高速受电弓滑板摩擦机理及石墨基纯碳滑板

从高速列车受电弓滑板与接触网的接触导线之间摩擦机理分析着手,研究摩擦副的机械磨损和电磨损机理,分析现有电力机车受电弓滑板存在的缺陷,指出高速列车滑板材料的最佳选择.     

受电弓滑板——接触导线摩擦磨损机理与特性分析

本文研究了受电弓滑板－接触网导线这一特殊摩擦副。根据其随机变载荷、强电流、高速滑动等工况特点，对滑板－接触导线的摩擦磨损机理与特征进行分析，为实验研究打下理论基础。     

耐磨C/C复合材料滑板及烧结合金滑板的开发

受电弓滑板是电动车组运行不可缺少的构件,同时,也是对于车辆一集电系统设备的维修成本有重大影响的易耗元件。为减轻滑板与接触导线的磨损及降低车辆-集电系统设备的保养成本,滑板材料的开发一直延续至今,开发出的多种滑板材料已经投入使用。本文介绍近年来开发的C/C复合材料滑板与烧结合金滑板的研发背景及今后的发展动向。     

粉末冶金滑板倒角的改进

我国国产电力机车上使用的粉末冶金滑板，其前进方向直角被加工成一个半径为８ｍｍ的圆弧倒角，其目的是消除所谓的滑板“刃口”，避免滑板刮削接触导线，从而减少滑板对接触导线的磨损，也可以减少弓网事故的发生。通过调查发现：所有厂家的粉末冶金滑板，实际倒圆角半径...     

弓网电接触系统滑板温升特性研究

弓网电接触系统中的受电弓滑板温升会改变接触表面环境,加重摩擦磨损,影响电力机车的可靠运行。基于自行研制的弓网电接触试验平台,探究焦耳热、摩擦热、电弧热三种热源对滑板温升特性的影响。采用红外热像仪对滑板温升实时拍摄,结合传热学理论,分析三种热源各自特性及其对接触点温升幅值和滑板温度分布的影响。研究表明:焦耳热对滑板温升的影响占主导作用;摩擦热对滑板温升幅值的影响较小;电弧热对滑板有局部加热作用;三种热源联合作用下弓网接触点的温升幅值比仅有焦耳热源输入时接触点温升幅值小,说明接触导线通过与滑板之间的摩擦带走热量,对滑板有一定的冷却功能。本研究对丰富弓网电接触系统温升理论有重要意义。     

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。     

接触导线与滑板在电流条件下的磨损模式

利用线性磨损试验方法,对冷拉铜接触导线和铁基烧结合金滑板之间磨损模式分类和转变条件进行了研究。结果发现,从接触电压估算出的接触温度取决于电流和接触载荷。因此,根据最高接触温度,可把集电材料在电流条件下的磨损模式分为3类。     

弓网系统电弧的产生及其影响

弓网系统电弧的产生与弓网接触电阻、电动列车的取流量大小有关.电弧能维持电动列车取流的连续性,但对弓网系统产生电气磨损,并对环境带来电磁干扰.通过改变弓网系统的振动特性、选取合适的弓网接触压力、合理匹配滑板与接触线的材料、改进接触线的生产工艺、提高接触网的施工质量等,能有效减少弓网系统电弧现象.可以根据列车一定取流量及运行速度时的电弧次数与持续时间对弓网接触特性进行评价.     

地铁车辆弓网静态电接触的多场耦合模型及温升分析

当地铁到站或在线路上因故临时停车时，接触网仍需为列车提供电流，此时弓网接触部件因处于静止状态而存在局部过热的情况，严重时可能导致滑板热损伤甚至造成接触线断线事故。因此，地铁停车期间弓网电接触的温升研究具有重要意义。地铁列车弓网接触是热、力、电多物理场耦合的复杂行为，而弓网接触力、滑板热导率和接触线截面形状对弓网电接触有重要影响。本文针对受电弓滑板与接触线静态取流的工况，研究了接触电阻和接触热导的变化规律与建模方法，建立了热-力-电耦合的三维有限元分析模型，分析弓网接触力、滑板材料热传导率以及接触线磨耗对接触温升的影响。结果显示，增大弓网接触力、选用高热导率的滑板材料和改良接触线截面轮廓均可降低弓网接触温升。研究结果对接触线结构优化、滑板材料的选取及保障列车安全运行有重要参考价值。     

碳系滑板材料

介绍了受电弓采用纯碳滑板、碳系滑板和烧结合金滑板的利弊。其中碳系滑板能使接触导线的磨损减少到原来的1/2～1/3,因此,在既有线上已有2/3的电动车在使用。近年,又开发了"C/C复合材料滑板",不但导电性好,而且质量轻、强度高,可以适应用螺栓安装到受电弓要求,使受电弓轻量化。     

受电弓与接触网系统电接触特性

依据电接触理论对弓网系统电接触特点、接触电阻、稳态热效应及电弧的产生进行分析研究。结果表明：弓网系统具备固定、滑动及可分离等方面的电接触特性;弓网系统电火花现象与滑板和接触线材料的导电性能密切相关,铜镁接触线与碳滑板2种较高电阻率的材料组合决定了两者的接触电阻比较大,使得滑动接触过程中的电火花现象剧烈。取流量较大的电动列车在起步或低速运行时,由接触电阻引起的热能有可能导致滑板和接触线局部过热,必要时应采取措施减小弓网接触电阻。弓网系统电弧对周围环境虽产生电磁干扰,但却能保证电动列车正常取流的连续性。     

降低接触导线和碳衬垫的磨损

通过改进集电器碳嵌入板的结构可以达到降低接触导线与受电弓滑板这一摩擦副磨损的目的。文章所述的结构改变应该有助于消除滑行效应以及与此有关的后果,即造成系统中零部件的高磨耗。     

铝包覆浸金属碳滑板材料受流磨损性能的试验研究

在各种试验条件下（包括不同的滑动速度，接触压力，受流电流和接触导线表面不平度等参数），对铝包覆浸金属碳滑板材料进行了较为全面的试验研究。结果表明，铝包覆浸金属碳滑板材料具有优良的耐受流磨损性能。     

列车受电弓在线自动检测系统的应用研究

受电弓的状态直接影响列车的运营安全和效率。在日常维护中,检修人员需要对受电弓滑板磨耗程度以及滑板与接触网导线的接触压力进行检测。介绍了一种列车受电弓在线自动检测系统,阐述了其组成、原理和工作流程。该系统可实现对受电弓关键特性参数(如滑板磨耗、中心线偏移、接触压力等)的非接触式检测,提高检修效率。     

高速受电弓结构特点浅谈

高速受电弓和普通受电弓一样,是由集电头(即弓头)、框架、底架和传动机构四个部分组成。众所周知,受电弓安装在车顶盖上,工作时其滑板和接触网的接触导线相接触,将电流引入机车或动车内。由于接触网是一个重量和弹性都不均匀的弹性系统,其接触导线的高度也不是恒定的,而运行中受电弓底架又不断地受到机车和轮轨传来的机械振动作用,除此之外,还有风和高速气流的空气动力作用,所以,在运行中受电弓滑板和接触导线之间的     

受电弓滑板材料研究进展及展望

受电弓滑板是列车获取能量的核心装备，良好的滑板材料性能是保障列车安全稳定运行的关键，高速列车具有大功率、高运能、长距离运行等特点，随着高速列车速度进一步提升，对受电弓滑板材料性能提出更高要求。文章首先介绍了国内外受电弓滑板材料的发展历程，包括金属滑板、纯碳滑板、粉末冶金滑板、浸金属滑板，以及新型复合材料滑板；然后综述各阶段滑板材料的工艺技术及其优缺点；最后结合中国电气化铁路发展实际，对高性能受电弓滑板材料的发展进行了展望。     

水平连铸QCr0.5铜合金线电磨损性能研究

对水平连铸工艺制备的QCr0.5铬青铜合金接触导线坯料经过固溶、时效、冷轧处理后,研究接触导线的微观摩擦性能与受流滑动磨损行为,分析不同电流作用下接触导线的磨损形貌及磨损特征。微观划擦测试表明:通过加入合金元素Cr,改变了接触导线合金材料的微观组织,提高了合金材料的强度、抗软化性能和抗变形能力,改善了合金的磨损性能,降低了摩擦系数;水平连铸QCr0.5铬青铜合金接触导线的硬度为165.5HV,最大摩擦系数为0.155,最大压入深度为2.68μm。电磨损测试表明:水平连铸QCr0.5铬青铜合金接触导线未加载电流时的磨损主要以磨粒磨损和黏着磨损为主,载流条件下的磨损主要是黏着磨损、磨粒磨损和电侵蚀磨损。磨损率测试结果显示,水平连铸QCr0.5铬青铜合金接触导线磨损性能明显优于商用Cu-Ag接触导线。     

地铁受电弓滑板磨耗分析

受电弓与接触网(简称弓网系统)动态受流是通过滑动接触实现的,因此在弓网运行的过程中势必会带来接触线和受电弓滑板的机械磨耗和电气磨损,因此有必要结合弓网系统运行的实际工况,分析影响接触线和受电弓滑板磨耗的主要原因,找出相应的对策。文章基于接触线和滑板的实际磨耗状态,设计一套试验系统,在线测试可能影响接触线和滑板磨耗的技术参数,分析该实际线路中造成二者磨耗的主要原因,并提出改善建议。     

考虑温度作用的浸金属碳滑板磨损量预测方法研究

随着列车速度的不断提升,受电弓滑板磨耗增加,对弓网系统运行的安全性和经济性造成威胁。目前,铁路部门仍采用传统人工登顶方法检测滑板磨损情况,效率低、安全性差、且干扰正常行车。因此,亟需探索简便、高效的滑板磨损量预测方法,以指导受电弓滑板的检修与更换。通过改变电流、温度参数进行多组试验发现,在低电流工况下,滑板磨损量随温度提升逐渐下降,在高电流工况下,滑板磨损量随温度提升先减小后增加;基于偏最小二乘回归法,建立了考虑温度作用的浸金属碳滑板磨损量预测模型,模型检测相对误差小于6%;选取不同材料滑板时,磨损量对各影响因素变化的敏感程度存在显著差异。研究结果对完善受电弓滑板磨损量预测模型,降低铁路运营维修成本,提高列车弓网系统运行稳定性具有一定指导意义。     

靴轨系统静态电接触研究

针对集电靴滑板在列车停车时的发热问题,基于电接触和热传导理论,建立了列车停车时靴轨静态电接触模型,对靴轨接触电阻和集电靴滑板的发热进行计算,并通过设计集电靴滑板温度试验对理论计算结果进行了验证。结果表明,增大靴轨系统的静态接触力并使其均匀受力,可以减小靴轨接触电阻和滑板的发热。