電壓對(duì)碳滑板磨損性能和溫升的作用機(jī)理的試驗(yàn)研究.pdf

1、電氣化鐵路具有速度快、運(yùn)輸能力強(qiáng)和安全舒適等優(yōu)勢(shì)，已成為我國(guó)軌道交通運(yùn)輸?shù)闹髁?。受電?接觸網(wǎng)系統(tǒng)是電氣化鐵路的重要組成部分，也是電氣化鐵路機(jī)車提速急需突破的關(guān)鍵技術(shù)之一。受電弓滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線組成了一對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的高速載流滑動(dòng)摩擦副。受電弓滑板通過高速滑動(dòng)摩擦從接觸網(wǎng)導(dǎo)線上取得電能供電力機(jī)車使用，然而，受電弓滑板的服役環(huán)境惡劣，磨損嚴(yán)重且壽命周期短。因此，研究受電弓滑板的載流摩擦磨損性能是促進(jìn)電氣化鐵路發(fā)展的基礎(chǔ)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意

2、義。
　　利用自主研制的大功率環(huán)—塊式高速載流摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，本文對(duì)受電弓碳滑板的載流摩擦磨損性能進(jìn)行了一系列的研究。主要研究了恒定電流條件下，電壓對(duì)碳滑板的摩擦磨損性能和溫升的影響，并得到了以下結(jié)論:
　　1.不同的法向壓力和相對(duì)滑動(dòng)速度下，碳滑板溫升和電弧放電能量均隨電壓的增大而增大，呈現(xiàn)出先急劇增大后平緩上升的趨勢(shì)。載流效率也隨電壓的增大而增大，而且呈現(xiàn)出近似線性增大的趨勢(shì)。
　　2.碳滑板的磨損率隨著電壓的增大

3、而增大，呈現(xiàn)出先快速增大后平緩上升的趨勢(shì)。線路有電壓時(shí)，碳滑板的摩擦系數(shù)高于線路無電壓時(shí)的摩擦系數(shù)。碳滑板的摩擦系數(shù)隨電壓的增大而減小，并逐漸接近于線路無電壓時(shí)碳滑板的摩擦系數(shù)。碳滑板的磨損率與碳滑板溫升和電弧放電能量均呈現(xiàn)出正強(qiáng)且線性相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)分別達(dá)到0.94651和0.96248。
　　3.不同電壓下，碳滑板的磨損形貌呈現(xiàn)出了較大差異。當(dāng)電壓U=3.5 V時(shí)，弓網(wǎng)載流滑動(dòng)主要以機(jī)械磨損為主，在接觸區(qū)伴隨著少量的電弧燒蝕

4、磨損;當(dāng)電壓U=167 V時(shí)，弓網(wǎng)載流滑動(dòng)主要以電弧燒蝕磨損為主，碳滑板表面出現(xiàn)大量不均勻的燒蝕坑和少量的大裂紋;當(dāng)電壓U=667 V時(shí)，碳滑板表面出現(xiàn)較均勻的燒蝕坑和大量的細(xì)小裂紋。
　　4.線路有電壓時(shí)，法向壓力的增大有助于改善碳滑板的摩擦磨損性能，且電壓越大，作用越明顯;相對(duì)滑動(dòng)速度的增大加劇了碳滑板的磨損，當(dāng)相對(duì)滑動(dòng)速度v＞150km/h時(shí)，相對(duì)滑動(dòng)速度的增加對(duì)碳滑板磨損的影響越明顯。相對(duì)滑動(dòng)速度對(duì)碳滑板摩擦磨損性能的影響