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铺轨专题

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第一节 矿井轨道

矿井轨道是将钢轨按一定要求固定在线路上构成的,是机车运行的基础条件。 一、矿井轨道线路的作用及分类

为了满足矿井运输的需要,矿井巷道内大都铺设有轨道。矿井轨道线路与地面大铁路不同,它由于受井下空间的及生产能力的影响,故轨距一般都较小,因此,通常把矿井轨道线路称为窄轨线路。

1.矿井轨道线路的作用

机车车辆在行进的过程中,会产生垂直压力、水平力及其他一些力,而路基比较松软,不能直接承受这些力,否则路基要产生永久变形和压陷,以致无法行车。通过矿井轨道线路就可以把车轮的集中载荷传播、分散到地面或井下巷道底板上,引导机车沿轨道平稳、高速运行。

2.矿井轨道线路的分类

矿井轨道线路按照不同的内容可以分为不同的种类:

1)按轨距类型可分为:900mm轨距;762mm轨距;600mm轨距。 2)按运输量可分为:一级线、二级线、三级线。其中:

(1) 一级线:762(900)mm轨距,单线重车方向年运量100万t以上。

(2) 二级线:762(900)mm轨距,单线重车方向年运量50万—100万t;600mm轨距,单线重车方向年运量30万t以上。

(3) 三级线:762(900)mm轨距,单线重车方向年运量50万t以下,600mm轨距,单线重车方向年运量30万t以下。

3)根据运输情况可分为:主要运输线路与一般运输线路。 (1) 主要运输线路:

井下:主要斜井绞车道、井底车场、主要运输大巷和运输石门的轨道。 地面:运煤、运矸石的干线和集中装、卸、甩车场的轨道。

(2) 一般运输线路:除主要线路的轨道和采煤工作面顺槽、掘进工作面的轨道之外的其他所有轨道。 二、轨道线路的结构

标准窄轨的结构如图3-1所示,轨道线路由下部结构、上部结构两部分组成。下部结构主要是巷道底板和水沟,上部结构是钢轨、联接零件、安全设备(拉杆、防爬器)、轨枕和道床(道碴层)。

轨坡度、曲内缘的国内标三种。

轮距,用SL

道线路的主要参数有轨距、轨型、率半径。轨距是两条钢轨的轨头间距,用Sg表示,如图3-2所示。准轨距有600mm、762mm、900mm

缘距是轮对两车轮轮缘外侧之间表示。

为机车能牵引的坡度很小,所以

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图3—1 标准窄轨的结构 1—钢轨;2—道钉;3—轨枕;4—道床;5—底板;6—水沟

轨道的坡度用两点间的高差和水平距离之比表示,通常用i表示,其数值取千分数。

三、道床及钢轨 1.道床的分类

道床是轨道的基础。它将轨道的上部结构和下部结构连接成一个整体,防止轨道的纵、横向移动,以保持线路纵、横剖面的正常状态,保持轨道的稳定及线路的平顺。由道碴层组成的道床承受钢轨传来的压力,并均匀地传递到路基面上。道床能保证在轨枕及钢轨的下面向巷道一侧的水沟排水畅通,阻止路基内毛细管水上升,保持枕木的干燥。并能使轨道具有弹性,在一定程度上吸收列车的冲击力。为了保证道床的这些性能良好,除要使用性能良好的道碴材料外,道床应具有一定的厚度。

道床根据其结构的不同分为道碴道(1)道碴道床

床和固定道床两大类。

图3—2 轨距与轮缘距 SL—轮缘距;Sg—轨距;x—游

图3—3预埋螺栓式固定道床 图3—4 预埋轨枕式固定道床

道碴道床一般由粒度20—40mm的砾石构成,作用是使从轨枕传来的压力均匀传递到下部结构上,并防止轨枕纵横向移动及缓和车轮对钢轨的冲击。

道碴道床具有施工简单,投资少等优点,但维护工作量较大。主要用于服务年限较短底板不稳定的井下轨道运输巷道。

(2)固定道床

固定道床也叫整体道床,目前有两种形式,即预埋螺栓式和预埋轨枕式。

预埋螺栓式:就是将螺栓根据轨枕间距和轨距要求的位置,浇灌在混凝土的固定道床上。如图3-3所示 预埋轨枕式:就是将预制好的混凝土轨枕,根据轨枕间距确定的位置,浇灌在混凝土的固定道床内,使轨枕和道床形成一整体。如图3-4所示

固定道床增强了轨枕的稳定性,可保持轨距的一致,减少运输事故。在倾斜井巷中使用固定道床不仅提高了轨道质量,从而保证行车的稳定和安全,以及减少轨道线路的维修工作,并能有效地防止轨道“爬行”(轨道的整体滑动)。

2.道床的厚度、宽度和边坡比

1)井下道床的厚度 直线地段道床厚度是指钢轨断面下轨枕底面至路面基面的深度,曲线地段是指内轨

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断面下轨枕底面至路基面深度。道床厚度以保证传到路基面的最大压力小于路基面的允许应力为度,以路基面不发生永久变形为原则。道碴层的厚度应根据巷道底板的承载能力和通过线路的货流强度确定。

在水平巷道及倾角小于10度的倾斜巷道中,应将道碴铺设轨枕的2/3,但道碴与轨底平面之间的距离不得小于30毫米。

在倾角超过10度的倾斜巷道中,轨枕应置于巷道底板上凿出的横槽内,槽深不应小于轨枕厚度的2/3,轨枕下面的道碴厚度不应小于50毫米。

2)道床宽度 根据轨枕长度而定,为保证道床的紧密和提高道床的横向阻力,在轨枕两头之外还留有道床肩宽,肩宽不小于150mm。曲线外侧道床要加宽100mm。

3)道床的边坡比 是以边坡上下两点的垂直距离和水平距离之比来表示,道床的边坡比一般为1∶1.5。 3.钢轨及其选型 1)钢轨的作用及分类

钢轨是轨道上部结构的重要组成部分之一,它不仅引导车辆按照一定的方向运行,且承受来自车轮的压力、冲击力和纵向的惯性力、横向和离心力,并经轨枕将载荷传递给道床及巷道底板(轨道的下部结构),为车轮的滚动提供阻力的踏面。在使用架线式电机车和“信集闭”的区段还兼作回流线。

钢轨的类型是以它每米长重量(kg/m)来表示的。钢轨每米长重量越大,则抗冲击、弯曲、振动的能力越强,承载力也越大。矿井轨道所用的钢轨有轻轨和重轨之分。煤矿使用的有15kg/m、18kg/m、22kg/m、24kg/m、30kg/m、38kg/m、43kg/m等几种轨型,最常用的是22kg/m、24kg/m、30kg/m三种轨型。

表3—1 钢轨的主要技术参数

钢轨型43 38 33 (30) 24 (22) 18 15 (15) 11

标准长度(m) 断面尺寸(mm) 重量 (kg/m) A B C D E F 螺栓孔中心距(mm) 螺栓孔径(mm) D (mm) A b c 12.5 44.653 70 114 140 14.5 42 71 56 110 160 29 62.5 12.5 38.733 68 114 134 13 39 71 56 110 160 29 59.5 12.5 33.286 60 110 120 12.5 35 66 160 29 53 7-10 30.10 60.33 107.95 107.95 12.30 30.95 57.55 57.55 127 24 48.22 7-12 24.523 51 92 107 10.9 32 58 58 100 22 46 7-10 22.30 50.80 93.66 93.66 10.72 26.99 50 50 127 24 41.67 7-12 18.11 40 80 90 10 32 40 40 100 19 39 6-12 14.758 37 76 91 7 28.75 46 46 100 19 39 6-9 15.20 42.86 79.37 79.37 8.33 22.22 43.65 43.65 101.6 20 35.326-10 11.233 32 66 80.5 7 23 45 45 100 16 35 20

2)如何选择钢轨:

选用钢轨时,主要应考虑电机车和矿车重量、行车的速度和行车的密度等。车辆载重量越大,车速越快,行车密度越高,采用钢轨型号就越大。《煤矿安全规程》规定:新建或扩建的矿井中,对运行7吨及其以上机车或3吨及其以上矿车的轨道,应采用不低于30kg/m的钢轨。井巷轨道轨型的选择,应根据运输设备的类型、使用地点和提升方式来确定。

四、钢轨的固联零件

钢轨的固联零件包括道钉(钢筋混凝土轨枕、钢轨枕为螺栓)、垫板、鱼尾板等。见图3—5。 1.道钉

道钉的作用是把钢轨固定在木轨枕上,使钢轨与轨枕连接成整体,增强轨道框架的钢度。道钉钉头为鸭嘴形,钉杆为方形钉尖楔形刃角。道钉一般采用有足够韧性的钢料锻制而成,应保证弯曲180度而不折断。

2.垫板

垫板的作用是增加轨枕受压面积,以减平板形和楔形两种,楔形板可使钢轨有一定外轨,使运行中的车轮中心始终在钢轨中心损。

3.鱼尾板

鱼尾板的作用是通过固定螺栓夹紧两错位。鱼尾板上、下端面均为斜面,与轨顶致,以使鱼尾板与钢轨密贴。螺栓拧紧后,留有一定空隙,以增加接头的弹性。在钢轨椭圆形孔眼,以适应钢轨因温度变化而引起轨接头处应留有不大于5mm的间隙。

4.鱼尾螺栓与弹簧垫圈

鱼尾螺栓是用来紧固钢轨与鱼尾板的,螺栓应使鱼尾板与钢轨连接牢固,并使其密贴,必须有足够的强度,不能剪断和拉弯。弹簧垫圈要与鱼尾螺栓配套使用,其作用是防止螺母在机车运行时发生振动而松动退扣。

五、钢轨接头

为了减小车轮从一根钢轨过渡到另一根钢轨时冲击、震动,以及使列车运行时达到平稳,钢轨必须有良好的接头。钢轨的接头形式按接头与轨枕相互位置分为悬接式和承垫式,按两条钢轨接头的相对位置分为对接式和错接式,按用途分为异型接头、导电式接头和绝缘式接头。

1.悬接式与承接式

悬接式接头悬于两轨枕之间。当列车通过接头时,因车轮碾压后钢轨挠曲,轨端下落,鱼尾板和轨端受力较大,容易使轨道产生低接头、鱼尾板弯曲和断裂现象。为了克服这一缺点,可适当地把接头处两侧的轨枕间距缩小,以提高接头处轨端的抗弯强度。轨枕间距一般为440—480mm,见图3-6a。

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垫圈;

图3—5钢轨的固联零件 1—钢轨;2—鱼尾板;3—弹簧

少木枕的机械磨损。垫板有的内倾角,用于弯曲线路的线上,减少钢轨的不均匀磨

根钢轨使其连接,制止轨端下方和轨底上方的斜度一鱼尾板中部与钢轨腹板之间两端的轨腰上和鱼尾板上有的伸长或缩短。为此,在钢

承载式接头是两根轨枕分别承载在两个轨头上。两轨枕间有20—25mm间隙,使轨头有自由挠曲的可能,并具有弹性,见图3-6b,c。

2.对接式与错接式

轨道的两条钢轨的接头左右相对,称为对接式接头,其相对错距最大不超过50mm,多用于直线段,见图3-6d,e。

轨道的两条钢轨的接头位置相互错开称为错接式接头,接头的相对错距最小为2m,一般用于曲线段和使用抱轨式人车的斜井绞车道。

3.异型接头

是指一条铁道在变换轨型时,在同一个接头有两种轨型用异型鱼尾板连接,以保持钢轨头部内侧和轨顶的平顺。

图3-6 轨道接头形式

4.导电接头

是指为了减少接头处的电阻,在钢轨接头处用导电体连接做架线式电机回流导线使用。 5.绝缘接头

是指用在不回电的铁道和架线式电机车铁道的连接处,或用于自动闭塞区段分割闭塞区。在两轨端之间、钢轨与夹板、夹板与螺栓和螺母、钢轨螺孔四周,填以绝缘材料,将导电回路隔开,达到两轨端间绝缘的目的。

六、轨缝

因气温变化会引起钢轨热胀冷缩,在两根钢轨接头处要留有一定的缝隙,叫做轨缝。轨缝的大小直接影响轨道的质量,轨缝过大,列车通过接头时的冲击力和震动也大。轨缝过小,会造成线路胀轨,使线路不平

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顺。为了防止夏天热,轨缝挤严,同时考虑到铺轨后轨道顺直,钢轨伸长,所以预留轨缝应略大于计算轨缝。根据现场经验,8~10m钢轨应多留1mm。在实际铺设中,为了在轨温最高时不使轨缝胀死,根据计算轨缝还要多留1mm,因此轨温在30℃时铺设10m长钢轨,预留轨缝3mm。

在铁路维修工作中,不可能按每天温度变化来衡量轨缝,因此,原煤炭部质量标准中规定:主要运输铁路轨缝,煤矿井下不大于5mm,地面夏季(5、6、7、8、9、10月)不大于7mm,冬季(11、12、1、2、3、4月)不大于10mm。不许有连续3个以上的瞎缝。

七、轮轨间隙

为了使车轮沿两钢轨滚动时不致被卡住,减少车轮与钢轨间的摩擦,在轮缘与钢轨间应有一定间隙。间隙过大,列车不稳,摇晃厉害,并且造成车辆进入曲线时,轮缘撞击钢轨。间隙过小,增加轮缘与钢轨的磨耗。见图3—2所示。

八、钢轨的内倾度

为使车轮压力通过轨腰均匀地传递到轨枕上,使钢轨在荷重状态时工作平稳,在直线段上钢轨必须以一定的内倾度,使车轮踏面与轨面吻合,使钢轨磨损均匀。钢轨内倾度就是两股钢轨的垂直中心线,向线路内侧倾斜成1/20的坡度。煤矿窄轨钢轨内倾度标准定为1/40。内倾度一般可通过目视钢轨轨面的磨损痕迹来判别其大小。如果滚磨面在钢轨轴线内侧,说明钢轨的内倾度设置过小;如果滚磨面在钢轨的轴线外侧,则钢轨内倾度过大。

九、轨道的坡度

线路纵剖面上相邻两点间高度差与这两点间的水平距离之比称为线路坡度。

随着轨道坡度的增加,空载车辆(上坡运行)的运行阻力增加,重载车辆(下坡运行)的运行阻力减小。理想的轨道坡度应该是空、重载车辆的运行阻力相等的坡度,这样的坡度称为阻力坡度。

十、轨距 1.轨距

轨距是指轨道上两根钢轨顶内侧与轨道中心线垂直的距离。我国窄轨铁路轨距列为国家标准的有900、762、600mm三种。

窄轨铁路轨距测量点是在钢轨内侧距轨顶13mm处。统一规定一个测量点,可减少测量误差,保证线路轨距的准确性。

2.轨距允许误差

为了保证行车安全并综合考虑尽量减少钢轨和车轮的磨耗以及轨枕损坏等条件,煤矿窄轨铁路质量标准对各种轨距的允许偏差值作了性的规定:

主要运输线路直线段+5mm、—2mm,曲线段则根据曲率半径规定轨距加宽后+5mm、—2mm;一般运输线路直线+6mm、—2mm,曲线加宽后+6mm、—2mm。

3.轨距拉杆

为了保证轨道轨距误差不超过规定,应使用轨距拉杆对钢轨进行固定。轨距拉杆的直径有Φ22mm、Φ25mm两种。15、18kg/m钢轨选用Φ22mm的轨距拉杆,24kg/mm钢轨选用Φ25mm的轨距拉杆,有轨道电路的线路,应安装绝缘轨距拉杆。

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十一、轨枕的作用及分类 1.轨枕的作用

(1)将两根钢轨联系在一起,固定钢轨位置,并使其保持一定的距离(轨距)。 (2)轨枕直接承受钢轨传递的压力,并均匀地散布给道床。

(3)轨枕还能保持轨道的稳定性,固定铁路方向,防止轨道产生纵向和横向移动。 2.轨枕的分类及特点

轨枕按材质的不同分为木轨枕、钢筋混的不同分为普通轨枕、道岔岔枕。

木枕的特点:木轨枕重量轻,富有弹性,钢轨连接简单,铺设和养护较方便,并且有碎石道碴之间有较大的摩擦系数,能增强轨不易保持轨距,易腐朽、磨损和开裂,使用

钢筋混凝土轨枕优点是:节约木材;能使铁道的弹性均匀,稳定性高;不腐朽,使和维修工作量。其缺点是:弹性差,使用时性能差;扣件连接困难;重量大不易搬运等。

钢轨枕一般用12—16号槽钢制作,其

图3—7 弯道

凝土轨枕、钢轨枕;按用途

容易加工制作,成本低,与较好的绝缘性能。木轨枕与道的稳定性。但道钉易松动,寿命短,更换频繁。 保证尺寸一致,硬度一致,用寿命长,减少更换工作量应加胶垫;脆性大;电绝缘

长度一般与木轨枕、钢筋混

凝土轨枕相同,槽钢轨枕可以立式安装,也可平式安装。由于槽钢价格高昂,所以只在特殊需要的地段、临时轨道和道岔敷设处使用。

十二、弯曲轨道

弯曲轨道是轨道线路的组成部分,如图3-7所示。车辆经过弯道时,一方面离心力使车轮轮缘向外轨挤压,既增加了行车阻力,又使钢轨与轮缘的磨损加重,严重时可能造成翻车事故;另一方面车辆在弯道上成弦状分布,车轮轮缘与轨道不平行,前轴的外轮被挤到外轨上B点。后轴的内轮被挤到内轨上C点。这样,轮对将被钢轨卡住,严重时车辆会被挤出轨面而掉道。

(1)弯曲线路轮轨内接的形式:

车辆在弯道上运行时,轮缘与钢轨的接触称为内接,四个车轮与曲线轨道有以下四种接触形式: 1) 楔住内接:前、后轮对的两外轮及两内轮的轮缘均紧靠钢轨。

2) 动力自由内接:当车辆在离心力和其他横向力的共同作用下,前、后轮对的外车轮轮缘同时压在外轨上,而两内轮的轮缘与内轨间有间隙,且在垂直于轨道中线的平面内失去平衡时的内接称为动力内接。

3) 自由静力内接:只有前轮对的外车轮轮缘压及后轴对的内轮轮缘紧靠钢轨。而且后轴与曲线半径方向一致。

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曲内轨加宽值/mm 4) 强制静力内接:在静线 力内接情况中,只有前轮对的

半径/m 5 10 15 20 25 30 40 50 5—100 10—200 轴距/mm 50—1100 110 10 5 5 5 10 10 10 5 1100及以上 5 15 15 15 15 10 图3-8机车车辆通过曲线示意图

δ-游动间隙; S0 –轨距离; e-轨距加宽宽度

外轮缘及后轮对的内轮缘紧靠钢轨,但后轴的方向不与曲线半径相合。

(2)曲线轨距加宽的原因

机车车辆位于直线时,轨距有足够的轮轨游动间隙。当位于曲线上时,如图3-8所示,虽然轨距仍保持和直线段一样的宽度,但由于外轮与外轨贴紧,内轮与内轨贴紧,致使行车阻力增加,轮轨磨耗加剧,严重时会造成钢轨变位,列车脱轨。因此,为使机车车辆顺利通过曲线轨道,轨距应适当加宽。

煤矿窄轨铁道轨距的加宽量应考虑曲线轨距加宽时应使大多数的车辆在静力自由内接的情况下通过,对其余少数车辆以静力强制内接情况通过。在实际应用中曲线段的轨距加宽值可以参照表3-2:

表3-2 曲线段轨距加宽参考值

图3—10 道岔 1—尖轨(岔尖);2—基本轨;3—转辙轨;4—护轮轨;5—辙叉;6—转辙机构 (3)曲线外轨抬高的原因

如图3-9所示,当车辆在曲线上运行时将产生离心力,由于离心力的作用,车轮轮缘可能挤压外轨或内轨,其结果将引起轮缘和钢轨磨损增加,加大消除这种不良后果,在铺轨时内轨保持原定高度

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图3—9离心力与

不变,把外轨加高一定高度,借助车体的内倾产生向心力来平衡离心力。外轨比内轨高出的值,称为弯曲线路的外轨抬高。

十三、道岔 1.道岔的组成及分类

道岔是轨道线路连接的的重要部件,是车辆由一条线路驶向另一条线路的的过渡设备。道岔由基本轨、尖轨、辙叉、护轮轨、转辙轨、转辙机构及一些零件组成,其结构如图3-10所示。

按道岔分开两条线路的相对位置来分,有单开道岔、对称道岔、渡线道岔等。

单开道岔:是将一条铁路分为两条铁路,有直股与曲股,分左开与右开。站在尖轨向道岔尾部看,曲段向左的为左开,曲段向右的为右开。

对称道岔:又称双开道岔,是将铁路向左右分开的设备。两侧都是曲股,并对称于直线中心线。 渡线道岔:是连接两条相邻铁道的设备。由两组相同号数的单开道岔和一段连接轨组成。 按道岔转辙机械操作形式分,有手动道岔、弹簧道岔、电动道岔等。 2.道岔的表示方法:

煤矿常用的道岔有单开、对称、渡线三种,分别用DK、DC、DX来表示具体表示方法如下:

3.窄轨道岔的选择

道岔的选择应根据每种道岔允许

的行驶车辆和允许速度进行确定。

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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 道岔型号 DK615/2/4 DK615/3/6 DK615/4/12 DK615/5/15 DK615/6/25 DC615/2/6 DC615/3/9 DC615/3/12 DK618/2/4 DK618/3/6 DK618/4/12 DK618/5/15 DK618/6/25 DC618/2/6 DC618/3/9 DC618/3/12 DK624/3/6 DK624/4/12 DK624/5/15 DK624/3/9 DC624/3/12 DK918/3/9 DK918/4/15 DK918/5/20 DK918/6/30 DC918/3/9 DC918/3/20 DK924/3/9 DK924/4/15 DK924/5/20 DK924/6/30 DC924/3/9 DC924/3/20 允许行驶机车车辆 1t矿车 <1.5t矿车 7t及以下电机车 7t及以下电机车 7t及以下电机车 <1.5t矿车 1.5t矿车 7t及以下电机车 1.5t矿车 1.5t矿车 7~10t电机车 7~10t电机车 7~10t电机车 1.5t矿车 1.5t矿车 7~10t电机车 3t矿车 7~1Ot电机车 7~10t电机车 3t矿车 7~10t电机车 3t矿车 7~10t电机车 7~1Ot电机车 7~10t电机车 3t矿车 7~10t电机车 3t矿车 14t电机车 14t电机车 14t电机车 3t矿车 14t电机车 允许行驶速度/(m/s) ≤1.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 ≤1.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 ≤1.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 ≤1.5 1.5~3.5 ≤1.5 1.5~3.5 1.5~3.5 1.5~3.5 ≤1.5 1.5~3.5 表3—3道岔允许的行驶车辆和允许速度

4.采用不同轨型道岔的原则

采用不同轨型道岔时,轨道的轨型不得高于道岔的轨型。 十四、矿井轨道安装 1.平整路基

轨道路基的整修,按设计要求标定巷道中腰线(每20m一个点)、圆曲线起止点、道岔中心及纵断面的变坡点,进行水平测量。按设计要求的各点标高进行坡度调整,消除巷道底板凹凸不平现象。

路基符合正、负误差不超过50mm要求后,即可铺道砟或灌注固定道床。

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2.摆放轨枕

路基整修、道床平整后,可根据轨枕间距散布轨枕和钢轨。轨枕铺设数量可按标桩距离确定。 3.倾斜巷道中轨道的安装

(1) 在铺设倾斜轨道时,要考虑轨枕与轨道的稳定性,防止轨道下滑。在坡度较大的(25°以上)斜巷中设防滑设施,即在每节10m钢轨中间设一防滑墙。其做法是在底板凿出宽250mm、深100mm的沟槽,用风钻在槽内打一排眼,眼距300mm,深200mm,然后插入直径200mm的钢筋,同时放上钢筋架用铁丝绑扎好,然后钉好横板浇灌水泥墙。其尺寸是高300mm,宽250mm,长度600mm,轨距为1.5m;长度762mm、900mm轨距为1.9m。铺设时轨枕设在防滑墙上方,并使钢轨与枕木连接固定。由于防滑墙的阻挡,使枕木与钢轨都不能下滑,巷道倾斜角度超过30°。服务年限较长时应采用固定道床。

(2) 在倾斜巷道超过25°时,不但要考虑轨道铺设后的防滑问题,还要考虑轨道施工中的防滑问题。因此,在施工中要有安全措施,否则不准施工。

(3) 为防止钢丝绳托磨枕木,在倾斜轨道中间要设托绳轮,间距一般为15m。巷道弯坡时,托绳轮要安装在变坡点上,并在两侧适当加密。

托绳轮有的用旧矿车车轮焊在一起,轮缘高度应加工处理,最好不超过15mm,以降低托绳轮距枕面的高度。这种托绳轮直径为300mm,宽为200mm,轴长为400mm,轴直径为45~50mm,轮内设轴承。也可用直径200mm、长250~300mm的胶皮托滚。托滚内设306轴承,托滚轴直径为30mm,长为0.45~0.5m。托滚轮不得高于轨面35mm,以免调机车时刮托绳轮。

(4) 在斜井绞车道地面甩车场和井下甩车场,由于牵引角度增大,钢丝绳偏移,牵引力方向与矿车运行方向不一致,容易把矿车拉翻。因此要设立轮以便使钢丝绳牵引方向与矿车运行方向趋于一致,保证矿车运行安全。

如钢丝绳上下跳动距离不大,可把托绳轮立起安装,当立轮使用。如上下跳动较大,可用直径108~159mm、长750~996mm的胶带下托滚做立轮。立轮外缘距运行车辆最突出部分要保持不小于0.2m的距离。

绞车道和甩车场的托绳轮和立轮必须设置齐全,做到大绳不托磨钢轨、枕木和刮帮,并经常检查,保持转动灵活,这样既可防止钢丝绳锯坏枕木和钢轨,减少钢丝绳的磨损和延长钢丝绳的使用寿命,还可以减少动力消耗。

4.普通道岔的安装

(1) 确定道岔位置。确定道岔位置之前要确定道岔中心,钉好标桩1,然后根据道岔前长(由中心到尖轨前基本轨接头的长度)钉标桩2,根据道岔后长(由中心点到辙岔后部直股基本轨接头长度)钉标桩3,及根据道岔中心到直股辙岔尾的长度钉标桩4,根据道岔后长被道岔号除,所得的数值,就是垂直于直股轨道在道岔后点至弯股轨道中心的距离,因此便可钉标桩5。从1桩到5桩的直线方向,便是支线道岔轨道方向,如图3—11。

(2)散布岔枕。在一根绳上按照道岔基本轨前后接头和岔枕距离做好标记后,对准道岔前后接头标桩位置,把绳拉在地上,按标记散布岔枕。

图3—11道岔位置的确定

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1~5一标桩

(3) 铺设岔钢轨:①铺设直股钢轨和辙岔;②铺设曲线外股钢轨;③铺设曲线基本轨和护轨;④装设联结杆、扳道器。达到尖轨摆动灵活,尖轨与基本轨密贴。

十五、 轨道回流线 (一)轨道回流线的形式

矿用直流架线式电机车供电系统中的牵引网路,按其构成方式分为双架(空)线式和单架(空)线式。前者的馈电线路和回流线路都架设在电机车的上方。后者仅有馈电线路架设在电机车上方,利用运输轨道的钢轨作为回流线路。

双架线式有将牵引网络的馈电线和回流线架设在轨道上方巷道顶开凿的专用沟槽中和不开专用沟槽两种。采用专用沟槽的目的是将压缩空气送人沟槽以防止或排除瓦斯积聚。采用沟槽和不开沟槽的双架线式牵引网路的主要优点是无杂散电流和人员触电的机会少,危险小,以及便于监测架线的对地绝缘状况。双线式牵引网路的主要缺点是架空岔线的结构复杂、用铜量大一倍、基本建设投资高和维护费用高。

在我国的煤矿中,广泛使用以轨道(钢轨)作为回流线的单架式牵引网路(图3—12)。它的主要组成部分是馈电线(把连接牵引变流所和接触线的那一部分称作馈电线)、架空接触线(简称架空线或接触线)和回流线(轨道为回流线的一部分)。从牵引变流所的整流设备1的直流正极母线用电缆作为馈电线3与接触线4相连接。馈电线与接触线的连接点6称为馈电点。与接触线相接触的电机车受电器将电源引入电机车,通过牵引电动机的电流经钢轨9及回流线7返回整流设备。回流线接于整流设备负极母线与钢轨之间,回流线与钢轨的连接点8称为回流点。馈电线的引出端设置过电流自动馈电开关2。

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矿用直流架线电机车牵引网路的电压定额决定于电机车受电器上的额定电压。矿用直流架线电机车受电

图3—12直流架线电机车的供电系统

1一牵引整流设备;2一过电流自动馈电开关;3一馈电线}4一接触线; 5一带开关的分区绝缘器;6一馈电点;7一回流线;8一回流点;9一钢轨

器上的额定电压通常为550V,当运输生产率低、运输距离短时,可选用额定电压为250V的电机车。矿用直流架线电机车电压系列见表3—4。

表3—4 矿用直流架线电机车电压系列

牵引变流所母线上的电压/V 600 275 电机车受电器上的电压/V 最小值 375 170 额定值 550 250 最大值 660 300 以轨道作为回流线路的牵引网路的主要缺点是:人员触电的机会多、危险大、有杂散电流产生、受电器与接触线之间以及车轮与钢轨之间产生能够引爆具有爆炸危险的混合气体的火花,以及检测漏电比较复杂。但是,这种牵引网路由于结构简单,架设及维修方便和基本建设投资低等优点,在我国各煤矿中被广泛地采用。

(二)轨道回流线和绝缘的铺设

轨道是回流线路的主要部分,其导电性能及其与大地的绝缘状况如何,对牵引网路和架线电机车运输的技术经济指标,对井下生产的安全都具有重要意义。

既然把钢轨作为电流回路,那么它的电阻就应该越小越好。由于钢轨的截面面积较大,所以它本身的电阻很小。但是轨道中钢轨的接头甚多,轨端接头虽有钢质鱼尾板相连,但因鱼尾板截面面积不够大.特别是鱼尾板和钢轨之间的接触电阻很大,尤其是鱼尾板和钢轨生锈之后,它们的接触电阻就会大大增加。

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为保证轨道的良好导电性能,钢轨接头除鱼尾板连接之外.还必须作电气连接——轨端电气连接。此外,一条轨道线路的两条平行钢轨之间,双轨线路的平行轨道之间也应设置电气连接。架线电机车运输的轨道和不用架线电机车运输的轨道之间还应实行绝缘。

1、轨端电气连接

对轨端(钢轨接缝)连接线的要求是,具有良好的机械性能,与钢轨的连接要可靠,连接电阻(包括连接线本身的电阻和连接处的接触电阻)不得超过同型钢轨4m长度的电阻值。

轨端电气连接的方法很多,焊接法是其中之一。将相邻两轨端焊接在一起,这样的轨端电气连接,虽然既可大大降低接头电阻,又可改善列车的运行性能.但是有许多地方的接头是不能焊接的,而且在有底鼓现象的巷道中也不宜采用焊接接头,而最重要的条件是在煤矿井下进行焊接作业必需遵守安全规程的规定。焊接法的另一方式是将各种形式的连接线(片)焊接在钢轨端部,如图3—13和图3—14所示。

这种焊接法在煤矿井下使用同样也受安全条件的。 其他几种可行的轨端电气连接如图3—15所示。

图3—14 钢绞线轨端电气连接 1-钢焊接端头;2-镀锌铁线;3-铜绞线 图3—13 用园钢作连接的轨端电气连接

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轨端电气连接线通常采用长250mm、截面50~95mm的铜绞线或钢丝绳,或采用直径16ram的圆钢,也可用60Mm³6mm扁钢作交叉连接。为了进一步改善轨道作为回流通路的导电性能,还可在实行轨端电气连接的同

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图3—15轨端电气连接 a一焊接接头;b一具有焊接端头的铜(钢)绞线焊接连接;c一软铜线螺栓连接; d一软铜(钢)带螺栓连接;e一铆钉连接 1一焊接垫板;2一软铜(钢)导线;3一用钢管做成的焊接端头; 4一由扁钢做成的焊接端头;5一软铜导线;6一冠状垫圈;7一弹簧垫圈; 8一M12~M16螺栓;9一斜面垫圈; 10一软铜(钢)带;ll一钢铆钉;12一空心端头或导线 时,沿轨道敷设废旧钢丝绳,并与每节钢轨可靠地连接一次。

2、轨间电气连接

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作回流通路的平行钢轨(即同一轨道的两条钢轨)之间应作电气连接。连接点间距为50m,连接导线的电阻应不大于长度与其相同、断面不小于50mm的铜导线的电阻。可用60mm³6mm扁钢作连接线。

3、路间电气连接

平行双(或更多)轨线路的各轨道之间,通常每隔50m进行一次电气连接。以扁钢作连接线时,其截面不应小于60mm³6mm。道岔各部分和又心之间也必须用导线连接。

4、轨端电气绝缘

不使用架线式电机车运输的轨道,必须与作为牵引网路的轨道绝缘,这种绝缘称为轨端绝缘。轨端绝缘一是电机车运输信号、集中与闭塞的需要,二是可以减少杂散电流,三是矿井安全生产的需要。 不回电的轨道与架线电机车回电轨道之间,必须加以绝缘。第一个绝缘点设在回电与不回电轨道的连接处;第二个绝缘点设在不回电的轨道上,且其与第一个绝缘点之间的距离必须大于1列车的长度,以防两绝缘点间的轨道被列车所短路。轨端绝缘的结构如图3—16所示。牵引网路的总回流线应和所有与其靠近的轨道作电气连接。

图3--16轨端绝缘

1一由多片醇酸型云母板叠成的轨端绝缘板;2一鱼尾板橡胶绝缘垫; 3一云母绝缘套管;4一橡胶绝缘垫圈;5一橡胶绝缘垫;6一鱼尾板螺栓;

7一螺母;8一垫圈;9一弹簧垫圈;10-垫板;1l一轨枕

总回流线应由两根以上的导线或电缆组成。

十六、杂散电流及杂散电流的预防 (一)杂散电流的概念

任何不按指定通路流动的电流叫杂散电流。在煤矿井下通常将直流牵引网路的直流漏电电流叫做杂散电流。它是以泄漏形式出现的,因此也称泄漏电流.

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架线电机车的牵引网路中,轨道是回电导体,也就是说电机车从架空线上取得的电流是沿着轨道回到牵引变流所负母线上去的。由于轨道与大地不是绝缘的。因此,本来从轨道回到牵引变流所负母线上去的电流,就可能有部分电流不通过轨道而通过大地或其他管线回到牵引变流所的负母线上去。即产生杂散电流.如图3-17所示。此外,架空线的绝缘不良也产生杂散电流。

杂散电流的大小与轨道电阻大小有关.如果轨道的电阻越大,沿轨道的电压降就越大,杂散电流也就越

图3—17 杂散电流示意图

l一牵引交流所;2一架线;3一轨道;4—管道

大。

杂散电流的大小也与负荷的大小有关,因为负荷越大,沿轨道的电压降也就越大,那么杂散电流就越大。 (二)杂散电流的危害

1、矿井杂散电流会对邻近的金属管道和铠装电缆金属外皮造成腐蚀,缩短金属管道和铠装电缆的使用寿命。这是由于杂散电流流入大地后,金属管道和电缆外皮的电阻小于大地,因此,电流必定流入金属管道和电缆外皮。如果流入的电流靠近回电点处,再由金属管道和电缆外皮流出经大地而至轨道,这时在管道和电缆的右端形成阴极区(电流流入),而在管道和电缆左端形成阳极区(电流流出)。由电的化学效应而知,在电解时,金属是从阳极进入电解槽,而此时管道、大地和轨道就形成为电解槽,在右端,轨道作为阴极要被腐蚀.而在左端,管道作为阳极也要被腐蚀。据实验,lA的杂散电流,在一年中就能腐蚀9kg的钢材。因此.牵引网路中杂散电流对金属管道和电缆外皮的腐蚀是严重的。一般情况下,由于电机车在不断地运行着,轨道的腐蚀点是分散的,几乎分布在轨道的全长上,所以腐蚀不明显。而对金属管道和电缆外皮来说,阳极区是永远靠近回电点处.腐蚀是集中的.经常的,情况较严重。

2、矿井杂散电流可能引起电雷管的先期爆炸,造成人员安全的威胁。这是由于一般电雷管只需1~1.5V的电流电压就可以引爆,而在杂散电流的影响下,轨道与大地之间的电位差有可能达到1~1.5V。因此,两根放炮线一根与轨道接触.另一根与地接触就可能引爆雷管。

3、杂散电流流经途径产生的火花,有可能引起瓦斯、煤尘爆炸事故。 (三)杂散电流的预防

杂散电流的大小取决于架空线对地的绝缘程度和轨道电阻的大小。所以《煤矿安全规程》第三百五十四

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条明文规定:

1、两平行钢轨之间,每隔50m应连接1根断面不小于50mm的铜线或其他具有等效电阻的导线。 2、线路上所有钢轨接缝处,必须用导线或采用轨缝焊接工艺加以连接,连接后每个接缝处的电阻,不得大于下列规定:

1) 1 5kg/m钢轨0.00027Ω; 2) 18kg/m钢轨0.00024Ω; 3) 22kg/m钢轨0.00021Ω; 4) 24kg/m钢轨0.00020Ω; 5) 30kg/m钢轨0.00019Ω; 6) 33kg/m钢轨0.00018Ω; 7) 38kg/m钢轨0.00017Ω; 8) 43kg/m钢轨0.0001 6Ω;

3、不回电的轨道与架线电机车回电轨道之间,必须加以绝缘。第一绝缘点设在2种轨道的连接处,第二绝缘点设在不回电的轨道上,其与第一绝缘点之间的距离必须大于1列车的长度。对绝缘点需经常检查维护,保持可靠绝缘。在与架线电机车线路相联通的轨道上有钢丝绳跨越时,钢丝绳不得与轨道相接触。

十七、机具、量具 (一)常用基本工具

1.道钉锤:道钉锤的两头都是方形锤头,全长300mm,锤头每边约38~40mm,锤把长一般为0.7m,用于打道钉。

2.撬棍:撬棍是用来起拔道钉和钉道时压撬枕木。

3.螺丝扳子:螺丝扳子是作为上、卸鱼尾板、松紧螺丝使用。

4.大头镐:大头镐是一种一头带尖,一头扁平的工具,用于抬道、找水平、捣固使用。 5.轨距尺用来测量轨距。轨距尺有两种

(1)固定式。用钢板制成,长度固定,钉道时使用,不能量出轨距的增减数字。

(2)游标活动水平轨距尺。用钢铝合金材料制成,一端固定、另一端有带刻度可活动的卡头.可量出精确的轨距尺寸和水平。

6.水平尺:水平尺有木质和铁质的两种。中间镶有管形玻璃气泡,用来测量轨道水平和超高。 7.水平板:水平板测量线路水平及外轨超高用,用木板制成,一端成台阶形。 8.轨道尺:轨道尺具备轨距尺、水平尺功能。

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2

图3-18多用液压千斤顶

1-空心立柱;2-工作缸;3-手动液压泵;4-操作手柄;5-柱塞;6-贮油腔

(二)施工机具

1、千斤顶

在轨道铺设及维修工作中,使用千斤顶抬起已钉好的轨道,以便将道碴打入轨枕下面,使轨道达到设计标高。也可利用千斤顶拨道。常用千斤顶有螺旋千斤顶和多用液压千斤顶。

(1)螺旋千斤顶

螺旋千斤顶由壳体、加强板、支脚、起重螺杆、起重钩爪、螺母、轴承套和扳手组成。 (2)多用液压千斤顶

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多用液压千斤顶由空心立柱、工作缸、手动液压泵、操作手柄、柱塞和贮油腔组成。见图3-18。

图3-19 千斤顶—拔道机

(3)千斤顶——拨道机

千斤顶——拨道机(图3—19)用以在线路的纵剖面和平面上调整轨道。

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千斤顶一拨道机的组成部分是动力缸6、泵5、逆止阀4、安全阀3、外壳2、止推爪1和加长器。加长

图3-21电动钻

1-抓钩;2-减速器;3-齿条给进器;4-顶尖;5-钻头

器由撑管7、撑杆8和锁定器9组成。

2、钢轨锯

(1)手锯和手动钢轨锯

手锯就是普通的钢锯,用来锯开钢轨及小型的管、线材。手动钢轨锯由锯架、锯条、夹钳、连杆和杠杆组成,用来锯断钢轨。

(2)电动钢轨锯

电动钢轨锯(图3—20)由锯架1、曲柄连杆机构2、底座3、冷却液箱4、减速箱5组成。

图3- 20 电动钢轨锯

1-锯架;2-曲柄连杆机构;3-底座;4-冷却液箱;减速器

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电动机带动减速器5。减速器驱动曲柄连杆机构2,使与连杆相接的锯架1作往复运动,锯条锯切钢轨。钢轨锯的底座3上装有钢轨卡子以夹紧被锯钢轨。在锯架上方设有冷却液箱。锯架每分钟往复46次,行程150mm,锯断一根钢轨约需5~8rain。

3、钻孔工具 (1)手扳钻

手扳钻由麻花钻头、棘轮、手柄、夹具组成,用于钻孔。 (2)电动钻

电动钻由抓钩、减速器、齿条给进器、顶尖和钻头组成,如图3-21所示。

钻孔时用抓钩将钢轨抓住,使其固定后开动电机,用齿条给进机构推进顶尖与钻头进行钻孔。孔钻完后操作给进机构使顶尖与钻头返回。该钻最大钻孔直径不大于25ram,主轴转速为92r/min。

4、拔钉器

拔钉器用于线路施工中从轨枕上拔出道钉。见图3-22。 5、液压剪钳

液压剪钳用于拆除轨道时剪掉钢轨连接零件的螺母。 6、轨缝调整嚣

图3-22 拔钉器

1-操纵阀;2-动力缸;3-支撑;4-定位器;5-钩爪

摇动手柄,油泵将压力油经过通过工作缸,并以40MPa的油压推动柱塞位移。两对斜铁分别卡紧钢轨接头侧面使之背向推移,以达到要求轨缝的尺寸为止。

7、手动液压起道器

起道器是起道用的工具,用于起道、抬线路水平或线路外轨超高。 8、弯轨器

弯轨器用于弯曲或调直轨道。常用的弯轨器有螺旋弯轨器和液压弯轨器两种。 9、液压穿孔器

穿孔器用来在井下铺设及维修轨道时在钢轨上打孔。 10、抬道—拨道车

抬道—拨道车用以在井下铺轨工作中抬道和拨道。

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11、道碴车

道碴车用以在井下(或从地面向井下)运输道碴,并可在电机车牵引下沿轨道全宽铺撒和整平道碴。 十八、轨道维护和轨道完好标准

轨道的铺设和维护质量影响行车速度、运行安全和轨道寿命,应遵照《煤矿窄轨铁路标准》铺设和维护。有条件时,主要运输大巷的轨道应采用无缝线路和整体道床。使用期间应加强维护,定期检修。

(一)主要运输巷道轨道的铺设质量必须符合下列条件 1. 更换钢轨时,应选用同类型钢轨;

2. 扣件齐全、牢固并与轨型一致,轨道接头的间隙不大于5mm,高低和左右错差都不得大于2mm; 3. 直线段两条钢轨顶面、以及曲线段外轨按设计加高后与内轨顶面的高低差都不得大于5mm; 4. 轨距在任何部位上、下偏差都必须在+5~-2mm范围之内; 5. 在曲线段内应设置轨距拉杆。

6. 轨枕的规格数量和间距应符合设计要求,轨枕无失效。轨枕之间道碴填实,道床材质及厚度应符合标准。道床应经常清理,无杂物,无浮煤。

7. 架线式电机车使用的钢轨接缝处有专门的技术要求。 (二)矿井轨道维修质量标准

矿井轨道使用期间应加强维护,定期检修。轨道线路质量标准见表3—5

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表3—5 轨道线路质量标准

序检查 质量标准及允许偏差 号 项目 备 注 主要运输线路 一般运输线路 单轨中心线符合设计,偏轨道 差不大于设计值±50mm 移交标准。检验时,井下以巷道 l 中心双轨中心线的间距不小于 设计中心线进行选点挂线检查;井上 线 设计要求,不大于设计值20mm,双轨的中心位置与设以中心桩为准 计位置的偏移不大于50mm 轨面的实际标高与设计标坡度高的偏差为士50mm,坡度误移交标准,井下量取腰线至轨面 2 与标差50m内不超过士1‰,即 的垂距l井上用 高 50m内不超过士50mm(包括水准仪测量 倾斜巷道的绞车道) 接头3 平整轨面及内侧错差不大于2mm,不应有硬度 弯 直线目视直线目视直顺,用10m弦直顺,用lOm量不超过10 mm 弦量不超过4 方向 曲线目视圆顺,用2m弦量12mm 在接头前后各5m内选点检查。用 相邻正矢差:半径50m以上曲线目视圆2m长细绳在外轨内侧量取曲线的正矢值 不超过2mm,半径为50m以顺,用2m弦下时不超过3mm 量相邻正矢差不超过3 mm 轨面目视平顺,用lOm弦量不5 前后超过lOmm; 用lOm弦量检查接头处前后各5m(用单丝细尼 高低 倾斜绞车道不超过15 mm 不超过15 mm 龙线规定挠度为2mm) (设计变坡点不在此限) 42

直线+6mm,轨距符合设计,允许偏差:6 轨距 直线段+5mm,一2rnrn曲线一2 mm;曲在接头前后5m内检查 段加宽后+5mm、一2 mm 线加宽后(轨面以下13mm处测) +6mm,一2mm 7 钢轨 轨型符合设计或满足运量要求,同一线路无杂拌道钢轨磨损不应超过规定 直线两股直线段两股钢轨应水平,钢轨应水平,8 水平 误差不大于5mm;曲线加超误差不大于用水平检查高后误差不大于5mm 8mm;曲线加 超高后不大于8mm 井下:不大于5mm,焊缝无裂纹。地面:9 轨缝 夏季不大于7mm,冬季不大于10mm,无三量最大间隙。井下推广无缝线路 处以上连续瞎缝 接头处无10 轨枕规格及数量应符合设计要失效,其他无质量 求,轨枕无 轨枕腐朽、损坏、断裂至不起作用者为失效 失效 3根以上连续失效 挂头应采用悬接:直线段应对接,相对11 接头错距不大于50mm;曲线段和使用抱轨式方式 人车的斜井绞车道应错接。相对错距不小 于2m 鱼尾板、螺栓、弹簧垫与轨型配套,规12 扣件 格符合设计要求,数量齐全,密贴、紧固用小锤敲击全部扣件 有效 规格与轨型配套,数量齐13 道钉 全,浮离不大于2n一;混数量齐全,凝土轨枕螺栓、压板紧固齐浮离不大于用塞尺检查,用小锤敲击 全,浮离不大于2mm 2mm 43

14 轨枕轨枕间距符合设计,误差±50mm 间距 道碴捣固坚实,无空板、吊板(轨底与15 捣固 轨枕间隙 大于2 mm者为吊板) 16 路基 无严重塌坡、地鼓、沉降现象 目测、锤击、脚踩有松动者为空板、吊板 道砟材质和粒度符合标准,道砟厚度:井下不小于lOOmm(个别底板突出处不小于50mm),地面不小于150mm 道床整洁,道砟不埋没轨枕面(使用17 道床 插爪式人车的斜井绞车道木枕必须露出1/3),无积水、淤泥,地面无杂草。新建和大修线路的道砟应埋没轨枕2/3。 排水畅通.水面应低于路基.井底车场18 水沟 及行人巷道水沟盖板应齐全、牢固。 19 (三)道岔的维修质量标准 序号 1* 2* 项目 轨距 水平 表3—6窄轨道岔的维修质量标准 质量要求及允许偏差 按标准加宽后+3mm;辙叉前后,轨距偏差+3.Omm 偏差不大于5mm 备 注 尖轨前端量一处,尖轨根部量二处,曲连接轨中部量一处,道岔后量二处 尖轨前端量一处,直、曲连接轨中部各量一处,道岔后部量二处 托绳数量齐全、转动灵活,钢丝绳不磨轨枕 轮 及扣件。 44

3 方向 直线目视直顺,用lOm弦量不超过lOmm 曲线目视圆顺,用lm弦量相邻两点正矢差不大于2mm,用2m弦量相邻两点正矢差不大于3mm 直线检查三点,曲线检查二点 4 5* 轨面前 后高低 接头平整度 目视平顺,用10m弦量不超过10mm 6* 尖轨 轨面及内侧差错不大于2mm 尖轨尖端与基本轨密贴,间隙不大于2mm,无跳动;尖轨损伤长度 不超过lOOmm,在尖轨顶面宽20mm处与基本轨高低差不大于2mm 共检查三点,道岔前后及中间各一点(用单丝细尼龙线,规定挠度为2mm) 7 8 9* 开程 轨缝 心轨和护轨工作边间距 尖轨开程80~1lOmm 尖轨根部不大于8mm,其他同线路部分的要求相同 检查所有轨缝 600mm轨距为572mm、偏差+2mm、900mm轨距为872mm、偏差+2.Omm 每组道岔量2处 零件齐全,安装牢固,无松动、失效现象,心轨尖端与护轨工作边 中点相对(垂直)偏差 ±50mm 心轨、翼轨垂直磨损不超过7mm,铆钉无松动,焊缝无裂纹 心轨在顶面宽35rnm处量,翼轨量喉部 用塞尺检查全部滑床板 用卡尺、卡钳检查 用小锤敲击,塞尺检查 10 护轨 11 12 13 14 辙岔 滑床板 基本轨与 连接轨 轨撑 应与尖轨底面贴合,其间隙不超过2mm 垂直磨损不大于7mm 应与基本轨密贴,间隙不大于1mm,数量齐全,无松动现象 45

鱼尾板、螺栓、弹簧垫与轨型配套、数量齐全,紧固有效 15 16 17 扣件 道钉 轨枕质量 规格符合标准,数量齐全,浮离不大于2mm 用塞尺检查 规格符合标准,无失效现象 按设计要求布置,偏差为±50mm 18 轨枕间距 捣同坚实,无空板、吊板 19 捣固 拉杆零件齐全,连接牢固。动作灵活可靠 20 转辙器 道床整洁,道碴不埋轨枕面,地面无杂草 21 道床 注:有“*”符号的是主要检查项目 (四)牵引网路维护及运行质量标准

1.轨面至接触线最低点的高度,不应小于下列数值: (1)不行人的巷道1.8米;

(2)行人的巷道内、车场内及人行道同运输巷道交叉的地方2.0米: (3)井底车场内和从井底到乘车场2.2米;

(4)运输平峒在工业场地内不同其它道路交叉的地方2.2米,当与其它道路交叉时2.8米。

(5)地面运输当选用井下型电机车时3.0米;当选用露天型电机车时4.2米(按接触线悬挂点高度计算时,不应大于±50毫米)。

2.接触线悬挂点间距,不应大于下列数值: (1)井下直线段5米; (2)井下曲线段3米;

(3)地面铝合金及钢铝电车线弹性悬挂时20米; (4)地面铜电车线弹性悬挂时25米; (5)地面链形悬挂时50米。

3.接触线两悬挂点间的驰度,不应大于下列数值: (1)井下30毫米;

(2)地面为两悬挂点间距6/1000(铜电车线)或10/1000(其它电车线),且最大值不应超过200毫米。

4.接触线及集电弓带电部份距接地部份空气绝缘间隙,不应小于下列数值:

(1)井下距巷道顶或棚梁之间200毫米;

(2)井下距金属管线之间300毫米。当个别地段与金属管线交叉满足不了要求时,允许采取加强绝缘的措施。

(3)地面100毫米。

5.接触线直线段应架成“Z”字形。

接触线与轨道中心的左右偏移值不应大于1 50±1 5毫米。宜采用8档一个循环。当采用滑轮或滑块集电弓时,接触线与轨道中心的左右偏移值不应大于100毫米。

6.横吊线装置,应符合下列规定:

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(1) 横吊线应采用不少于两股直径不小于3.2毫米的镀锌铁线或截面不小于20平方毫米的单股镀锌铁线制作;

(2) 使用带绝缘的吊线器时,吊线器与接地的一侧应装一个拉紧绝缘子;

(2)区间与主要站场之间; (3)干线与主要支线分岔处;

(4)干线长度大于500米时,应设锚段或分区开关; (5)车库和检修峒室。

(3) 应逐步更换不带绝缘的吊线器。当使用不带绝缘的吊线器时,吊线器的每侧应装两个绝缘子,第一个绝缘子距吊线器中心应不大于250毫米(不带绝缘的吊线器限期在一九八五年前更换完毕);

(4) 为便于调节,横吊线应设调节器;

(5) 井下横吊线两端应使用线钩固定,吊线钩直径不小于12毫米。 7.电机车受电器上的电压应在下列数值之间:

(1) 牵引变流所额定电压为275伏时,电机车受电器上的电压为225伏至300伏,短时最大负荷情况175伏;

(2)牵引变流所额定电压为600伏时,为495伏至660伏,短时最大负荷情况385伏。

8.接触线对地的绝缘电阻,在分段的情况下应不小于下列数值: (1)额定电压为250伏时,用500伏摇表为0.20兆欧姆; (2)额定电压为550伏时,用1000伏摇表为0.55兆欧姆。 9.接触线出现下列情况,应进行更换; (1)铜及铝合金电车线小于总截面的50%时; (2)钢铝电车线钢皮磨损出现掉皮; (3)井下钢铝电车线应逐步淘汰。 10.下列地点的接触线应设分区开关: (1)有人员上下车的地点;

11.接触线应保持整洁。

定期清扫绝缘子和绝缘吊线器。清扫间隔期每年应不少于两次。 12.馈电线应符合下列规定:

(1)馈电电缆的绝缘电阻值应不低于1兆欧姆;

(2)馈电点用馈电线夹连接,连接应紧密。铜电车线和铝馈电线的连接应采用铜铝过渡馈电线夹; (3)严禁使用铁馈电线夹;

(4)馈电线夹运行最高温度;铝及铜铝过渡线夹运行最高温度应不超过80℃铜线夹运行最高温度应不超过90℃;

(5)两平行接触线用一回馈电线供电时,接触线与馈电线之间的连接线应不大于150米。

13.轨道回流线应符合下列要求:

(1)钢轨接缝处、各平行轨之间、道岔各部分与岔心之间都必须用导线连接,连接电阻不得超过同类钢轨4米长度的电阻值;

(2)两平行轨道每隔50米连接一根导线,导线电阻相当于长度相同、断面不小于50平方毫米铜导线的电阻,宜采用360平方毫米扁钢连接; (3)不回电的轨道和架线电机车轨道连接处,必须在不回电的轨道上加以绝缘。第一绝缘点设在两种轨道的连接处,第二绝缘点距第一绝缘点必须大于一列车的长度。

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(4)绞车道附近两绝缘点,应保证被绝缘点分开的钢轨不被钢丝绳或矿车所短路;

(5)牵引变流所总回流线,应与靠近的所有轨道相连,连接点应紧密,回电点运行最高温度,铝件不超过80℃,铜件不超过90℃。 14.电杆状态应符合下列要求:

(1)电杆内侧距车辆最突出部分不小于0.8米。

(2)钢筋混凝土电杆不得有顺向裂纹。横向裂纹宽度超过1毫米,并有明显弯曲时,应进行处理或更换;

(3)木电杆根部腐蚀超过直径的30%时,应进行处理或更换; (4)易受洪水冲刷的电杆基础应有排水沟或其他防护措施。

15.导线、连续线及拉线的损伤、烧痕、腐蚀超过原截面的25%时,应进行处理或更换;易受洪水冲刷的拉线基础应有排水沟或其他防护措施。

16.金具及绝缘子应符合下列要求:

(1)金属部件和吊线金具磨损、烧痕或腐蚀超过原截面的25%时,应更换;

(2)绝缘子(包括瓷吊线器)出现裂纹、铁件松动或瓷件破损超过瓷件表面积的4%时,应更换。

17.地面牵引网路的防雷与接地应符合下列要求:

(1)牵引变流所架空馈电线出口、接触线每一供电区段的电源端、电车库接触线终端和平峒峒口的防雷装置完好; (2)间隙放电装置的间隙值保持在7±1毫米;

(3)接地装置完好,单独接地装置的接地电阻不大于10欧姆。

第二节 矿用车辆

矿用车辆有标准窄轨车辆、卡轨车辆、单轨吊挂车辆和无轨机动车辆。

图3—23矿用车辆

(a)固定车箱式; (b)翻转车箱式; (c)底卸式

标准窄轨车辆就是通常说的矿车。这种矿车是目前我国煤矿使用的主要车辆。

一、矿车的类型及标准规格

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煤矿使用的矿车类型很多,按结构和用途分为以下几种:

1. 固定车箱式矿车,如图3-23(a)所示,这种矿车需用翻车机卸车。

2. 翻转车箱式矿车,如图3-23(b)所示,车箱能侧向翻倾卸车。 3. 底卸式矿车,如图3-23(c)所示,车底开启卸车。在专设的卸

轨轴容积 名义 量大 距距型号 V 载重 载重 G A 3/m /t /kg /mm /车连接器 轮直型量至L B H F N 主要尺寸/ram 缓自冲重M 器/载站,整列车在运行中逐个开启自卸,如图3-24所示。

此外还有材料车,专用于装运长材料;平板车,装运大件设备;人车,它是有座位的专用乘人车,分斜井人车、平巷人车;梭车,车底装有刮板链,是在短距离内运送散料的特殊车辆,可用于掘进工作面运煤矸;仓式列车,它与梭车的相同之处是车底装有刮板链,不同之处是由多节短车箱铰接构成的。以及各种专用车辆,如炸药车、水车、消防车等。

二、矿车的基本参数

矿车的基本参数包括:矿车的容量、装载量、自身质量、外形尺寸、

名 称 大轨式 径牵面型kg 轨距、轴距以及连接器的允许牵引力等。

0.5t矿车的两个重要经济技术指标是:容积利用系数,即矿车有效容积与单单MFO.6-6 0.6 O.5 960 600 500 250 30 320 1700 900 1050 778 1240 1550 374 外形尺寸所得容积之比值。容积利用系数越大越好。车皮系数,即矿车质翻斗环 列 杆量与货载质量之比值。车皮系数越小越好。各种矿车的技术特征见表3-7、单MFl.O-6 1.0 l 1600 600 800 300 30 270 2llO 1500 1250 802 1500 1990 565 斗式式 8、9、10、11。 环 矿车 弹lt翻图3—24 正底卸式矿车的卸载

1-车箱;2—卸载曲轨;3—卸载轮;4—轮对;5—底门转轴;6—底门;7—煤仓

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表3-7 翻斗式矿车主要技术特征表

容积 名 称 型号 V /m 0.5t翻斗式矿车 lt翻斗式矿车

表3-8底卸式搭接矿车主要技术特征表

空车横向缓冲嚣 外形尺寸 最大车箱 车轮 载 稳定角 量小曲率名义载轨距/轴距直径装卸最重车横向自重容积/重量型式 半径 大牵引力距轨面高碰冲时压3 重量/ mm /mm 大倾角 稳定角 /kg 长/mm 宽/mm 高/ram m/mm /kg /m /KN 度/ 缩/ 单列式 (MDC3.3-63.3 ) MDC5.5-9 5.5

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3名义 载重 /t 量大 载重 /kg 轨距连接器 车轮直轴距A 量大牵引G 径D/至轨面/mm 型式 力 /mm mm 高E/mm /kN 600 500 250 单环 30 320 主要尺寸/ram 缓冲器型式 自重/kg L B H F N M MFO.6-6 0.6 O.5 960 1700 900 1050 778 1240 1550 单列 木制 杆式 弹簧 374 MFl.O-6 1.0 l 1600 600 800 300 单环 30 270 2llO 1500 1250 802 1500 1990 565 3 5.3 600 1100 350 60 435 30 3650 1200 1400 50 02030 0/30 312 12 5 8 900 1350 400 60 4200 1520 1550

表3-9曲轨侧卸式矿车主要技术特征表

外形尺寸 车箱口面轨距G 轴距 C 轮径D 宽度 型号 容积/m 3车箱 车箱加长 L 长长度 F 总长L 总宽 E 总高H 牵引高 h 卸载角重量(不牵引力 (不小于)大于) /kN /(°) /kg 载重 /kg B /mm O.7 JCO.7-6 JCl.0-6 1.0 JC1.6-6 JC2.5-6 1.6 2.5 1750 900 1000 2500 600 600 600 800 300 300 1650 ll5O 4000 600 600 800 1200 350 400 2000 1200 6250 3150 1300 100 100 1650 1950 2500 3650 974 1028 1200 1250 1050 1200 1300 1300 320 320 320 320 60 60 60 60 43 45 45 45 700 lO00 1450 2095

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三、矿车的基本部件

矿车的基本部件是车箱、车架、轮对和连接器。 1.车箱

车箱是矿车装盛物料的箱形容器。固定车箱式矿车的车箱多采用半圆形车底,不仅加工方便,还有利于机械化清理车底的粘附物。采用低合金钢板制造车箱,耐磨和耐腐蚀性好。钢板厚度主要是考虑耐腐蚀的要求。

为增加箱体的刚度,常在钢板上压出凸棱、箱口焊加角钢。箱底开排水口。

底卸式矿车的车箱为可开启的平底,车箱下口的两侧有翼板,供卸载时支承运行,下口应有足够的刚度以防变形。

2.车架

车架包括车梁、缓冲器和轴卡。车梁是矿车的主要承载部件。除了车箱重力和牵引力外,在运行中要承受很大的冲击、振动等附加载荷。车梁一般用专用型钢制造。

车架的两端装缓冲器。缓冲器是直接承受牵引力和冲击的部件,过去大多采用螺旋弹簧吸收冲击,近年来也有用橡胶弹簧的。

轴卡是车架与轮对的连接体,目前多采用插销式。 3.轮对

轮对是矿车的行走部分,按结构不同,有开式和闭式两种。 4.连接器

目前矿车使用的连接器都是牵引链型,由牵引链、插销和插销座组成。

牵引链有单环、三环和万能链三种。

《煤矿安全规程》规定:倾斜井巷运输时,矿车之间的连接、矿车和钢丝绳之间的连接都必须使用不能自行脱落的连接装置。因此,矿车连接器的插销必须有防脱落装置。多年使用表明,锁圈式防脱落装置较好。

连接器是涉及重大安全问题的部件,《煤矿安全规程》对连接器有严格的规定。矿车的连接钩环、插销和无极绳运输的连接装置的安全系数都不得小于6。上绳式无极绳运输用的连接装置的安全系数不得小于8。

运送人员车辆的每一个连接器、钩环和保险链的安全系数都不得小于13。

矿车连接装置至少每两年进行一次两倍于最大静荷重的拉力试验。 四、人车

人车用于平巷和斜巷接送人员。可分为平巷人车和斜井人车;斜井人车有抱轨式和插爪式。

图3-25所示,为XRC插爪式斜井人车,可在倾角不大于30度的斜井中安全可靠的运送人员。不单独使用头车时,可头车与尾车组合成列车运行。

XRC插爪式斜井人车主要由车体、转向器、制动器、联动机构、缓冲木、连接部分、支撑与限位装置等组成。斜井人车主要技术特征见表3-10

车体由车架和车棚组成,内设座位。

转向器由与车体通过五球面盘连接,可以在线路的水平面和垂直面上作10度回转。

53

制动器悬挂在车架的纵向槽钢上,可以沿槽钢纵向滑动。正常运行时制动插爪处于抬起位置。当发生紧急情况时,如牵引力急剧变化、牵引绳或者其它连接断裂时自动联动装置作用;当人车上行或下行前方出现障碍,或发生紧急情况时人员操作手动联动机构,使两插爪在自重的作用下

冲距离后平稳停车。

抱轨式斜巷人车上有两对抱爪。正常运行时,两对抱爪分别在两条钢轨的上方;断绳时,弹簧拉杆式开动机构将抱爪的锁挡机构打开,在弹簧和抱爪自重作用下,抱爪转向钢轨,从两侧抱紧钢轨,且越抱越紧,将人

图3-25 斜井人车

1-车体;2-转向器;3-制动器;4-联动机构;5-缓冲木;6-连接部分;7-支撑与限位装置

同时下落,插爪插入枕木或泥土中,此时制动器将沿车体纵向槽钢作相对滑动,切爪切入缓冲木中,吸收了车体的动能,使人车减速,经过一段缓

车制动在钢轨上。为缓和制动时的冲击,抱爪装置装在与车底架之间能相对滑动的制动架上。制动架的缓冲装置是利用钢丝绳经几个波形弯抽出的

阻力消耗能量的原理制成的。钢丝绳抽出的阻力可根据需要进行调整。

如图3-26所示,抱轨式斜巷人车一般由两节头车和若干辆挂车组成一

间隙不大于3mm。

(2)车轮不得有裂纹,轮缘磨损余厚不小于13mm。踏面磨损余厚:1t

图3-26抱轨式斜井人车

1-手动操纵装置(一);2-闭锁装置;3-车体,4-主拉杆;5-制动装置;6-轮对;

7-缓冲装置;8-连接链及碰头;9-手动操纵装置(二);10-照明灯

列。头车上有抱轨式制动装置、开动机构、缓冲装置等构成的防坠装置;挂车上无防坠装置。使用中根据斜巷倾角和提升能力,按要求组列。

抱轨式斜巷人车适用于10°~40°、无沼气和无煤尘爆炸危险的斜井或斜巷中,其制动方式平稳并容易恢复,列车最大运行速度为4 m/s。

使用斜巷人车应按《煤矿斜井人车试验细则》进行定期试验,以保证其性能良好,运行安全。

五、矿用车辆的完好标准 1.矿车轮对的完好标准

(1)矿车运行平稳,在水平轨道上4个车轮有一个不与轨面接触时,其

及以下矿车不小于6mm;2 t矿车不小于7mm;3 t矿车不小于8mm。

(3)车轮定期注油,转动灵活。车轮端面摆动量:滚动轴承不超过2mm,圆锥滚柱轴承不超过3mm。

2.矿车车箱及底粱的完好标准

(1)车箱无破洞和严重变形,各部凹凸深度不大于50mm,裂纹长度不超过100mm,上口对角长度差不大于50mm。

(2)底粱不得有开焊和裂纹,碰头铆钉不得松动,其他部位铆钉、螺栓松动数不超过总数的10%。

表3-10 斜井人车主要技术特征表

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名 称 斜 井 人 车 斜井 人车 型号规格 乘车安全制动轨距 最大牵引力 最大速度人数 方式 /mm 10 15 15 15 20 15 15 插爪 600 600 762 900 900 600 900 60 4 /kN -1巷道 转弯半转向架中心径/m 距 /m 外形尺寸 /mm 4970³1035³1474 自重 /t 1.697/1.842 1.767/1.908 1.85/1.90 1.85/1.90 1.97/2.09 2.20/1.00 2.40/1.20 /m²s 倾角 XRC-10-6/6 s/w XRC-15-6/6 s/w XRC-15-7/6 s/w XRC-15-9/6 s/w XRC-20-9/6 s/w XRB-15-6/6 s/w XRB-15-9/6 s/w 6°~30° 4970³1200³1474 12 3.2 4970³1200³1474 4970³1335³1474 4970³1518³1474 抱轨 60 4 6°~45° 12 1.3 40³1200³1538 40³1520³1538 表3-11 平巷人车主要技术特征表

最大牵力 /kN 最大速度/m²S 4 4 3 3 3 -1名 称 型号规格 乘车人数 轨距/mm 巷道 倾角 6°~45° 6°~45° 最大26‰ 最大26‰ 最大26‰

转弯半径 /m 转向架 中心距 /m 外形尺寸 /mm 40³1520³1538 40³1520³1538 4280³1020X 1525 280³1300³1525 4280³1300³1525 自重 /t 斜井人车 斜井人车 平巷人车 平巷人车 平巷人车

XRBZO-9/6s XRBZO-9/6W PRC-12-6/3 PRC-18-7/3 PRC-18-9/3 20 20 12 18 18 900 900 600 762 900 60~70 30 30 30 12 12 8 8 8 1.3 1.3 1.5 1.5 1.5 2.50 1.25 1.25 1.314 1.44 56

3.矿车连接装置的完好标准

(1) 矿车车梁、碰头、插鞘的安全系数不小于10;连接钩环和插销 (2) 的磨损量不超过原尺寸的15%;链环、插鞘弯曲值不超过链环、插鞘直径的10%。

(2)铸钢碰头无裂纹,弹簧无裂纹或永久变形,弹性碰头的伸缩长度为10~30mm。

(3)橡胶碰头完整,固定可靠,伸出槽外长度不小于30mm。 4.人车车体的完好标准

(1)扶手、靠背板、坐板、脚踏板、保护链、嘹望窗等零部件完整紧固,铆钉、螺栓松动数不超过总数的10%。

(2)车棚、底架、前后挡板、骨架角铁无开焊、破洞和明显变形;车棚四周及进出口无尖梭、尖角和突出物;车棚凹凸深度不大于30mm,裂纹长度不大于50mm。

5.人车行走部的完好标准

(1)人车行走平稳,同一轮对两轮踏面直径差不大于2mm;同一人车的四个车轮在平道上有一个车轮不接触轨面时,其间隙不大于2mm。

(2)车轮不得有裂纹,轮缘磨损余厚不小于13mm,踏面磨损余厚不小7m,车轮定期注油.车轮转动灵活。

(3)转向架可在线路水平方向和垂直方向灵活转动。 6.人车信号装置的完好标准

(1)斜井人车上应装有与绞车房及各停车场相互联系的信号装置。平巷人车上应装有与司机相互联系的信号装置。

(2)在人车信号装置的供电线路上,不应接其他负荷。

7.斜井人车开动机构的完好标准

(1)自动及手动弹簧不得有裂纹、断裂或永久变形。

(2)主拉杆不偏转,伸缩灵活,与导向套的间隙:抱轨式不大于0.5mm,插爪式不大于1mm。

(3)操作机构及传动杆件无弯曲变形,动作灵活可靠,活动部位不缺油。 8.斜井人车制动装置的完好标准 (1)抱轨式人车制动装置的完好标准;

①楔形箱用手横向推拉,应灵活可靠,横向移动量不大于20mm。 ②斜铁的圆弧与楔形箱圆弧面应紧密贴合,斜铁的尖棱对抱爪的下落不产生阻碍。斜铁螺栓的端头应低于斜铁表面l~2mm。

③静止松绳或手动落闸试验时,抱爪应同时落下,目测抱爪的前部,牙面与钢轨头的咬合在2/3以上。恢复运行状态,制动装置应恢复到原来位置。

(2)插爪式人车制动装置的完好标准。

①制动器压板沿导向槽滑动灵活,左右窜量不大于l0mm,上下间隙不大于3mm。

②静止松绳或手动落闸试验时,两插爪应同时下落到位。恢复原位时,挂铁和挡车器应咬合严密。

9.斜井人车联接装置、闭锁装置的完好标准

人车联接装置的完好标准是:承受牵引力的链环、鞘轴的安全系数不小于10,磨损量不超过原尺寸的10%。

人车闭锁装置的完好标准是。闭锁装置动作灵活可靠,拉动主拉杆时,栓杆能自动抬起。

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10.斜井人车缓冲装置的完好标准

(1)抱轨式人车缓冲绳应排列整齐,不拧劲,储备长度不小于4~5mm。卡绳楔紧固,压绳头螺栓不松动。

(2)插爪式人车缓冲木的材质、规格符合使用说明书规定。缓冲木应牢固地固定在车架上,螺栓不松动,螺母不得露出切入面外。缓冲木不应有切割齿划过的痕迹。

(3)铸钢碰头无裂纹,缓冲弹簧无断裂。

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