45吨蓄电池牵引机车技术说明书.docx

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45吨蓄电池牵引机车技术说明书

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45吨蓄电池牵引机车技术规格书

1.概述

XK45-9/540P型蓄电池式交流传动工矿电机车是为了更好地解决地铁盾构施工中采掘机械与运输机械发展不协调这一矛盾而研制的目前我国吨位、功率最大的工矿电机车。

机车传动系统采用先进的直-交传动，逆变器采用模块化设计的IGBT功率组件，机车采用直接转矩控制，起动、制动平滑，控制性能可靠；逆变器配置采用先进的轴控方式，即由两台逆变器分别控制机车的两根动轴，起动牵引力大，调速范围广；机车制动方式有空气制动、电制动，常规制动为电制动；电机车在35‰的坡道上可牵引编组列车重量为210吨以8～9km/h的速度上坡运行。

该机车特别适用于地铁盾构施工的牵引运输，使用环境适宜于：

海拔高度≤2000m，环境温度-20～40℃，相对湿度≤95%。

该车具有比较好的耐腐蚀性，对关键部件都采用了防护措施，可满足地铁盾构隧道施工的潮湿环境，可有效避免盾构机的皮带运输机在装卸渣土时对渣车与电瓶车的连接部件的不利影响。

2.蓄电池牵引机车的设计与功能描述

电机车主要结构分机械和电气两大部分。

机械部分由车架、走行部、司机室、基础制动系统、牵引装置、空气制动系统等组成；电气系统由蓄电池箱组、牵引逆变器、交流异步牵引电动机、电气操纵控制系统、制动电阻、插销连接器、照明、喇叭等组成（见本投标技术文件的图纸部分）。

2.1.车架与司机室

车架是电机车的主体，采用优质碳素钢板焊接的框架式结构，结构紧凑，是电机车上各部件的承载体，车架用四组橡胶弹簧支承在走行部轴箱上。

车架强度高、刚性大，保证在机车牵引、制动和挂钩时能承受电机车的牵引力、制动力和挂钩时的冲击力，而不使车架变形和受损坏。

电机车采用单端司机室正向驾驶，薄板压型焊接结构，与车体采用整体满焊联接，刚度大，美观大方，司机室内设有操纵台，操纵台上安装有司机控制器、各种操纵按钮、仪表显示等装置，操纵台台面采用喷塑处理，美观、大方，手感舒适，不会碰伤司机。

司机室前方和两侧均装有玻璃窗，视野宽阔，便于了望，司机室前端上方装有照明大灯，车内装有电风扇，上方中部装有司机室照明灯，司机室地板上安装有可前后移动及360度旋转的司机座椅。

2.2.走行部

本机车走行部是无转向架的二轮对走行部，它包括牵引减振装置、轮对组成、轴箱组成、走行减速器等。

由于矿用机车使用线路状况较差，为减少机车的振动，减少车轮与钢轨之间的冲击，提高机车运行的稳定性，可靠性，减少维修量，采用了人字型橡胶弹簧牵引减振装置；交流牵引电动机采用两翼坐式安装于车架内侧，通过万向联轴节带动走行减速器最后驱动轮对。

牵引减振装置示意图如图（见本投标技术文件的图纸部分）所示，由于该机车走行部没有转向架，所以车体与走行部件的联接采用人字型橡胶弹簧，车体跨装在四组人字型橡胶弹簧的外侧，另一侧与轴箱联接。

这样车体通过橡胶弹簧支持在走行部的轴箱上，人字型橡胶弹簧传递纵向牵引力、制动力和横向力，同时起着垂向、横向和纵向三个方向的减振作用。

人字型橡胶弹簧结构简单，重量轻，维护保养工作量少，使用寿命可达50万km以上。

轮对是机车走行部最重要部件之一，它由车轴、轮芯、轮箍等部件构成，轮对系列采用直径为Φ840mm的轮箍轮芯车轮，车轮踏面采用TB449-76《机车及煤水车用车轮轮缘踏面》中的B型踏面形状尺寸。

机车轴箱采用无导框式圆锥滚子轴承，轴箱润滑采用I型锂基润滑脂，油量相当于轴箱内部余隙容积的1/3～1/2。

电机车走行减速器为全封闭圆锥—圆柱斜齿轮两级减速器。

动力通过万向联轴器由电机传递给圆锥小齿轮。

经一级减速后，由大圆锥齿轮传递给低速级小圆柱斜齿轮；经二级减速后，由大圆柱斜齿轮传递给轮对驱动车轮（减速器结构示意图见本投标技术文件的图纸部分）。

2.3.机车制动装置

机车常规制动为能量反馈与电阻制动，为满足机车牵引运输安全可靠，机车还设置了空气制动系统。

机车空气制动与电制动配合使用。

机车基础制动采用踏面制动，其结构型式为独立作用式双侧制动。

其特点是；各部结构简单，便于检查和维修。

基础制动装置主要技术参数如下；

制动缸直径…………………………………………150mm

制动倍率……………………………………………8

紧急制动时制动缸的压力…………………………0.5MPa

制动效率……………………………………………0.85～0.9

单个闸瓦托上闸瓦压力……………………………33kN

2.4.蓄电池组

蓄电池组由3个蓄电池箱组成，之间用插销连接器连接。

箱体选用防腐材料，内部用钢板分割成若干隔间，箱体内壁粘贴有耐酸橡胶板，箱盖上开有长条形散热孔，箱体侧壁开有溢水孔，底部开有排液孔，蓄电池间插装有槽形隔板，便于蓄电池散热，此外箱体上设有起吊用的吊钩和开箱用的把手。

蓄电池单节电压为2V，台车共有270个单节。

技术参数

蓄电池组输出电压540V

单节蓄电池额定容量600Ah

2.5.交流异步牵引电动机

型号YJ70A

额定功率120kW

额定转速721r/min

绝缘等级H级

2.6.牵引逆变器

额定容量200kVA×2

输入电压DC540V

输出电压AC400V

频率范围0～84Hz

冷却方式强迫风冷

3.主要参数表

序号

部件

项目名称

参数

01

整机参数

适应工作环境

海拔高度≤2000m，环境温度-20～40℃，相对湿度≤95%。

机车外形尺寸

7800mm×1500mm×2450mm

轨距

900mm

粘着重量

45t

其中蓄电池及箱的重量

12927kg

粘着系数

0.28

传动方式

直-交

功率

240kW（120×2）

起动牵引力

126kN

持续牵引力

96kN

最高速度

25km/h

持续速度

8.8km/h

机车牵引重量

210t

通过最小曲线半径

25m

重载爬坡度

35‰

机车控制方式

微机控制

制动方式

电、空二种制动

制动倍率

8

制动闸形式

闸瓦制动

制动距离

≤40米

牵引销中心线距轨面高度

320/430

轴距

2800mm

轮径

φ840mm

轴重

22.5t

传动比

12.99

02

蓄电池组

蓄电池型号

D-600

单元电压

2V

单元容量

600Ah

每台机车配备电池组数量

2组

每组电池箱数

3箱

每箱电池数量

90节

输出电压等级

540V

03

牵引变流器

额定容量

200kVA×2

输入电压（DC）

540V

输出电压（AC）

400V

输出电流（AC）

252A

输出电流恒功频率范围

24.6-41.9Hz

冷却方式

强迫风冷

04

牵引电机

电机型号

YJ70A

额定功率

120kW

最大转矩

1975N.m

额定转速

721r/min

最高转速

2068r/min

额定电压

400V

额定电流

226A

额定功率因数

0.85

额定效率

90％

防护等级

IP55

冷却方式

自通风

05

空气

制动

系统

空压机型号

V-0.67/7

额定风量

0.7m3/min

制动风压

0.4～0.7MPa

 4.主要配套件及供货商明细表

序号

名称

型号规格

数量

供货商

1

牵引电动机

YJ70A

2

永济电机厂

2

牵引变流器

2Q205

2

永济电机厂

3

蓄电池

D-600

270

淄博蓄电池厂

4

制动电阻

 DZ10-000-000

1

永济电机厂

5

空压机

V-0.67/7

1

西安压缩机厂

6

司机控制器

YKS3Q49C1

1

永济电机厂

7

联轴器

JL030411-003

2

苏州巨力公司

8

橡胶弹簧

XT-210

4

时代橡塑公司

5.主要设计图纸

5.1XK45-9/540P型电机车外形及结构图

5.2基础制动装置示意图

5.3走行减速箱图