4.4 牵引计算与驱动装置选择

4.4.1 牵引计算应符合下列规定：

1 特征点牵引索拉力应采用从拉紧轮两侧分别向驱动轮方向进行计算。

2 牵引计算应按下列载荷情况分别进行：

1）线路上按设计车距布满重车和空车的正常运行情况；

2）线路上按下坡区段缺重车或空车所产生的最不利动力运行载荷情况；

3）线路上按上坡区段缺重车或空车所产生的最不利制动运行载荷情况。

3 缺车区段的长度应按连续不发5辆货车计算。

4 牵引索通过各种导向轮的阻力，应计入牵引索的刚性阻力和导向轮轴承的阻力。

5 计算惯性力时应计入下列质量：

1）牵引索质量；

2）牵引索闭合环内的货车质量总和；

3）货车的装载质量总和；

4）导向轮、滚轮组和驱动装置旋转部分的变位质量。

4.4.2 货车在承载索上的运行阻力系数，对于采用铸钢车轮的货车，制动运行时宜为0.0045，动力运行时宜为0.0065；对于采用铸型尼龙轮衬的货车，制动运行时宜为0.0055，动力运行时宜为0.0075。

4.4.3 牵引索最小拉力的选择应符合下列规定：

1 应保证牵引索在驱动轮上不打滑，并应在垂直或水平滚轮组上稳定靠贴。

2 牵引索的最小拉力应按下式计算：

t_min≥C₂q₀（4.4.3）

式中：t_min——牵引索的最小拉力（N）；

C₂——牵引索最小拉力与牵引索每米重力的比值；

q₀——牵引索每米重力（N/m）。

3 牵引索最小拉力与牵引索每米重力的比值应符合下列规定：

1）采用下部牵引式货车的索道，应使货车在线路上具有较稳定的运行速度。C₂宜为车距的10倍，但不宜小于600或大于1200。

2）采用水平牵引式货车的索道，牵引索和承载索在跨距内的挠度应接近。

4.4.4 驱动装置的选择应符合下列规定：

1 高架式站房宜采用立式驱动装置；单层站房宜采用卧式驱动装置。

2 应选用摩擦式驱动装置，不宜采用夹钳式驱动装置。

3 摩擦式驱动装置的抗滑安全系数，正常运行时不得小于1.5；在最不利载荷情况下启动或制动时不得小于1.25，并应按下式校核。

式中：t_min——最不利载荷情况下，启动、制动时驱动轮出绳侧或入绳侧牵引索的最小拉力（N）；

t_max——最不利载荷情况下，启动、制动时驱动轮入绳侧或出绳侧牵引索的最大拉力（N）；

e——自然对数的底数；

μ——牵引索与驱动轮衬垫之间的摩擦系数。采用中等硬度聚氯乙烯或高硬度丁腈橡胶衬垫时，宜取0.20；采用其他衬垫时应以厂家提供的数值为准；

α——牵引索在驱动轮上的包角（rad）。

4 驱动轮衬垫的工作比压，应按下式校核：

式中：t_r——驱动轮轮槽入绳端的牵引索拉力（N）；

t_c——驱动轮轮槽出绳端的牵引索拉力（N）；

D——驱动轮直径（mm）；

d——牵引索直径（mm）；

[p]一一驱动轮衬垫的允许比压（MPa）。

4.4.5 驱动装置电动机的选择应符合下列规定：

1 宜选用交流变频或直流电动机；

2 电动机功率按正常载荷情况计算时应计入功率备用系数，动力型索道应取1.15，制动型索道应取1.30，并应按最不利载荷情况下的启动或制动功率与电动机额定功率的比值不大于电动机过载系数的0.9倍校验。

4.4.6 驱动装置制动器应符合下列规定：

1 制动器应具有逐级加载和平稳停车的制动性能。

2 对于制动型索道和停车后会倒转的动力型索道，应设置工作制动器和安全制动器。对于断电后能自然停车并且停车后不会倒转的索道，可仅设置工作制动器。

3 当运行速度超过额定值的15％时，工作制动器和安全制动器应自动相继投入工作，并应使减速度控制在0.5m/s²～1.0m/s²的范围内。

4.4.7 对于启动时会自然反转的索道，驱动装置宜设置防止反转的装置。

条文说明

4.4.1 本条对牵引计算做出了规定。

1 从拉紧轮两侧的初拉力开始向驱动轮方向逐点计算各特征点牵引索的拉力，主要需求出下列拉力：

（1）用于验算牵引索强度的最大拉力；

（2）用于验算牵引索挠度的最小拉力；

（3）用于确定电动机的功率和校验牵引索在驱动轮上的抗滑性能所需的驱动轮上入绳侧牵引索和出绳侧牵引索的拉力。

2 为了保证驱动装置能适应索道的不同运行状况，应该考虑本款所述的三种载荷情况。

3 线路上局部缺车，是由于处理站内偶然事故停止发车或线路上发生掉车事故所引起的，间断发车时间一般不超过5辆货车。

4.4.2 苏联起重运输机械研究所对货车根据d/D不同的比值进行计算，运行阻力系数f₀在C.005～0.006范围内变化。

对运行阻力系数进行的试验：直径为225mm的标准四轮货车，在经过润滑的直径为35mm～48mm密封钢丝绳上往复运行。试验结果为f₀＝0.0045～0.0055。

本标准根据以上资料，并为了使牵引计算偏于安全，推荐动力运行时，f₀取0.0065；制动运行时，f₀取0.0045。

此外，货车车轮设铸型尼龙衬垫时，车轮在承载索上滚动摩擦系数增大，f₀相应增大到0.0055或0.0075。

4.4.3 正确确定牵引索的最小拉力，对于合理选择牵引索直径和保证索道安全运行，都具有重要意义，牵引索的最小拉力过小，除可能引起在驱动轮上打滑外，对索道安全运行的影响主要反映在以下几个方面：

（1）使货车进入拉紧站的速度变化很大，有时慢到近乎停止，而有时又大大超过货车的额定运行速度；

（2）重锤升降剧烈，可能引起撞坏重锤架的事故；

（3）电动机的负荷不均；

（4）货车在线路上的运行速度不均匀，运行不平稳并引起牵引索拉力波动，严重时导致断索事故。

对采用水平牵引式货车的索道，要求牵引索和承载索在跨距内的挠度相接近，是为了防止货车在线路上产生横向歪斜。

4.4.4 本条对驱动装置的选择做出了规定。

（1）对于高架站房，立式驱动装置可以设在站房下面的独立地基上，利用站房下部空间作机房；对于单层站房，卧式驱动装置可以直接设在站房内，简化牵引索的导绕系统并改善牵引索的工作条件。

（2）与夹钳式驱动装置相比，摩擦式驱动装置具有对牵引索损伤小、工作可靠、维修方便、无噪声、费用低等一系列优点。因此应该优先选用摩擦式驱动装置。

（3）牵引索与驱动轮衬垫之间的摩擦力不足，可能导致牵引索在驱动轮上打滑，严重时索道无法正常运行。这类事故在国内客货运索道都发生过。故在此强调，需要根据索道在最不利载荷情况下启动或制动时进行抗滑验算。

根据国际缆索协会OITAF文件的规定，在最不利载荷并计入启、制动惯性力的情况下，驱动轮圆周力增大25％不打滑。因此，将动抗滑安全系数k值规定为1.25。

根据国际缆索协会OITAF文件的规定，按等速运行时驱动轮最大拉力差的1.5倍进行抗滑验算。

（4）牵引索在驱动轮绳槽上的比压值与牵引索在驱动轮绳槽上的接触宽度密切相关，本标准公式（4.4.4-2）中，牵引索在驱动轮绳槽上的接触宽度假定为2/3的牵引索直径，该值不一定与厂家的试验条件一致，因此，厂家在提供衬垫材料的允许比压值时，应当同时提供与该值对应的牵引索在衬垫绳槽上的接触宽度。如果所提供的接触宽度值与假定值出入较大，设计者需要进行必要的调整。

4.4.5 本次修订在电动机选择上新增交流变频电动机，保留直流电动机，逐步取消交流绕线电机、串电阻控制方式。

随着变领技术的发展，目前变频器在调速、软起（停）、节能、对正（负）力型的兼容及保护等方面均显示出优势，能适应侧形复杂、运行速度和负力都较大的索道。对索道驱动而言，功率一般较小（小于250kW），采用低压变频器的价格优势更大。

直流电动机在侧形复杂、运行速度和负力都较大的索道上运用很成功，目前（或在今后一段时间内）与交流变频的综合性能方面具有可比性。

交流绕线电机、串电阻控制方式由于对负力工况的适应性较差，易发生“飞车”，同时调速性能较差，不节能。

4.4.6 本条对驱动装置制动器做出了规定。

（1）考虑到索道变位质量大、运输线路起伏以及承载和牵引钢丝绳的弹性，采用具有逐级加载性能的制动器，才能保证索道系统平稳地停车。

（2）制动型索道在严重过载或其他故障情况下，可能产生严重超速（即飞车）现象。为了避免酿成危及人身或厂房安全的重大事故，应当采取紧急制动，这时工作制动器和安全制动器应该能自动相继投入工作。但是，如果制动减速度太大，又会使牵引系统剧烈跳动，引起大面积掉车事故。所以应当按减速度为0.5m/s²～1.0m/s²的要求进行制动控制。

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