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基于滑动电接触实验机的摩擦副摩擦磨损特性研究

石立志  
【摘要】:电力机车通过滑板与接触网导线的滑动接触为其提供动力能源。接触网导线和受电弓滑板构成了一对摩擦副,电力机车能否可靠地运行,关键在于能否在接触网获取稳定的电流。影响弓网系统摩擦磨损的因素主要有:接触压力、温度、接触电流、电力机车的运行速度等。他们的改变会使摩擦系数、滑板磨耗率和接触电阻呈现不同的变化规律。 本文以电气化铁路为研究背景,将受电弓滑板设为主要研究对象,对滑动电接触摩擦磨损特性展开了深入的研究。利用自行研制的滑动电接触实验机,通过浸铜碳滑板与铜锡导线的对磨实验,对浸铜碳滑板的摩擦磨损特性进行了实验研究。得出以下结论:随着接触压力的增大,摩擦系数呈现出增大的趋势;滑板磨耗率呈现出先减小后增大的变化规律,存在一个压应力阈值使得滑板磨耗率保持在较低的水平;接触电阻呈现减小的趋势,且接触电阻的变化率逐渐变小。不同接触电流条件下,摩擦系数、滑板磨耗率及接触电阻随接触压力变化的程度不同。无电流条件下,摩擦系数随温度的增加先增大后减小;加载电流后,摩擦系数随温度的增加而减小。在有无电流两种条件下,滑板磨损量均随温度的增大而增大。随着滑动速度的增加摩擦系数逐渐减小,滑板磨耗率逐渐增大。随着接触电流的增大,摩擦系数总体呈现减小的趋势,滑板磨耗率以及接触电阻均呈现增大的趋势。 通过对弓网系统摩擦副摩擦磨损的研究,总结出了在不同接触条件(接触压力、接触温度、滑动速度、接触电流等)下,摩擦系数、滑板磨耗率以及接触电阻的变化规律,有助于清醒的认识弓网系统需要解决的问题,并寻求解决问题的方法,从而为下一步的研究打好基础,进而解决工程实际问题。


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