книги / Рудничный транспорт

Q — вес состава, Т\

Удельное сопротивление движению электровоза принимают рав­ ным удельному сопротивлению движения вагонетки (см. стр. 169). Дополнительное сопротивление от уклона wt численно равно вели­ чине уклона i в промилле (°/00). В зависимости от направления движения поезда сопротивление уклона может иметь положитель­ ное или отрицательное значение. Дополнительное сопротивление движению wK при прохождении кривых участков пути зависит от многих факторов, главными из которых являются ширина колеи, жесткая база электровоза и радиус кривой. С увеличением ширины колеи и жесткой базы и с уменьшением радиуса кривой увеличи­ вается величина сопротивления на кривых участках пути.

Таким образом, результирующее удельное сопротивление будет

Сопротивление wK по своему значению очень мало, PI им при расчетах пренебрегают. Полное статическое сопротивление движе­ нию поезда

изменении скорости движения вследствие инерции движущихся масс возникает дополнительное сопротивление, противодейству­ ющее изменению скорости движения. При ускоренном движении динамР1ческое сопротивление противодействует увеличению скорости и поэтому направлено против движения поезда. Для преодоления этого сопротивления требуется дополнительная сила тяги, работа которой в период ускоренного движения превращается в кинети­ ческую энергию движущегося поезда. Эта энергия полностью воз­ вращается обратно при замедленном движении поезда в виде дина­ мического сопротивления, которое противодействует уменьшению скорости, а потому направлено в сторону движения, преодолевая статические сопротивления движению поезда.

Как видно из уравнения движения поезда — формула (124), динамическое сопротивление (сопротивление сил инерции) равно произведению приведенной массы поезда на величину ускорения или замедления

перестанут вращаться и будут скользить по рельсам. Это явление называется юзом.

Нагрузка, приходящаяся на тормозные оси электровоза, назы­ вается тормозным весом Р т. Так как у рудничных электровозов каждая ось снабжена тормозными колодками, то сцепной вес электро­

колодок.

При расчете электровозной откатки силы нажатия всех тормозных

Коэффициент трения ср между чугунными тормозными колодками и^бандажом принимается равным 0,18—0,2. Коэффициент нажатия тормозных колодок б составляет от 0,7 до 1,25. Во избежание закли­ нивания колес при расчетах б следует принимать не более 0,8—0,9.

Удельная тормозная сила поезда определяется по формуле

где Р + Q — вес груженого поезда, Т.

§ 7. Аккумуляторные батареи

Для питания тяговых двигателей рудничных аккумуляторных электровозов применяют щелочные железо-никелевые аккуму­ ляторы. Существующие кадмий-никелевые щелочные аккумуляторы на электровозной тяге широкого распространения не получили из-за их высокой стоимости.

Щелочные аккумуляторы состоят из положительных и отрица­ тельных электродов (пластин), изолированных друг от друга и по­ груженных в сосуд с электролитом. В зависимости от состава актив­

В процессе работы щелочных аккумуляторов постоянно выде­ ляются водород и кислород. Причем при различных режимах работы (заряд, разряд, саморазряд) аккумуляторной батареи интенсивность выделения водорода различна. Наибольшее количество его выде­ ляется при заряде батареи, особенно в конце заряда. Выделение газов объясняется электрическим разложением воды при прохождении через аккумулятор электрического тока.

По внешнему виду и по размерам железо-никелевый и кадмийпикелсвый аккумуляторы совершенно одинаковы. При эксплуа­ тации и нормальных температурных условиях эти аккумуляторы имеют почти одинаковые электрические характеристики. При низ­ ких температурах железо-никелевые аккумуляторы работают зна­ чительно хуже кадмий-никелевых, а при температурах ниже —20° С эксплуатировать железо-никелевые аккумуляторы не рекоменду­ ется, так как их емкость резко падает. Учитывая, что аккумулятор­ ные батареи в подземных выработках работают при положительных температурах окружающего воздуха (от 2 до 35° С), указанные выше недостатки железо-никелевых аккумуляторов для рудничной подземной откатки существенного значения не имеют.

Существенным недостатком железо-никелевых аккумуляторов является большой саморазряд их при высоких температурах, осо­ бенно при температуре выше 40°. Основной недостаток кадмийникслевых аккумуляторов — их высокая стоимость. На рис. 132 показан железо-никелевый аккумулятор. Конструктивно аккуму­ лятор состоит из блоков положительных и отрицательных пластин, крышки с арматурой.

Положительные и отрицательные пластины (рис. 132, а) пред­ ставляют собой никелированные рамки с укрепленными на них плоскими пикетами-ламелями (рис. 132, б). Каждый пакет сделан из стальной перфорированной ленты и заполнен активной массой. Ламели положительных пластин покрыты никелем для предохра- п ния активной массы от загрязнения железом, снижающим емкость аккумулятора. Стальная перфорированная лента имеет большое количество отверстий, диаметр которых меньше размеров зерен активной массы, благодаря чему зерна не выпадают из пакетов. Пакеты соединяются между собой в замок и укрепляются на рамках, к которым приваривается контактная пластина с отверстиями для сборки. Пластины каждого полюса собираются на стальных шпиль­ ках, проходящих через отверстия контактной пластины. Друг ог друга пластины отделяются шайбами 5, а на шпильках закре­ пляются гайками 8 (см. рис. 132). К шпильке прикрепляется по­ люсная шпилька с резьбой. Собранные таким образом пластины образуют блоки. Блоки положительной 2 и отрицательной 1 поляр­ ности вставляются друг в друга так, что положительные и отрица­ тельные пластины чередуются между собой. Пластины разной по­ лярности изолируются друг от друга эбонитовыми палочками, которые располагаются в канавках, выдавленных на обеих сторонах пластин.

Собранные блоки вставляются в корпус аккумулятора и изоли­ руются от него листовым эбонитом. Между нижними кромками пластин и дном сосуда оставляется свободное пространство, чтобы предохранить пластины от соприкосновения с осадками, которые накапливаются на дне аккумулятора при его эксплуатации. Между верхними кромками пластин и крышкой аккумулятора оставляется свободное пространство, чтобы уменьшить разбрызгивание электро­ лита из сосуда при кипении во время заряда, когда клапан крышки бывает открыт.

Корпус аккумулятора изготовляется сварным из тонкой листо­ вой никелированной стали и снабжается крышкой, через которую проходят четыре полюсные шпильки с зажимами, по две на каждый полюс. Шпильки изолированы от крышки эбонитовыми шайбами-# и резиновыми сальниками 7. Сборка аккумулятора производится со стороны дна 11, которое затем приваривается и во время эксплу­ атации не разбирается.

Для выливания и пополнения электролита на крышке име­ ются отверстия (горловины) с автоматическим клапаном 10, служащим для выхода газов, образующихся при работе. Как только давление внутри сосуда станет выше атмосферного, клапан открывается и часть газов выходит наружу, понижая давле­ ние в сосуде.

На крышке аккумулятора выштампованы буквы, обозначающие тип аккумулятора, номинальную его емкость и год изготовления. У положительных болтов выштампован знак плюс.

Для изоляции аккумуляторов друг от друга на них надевают резиновые чехлы 4 (см. рис. 132), что позволяет располагать их плотно один около другого и достигать компактности батареи. Кроме того, аккумуляторы изолируют от батарейного ящика дере­ вянными щитами, которые окрашиваются битумным или асфаль­ товым лаком и обиваются листовой резиной.

Каждый аккумулятор характеризуется следующими основными величинами: электродвижущей силой (э. д. с.), напряжением, отда­ ваемой мощностью, внутренним сопротивлением, саморазрядом, сроком службы, а также габаритами.

Э л е к т р о д в и ж у щ е й с и л о й (э. д. с.) аккумулятора называется разность потенциалов на зажимах незамкнутого акку­ мулятора. Величина э. д. с. щелочных аккумуляторов опреде­ ляется состоянием активных масс, степенью их окисления и восста­ новления и очень мало зависит от концентрации электролита. Э. д. с. измеряется в вольтах. Точно измерить ее почти невозможно, но приблизительно, с достаточной для практических целей точностью, это можно сделать при помощи вольтметра с внутренним сопротивле­ нием не менее 1000 ом на 1 в. Однако следует иметь в виду, что у заряженного и разряженного элемента э. д. с. будет одинаковой, если ее измерять без тока нагрузки. Поэтому по э. д. с., измеряемой при разомкнутой внешней цепи, нельзя судить о степени разряженности аккумуляторной батареи.

часах на среднюю величину напряжения в течение заряда или раз­ ряда. На практике емкость чаще выражают в ампер-часах.

Р а б о ч е й е м к о с т ь ю аккумулятора называют произве­ дение величины разрядного тока в амперах на число часов, в течение которых производится разряд аккумулятора до минимально допу­ стимого напряжения 1 в.

Емкость аккумуляторов определяется количеством заложенных в них активных масс. Следовательно, при данной конструкции емкость аккумулятора зависит от его размеров: чем больше акку­ мулятор, тем больше его емкость. С изменением разрядного тока емкость щелочных аккумуляторов изменяется мало. Значительные ее изменения наблюдаются при изменении температуры электролита. При понижении температуры электролита аккумуляторы отдают меньшую емкость. Так, если емкость, отдаваемую железо-никеле­ вым аккумулятором, принять при 20—25° С за 100%, то емкость полностью заряженных аккумуляторов, отдаваемая при том же режиме разряда и температуре —10° С, будет составлять примерно 80%, а при —20° С — примерно 65—70%. Однако при нагревании электролита до нормальной температуры емкость становится прежней. С повышением температуры (до 35—40° С) аккумуляторы снижают емкость значительно быстрее, чем при нормальной температуре, особенно бездействующие. При повышенной температуре происхо­ дит безвозвратная потеря емкости.

Для предохранения железо-никелевых аккумуляторов от боль­ шой потери емкости при повышенной температуре применяют элек­ тролит с примесью моногидрата лития. При понижении плотности электролита также происходит падение емкости.

Емкость новых аккумуляторов обычно на 20—25% больше поминальной. В новые аккумуляторы закладывается большое ко­ личество активной массы для того, чтобы по истечение некоторого времени аккумулятор, потеряв часть своей первоначальной факти­ ческой емкости, сохранил номинальную емкость. Однако при ра­ боте нового аккумулятора не рекомендуется брать с него емкость больше номинальной при любых режимах разряда, так как чрез­ мерные глубокие разряды приведут к преждевременной безвозврат­ ной потере аккумулятором части емкости.

О т д а ч а . Во время разряда аккумулятор пе может возвратить полностью всю энергию, полученную при заряде, так как ее часть теряется внутри аккумулятора. Так происходит потому, что, вопервых, во время заряда, и особенно в конце его, часть зарядного тока тратится на разложение воды и нагревание электролита, вовторых, при «кипении» электролита в конце заряда от пластин