矿车(mine car)是主要用于运输岩矿的车辆,可广泛应用于工矿企业的运输工作等场景,主要由
车架、车斗、车轮和制动器等组成。
按用途,矿车可分为运矿(石)车辆、辅助车辆及运人车辆;按容积,矿车可分为大型、中型和小型。其中,运矿车辆常按车箱结构及卸载方式分类,如固定车箱式、翻转车箱式、曲轨侧卸式及底卸式等。并且,运矿车辆中输送煤、
矿石和
废石等散状物料的
米轨铁路搬运车辆,一般须用
机车或绞车牵引。
固定式矿车的车箱与车架是固定联接的,须用
翻车机将矿车翻转卸载。其基本组成部分为车箱、车架、
缓冲器、联接器和行走机构。中小型矿山及地质探矿多采用翻转车箱式矿车。这种矿车的车箱断面为V形或U形,可在任意地点向车箱两侧翻转卸载,灵活性大,适于人力推车卸矿,也可用机车牵引推车器卸矿,但结构较固定车厢式矿车更复杂,维修量大。侧卸式矿车是车箱的一侧或两侧可以打开,借助装在卸矿点上的卸矿曲轨使矿车倾斜,拉杆打开侧门卸载。
梭式矿车的车箱底板为一
刮板输送机,装载时需要先装矿车前端,利用输送机把所装物料逐渐移向后端,连续地把矿车装满,并由输送机卸载。这种矿车车箱容积较大,效率高,因往返如穿梭般频繁而得名。底卸式矿车则是车箱底板借助重力向后或向一侧打开卸载的矿车。
分类
按用途分为运送煤炭和
矸石的矿车、运送人员的人车、运送材料和设备的专用车辆。按卸载方式分为固定车箱式矿车、翻斗式矿车、底卸式矿车、侧卸式矿车、仓式列车、梭行矿车 (见梭行矿车)等。
固定式
车箱与
车架固定联接,须用
翻车机将矿车翻转卸载。其基本组成为车箱、车架、
缓冲器、联接器和行走机构。车架为一金属结构,能承受
牵引力、制动力、矿车之间的碰撞力和
钢轨冲击力缓冲器装在车架两端,用以缓和两车之间的冲击力。联接器是联接
机车和矿车的部件,常用的有
插销链环和回转链,大型矿车采用兼具缓冲器作用的自动
车钩。行走机构是由4个车轮和2根轴组成的两个
轮对。矿车和物料的总和超过20吨时,一般应增加轮对数目。对多于两个轮对的矿车,为便于通过弯道将两个轮对组成一个有
环岛的小车,这种小车称为
转向架。
依靠专用卸载设备卸载,由车箱、
车架、轮对、
缓冲器及
接插件等部件组成目前常用的容积为1.1~3.3m。车箱与车架固定联结,车箱是承受货载的箱体,由低碳钢板焊接而成,车架是矿车的基础构件,由两根纵梁和横梁构成框架,能承受
牵引力。缓冲器装在车架两端,用以缓和两矿车之间的冲击力。缓冲器分为刚性缓冲器和弹簧缓冲器。刚性缓冲器结构简单,但缓冲效果不佳,易使车架遭受破坏而缩短矿车寿命,仅适用于小型矿车;弹簧缓冲器一般只能缓冲碰撞冲击,不能缓冲牵引冲击。而单杆或双杆式弹簧
缓冲器既可缓冲碰撞冲击,也可缓冲牵引冲击。将矿车连接成车组并传递牵引力的
连结器应有足够的可靠性,且操作简单,以保证矿车编组和分解时的安全。矿车连接后,在垂直方向和水平方向须有一定的自由活动量,使矿车在
曲率半径小的弯道上和
坡度不一致的倾斜巷道内运行自如。
接插件按其作用方式,分为普通型和自动型;按结构分为可回转的和不可回转的。普通型不可回转连接器有
单环链和
三环集团链,适用于
自卸车、固定车箱式矿车的连接。可回转连接器有万能链,是固定车箱式矿车在圆形
翻车机内不摘钩卸载时使用。上述各种普通连接器必须使用
插销方可连接矿车。自动连接器亦分为可回转和不可回转两种,它使用方便、操作安全,但结构复杂,仅用于大型矿车连接。
轮对由一根
车桥和两个车轮组成。轮轴采用
滚动轴承,车轮用
铸钢制成,车轮踏面呈截锥形,以保证矿车沿轨道中心运行。
翻斗式
车箱断面为V形或U形,支承在
车架的翻转轨上,车箱在翻转轨上翻转卸载。
翻斗式矿车(即侧翻式矿车,也就是矿斗)主要是由以下及部分构成:矿车车箱、车架、缓冲矿车碰头、
三环集团链、矿车
销子轮轴以及轮子等组成。翻斗式矿车特点是整体结构简单,坚固耐用、使用方便、只要人力打开止动版就能很容易地卸下物料。形状分为U型和V型,一般也可叫做桶式矿车,轮轴采用了滚柱轴承,有效地减少了运行阻力,因此用
机车或人力均能牵引或推动。轴承分为实心与
空心轴,30313轴承,实心轴80粗,矿车有钢板做成,一般钢板厚度达到4-5个厚,如有特殊要求可按要求定做,底座由14
槽钢合成。
由V形或U形断面车箱、手动或脚踏连杆、翻转轨、
车架等组成。车箱依靠重载重心与空载重心的转换进行翻转卸载与恢复原位。常用的容积为0.6~1.7m。
侧卸式
由一侧或两侧的活动侧门、拉杆、卸 载曲轨、翻转车箱等组成。在行驶中借用卸载站的卸载 曲轨打开一侧或两侧卸载门进行卸载。常用的 容积为2.2~5.5m。
单侧曲轨侧卸式矿车:车箱的一侧或两侧可以打开,借助装在卸矿点上的卸矿曲轨使矿车倾斜,拉杆打开侧门卸载。
底卸式
底(侧)卸式
车箱的一侧或两侧可以打开,借助装在卸矿点上的卸矿曲轨使矿车倾斜,拉杆打开侧门卸载(侧卸式)或车箱底板借助重力向后或向一侧打开卸载(底卸式)。
由车箱、翼板、活动车底组成,有整体车底底卸式、两段车底纵向底卸式和两段车底横向底卸式。卸载时,矿车在行驶中,带翼板的车箱在
托轮组上运行,活动车底沿卸载曲轨逐渐打开卸载,然后又在行驶中逐渐关闭。常用的容积为3.3~5.5m。
梭式
车箱底板为一
刮板输送机。装载时先装满矿车前端,
传送机把所装物料逐渐移向后端,连续地把矿车装满,并由输送机卸载。这种矿车车箱容积较大,效率高,因往返如穿梭般频繁而得名。
分节式
由相互接的、具有开启式车底的车节组成;矿车的车节数多少由
机车牵引能力决定。主要用于井下运输
矿石和
废石。与由单个矿车组成的车组比较,其优点是:容积系数大、自重系数小,卸载及调车时间短,装载量大,装载站和卸载站的通过能力大,
电机车运输生产能力大,可减少车组数和电机车台数,能提高井下运输的安全性。
斗式转载列车
将若干节矿车串接起来,两侧车帮通过搭接活动臂形成两条平行的长轨道,由装满矿物、带有四个滚轮的仓式小车行于其上逐一向矿车卸载。仓式小车的容积可与矿车
相等,也可是矿车容积的二分之一;每装满一节矿车,仓式小车往返一次,或往返两次。在单轨独头巷道掘进工作中使用这种列车,可节省大量调车时间。
气动自
龙骨水车 车箱两侧下部各装有两个套接气缸的全
钢结构车箱的运矿车;有窄轨型和准轨性两种。使用这种矿车时,在牵引机车上或卸车地点必须设有
空气压缩机,当需倾翻货载时,则向气缸通入
压缩空气。对于统一装置压缩空气管网的矿山,也可使用管道压气进行卸载工作。这种矿车使用寿命长,维修工作量小。
结构
矿车可用放矿闸门(或
装载机)装料。
中原地区于20世纪70年代发展了斗式转载列车,由斗车、升降台和一列矿车组成。斗车装满料后由升降台顶升沿矿车车帮行进,逐个转载到各个矿车内,提高了搬运速度,实现矿车的连续装载。斗式装载列车结构简单,转弯半径小,可利用原有标准矿车加以改造。
矿车车轮内侧有
轮缘,轮缘与
钢轨间留有一定间隙。车轮与钢轨接触的踏面做成锥形,以使
轮对在沿轨道运行时保持对中,减少机械磨损,降低运行阻力。中国标准
米轨铁路轨距有600毫米、762毫米和900毫米3种。
车箱
矿车上装载物料的箱形容器。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。车箱一般采用低合金钢板制造,耐热和耐腐蚀性好。钢板厚度主要考虑耐腐蚀的要求。为增加箱体
刚度,常在钢板上压出凸棱,箱口焊加
角钢、箱底开有排水孔。底卸式矿车的车箱为可开启的平底、车箱两侧腰部有翼板,供卸载时支承运行,下口有足够的刚度,防止变形。固定式和翻斗式的车箱的纵剖面为矩形,底卸式为
梯形。
车架
包括车梁、
缓冲器和轴卡。其中车梁是矿车的主要承载部件,除了承受车箱重力和
牵引力外,还要承受运行中的冲击、震动等附加载荷;车架一般由专用
型钢制造,两端装有
接插件和缓冲器。是直接承受牵引力和冲击的部件,缓冲器原多采用
螺旋弹簧吸收冲击载荷,但已为橡胶
缓冲块逐步取代。轴卡是车架与
轮对的连接件,多采用插嵌式,其结构简单,可改善轮对的运行条件,延长轴承的使用寿命。
轮对
矿车的行走部件,有开式和闭式两种。开式轮对有端盖,便于拆装和调整轴承间隙,但易进水。闭式轮对无端盖,检修拆装轴承时,两组轴承通过同一内孔,容易造成车轮内孔增大而失效。
连接器
由牵引链、
插销和插销座组成;它们将矿车连接成车组并传递
牵引力。有
单环、
三环集团和万能链三种。按作用方式划分,
接插件分为普通式和自动式;按结构特点分为可回转式和不可回转式。可回转式连接器允许车组不必分解而在圆形
龙骨水车机内翻转卸载;普通不可回转式连接器,其结构简单,它只有一节或三节普通长链环,适用于翻斗矿车和侧卸矿车,固定式矿车摘钩卸载时也可使用;万能链用于不摘钩
翻车机卸载。大容积矿车使用自动连接器,其结构与
铁路车辆的自动连接器相似,具有使用方便、操作安全等优点。但结构复杂。
连接器是一个有关安全的重要部件,通常,货车连接器
安全系数不得小于6;运人车辆不得小于13。至少每两年要进行一次拉力试验,试验载荷为最大静载荷的2倍。
发展趋势
矿车容积根据年运输量来确定。年运输量为30万t以下的
矿井采用容积为0.6~1.2m的固定式矿车;30~60万t的矿井采用1.2~2.0m的固定式矿车;60万t以上的矿井采用2.0~10m的固定式矿车。矿井所需矿车数可用经验法概算,即按矿井设计日产量的40%确定所占用的矿车数,加上10%的修理车数。材料车数按矿井一昼夜消耗的材料数量来确定。
集装箱运输车的数量可按矿车总数的1%计算。
在新建的无轨矿山或对有轨矿山进行技术改造时,应采用无轨车辆。无轨车辆可运送散料,也可运送机械设备和人员。运送散状物料的无轨车辆的结构类似
梭式矿车,车底装有
刮板输送机,用以从掘进工作面向外运料。在合适的矿山条件下很有发展前途。