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摘 要： 电机车运输是矿井运输中极为重要的部分，广泛应用于矿山地面及井下运输，是矿井水平巷道长距离运输的主要方式。电机车在运转时，会出现一些机械或电气方面的故障，这些故障的存在给煤矿企业带来很大的经济损失。因此预防和预防处理电机车常见故障，不仅能提高电机车的运转率，保障矿井运输系统畅通无阻，而且对于提高矿井的经济效益和社会效益方面也发挥着重要的作用。
关键词： 电机车；机械故障；电气故障；预防措施
中图分类号：TD64 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）1210137-01
0 引言
电机车是煤矿运输中的重要运输工具之一，尤其是长距离水平巷道（坡度在3～5%以下）。其主要优点是运输能力大（因运行速度高）和运输费用低（因所需辅助人员少、维护简单和动力消耗小）；研究电机车的常见故障及预防措施对于煤矿的和谐健康发展有着重要的现实意义。
1 电机车分类
矿用电机车分为架线式和蓄电池式两类。架线式电机车可用于非瓦斯矿和一、二级瓦斯矿井进风的主要运输巷道内，对于三级瓦斯矿中砌碹的主要进风巷道内，经省（区）煤炭工业局批准也可使用。蓄电池电机车的价格昂贵，且需经常充电，所以只在不允许使用架线式电机车的场所使用。例如三级和没有瓦斯喷出或煤和瓦斯突出煤层的超级瓦斯矿井的进风巷道中，要使用矿用安全型蓄电池机车。架线式电机车采用直流电源，电压有250伏和550伏两种，在牵引变流室内，交流电经交流设备变为直流电，电流由架设在运输轨道上空的架空线输送，通过电机车的集电弓引入电机车的电动机，并经轨道回到交流室，构成电流回路。电动机运转后，即传动电机车车轮转动，于是牵引电机车及其拖挂的矿车在轨道上运行。煤矿井下广泛使用的是直流架线式电机车和蓄电池电机车。架线式电机车的主要优点是结构简单和工作可靠，主要缺点是架线与电机车的受电弓之间会产生电弧火花，使其在煤矿井下的使用范围受到限制。所以，架线电机车主要用于非瓦斯矿井及全风压通风的低瓦斯矿井的主要运输巷道内。在后一种情况使用时，巷道支护必须使用不燃性材料。
2 矿用电机车结构
矿用电机车的构造包括机械和电气设备两部分。机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、制动系统、撒砂系统、齿轮传动装置及连接缓冲装置等；电气部分包括牵引电机车、控制器、自动开关、启动电阻、集电弓、照明系统及电流表等。
1）车架。车架是电机车的主要承重部分，电机车的其他电气、机械部分都安装在车架上。主体，是由厚钢板焊接而成的框架结构。除了轮对和轴承箱，机车上的机械和电气装置都安装在车架上。车架用弹簧托架支承在轴承箱上。运行中因常受到冲击、碰撞，而产生变形，所以应加大钢板厚度或采取相应的增加车架刚度的措施。
2）轮对。轮对由两个车轮压装在一根轴上而成。车轮有两种，一种是轮箍和轮芯热压装在一起的结构；另一种是整体车轮。前者的优点是轮箍磨损到极限时，只更换轮箍不用整个车轮报废。驱动轮对有传动齿轮，电动机经齿轮减速后带动轮对旋转。
3）轴箱。轴箱是轴承箱的简称，与轮对两端的轴颈配合安装，轴箱两侧的滑槽与车架上的导轨相配，上面有安放弹簧托架的座孔。车架靠弹簧托架支承在轴箱上，轴箱是车架与轮对的连接点。轨道不平时，轮对与车架的相对运动发生在轴箱的滑槽与车架的导轨之间，并依靠弹簧托架起缓冲作用。
4）弹簧托架。弹簧托架是一个组件，由弹簧、连杆、均衡梁组成。每个轴箱上座装一付板簧，板簧用连杆与车架相连。均衡梁在轨道不平或局部有凹陷时，起均衡各车轮上负荷的作用。
5）齿轮传动装置。矿用电机车的齿轮传动装置有两种型式：一种是单级开式齿轮传动；另一种是两级闭式齿轮减速箱。开式传动方式传动效率低，传动比较小，而闭式齿轮箱传动效率较高，齿轮使用寿命较长。
6）制动装置。电机车的制动装置分为机械制动和电气制动两种。电气制动是牵引电动机的能耗制动，不需要专门设置，只是用控制器改变电气线路即可。机械制动是利用制动闸或制动器进行制动。矿用电机车的制动闸多是闸瓦式，用杠杆使闸瓦紧压车轮踏面，借助闸瓦与车轮的摩擦力形成制动力矩。操作方式有手动、气动和液动三种。
7）撒砂装置。机车上的撒砂装置，是用来向车轮前沿轨面上撒砂，以加大车轮与轨面间的摩擦系数。砂箱内装的砂子应是粒度不大于1mm的干砂。
3 电机车常见故障及预防处理措施
3.1 电机车牵引力小
3.1.1 产生的原因：1）主动轮对轮缘表面有油污；2）轨道表面有水或污物；3）双电机只有一台工作。
3.1.2 预防措施：1）清理油污；2）清理水或污物；3）维修控制器或电动机接线。
3.2 电机车运行冲击力大
3.2.1 产生的原因：1）起动过程操作不当；2）弹簧托架的钢板折断；3）车轮轮箍磨损严重；4）轨道变形。
3.2.2 预防措施：1）按照煤矿安全规程来操作；2）及时更换弹簧钢板；3）更换轮对或轮箍；4）定期维修轨道。
3.3 电动机不能正常起动
3.3.1 产生的原因：1）电枢绕组、励磁绕组接线因焊接不良或碳刷压力过大而开路；2）整流子火花太大，温升过高而开焊；3）换向器的焊点断开；4）碳刷过渡磨损，压力不足；5）受电弓损坏或与架空线接触不良；6）晶闸管脉冲调速装置电器元件损坏；7）供电线路电压低于规定值。
3.3.2 预防措施：1）检查碳刷压力，维修线路；2）维修整流子和线路；3）维修焊接接点；4）更换碳刷；5）维修或更换受电弓；6）检查维修、更换损坏电器元件；7）升高线路电压达到额定值。
3.4 电动机声音异常
3.4.1 产生的原因：1）轴承过渡磨损或损坏；2）轴承润滑油不足或不干净；3）碳刷压力过大；4）固定磁极的螺钉松动；5）整流子失圆或损坏。
3.4.2 预防措施：1）更换轴承；2）补充或更换润滑油；3）调整碳刷压力；4）拧紧松动的螺钉；5）维修整流子。
4 结论
总之，矿用电机车在矿井轨道运输中起着重要的作用，是矿井高产、高效运输大动脉的可靠保障。电机车一旦出现故障将会给矿井带来严重的威胁。因此，研究矿用电机车的常见故障及预防措施，有助于迅速解决电机车的故障，并给予及时的处理，从而在较短的时间内解决故障，确保煤矿的安全生产。
参考文献：
[1]李炳文、王启广，矿山机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.
作者简介：
单超（1972-），男，汉族，山东滕州人，大学，矿井辅助运输专业，研究方向：机电安全管理。
关键词： 电机车；机械故障；电气故障；预防措施
中图分类号：TD64 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）1210137-01
0 引言
电机车是煤矿运输中的重要运输工具之一，尤其是长距离水平巷道（坡度在3～5%以下）。其主要优点是运输能力大（因运行速度高）和运输费用低（因所需辅助人员少、维护简单和动力消耗小）；研究电机车的常见故障及预防措施对于煤矿的和谐健康发展有着重要的现实意义。
1 电机车分类
矿用电机车分为架线式和蓄电池式两类。架线式电机车可用于非瓦斯矿和一、二级瓦斯矿井进风的主要运输巷道内，对于三级瓦斯矿中砌碹的主要进风巷道内，经省（区）煤炭工业局批准也可使用。蓄电池电机车的价格昂贵，且需经常充电，所以只在不允许使用架线式电机车的场所使用。例如三级和没有瓦斯喷出或煤和瓦斯突出煤层的超级瓦斯矿井的进风巷道中，要使用矿用安全型蓄电池机车。架线式电机车采用直流电源，电压有250伏和550伏两种，在牵引变流室内，交流电经交流设备变为直流电，电流由架设在运输轨道上空的架空线输送，通过电机车的集电弓引入电机车的电动机，并经轨道回到交流室，构成电流回路。电动机运转后，即传动电机车车轮转动，于是牵引电机车及其拖挂的矿车在轨道上运行。煤矿井下广泛使用的是直流架线式电机车和蓄电池电机车。架线式电机车的主要优点是结构简单和工作可靠，主要缺点是架线与电机车的受电弓之间会产生电弧火花，使其在煤矿井下的使用范围受到限制。所以，架线电机车主要用于非瓦斯矿井及全风压通风的低瓦斯矿井的主要运输巷道内。在后一种情况使用时，巷道支护必须使用不燃性材料。
2 矿用电机车结构
矿用电机车的构造包括机械和电气设备两部分。机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、制动系统、撒砂系统、齿轮传动装置及连接缓冲装置等；电气部分包括牵引电机车、控制器、自动开关、启动电阻、集电弓、照明系统及电流表等。
1）车架。车架是电机车的主要承重部分，电机车的其他电气、机械部分都安装在车架上。主体，是由厚钢板焊接而成的框架结构。除了轮对和轴承箱，机车上的机械和电气装置都安装在车架上。车架用弹簧托架支承在轴承箱上。运行中因常受到冲击、碰撞，而产生变形，所以应加大钢板厚度或采取相应的增加车架刚度的措施。
2）轮对。轮对由两个车轮压装在一根轴上而成。车轮有两种，一种是轮箍和轮芯热压装在一起的结构；另一种是整体车轮。前者的优点是轮箍磨损到极限时，只更换轮箍不用整个车轮报废。驱动轮对有传动齿轮，电动机经齿轮减速后带动轮对旋转。
3）轴箱。轴箱是轴承箱的简称，与轮对两端的轴颈配合安装，轴箱两侧的滑槽与车架上的导轨相配，上面有安放弹簧托架的座孔。车架靠弹簧托架支承在轴箱上，轴箱是车架与轮对的连接点。轨道不平时，轮对与车架的相对运动发生在轴箱的滑槽与车架的导轨之间，并依靠弹簧托架起缓冲作用。
4）弹簧托架。弹簧托架是一个组件，由弹簧、连杆、均衡梁组成。每个轴箱上座装一付板簧，板簧用连杆与车架相连。均衡梁在轨道不平或局部有凹陷时，起均衡各车轮上负荷的作用。
5）齿轮传动装置。矿用电机车的齿轮传动装置有两种型式：一种是单级开式齿轮传动；另一种是两级闭式齿轮减速箱。开式传动方式传动效率低，传动比较小，而闭式齿轮箱传动效率较高，齿轮使用寿命较长。
6）制动装置。电机车的制动装置分为机械制动和电气制动两种。电气制动是牵引电动机的能耗制动，不需要专门设置，只是用控制器改变电气线路即可。机械制动是利用制动闸或制动器进行制动。矿用电机车的制动闸多是闸瓦式，用杠杆使闸瓦紧压车轮踏面，借助闸瓦与车轮的摩擦力形成制动力矩。操作方式有手动、气动和液动三种。
7）撒砂装置。机车上的撒砂装置，是用来向车轮前沿轨面上撒砂，以加大车轮与轨面间的摩擦系数。砂箱内装的砂子应是粒度不大于1mm的干砂。
3 电机车常见故障及预防处理措施
3.1 电机车牵引力小
3.1.1 产生的原因：1）主动轮对轮缘表面有油污；2）轨道表面有水或污物；3）双电机只有一台工作。
3.1.2 预防措施：1）清理油污；2）清理水或污物；3）维修控制器或电动机接线。
3.2 电机车运行冲击力大
3.2.1 产生的原因：1）起动过程操作不当；2）弹簧托架的钢板折断；3）车轮轮箍磨损严重；4）轨道变形。
3.2.2 预防措施：1）按照煤矿安全规程来操作；2）及时更换弹簧钢板；3）更换轮对或轮箍；4）定期维修轨道。
3.3 电动机不能正常起动
3.3.1 产生的原因：1）电枢绕组、励磁绕组接线因焊接不良或碳刷压力过大而开路；2）整流子火花太大，温升过高而开焊；3）换向器的焊点断开；4）碳刷过渡磨损，压力不足；5）受电弓损坏或与架空线接触不良；6）晶闸管脉冲调速装置电器元件损坏；7）供电线路电压低于规定值。
3.3.2 预防措施：1）检查碳刷压力，维修线路；2）维修整流子和线路；3）维修焊接接点；4）更换碳刷；5）维修或更换受电弓；6）检查维修、更换损坏电器元件；7）升高线路电压达到额定值。
3.4 电动机声音异常
3.4.1 产生的原因：1）轴承过渡磨损或损坏；2）轴承润滑油不足或不干净；3）碳刷压力过大；4）固定磁极的螺钉松动；5）整流子失圆或损坏。
3.4.2 预防措施：1）更换轴承；2）补充或更换润滑油；3）调整碳刷压力；4）拧紧松动的螺钉；5）维修整流子。
4 结论
总之，矿用电机车在矿井轨道运输中起着重要的作用，是矿井高产、高效运输大动脉的可靠保障。电机车一旦出现故障将会给矿井带来严重的威胁。因此，研究矿用电机车的常见故障及预防措施，有助于迅速解决电机车的故障，并给予及时的处理，从而在较短的时间内解决故障，确保煤矿的安全生产。
参考文献：
[1]李炳文、王启广，矿山机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.
作者简介：
单超（1972-），男，汉族，山东滕州人，大学，矿井辅助运输专业，研究方向：机电安全管理。