机车牵引计算

电机车牵引车辆计算（一）

一、原始数据：

1、设计生产率：设计生产率是根据班生产率，并考虑到运输不均衡系数而确定的。矿用电机车的运输不均衡系数采用1.25。

2、加权平均运距： 计算公式：

L=（A1L1+ A2L2＋·····）/（A1+A2+·····）（Km） A1，A2－装车站班生产率，t/班； L1，L2装车站至井底车场运距。

3、线路平均坡度： 计算公式：

ip＝1000（H2-H1）/L0=（i1L1+i2L2+·····+inLn）/（L1＋L2＋·····＋Ln）‰ 式中：i1、i2、in—各段线路的坡度，‰； L1、L2、Ln—各段线路的长度，m； L0—运输线路长度，m； H2—线路终点的标高，m；H1—线路起点的标高，m。

二、选择电机车的粘着质量：

我矿原设计年产120万吨，经过扩能技改将达到年产300万吨。矿井的发展需要多种机车运输才能达到要求。为此，矿井地面采用XK8－6/110两台、CTY8－6/130一台备用；井下采用XK10－6/550六台、CTY5－6/84十台。牵引MGC1.1－6矿车运输，矿车自重为610kg，牵引矸石车时，最大载重量为1800kg。运输线路平均坡度为3‰。

三、列车组成计算：

列车组成计算必须满足以下三个条件：

1、按照电机车的粘着质量计算。2、按牵引电动机的允许温升计算。 3、按列车的制动条件计算。

从以上三个条件的计算结果中选取最小者，作为列车组成计算的依据。 （一）按电机车的粘着质量计算重车组质量： F=1000(P+QZ)［(ωz+ip)g＋1.075a］(N)

式中F-重列车上坡启动时电机车所需给出的牵引力N； P－电机车质量t； QZ－重车组质量t；

ωz－重车组启动时的阻力系数，取0.0120； ip－运输线路平均坡度，取3‰ g－重力加速度，取9.8m/s2；

a－启动时的加速度，一般取0.03－0.05m/s2，计算时取0.04。 根据电机车的粘着条件公式：F≤1000PNgψ(N) 式中：PN－电机车粘着质量，t；

ψ－粘着系数（按撒沙启动时计），取0.24。 得出：1000(P+QZ)［(ωz+ip)g＋1.075a］≤1000PNgψ 即：QZ≤［PNgψ/(ωz+ip)g＋1.075a］－P （1）采用10t机车运输时：

QZ10≤［PNgψ/(ωz+ip)g＋1.075a］－P＝［10×9.8×0.24/(0.0120+0.003)

×9.8＋1.075×0.04］－10＝113.789t （2）采用8t机车运输时：

QZ8≤［PNgψ/(ωz+ip)g＋1.075a］－P＝［8×9.8×0.24/(0.0120+0.003)×

9.8＋1.075×0.04］－8＝91t （3）采用5t机车运输时：

QZ8≤［PNgψ/(ωz+ip)g＋1.075a］－P＝［5×9.8×0.24/(0.0120+0.003)×

9.8＋1.075×0.04］－5＝56.89t

（二）按牵引电动机的温升条件计算重车组质量： Fd=a√(FZ2tZ+FK2tK)/(TY+θ)

式中：Fd—电机车的等值牵引力N;

a—调车系数，运距小于1km时a＝1.4，运距大于2km时a＝1.25，运

距大于2km时a＝1.15；

FZ—牵引重车组时电机车牵引N； tZ—重列车运行时间min；

FK—牵引空车时电机车的牵引力N； tK—空列车运行时间min；

TY—总的运行时间min；TY=tZ+tK

θ—停车及调车时间，一般取18－22min； 一般理想状态下FZ＝FK（重车上坡，空车下坡） 简化计算公式为：令τ＝TY/(TY+θ)

则：Fd＝a√τ FZ 而Fz=1000（P+QZ）(ωz－id)g id－等阻坡度，对于滚动轴承的矿车一般取2‰； ωz－重列车运行阻力系数0.0120。 QZ＝［Fd/1000 a√τ(ωz－id)g］-P

为了使牵引电动机温升不超过允许值，电机车的等值牵引力Fd应不大于长时牵引力Fch，即Fd≤Fch（10t电机车4320N，8t电机车2940N，5t电机车2110N。）

QZ≤［Fch/1000 a√τ(ωz－id)g］－P

列车运行时间为：TY＝（2L×1000）/（60×Vp） L—加权平均运距，km；

Vp—列车平均运行速度，m/s；（Vp＝0.75Vch）

Vch—电机车的长时速度,10t电机车Vch＝4.5m/s、Vp＝3.375m/s，8t电机车Vch＝3.4m/s、Vp＝2.55m/s，5t电机车Vch＝2.92m/s、Vp＝2.19m/s。

按等值牵引力不超过长时牵引力的条件确定重车组质量，这样可以满足符合电动机温升条件。

首先计算τ：根据公式τ＝TY/(TY+θ)和TY＝（2L×1000）/（60×Vp）得 10t电机车TY10＝（2L×1000）/（60×Vp）＝2000/（60×3.375）＝9.9min 8t电机车TY8＝（2L×1000）/（60×Vp）＝2000/（60×2.55）＝13.1min 5t电机车TY5＝（2L×1000）/（60×Vp）＝1000/（60×2.19）＝7.6min τ10＝TY/(TY+θ)＝9.9/（9.9＋22）＝0.31 τ8＝TY/(TY+θ)＝13.1/（13.1＋18）＝0.42 τ5＝TY/(TY+θ)＝7.6/（7.6＋18）＝0.30 （1）10t电机车重车组质量：

QZ≤［Fch/1000 a√τ(ωz－id)g］－P＝［4320/1000×1.25×√0.31（0.0120－0.002）×9.8］－10＝49.7

电机车牵引车辆组列计算

一、已知条件：

地面采用XK8-6/110蓄电池机车运输，井下采用ZK10-6/550架线电机车和CTY5－6/84蓄电池机车牵引，运输车辆采用MGC1.1-6固定式矿车及材料车运输，具体数据如下：

（1）电机车质量：XK8-6为8t，ZK10-6/550为10t，CTY5－6/84为5t。 （2）矿车MGC1.1-6：自重Q0＝610kg，最大载重量Q＝1800kg。 （3）运距和运量：

北翼采区：L1=1.2km，Q1=300t/d 南翼采区：L2=2.3km，Q2=300t/d （4）加权平均运距：

LCP=(L1Q1+L2Q2)/ (Q1+Q2)=(1.2+2.3)×300/2×300=1.75(Km) （5）工作制：

年工作时间300d每天三班生产，每班运输时间7h。 （6）运输线路平均坡度I=3‰重车下坡。

（7）调车时间：采区装车及井底车场调车时间20min。 （8）每班运量：300t（矸石）。 二、ZK10-6/550列车组成计算：

（1）按电机车启动时的牵引能力计算牵引矿车数量：

n?pq0?q?(wb1000?wy?wa?1)

式中：p=10t q0=0.61t q=1.8t ?=0.24(按撒沙启动)

wb?13.5kg/t wr??3kg/t wa?4.4kg/ t101000?0.24 n?0.61?1.8(13.5?3?4.4?1)?63(辆）按车场长度取n?25辆

（2）按牵引电动机过热能力校验矿车数量,牵引电动机的均方根电流：

TImas?aI2emtem?I2Ltl

空车及重车牵引

Fem?p?nq0nm(wbem?wr)?10?25?0.612(11?3)?176.75(kg)

Fel??p?n(q0?q)nm(wbel?wr)(9?3)?210.75(kg)10?25(0.61?1.8)2

查牵引电动机特性曲线得：

Iem?18AIel?21A按列车运行时间 tem

80l?V?em80lVel

Vem?15.km7Vel?15kmh/h/

8?01.7515.78?015?8.7(mi n)1.75tel???9.3(min)

每一循环运输的总时间

T=8.9+9.3+20=38.2(min) 牵引电动机的均方根电流

Ims?1.2Ims?16.9?19.6A

182?8.9?212?9.338.2?16.9A

牵引电动机的长时间电流为19.6A

可以用25辆矿车组成列车。

（3）按电机车的制动能力校验列车组成：

按重车下坡运行条件核算制动距离:

Lbr?55ve2150p?Wblp?n(q0?q)?Wr??10)255(1560?60150?10?9?310?25(0.61?1.8)3?34.7(m)

符合《煤矿安全规程》运送物料不超过40米的规定。

三、XK8-6/110列车组成计算：

（1）按电机车启动时的牵引能力计算牵引矿车数量：

n?pq0?q?(wb1000?wy?wa?1)

式中：p=10t q0=0.61t q=1.8t ?=0.24(按撒沙启动)

wb?13.5kg/t wr??3kg/t wa?4.4kg/ t1000?0.24 n?0.618?1.8(13.5?3?4.4?1)?50.4(辆）按车场长度取n?20辆

（2）按牵引电动机过热能力校验矿车数量,牵引电动机的均方根电流： TImas?aI2emtem?I2Ltl

空车及重车牵引

Fem?p?nq0nm(wbem?wr)?8?20?0.612(11?3)?141.4(kg)