【正文】 從上述 兩 種蓄電池分析中可以看出相 對(duì)的優(yōu)缺點(diǎn)。堿性蓄電池的放電電流可以大于 1小時(shí)的放電電流，但經(jīng)常地過(guò)放電對(duì)蓄電池是不利的，因?yàn)樵谶^(guò)放電時(shí)，負(fù)極板的二價(jià)鐵進(jìn)一步氧化為三價(jià)鐵，這種三價(jià)鐵不易還原（不可逆損失）。所以充電室必須通風(fēng)良好。其一般過(guò)程為： 充電 ： 2Ni(OH)2 +Fe(OH)2 +kOH→ 2Ni(OH)3 + Fe +KOH 放電： 2Ni(OH)3 + Fe +KOH→ 2Ni(OH)2 +Fe(OH)2 +kOH 從上述堿性蓄電池的化學(xué)反應(yīng)方程式中可以看出，當(dāng)充電或放電時(shí)，電解液 KOH 的成分不改變，只起導(dǎo)電作用，因?yàn)閴A性蓄電池的電解液不分解，所以蓄電池中電解液的損耗量較小，此外，堿性蓄電池的活 性物質(zhì)不溶于電解液中，其體積也不會(huì)有很大的改變，所以堿性蓄電池能用很久。 2． 充放電原理 當(dāng)充電時(shí)鎳鐵蓄電池的正 極板上，氫氧化鎳轉(zhuǎn)化為高次的氧化物，而負(fù)極板上已生成鐵的氧化物則還原為金屬鐵（或鎘）。它能防止電解液濺出，外殼內(nèi)氣壓超過(guò)一大氣壓又可自動(dòng)排出氣體。 堿性蓄電池的外殼的上蓋必須蓋嚴(yán)，否則電解液會(huì)產(chǎn)生碳酸鹽類有害物。 鎳鐵蓄電池中的負(fù)極板比正極板多一塊。堿性蓄電池的每一極板上 都有一 圓孔，用鍍鎳鋼螺栓將同性極板連接起來(lái)。這些管子 、 箱子或袋子中裝有活性物質(zhì)，其表面有許多細(xì)孔，允許離子通過(guò)，但不允許活性物質(zhì)漏出。堿性蓄電池的正極板是鍍鎳的鋼 框。 堿性蓄電池 1． 構(gòu)造 堿性蓄電池有鎳鐵式和鎳鎘式兩種。 3． 容量 鉛酸蓄電池充電時(shí)的充電量及放電時(shí)的放電量，（以安培小時(shí)為單位）稱為蓄電池的容量。電機(jī)車用的鉛酸蓄電池，其電壓在 ～ 以下，即不許 再 放電 ， 不然，就可能將蓄電池?fù)p壞。接近放電終了時(shí)，電壓急劇下降，應(yīng)停止放電。切斷電源后，蓄電池的端電壓為 ～ 。鉛酸蓄電池的額定電壓為 2V。室內(nèi)應(yīng)使用隔爆型的照明等電氣設(shè)備。于是在正極板上析出的氧氣， 負(fù) 極板上析出氫氣，此種現(xiàn)象稱為電解液沸騰。蓄電池的充電和放電的化學(xué)反應(yīng)式如下： 放電 PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 +2H2O 充電 2Pb SO4+2 H2O → PbO2 +Pb +2H2 SO4 充 電過(guò)程應(yīng)進(jìn)行到正負(fù)極板上不 再 有硫酸鉛為止。 2． 充放電 原理 鉛酸蓄電池放電時(shí)在正負(fù)極板上都形成硫酸鉛（ PbSO4） ,即正極板上的 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 過(guò)氧化鉛被還原，而在負(fù)極板上的鉛被氧化，此時(shí)，消耗硫酸變成水，使電解液比重下降。 在裝置蓄電池時(shí)，極板下面的邊緣離開(kāi)外殼的底面要有足夠的距離，這樣電池在工作時(shí)所脫落和破碎的 活性物質(zhì)，沉淀在外殼底版上時(shí)，就不致造成極板短路。 蓄電池上面有蓋，蓋上有孔塞。各正負(fù)極板分別用連接桿連成一組，每組上面有 1～ 2 個(gè)接線柱，作為蓄電池的引出端。正負(fù)極板彼此間隔排列，正極板夾在負(fù)極板夾的中間，正極板的數(shù)量比負(fù)極板少一塊。 其外殼容器是由硬橡膠做成，外殼內(nèi)注有硫酸（ H2SQ4）溶液。 電氣部分 電源裝置 蓄電池 ： 礦用蓄電池有鉛酸蓄電池和堿性蓄電池兩種。 實(shí)際上，制動(dòng)裝置的各鉸接點(diǎn)均有摩擦損失，也就是說(shuō)制動(dòng)手輪上所施加的力不可能全部轉(zhuǎn)化為 制動(dòng)鼓 壓力，所以制動(dòng)機(jī)構(gòu)的杠桿傳動(dòng)效率總小于1。 4． 技術(shù)要求 因制動(dòng)桿在震動(dòng)中容易松動(dòng)須定期檢查并緊固連接頭。手柄用螺紋連接在鉸接軸上。 手柄與內(nèi)置凸輪鉸接在一起，并用螺母固定在車體上。 3． 機(jī)械制動(dòng)裝置動(dòng)作過(guò)程 電機(jī)連接的齒輪軸上裝有一個(gè)制動(dòng)鼓 ，制動(dòng)桿連接在連接頭上。 1． 組成 機(jī)械制動(dòng)裝置由手柄，凸輪，螺母，連桿 ， 連接頭 ，制動(dòng)桿 ， 制動(dòng)鼓等組成。 手動(dòng)控制是最基本的方法，可以單獨(dú)設(shè)置。如圖 2－ 7所示。 電機(jī)車都 沒(méi) 有電氣制動(dòng)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是：不磨損機(jī)車的車輪和閘瓦，但制動(dòng)力隨電機(jī)車運(yùn)行速度的降低而減小，不能使電機(jī)車完全停住。調(diào)壓調(diào)速的回饋制動(dòng)成本較高，因制動(dòng)頻繁和電流過(guò)大，會(huì)造成電子元件毀壞和老化 ， 故不宜采用。另外，制動(dòng)時(shí)間不好控制，不及時(shí)斷電 ，會(huì)使得電機(jī)車反方向運(yùn)行，增加了危險(xiǎn)性。 綜上所述的３種制動(dòng)方式，應(yīng)用在電機(jī)車上以能耗制動(dòng)最為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。隨著轉(zhuǎn)速的下降Ｅ a下降，到 Ea 等于降低后的電壓值時(shí)，回饋制動(dòng)結(jié)束。此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，把機(jī)車失去的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽娏饔呻姌辛飨螂娫凑?，能量反饋給電源，所以稱為回饋制動(dòng)。 因 為 n ＞ n 。若制動(dòng)的目的是為了停車，而不是反轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)必須立即斷開(kāi)電源，否則轉(zhuǎn)速過(guò)零后又反方向起動(dòng)。因此，在反接制動(dòng)時(shí)電樞電路中串入附加電阻，電阻的大小選擇應(yīng)使反接制動(dòng)時(shí)電樞電流不超過(guò)電流的 倍。此時(shí)電樞電流與原來(lái)相反，數(shù)值很大，產(chǎn)生一個(gè)很大的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)很快停轉(zhuǎn)，稱之為反接制動(dòng)。為了避免制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)電樞電流過(guò)大給系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)帶來(lái)不利影響，通常選擇 Rz 使最大制動(dòng)電樞電流不超過(guò)電動(dòng)機(jī)額定電 流的 2～ 倍。這個(gè)過(guò)程的物理性質(zhì)是電動(dòng)機(jī)由電機(jī)車自身的慣性作用拖動(dòng)發(fā)電，把存儲(chǔ)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，在消耗在 Ra 和 Rz 上，所以成為能耗制動(dòng)。磁通方向沒(méi)變，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向也沒(méi)變。 1． 能耗制動(dòng)： 電動(dòng)機(jī)原先處于電動(dòng)狀態(tài)工作（電磁轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)方向相同） ， 制動(dòng)時(shí)，保持勵(lì)磁電流不變，即磁通方向不變，把電樞兩端從電源立即轉(zhuǎn)接到電阻 Rz上，此電阻稱為制動(dòng)電阻。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)方向相反進(jìn)行制動(dòng)，這時(shí)稱為電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。因此手動(dòng)制動(dòng)一般應(yīng)用于小噸位的機(jī)車，本機(jī)車自重為 5T，可以選用手控機(jī)械制動(dòng)器。這種操作方式顯然會(huì)造成電動(dòng)機(jī)連續(xù)過(guò)載，此外，這種方式還會(huì)導(dǎo)致輪轂和制動(dòng)閘瓦的過(guò)度磨損。這兩種制動(dòng)方式適用于各類機(jī)車。但是礦山 的 正常情況下，很難達(dá)到如此的要求 ， 因此也不常用。還有些機(jī)車安裝的是空氣軌道制動(dòng)器，其制動(dòng)靴是借壓縮機(jī)空氣制動(dòng)缸將其低壓 在 軌道上，而制動(dòng)缸的氣源則由電氣控制，其懸掛必須調(diào)整得使磁鐵總是處于軌面上大 體相同的距離，且應(yīng)盡可能地靠近軌面。當(dāng)電流通過(guò)電磁線圈時(shí)，磁鐵便吸住并壓住鋼軌，磁鐵的鋼軌與鋼軌摩擦產(chǎn)生了機(jī)車所需的制動(dòng)力。電力機(jī)車使用各種不同的制動(dòng)器有以下幾種類型： （ 1）手控機(jī)械制動(dòng)器； （ 2）液壓機(jī)械制動(dòng)器； （ 3）空氣機(jī)械制動(dòng)器； （ 4）電力變阻制動(dòng)器； （ 5）磁化鋼軌制動(dòng)器； （ 6）軌道機(jī)械制動(dòng)器； 對(duì)于架線電機(jī)車常采用液壓制動(dòng)和空氣制動(dòng)，此兩種制動(dòng)效果優(yōu)于其他方式的制動(dòng)，但需加單獨(dú)直流電 機(jī)驅(qū)動(dòng)，且耗電量大，制造成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只適合用于架線大噸位機(jī)車上。 3． 技術(shù)要求 （ 1） 電機(jī)車的連接銷為 50mm 直徑的鍛鋼件； （ 2） 連接裝置都要經(jīng)過(guò)拉力和破斷力試驗(yàn)，其安全系數(shù)要符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定?，F(xiàn)在使用的是八字環(huán) (雙環(huán)，三環(huán) )和電磁自動(dòng)鉤。 （ 2） 一個(gè)連接 吊 距軌面的高度分別為 270mm， 320mm， 430mm，稱之為牽引高度，可連接 不 同高度的礦車。沖擊一般來(lái)自電機(jī)車和礦 車 連接瞬間，如電機(jī)車制動(dòng)時(shí)與礦車的撞擊，以及機(jī)車掉道，追尾，碰頭等事故發(fā)生的強(qiáng)烈沖擊。 （ 3） 在緩沖器上有 2— 3個(gè)連接口和一個(gè)連接銷孔，用來(lái)插入連接銷，懸 掛 連接裝置并傳遞牽引力或制動(dòng)力。彈性緩沖器的雙向作用于 它即可減小礦車與電機(jī)車碰撞時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷 (這時(shí)彈簧壓縮 ),也可以緩件列車起動(dòng)或加速時(shí)的動(dòng)載荷 (這時(shí)彈簧拉長(zhǎng) )。 它只適用于小型電機(jī)車。部分 ZK10 型電機(jī)車就使用這種緩沖器。 ①剛性緩沖器是一個(gè)鑄鐵或鑄鋼件，它既是電機(jī)車的緩沖器，又是電機(jī)車的端板。 1． 組成 （ 1） 電機(jī)車的兩端各裝一個(gè)緩沖器。司機(jī)右 手操作制動(dòng)手輪，左手操作控制器便可使電機(jī)車起動(dòng)，調(diào)速運(yùn)行或制動(dòng) 。司機(jī)室 的前 后 方 設(shè) 有 觀 望 窗 ， 以便司機(jī) 瞭 望。司機(jī)室內(nèi)設(shè)有 司機(jī)座、 控制器 、 制動(dòng)手輪 、 自動(dòng)開(kāi)關(guān) 、 通訊裝置 、 操作把 (按 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 鈕 )，照明開(kāi)關(guān)等。 司機(jī)室 設(shè)計(jì)成可拆卸式，下部通過(guò)螺栓與車體連接。 司機(jī)室 司機(jī)室有各種各樣的設(shè)計(jì)， 有單司機(jī)室和雙司機(jī)室。橫均衡梁兩端帶球狀表面的支柱支撐在板彈簧的槽座上，橫均衡梁用固定件固定鉸接在車架上?，F(xiàn)在使用的 10t 架線電機(jī)車的第一輪對(duì)前端設(shè)橫均衡梁，后輪對(duì)不設(shè)縱均衡梁。 將電機(jī)車同一輪 對(duì) 的兩端車輪聯(lián)成一個(gè)支點(diǎn)的均衡梁稱為橫均衡梁。 （ 2） 把電機(jī)車的質(zhì)量通過(guò)輪對(duì)均勻地 分配、 傳遞在鋼軌上。受力不等時(shí)，均衡粱將以鉸接點(diǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，直到車輪的載荷分配均勻?yàn)橹?，以平衡戴荷，保證電機(jī)車運(yùn)行的平穩(wěn)性。 在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于軌道不平或局部凹陷．就可能使三個(gè)車輪支撐在鋼軌上而另一個(gè)輪 懸空，電機(jī)車一側(cè)的載荷小于另一側(cè)，使整個(gè)機(jī)車處于極不穩(wěn)定的狀態(tài)，不僅電機(jī)車重量在各個(gè)車輪上分配不均勻，而且會(huì)發(fā)生很大的沖擊，這對(duì)彈簧托架的壽命影響很大。為使緩沖元件有較大的柔性和應(yīng)力．板彈簧應(yīng)有一定的正向撓度。 1． 組成 彈簧懸掛裝置由緩沖元件 (即板彈簧 ),均衡梁和連接零件組成。另一方面，輪對(duì)裝于車架外側(cè)的機(jī)車，經(jīng)驗(yàn)證明穩(wěn)定性較好。 （ 2） 安設(shè)后照明燈．警鈴或喇叭。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 集電器架 1． 組成 集電器架由鋼板架，管式框架和拉力彈簧，調(diào)節(jié)彈簧組成，安裝在電機(jī)車機(jī)械室的中部。在每個(gè)軸箱側(cè)孔上安裝兩塊導(dǎo)向板，與軸箱導(dǎo)向槽相楔合。 （ 3） 車架在輪對(duì)前下部裝有刮泥板，司機(jī)室相電阻室有鑄鐵構(gòu)成的底板。 4． 車 架 與其他部件的配置 （ 1） 車架與輪對(duì)的配置采用外車架式，其優(yōu)點(diǎn)是： ①車架外無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)和突出的構(gòu)件，提 高電機(jī)車運(yùn)行的安全性； ②利用輪心內(nèi)側(cè)平面間的全部間隔，將牽引電動(dòng)機(jī)配置在車軸上： ③保護(hù)內(nèi)部設(shè)備免受不相干的構(gòu)件和臟物污損。 （ 3） 承受意外的惡性事故引起的震動(dòng)和沖擊破壞性動(dòng)力載荷。電機(jī)車的機(jī)械設(shè)備、電動(dòng)機(jī)及其控制設(shè)備都是安裝在車架上，車架經(jīng)吊掛彈簧在輪鈾之間分已載荷。為了獲得電機(jī)車所需的粘重．車架上還要增加壓車鐵，以使電機(jī)車獲得額定粘重 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 圖 2－ 5主車架端板和側(cè)板的連接 1． 組成 車架有板式、梁式和整體式三種。但其穩(wěn)定性和強(qiáng)度較高。此種緊固方式的缺點(diǎn)在于固定螺栓或鉚釘經(jīng)常受到各種載荷的沖擊及腐蝕磨損作用導(dǎo)致隱患的出現(xiàn)或造成松動(dòng)甚至斷裂。側(cè)板和端板做成分開(kāi)的構(gòu)件，用螺栓和平頭鉚釘將兩者緊固成一剛性的矩形車架。 車體的設(shè)計(jì) 電機(jī)車的車體主要 由 車架、集電器架、彈簧的懸掛裝置、 司機(jī)室 、緩沖裝置、連接裝置 等 部分組成。 2． 作 用 (1)電機(jī)車每個(gè)車軸兩端的 軸頸裝在軸箱中，它是車架與輪對(duì)的連接點(diǎn)； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) (2)將車體的總重量經(jīng)板彈簧 、 軸箱傳遞到車軸上，進(jìn)而再傳遞到輪對(duì)和軌道上； (3)