北京地铁6号线弓网异常磨耗原因解析及改进措施

北京地铁6号线自西延线开通试运营以来,受电弓和接触网出现异常磨耗,受电弓碳滑板磨耗速率急剧增大,表面呈粗糙形貌。汇总了该现象导致的设备故障并进行了测试试验。经分析,认为导致弓网异常磨耗的根本原因是新增电客车受电弓压力较小,引起了弓网间离线电弧发生的频率增大,导致弓网间接触位置温升增大、接触线软化、碳滑板材质变化,使弓网间磨损速率急剧增加,接触线出现拉丝形态。为此,提出了改进弓网关系的措施。

轨道交通滑动电接触材料的研究进展

摩擦副材料是滑动电接触的核心问题和前沿研究热点。接触线和受电弓滑板作为轨道交通电接触中典型的滑动摩擦副,是高速列车获取电能的关键装置,其材料的性能直接影响着弓网电接触系统的受流质量和电力机车的安全稳定运行。目前,随着高速铁路的快速发展,亟需研发综合性能优异的轨道交通弓网滑动电接触材料。本文介绍了轨道交通滑动电接触材料的性能要求,回顾了国内外接触线和受电弓滑板的发展历程,总结了接触线和受电弓滑板材料在制备工艺技术等方面研究进展及存在的问题,展望了轨道交通滑动电接触材料的发展趋势,并提出了未来的研究重点。

基于激光位移传感器的城轨列车受电弓滑板磨耗检测方法

针对城市轨道交通(简称:城轨)列车受电弓滑板磨耗检测精度较低的问题,提出了一种基于激光位移传感器的城轨列车受电弓滑板磨耗检测方法。设计了受电弓滑板磨耗检测装置。采用该检测装置,通过数据筛选、数据融合和倾斜校正,获取受电弓滑板的实际轮廓线;将受电弓滑板的实际轮廓线与标准轮廓线进行曲线配准,获得受电弓滑板的磨耗曲线,实现受电弓滑板磨耗状态检测。在实验室搭建受电弓滑板磨耗检测装置进行实验,实验结果表明,与传统的检测方法相比,该检测方法具有较好的检测精度,符合城轨列车受电弓滑板磨耗测检测的实际要求。

铜基受电弓滑板试件电阻率和磨损性能研究

为了制备具有优良电阻率和磨损性能的C/Cu复合材料 ,运用传统的粉末冶金 (PM)方法 ,首次将受电弓滑板材料中C的质量分数提高到 8% (采用大粒度石墨的粒度为 5 0目和 32目 ) ,分析了压制压力、烧结保温时间和烧结温度对其电阻率和磨损性能的影响 .研究了石墨粒度和镀铜石墨对受电弓滑板材料性能的影响 .研究结果表明 :如果增大压制压力 ,电阻率下降 ;而延长烧结保温时间和提高烧结温度 ,使材料的电阻率增加 .烧结温度过高或过低对材料的耐磨性和减摩性不利 .石墨粒度越大 ,电阻率越小 ,减摩性和耐磨性越差 .镀铜石墨能够改善铜基受电弓滑板材料的烧结过程 ,降低其孔隙度和电阻率 ,提高其耐磨性和减摩性 。

铜基受电弓滑板材料抗拉强度和冲击韧性研究

为了制备具有优良力学性能的C/Cu复合材料,采用传统的粉末冶金(PM)方法,首次将受电弓滑板中C的质量分数提高到8%(石墨粒径为295μm和495μm),分析了压制压力、保温时间和烧结温度对其抗拉强度和冲击韧性的影响,研究了石墨粒径和镀铜石墨对受电弓滑板材料性能的影响.研究结果表明:增大压制压力,可提高铜基受电弓滑板材料最终烧结件的抗拉强度;延长烧结保温时间,则降低烧结件的抗拉强度;烧结温度过高或过低对烧结件抗拉强度和冲击韧性不利;石墨粒径对铜基受电弓滑板材料性能的影响很大;石墨表面镀铜,可改善铜基受电弓滑板材料的烧结过程,提高其抗拉强度和冲击韧性,但是不改变材料的断裂机制.

粉末冶金受电弓滑板材料的设计及其性能研究

根据受电弓滑板的工况条件,设计了摩擦磨损性能较佳的受电弓滑板材料。分析了烧结温度和烧结保温时间对压坯密度的影响。该材料的冲击韧度、抗拉强度、硬度、电阻率和密度等指标都能满足相关标准的要求;在室温干摩擦条件下,其抗磨损性优于其他同类产品。

铜基复合材料受电弓滑板摩擦磨损及电阻率的研究

针对目前受电弓滑板与接触网导线构成的特殊摩擦副存在磨损严重、电弧敏感度高、机械性能较差的缺陷,研制了一种具有减摩耐高温和导电性能优良的耐热铜基受电弓滑板材料。采用MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机,SX1934(SZ-82)数字式四探针测试仪,XJL-03型金相显微镜,JSM-6700F扫描电镜等仪器测试并分析了其热摩擦磨损、电性能及显微组织。结果表明:添加改性PI树脂在300℃环境温度下摩擦60 min平均磨损量和摩擦15 min的摩擦系数分别为4.6×10-5g/m和0.112,低于改性前的13.8×10-5g/m和0.114,而且电阻率为3.3μΩ.m,要小于同类复合材料电阻率(10μΩ.m)。

地铁车辆接触网硬点在线检测系统设计

针对地铁车辆弓网系统安全检测的重要性及现有接触网硬点检测技术的不足,基于高低压隔离技术,结合受电弓滑板垂向加速度和滑板振幅,作为硬点评价的基准,研究并设计一种新型地铁车辆接触网硬点在线检测系统。首先,进行硬件设计,选用灵敏度高、误差小的电容式加速度传感器和激光测距仪,以及采样速率高、抗干扰能力强的IMC数字采集器;然后,进行软件设计,基于LabVIEW软件开发环境,编写相应的测试软件,实现垂向加速度信号和高度信号的实时显示与记录;最后,为验证检测系统的测试性能,以杭州地铁2号线地铁车辆为测试对象,于40 km/h、60 km/h和80 km/h的速度级工况下进行装车往返试验。试验结果表明,各工况下前后滑板垂向加速度的最大值分别为3.817 g、9.208 g和15.827 g,单位跨距内的滑板最大振幅分别为19.4 mm、21.4 mm、24.1 mm,并未检测出硬点,与地铁运营单位对实际线路的维护检查结果一致。另对部分测试数据进行分析处理,分析结果可充分体现检测系统的安全性、准确性和实用性。

超声波测距原理在受电弓磨耗检测中的应用

为了准确方便地检测出电力机车受电弓的磨耗状况,针对我国主型电力机车受电弓的弓面曲线特征,设计了一种利用超声波传感器作为检测元件的新型受电弓磨耗检测装置。对该装置的检测原理、总体结构以及下位机的电路工作过程和上位机的数据处理方法进行了详细阐述。

基于ansys的受电弓滑板激光沉积模拟中分段热源加载方法的研究

描述了激光加工模拟中分段高斯分布热源函数,并结合生死单元技术在ansys workbench中对受电弓滑板激光沉积进行了仿真分析,同时给出了分段移动高斯热源的分布函数的加载方法。模拟结果表明,这种分段加载方法是有效的,同时也可供其他激光加工模拟的热源加载参考。

铜对碳纤维/酚醛树脂受电弓滑板材料的性能影响

采用热压烧结法制备了碳纤维织物/酚醛树脂(PE)受电弓滑板复合材料,研究了Cu对碳纤维织物/PE受电弓滑板复合材料的电阻率、密度和力学性能的影响。采用万能材料试验机、电阻测试仪测试了复合材料的力学性能和电学性能,用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对材料的组成结构及断口微观形貌等进行了测试和表征。结果表明,铜粉经高温烧结后呈连续三维网状结构,这种结构与碳纤维织物协调作用,阻止裂纹扩展,提高了复合材料的力学性能;当铜含量为40%时,复合滑板材料的综合性能最优:电阻率降至22.1μΩ.m;弯曲强度和压缩强度分别提高至61.8MPa和29.6MPa;冲击韧性达到12.7 J/cm3。

镍与石墨含量对新型铜基粉末冶金受电弓滑板材料性能的影响

采用粉末冶金法,在N2和H2混合气氛保护下烧结,制备以石墨和镍等为主要合金元素的新型铜基受电弓滑板材料,研究石墨含量对该材料电阻率、冲击韧性、硬度、摩擦因数和磨损性能的影响,以及镍含量对其硬度和冲击韧性的影响,并分析烧结过程中形成的弥散相和固溶体对材料的增强增韧效果。结果表明:石墨对材料密度影响较明显,石墨含量越高,材料的电阻率越大,冲击韧性越小,并且摩擦因数越小,减磨和耐磨性越好,但石墨含量超过5%时材料性能下降;随镍含量增加,受电弓滑板材料的硬度和冲击韧性都提高,但电阻率增大。石墨和镍的含量(质量分数)均为3%时,材料的电阻率为0.22μΩ·m,硬度为HB60,冲击韧性为7.1J/cm2,摩擦因数为0.19,能满足铜基受电弓滑板的使用要求。

浸渗铜、铝对碳/碳复合材料弯曲性能的影响

采用三点弯曲法研究浸渗铜和铝对碳/碳复合材料弯曲性能的影响,分析了复合材料弯曲断裂前后的组织形态,并对弯曲性能进行了比较和探讨。结果表明:碳/碳+渗铜和碳/碳+渗铝材料的抗弯强度分别达到88,196 MPa,大于碳/碳复合材料的77 MPa;金属铜、铝对碳润湿性的差异使碳/碳+渗铜界面结合强度弱于碳/碳+渗铝界面结合强度,这导致碳/碳+渗铝抗弯强度远大于碳/碳+渗铜的抗弯强度。碳/碳+渗铜和碳/碳+渗铝抗弯强度都达到TB/T 1842.1-2002铁道部行业标准电力机车粉末冶金滑板性能要求。

时效处理对城市轨道交通铜基受电弓滑板组织与性能的影响

采用粉末冶金法制备铜基受电弓滑板材料,在830℃下固溶2 h后水淬,然后在450~600℃下进行1~4 h时效处理。通过对不同时效温度和时间下材料的硬度、电阻率、冲击韧性和抗拉强度等性能的测试,以及微观组织与物相组成的观察与分析,研究铜基受电弓滑板材料的时效处理行为。结果表明:随时效时间延长,铜基滑板材料的硬度、冲击韧性和抗拉强度都先升高后降低,电阻率先下降然后略有升高;随时效温度升高,材料的各项性能均先提高后下降。时效处理前后材料断裂均以塑性断裂的方式进行,时效处理后拉伸断口韧窝更深,材料的冲击韧性更大。在500℃下时效3 h后,主要物相仍是铜和石墨,并产生纳米级的六方Cu_(10)Sn_3析出相,对基体产生强化作用,从而提高材料的各项性能,电阻率为0.147μ?·m,硬度HB为89,抗拉强度为355.68 MPa,冲击韧性为47.1 J/cm^2,可满足我国铜基受电弓滑板的使用要求。

广州地铁2号线车辆国产与进口受电弓设计对比分析

通过对2种受电弓所带碳滑板磨耗的实际数据对比,从受电弓设计方面进行分析,对比2种受电弓的相同点和不同点,推测各项不同点在实际运用中对磨耗的影响。总结出2种受电弓的优缺点,提出了受电弓设计、检修的几点建议。

高速受电弓非定常气动特性分析

为保证高速列车受电弓与接触网之间具有良好的接触特性,针对强烈气流干扰会引起受电弓振荡的问题,用脱体涡模拟(Detached Eddy Simulation,DES)方法研究高速列车受电弓在开、闭口运行条件下的非定常抬升、阻力特性.结果表明,开、闭口运行对受电弓气动特性的影响有较大不同,尤其对受电弓及其滑板的抬升力波动影响明显.开口运行时整弓和滑板的抬升力波动幅度明显大于闭口运行;而开、闭口运行对整弓和滑板气动阻力的大小与波动幅度的影响很小。

重庆AS地铁列车单元内双弓受流应用

由于重庆独特的地理环境,坡道大,转弯半径小等特点,重庆地铁研制了山地城市A型地铁列车(AS车),而单元内双受电弓也属国内首次使用,针对重庆AS地铁列车单元内采用双受电弓装置的设计方案、优点及运营情况进行阐述。

新型铜基受电弓滑板材料的制备与性能

以弥散强化铜为基体,镀铜石墨为润滑组元,采用真空加压烧结方法成功制备了新型石墨/铜受电弓滑板材料。研究了烧结温度对材料致密度的影响;对比分析了不同类型铜基体对石墨/铜复合材料性能的影响;考察了石墨质量分数为6%、8%、10%和12%时,石墨/弥散强化铜复合材料(Graphite/ODS-Cu)的导电性、冲击韧性及摩擦系数。结果表明:烧结温度对材料致密度影响较大,石墨/弥散强化铜复合材料在加压烧结温度达到950℃后全致密;采用弥散强化铜为基体,提高了滑板的力学性能,当石墨含量为10%时,其导电性能下降不明显,但是冲击韧性远远高于采用普通铜粉为基体的样品;石墨含量对滑板的性能影响较大,样品的导电性和冲击韧性随着石墨含量的增加而急剧下降,在石墨含量增加到10%时,其电阻率和冲击韧性分别为0.65μΩ.m和6.8J.cm-2;摩擦系数随着石墨含量的增加而降低,在石墨含量为10%时,其摩擦系数为0.231。

B型地铁列车受电弓碳滑板异常磨耗分析与改进

对福州地铁1号线列车受电弓碳滑板出现异常磨耗的原因进行了分析,确定了造成碳滑板异常磨耗的设计因素主要与碳滑板的平衡度、受电弓的结构参数和操纵机构有关,并对相关设计进行了改进。