不同表面形貌的接触线对浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能的影响

在受电弓-接触网载流摩擦磨损过程中,接触线会产生不同的横截面形状,而接触线形貌的改变可能会影响弓网间的接触关系,进而影响弓网间的载流摩擦磨损性能。为研究不同表面形貌的接触线对浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能的影响,利用环-块式高速载流摩擦磨损试验机,研究载流条件下常规形貌、麻点形貌、斜切形貌的接触线与浸金属碳滑板的摩擦磨损性能,比较采用不同形貌接触线时的摩擦因数、电弧能量和浸金属碳滑板的磨损量、表面形貌。试验结果表明:在直流电情况下,常规接触线与浸金属碳滑板组成的摩擦副的摩擦因数最小,滑板磨损量最低;采用斜切形貌接触线时的摩擦因数最大,滑板磨损量最大。通过SEM电镜观测浸金属碳滑板表面的磨损形貌,发现接触线为常规形貌时,滑板以氧化磨损为主,有较多的氧化物产生;接触线为麻点形貌时,滑板以电弧烧蚀和磨粒磨损为主,产生了细小裂纹和烧蚀坑,有较多的磨屑和剥落层出现;接触线为斜切形貌时,滑板以电弧烧蚀为主,有大裂纹和犁沟产生,并且烧蚀区域出现了较多的白色小球。研究表明,当接触线的形貌发生改变时,会导致滑板磨耗增加并加剧接触副电弧放电,从而恶化接触副的状态。因此,当接触线磨损变形严重时,应及时进行更换。

120～170km/h条件下碳滑板/铜接触线摩擦磨损性能试验研究

在环—块式高速摩擦磨损试验机上,试验研究电流I=100～300A、滑动速度v=120～170km/h和法向载荷Fn=100～200N条件下纯碳滑板/铜接触线的摩擦磨损性能。结果表明:无电流时,碳滑板磨损率很低,一般不超过0.0014g/km,但摩擦因数较高,一般在0.30以上。加入电流后,碳滑板的磨损率明显增加,达到无电流时磨损率的10倍多;而摩擦因数明显降低,一般在0.24～0.30间波动。观察碳滑板磨损形貌发现,无电流时磨痕面积较小,随着电流的增加磨痕面积不断增大;且磨损面出现电弧烧蚀的黑色流线和麻点。滑动速度、法向载荷对碳滑板摩擦磨损性能影响较小,而电流作用引起的高温磨损和电弧烧蚀是导致碳滑板材料磨损加剧的主要因素。

电弧能量对碳滑板/铜接触线高速滑动摩擦磨损性能影响

在环-块式高速摩擦磨损试验机上,试验研究在交流电场和不同接触压力条件下电弧放电对纯碳滑板/铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:纯碳滑板/铜接触线的摩擦因数随着接触压力的增大而减小,无电流时,摩擦因数一般在0.38～0.59之间波动,有电流时,摩擦因数一般在0.27～0.57之间波动;随着接触压力的增大,电弧放电频率以及单个采样间隔时间内离线电弧放电能量随之减小;加载100 A电流时,纯碳滑板材料的磨损量高于无电流时滑板材料的磨损量,且磨损量随着接触压力的增大而逐渐减小;碳滑板的磨损率随电弧能量的增大而增大,呈比例关系。

滑板倾斜对碳滑板/纯铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响

使用环-块式高速摩擦磨损试验机,试验研究在交流电场中滑板倾斜对电弧放电以及碳滑板/纯铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明,电流为100 A时,碳滑板材料的磨损量随着接触压力和滑板倾斜角度的增大而逐渐减小,试验盘每转平均放电能量也随着接触压力和滑板倾斜角度的增大而逐渐减小,碳滑板磨损率随着电弧能量的增大而增大;当滑板有倾斜角时,在弓网电滑动摩擦过程中会出现受电弓与接触线分离的状态,且滑板倾角越大,分离的时间就越长,这种现象影响列车受流质量和运行平稳性。因此实际弓网系统中要避免滑板倾斜角过大,滑板倾角应小于2°。

地铁刚性弓网系统接触线磨损特性试验研究

为研究地铁刚性接触网系统接触线磨损的规律,以地铁刚性接触网系统常用的浸金属碳滑板/铜银合金接触线作为摩擦副,通过模拟地铁弓网系统运行参数,使用载流摩擦磨损试验机研究有、无电火花放电情况下,浸金属碳滑板与铜银合金接触线直流电滑动过程中磨损量、摩擦因数、载流效率随滑动距离的变化。试验结果表明:电火花放电会使得接触线与浸金属碳滑板磨损量显著上升,出现电火花放电时摩擦因数较小,弓网系统载流效率会明显降低同时出现大幅波动。试验后对碳滑板和接触线表面形貌的观察可知:电火花放电会使得浸金属碳滑板表面烧蚀坑数量和尺寸大小增加,同时会出现滑板材料大面积剥落和表面裂纹增多的问题,接触线表面形貌变得更加粗糙。

连续挤压技术在铜加工中的应用

本文简述了连续挤压技术在铜加工中的应用,重点介绍了该技术在无氧铜带、铜排、异型铜排、无氧铜棒、接触线、铜扁线等领域的应用。

接触网受电弓几何参数模拟系统设计

为检验检测高速弓网综合检测装置、车载接触网运行状态检测装置和接触网悬挂状态检测监测装置的测量性能,设计接触网受电弓几何参数模拟系统。该系统主要由几何参数数值模拟装置和红外模拟系统组成,通过调整模拟碳滑板的高度及模拟接触线的相互位置,模拟实际受电弓和接触线的运行情况。实践表明,该系统使用方便、准确度高、便于运输及存放、易于扩展。

碳滑板/接触线摩擦磨损性能

在环-块式试验机上进行纯碳滑板/铜银合金接触线载流摩擦磨损试验,通过改变转盘转速模拟高速列车弓网系统中碳滑板与接触线在电流为250A,相对滑动速度为160~350km·h-1时,不同相对滑动速度对弓网间的摩擦因数、载流效率、接触压力稳定性系数、电弧放电能量、碳滑板磨损率、碳滑板温升等参数的影响,分析了6个参数与相对滑动速度之间的相关性与不同工况下受电弓滑板的磨损形貌。分析结果表明：弓网间的摩擦因数、载流效率、接触压力稳定性系数随相对滑动速度的增大而降低,电弧放电能量、碳滑板磨损率和碳滑板温升随相对滑动速度的增大而增大;6个参数与相对滑动速度都呈强相关性,其中接触压力稳定性系数、电弧放电能量、磨损率和碳滑板温升与相对滑动速度正相关,Pearson系数分别为0.991、0.996、0.952、0.991,载流效率、摩擦因数与相对滑动速度速度负相关,Pearson系数分别为-0.990、-0.986;随着相对滑动速度的增大,碳滑板的磨损愈发严重,相对滑动速度超过250km·h^-1后,碳滑板表面的裂纹显著增多且深度也明显增大;磨损前后碳滑板的能谱分析表明,碳滑板与接触线间材料的转移是双向的。