受电弓碳系滑板的研究

围绕碳系滑板在JR西日本公司的实际应用,从一个侧面介绍了受电弓碳系滑板的发展过程。尤其是阐述了弓头托架的改进、碳系滑板的安装、开发C/C复合材料碳系滑板的成果,指出了今后待解决的课题,如降低接触导线搭接部位的磨损问题。     

碳系新材料受电弓滑板的开发

受电弓滑板应用碳系材料以后,接触导线的磨耗大为减轻,另一方面,受电弓滑板则有磨耗增大及缺损的现象.因此,对滑板应用轻量且机械强度高的C/C复合材料,进行了含现车在内的各种试验,取得了良好效果.介绍了C/C复合材料制造滑板的过程及其试验结果.     

降低C/C复合材料受电弓滑板使用成本的研究

利用在碳素纤维增强碳基材的C/C复合材料中浸渗铜合金,并制作C/C复合材料滑板,其强度及韧性优异,虽然属于碳系滑板,但能够用螺栓与金属滑板同样直接安装到弓头托架上。另外,C/C复合材料滑板相比金属系滑板及传统碳系滑板价格较高,故有待降低其使用成本。本文介绍了重新评价碳素纤维含量以削减制造成本,并对滑板使用中的极限厚度的目标值进行研究的结果。     

C/C复合铜合金滑板的开发

<正>1开发的目的作为安装在电动车组用受电弓上的滑板(集电材料),使用的制作材料有铜系烧结合金、纯碳、碳系材料。近年来,一直沿用铜系烧结合金滑板,有利于延长接触导线的寿命,此外,还较多地采用集电性能优于纯碳的碳系材料滑板。铜系烧结合金是在铜系烧结材料中分散硬质及润滑成分的材料。纯碳是将石墨粉成形后煅烧而成的材料。碳系是以石墨烧成体为基材的铜或铜合金的复合材料。目前使用的碳系滑板,因为基材是石墨烧成体,强度不高,安装在受电弓上时,必须在滑板侧使用钢制的护套,以补强固定。但使用护套需要解决以下难题:由于钢制护套部分不能进行滑动集电,使用厚     

降低C/C复合材料滑板成本并评价其磨损极限

C/C复合材料制作的受电弓滑板与传统的碳系滑板相比,其强度及韧性十分优异。但因其使用了较多的碳纤维,因此,有待解决成本较高的问题。文章介绍了重新审定碳纤维用量以降低其制造成本以及对滑板使用极限厚度的目标值进行详细研究的结果。     

C/C复合材料制受电弓滑板的磨损特性评价

C/C复合材料是以提高强度、耐冲击性等为目的的碳纤维强化的碳基体复合材料。文章基于定置磨损试验及现车试验,研究了3种C/C复合材料制受电弓滑板的磨损特性,并考察了降低滑板磨损的对策。     

受电弓滑板开发动向

介绍了日本正在实际应用的碳系滑板中的金属浸渗型、混合烧结型、C／C复合材料制碳系滑板的制造方法、物理特性和磨损特性。同时，阐述了碳系滑板的安装方法，对于能实施内螺纹攻丝加工的C／C复合材料碳系滑板进行了各项指标确认试验，证明其符合性能要求，现已开始装车应用。     

广州地铁1号线车辆受电弓碳滑板运用现状分析

介绍了广州地铁1号线两种受电弓上碳滑板的运用状况及其差异性,进行了接触网的检查和一系列弓网关系试验,并通过对比测试调查A2、A3型车碳滑板出现裂纹的原因;对比了两种受电弓弓头结构和悬挂的差异,分析了弓头差异对A2、A3型车碳滑板频繁出现裂纹的影响,分析结论可为后续的弓网匹配选型做参考。     

受电弓滑板用材料的开发与应用

受电弓是跟踪接触导线，给电动车辆稳定供电，确保良好集电性能的车辆部件。本文介绍既有线电动车辆用烧结合金、铸造合金、金属浸渗型碳系、混合烧结型碳系等滑板的开发和应用，并介绍了新干线电车用铜系烧结合金，铁系烧结合金、铅分散铜系铸造合金、碳系（C／C复合材）等材料滑板的开发和应用，以及固态润滑剂的开发和应用。     

C/C复合材料在受电弓滑板上的应用

C/C复合材料(碳纤维强化碳复合材料)是以提高强度、耐冲击性等为目的以高强度碳纤维补强的碳复合材料。介绍了C/C复合材料在滑板上的实际应用以及C/C复合材料滑板的性能、制造方法及待解决的课题等。     

降低复合材料滑板成本及明确其极限厚度

用碳纤维增强碳基体材料的C/C复合材料制成的受电弓滑板,具有高韧性、高润滑性能、耐磨性也优异。不过,由于使用许多碳纤维,有待解决比传统型滑板成本高的问题。文中介绍了通过重新评审碳纤维的含量等力求降低C/C复合材料制滑板的制作成本,同时,对滑板使用的极限厚度进行了研究,结果表明用开发的低成本C/C复合材料滑板到达剩余厚度4 mm时,相比在剩余厚度9 mm就要更换的现用M40A滑板的使用成本降低50%。     

弓网异常磨耗时期碳滑板数据分析与应用

弓网异常磨耗会给列车正线行车安全带来极大的隐患,掌握受电弓碳滑板实际磨耗状况,对于制定应对措施很重要。文章针对郑州地铁1号线弓网异常磨耗现象,以列车碳滑板统计数据为基础,阐述碳滑板万公里磨耗计算方法、碳滑板轮廓分析方法,分析了碳滑板最低厚度分布值与磨耗的关系,以及碳滑板偏磨的影响因素,并根据弓网异常磨耗时期特点提出了受电弓检修计划。     

降低高速受电弓碳滑板磨耗的技术对策

动车组高速受电弓在运行中出现的碳滑板磨耗异常问题会导致碳滑板频繁更换,缩短受电弓使用寿命,甚至威胁行车安全。分析通过添加可自动调节受电弓压力的主动控制系统和使用新型碳滑板材料等技术对策,可有效降低高速受电弓碳滑板磨耗,延长其使用寿命,同时减少自动降弓等故障的发生。     

防止受电弓滑板故障的研究

据JR西日本铁路公司称,近年来受电弓用碳系滑板会发生局部异常磨耗(阶梯状磨耗)现象,这导致了大电孤产生、接触导线熔断、受电弓破损。本文介绍了西日本铁路公司下关综合车辆所通过调查研究,查明了受电弓滑板阶梯磨耗的原因和机理,制定出了防止滑板阶梯磨耗的有效对策,并进行了效果的验证。     

Ti3SiC2材料在受电弓滑板中的应用研究

为解决电气化铁路提速带来的机车受电弓滑板材料问题,介绍了近年来开发的Ti3SiC2新型材料.针对滑板材料的基本使用要求,对Ti3SiC2材料的综合性能与正在使用或开发的碳基、铜基及铁基材料进行了全面比较,并对Ti3SiC2材料的制备方法、微观结构、自润滑机理和导电机理做了简要说明.研究结果表明,Ti3SiC2材料的强度、电阻率和自润滑性等关键性能指标明显优于碳基材料和国内外使用的其他受电弓滑板材料,特别是耐高温性、抗氧化性及可加工性,后者不能与之相比.通过进一步的技术转化,将Ti3SiC2材料成功用于制作高速电力机车的受电弓滑板是可以期待的.     

基于铁路5C装置的受电弓滑板缺陷智能检测技术

受电弓的异常状态是对高速铁路运营安全影响较大且备受关注的问题.基于计算机视觉的受电弓滑板缺陷智能检测技术,结合改进的YOLOv4模型与边缘提取等传统图像处理算法,研究适用于受电弓滑板监测装置(5C)的缺陷智能识别模型.铁路现场试验证明该智能识别模型在受电弓滑板缺陷检测中的有效性和实时性.     

新开发的受电弓弓头碳滑板安装法

从运用的观点来看,受电弓弓头碳基滑板的安装方法是非常重要的.碳滑板一般用带贴紧钢套包层的楔型榫制成,或用能夹紧整个碳滑板的金属装配架制作,用螺栓固定在受电弓弓头上.作者开发了其他3种新的安装方法.并阐述了日本在过去20多年里对碳基滑板材料所进行的开发,以及对所开发的安装方法进行试验室试验或现场试验的结果.     

受电弓碳滑板异常磨耗分析及应对措施

受电弓碳滑板作为弓网关系的衔接部件,是机车车辆的关键零部件和主要耗材之一,其磨耗速率影响车辆的安全运营和检修成本。文章从弓网载流摩擦副的理论分析入手,结合不同工况运用的受电弓碳滑板开展表面磨损特性检测,分析得出受电弓碳滑板的主要磨损形式和影响因素;并针对常见的受电弓碳滑板异常磨耗现象,根据具体磨损特征,分类给出解决应对措施。     

E653系受电弓滑板发生阶梯磨耗的原因及对策

据JR东日本铁路公司称,E653系受电弓滑板的主滑板使用铜系烧结合金,辅助滑板使用铝合金,而在主滑板与辅助滑板的接合面附近常发生阶梯状磨耗,这有可能导致接触导线熔断、受电弓破损等重大运输事故,文章介绍了该公司通过深入调研,查明了受电弓滑板发生阶梯状磨耗的原因,从而据此制定出了有效对策并得到了效果验证。     

广州地铁9号线车辆受电弓碳滑板异常磨耗原因分析及改进措施

目的：针对广州地铁9号线开通运营初期受电弓碳滑板出现较严重拉弧、异常磨耗及崩口等情况，提出了改进措施，以减小对列车运行的影响。方法：从车辆状态和接触网状态两方面排除了碳滑板材质不良及列车振动引起碳滑板异常磨耗的可能性。在此基础上查找出受电弓跳弓点位置，发现受电弓经过膨胀元件时拉弧严重。通过对MVB(多功能车辆总线)速度数据、正线信号对标点公里标及车体数据进行分析，对正线接触网膨胀元件进行了精确定位，发现受电弓在经过膨胀元件时会产生较大的振动，受电弓在膨胀元件处的弓网匹配性较差。进一步与国内同行就碳滑板异常磨耗问题进行交流，以确定受电弓碳滑板异常磨耗原因。结果及结论：膨胀元件结构问题是导致受电弓碳滑板异常磨耗的主要原因。改进措施为：优化膨胀元件辅助线过渡段长度和过渡形式，优化膨胀接头布置，优化列车牵引软件。采取上述改进措施后，弓网关系明显改善，碳滑板的使用寿命大为延长，牵引故障率明显下降，列车的维修成本大大降低。