 27轴距 mm 1220 1220电机额定转速 r/min 1190 1470齿轮箱距轨面高度 mm 85 85车轮滚动圆直径 mm 680 680齿轮传动比 14.62 13.4285轨距 mm 600 600车架宽度 mm 1050 1050轨面到车顶高 mm 1600 1600机车总长度 mm 5100 5220控制方式 斩波调速 变频调速制动方式 手制动、空气制动 手、电、空气制动牵引车辆总重
10、(直道上坡不撒砂理论值) t 90 90机车运行坡度 i 3 3储气缸容积 m3 0.0363 0.1098（二）机车计算1. 电机功率选用计算:根据电机工程手册电机车功率计算公式Ph=Fh*Vh/367 （Fh小时牵引力 kgf、Vh小时速度 km/h）Ph=13900N/9.8*14.4/367=55.65kw电机车两台电机每台 27.826kw,改进后选用 30kw 防爆变频牵引电机两台2. 机车的实际额定牵引力计算:根据机械设计手册电机功率与电机转矩计算公式T=P*9549/n （T电机额定输出转矩 N.m、P电机功率 kw、n电机额定转速r/min）T=30kw*9549/1470r
11、/min=194.87N.m转化为电机车轮缘牵引力Fh=T *i*/r*2（i电机车齿轮传动比、传动效率、r车轮半径）Fh=194.87N.m*13.4285*0.92/(680mm/2)*2 台= 14.162kN实际额定牵引力=14.162kN原小时牵引力 13.9kN牵引力满足要求3. 电机车实际额定速度计算： Vh=n*d/i（i电机车齿轮传动比、n电机额定转速 r/min、d车轮直径）Vh=1470 r/min*680mm*3.1415 *60/13.4285/1000000= 14.031/h12T 蓄电池式电机车计算书 根据电机工程手册项目 参数电机车重量： P= 12 吨机车运
12、行坡道： i= 3弯道半径： R= 10 m轨距： b= 600 mm轴距： 1220 mm机车滚动圆直径： = 680 mm机车小时制速度： Vh= 14.03 km/h电机车理想状态下临界角度： 13.60403 度 启动摩擦系数 =0.2421、 机车最大牵引力的计算：机车最大牵引力 ： Fmax= 2400 kgf 23.52 KN不撒砂起动时的粘着系数： = 0.2小时制功率： Ph= 55.04959 kW小时制牵引力： Fh= 1440 kgf 14.112 KN倍数： 0.62、机车牵引车辆总量的计算:电机车的单位基本运行阻力： o=3.003659 kgf/tf机车最大横截面
13、积 A= 1.68 m2速度 V= 14.03 km/h车辆的单位基本运行阻力： o=3.5 kgf/tf单位坡道阻力： i= 3 kgf/tf电机车或车辆的单位弯道阻力： r= 31.5 kgf/tf Lr/Lc=1弯道半径 R= 10 m起动时的单位附加阻力： q= 1.75 kgf/tfa.按列车在坡度起动条件来校核牵引的车辆总重 Q： 取值 0.8倍Q=F“max-P(o+i+r+q+102(1+)p*a)/(o“+i+r+q+102(1+)Q*a)弯道上坡时 Q= 42.39992 tf 33.919935弯道水平时 Q= 46.38106 tf 37.104848弯道下坡时 Q=
14、50.99092 tf电机车的旋转部分惯性系数 (1+)p= 1.3车辆的旋转部分惯性系数 (1+)Q= 1.04最不利的情况下机车平均起动加速度 a= 0.04 m/s2b.按列车在直道起动条件来校核牵引的车辆总重 Q：Q=F“max-P(o+i+q+102(1+)p*a)/(o“+i+q+102(1+)Q*a)直道上坡时 Q= 113.8952 tf 91.116177直道水平时 Q= 137.7119 tf 110.16956直道下坡时 Q= 172.6424 tf机车平均起动加速度 a= 0.1 m/s23、机车制动力和制动距离的计算:a.制动力的计算： fmax= 2400 kgf运
15、行时的粘着系数： = 0.2b.制动距离的计算：S=Voto/3.6+4.17(Vo-Vt)/(fo+o+r+i)弯道上坡时 S= 18.0494 m直道下坡时 S= 43.93754 m水平直道 S= 38.82601 m机车制动时的初速度 Vo= 14.03 km/h制动准备时间 to= 1 s机车单位重量的制动力 fo= 20 kgf/tf牵引的车辆总重 Q= 90 tf制动时的粘着系数 = 0.17列车的单位基本运行阻力 o= 3.5（三）制动距离计算已知条件：牵引人车 16 节，人车自重 1.36T，每节载人 12 人；牵引矿车25 节，矿车自重 0.718T，载重每节 1.5m3,
16、最大坡度 31.负载计算：(假设人均重量为 70kg, 根据机械设计手册查得碎石比重为 1.322 T/m3 ,这里取中值 1.7 T/m3)人车：Q1=(1.36T+(70/1000)*12 人)*16 节=35.2T矿车：Q2=(0.718T+1.7*1.5m3)*25 节=81.7T12T 牵引车辆总重(直道上坡不撒砂理论值; 机车运行坡度 3)=90T12T 机车牵引性能满足要求 2.电机车运输的制动计算:为了确保机车运输的安全， 煤矿安全规程(以下简称规程)对煤矿机车运输列车的制动距离做了明确的规定，即“列车制动距离，运送物料时不得超过 40m，运送人员时不得超过 20m“。按最不利
17、状态直道下坡时制动距离的计算：a. a.单独牵引人车单位制动力 fo = 1000P/(P+Q)制动时的摩擦系数：=0.17fo = 1000*12*0.17/(12+35.2)=43.22 kgf/tf制动准备时间 to=1s列车的单位基本运行阻力 o=3.5单位坡道阻力：i=3kgf/tfS=Voto/3.6+4.17(Vo-Vt)/(fo+o +i)Sa=14.03*1/3.6+4.17*(14.03*14.03-0*0)/( 43.22+3.5-3)=22.67mb. b.单独牵引矿车单位制动力 fo = 1000P/(P+Q)制动时的摩擦系数：=0.17fo = 1000*12*0.
18、2/(12+81.7)=21.77 kgf/tf制动准备时间 to=1s列车的单位基本运行阻力 o=3.5单位坡道阻力：i=3kgf/tfS=Voto/3.6+4.17(Vo-Vt)/(fo+o +i)Sb=14.03*1/3.6+4.17*(14.03*14.03-0*0)/( 21.77+3.5-3)=40.75m通过上面计算可知牵引人车矿车时额定速度下制动制动距离不能满足煤矿安全规程的要求。解决办法：a. a.有预见的制动，制动前减速b. b.制动时撒砂，增加制动时的摩擦系数c. c.增加电机车制动粘着重量,加挂专用制动车或将矿车改装成有闸矿车，这需要在电机车和矿车上加装压气制动装置。以
19、牵引矿车满载 90T 为例：制动前减速至 10km/h，直道下坡时制动距离 S=23m制动时撒砂，制动时的摩擦系数：=0.25，制动距离 S=33m将 2 节人车改装成有闸矿车，在电机车和人车上加装压气制动装置，制动速度为 14.03km/h,制动距离 S=18.9m综上所述建议在电机车和人车上加装压气制动装置，由电机车上的制动机操纵全列车制动与缓解注：以上计算是在不撒砂起动时的机车最大牵引力，撒砂起动时的机车最大牵引力为 29.43kN，制动距离是按坡度 3、制动时的摩擦系数 取 0.17 的计算数值，根据电机工程手册制动时的摩擦系数 可取 0.170.2，本方案按最不利的情况计算，如果制动
20、时的摩擦系数 取 0.2 时制动距离有所缩短，实际制动距离会随实际工况不同而有所不同。（四）提速机车概述1.机车主要技术参数（见 12 机车主要技术参数表）2.机车概述电机车外形见图 2，机车采用双司机室结构，整车加长，副司机室加长，两司机室长度一致为 865mm，机车配备 LED 红白子母灯、瓦斯断电仪、电喇叭，变频司控具有速度、电压、容量显示，门槛往内移，并下移 100mm，便于人员进出司机室，减速箱采用电机直连方式取消联轴器，结构简单，解决了连接部位的漏油问题（本公司 14T、20T 机车都是采用这种连接） ，配备 3 个储气缸，储气缸总容积为原来的 3 倍，机车两端留有气源接口，便于为
21、挂车提供制动气源，采用 CA-10 汽车用脚踏阀，制动时司机脚踩制动脚踏板，制动力随脚踩力量的增加而增加，制动力不够时加大脚踩的力量，随脚踩力量的不同可实现减速制动、常规制动、紧急制动，制动可靠，便于控制制动缸压力以减少制动产生的冲击。3.机车特点a. 改造后，采用一体化变频调速控制系统（另介绍） ，起动力矩大，具有延时起动和加速起动，随着每节车箱进入运行状态，机车速度不断增加，直至正常工作速度，机车运行稳定性能发挥正常。b. 采用 CA-10 汽车用脚踏阀，便于控制制动缸压力以减少制动产生的冲击，增加了机车的稳定性。c. 采用变频调速，电制动性能良好可靠，在常规减速制动时使用电制动即可达到使用要求。d. 由于采用了能量反馈，在制动时电动机变成了发动机，将能源反馈到电瓶上，增加了电瓶的有效工作时间，因此不会由于加大电机功率而减少运输时间。图 1 走行装置原来的走行装置改进后的走行装置e. 采用 30kw 电机 192V 电源 12T 变频机车我公司已生产了十几台，实际运行良好。12T 机车的改进是系统工程，以上只是重点从安全性能方面作介绍，电气方面使用的是成熟配置故未作具体介绍，使用单位如果需要了解可和我公司技术中心联系，公司将有关技术问题专题解答。联系电话 073157808222 转 8307
