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弓网系统载流摩擦磨损性能及其最优载荷研究

任志玲  
【摘要】:电力机车的受电弓滑板与接触导线是特殊的载流摩擦副,其载流摩擦磨损性能决定着电力机车是否能够正常和可靠工作。随着电力机车的不断提速,出现更多的弓网系统载流不稳定问题。因此,对电力机车受电弓滑板与接触导线的载流摩擦磨损性能及其预测和评价开展相关研究具有重要的实际意义。 论文首先对高速滑动载流摩擦磨损实验机进行改进,使该实验机能够更加真实地模拟电力机车的实际运行状况。通过对浸铜碳滑板与铜锡导线和铜银导线的对磨实验,研究了大电流、重载荷、高滑动速度下的摩擦磨损性能。并利用SSX-550扫描电子显微镜,对滑板的磨损形貌进行分析,从微观角度研究载流摩擦磨损特性。实验结果表明:摩擦系数与载荷、接触电流、滑动速度均为非线性关系;滑板磨耗率与载荷、接触电流、滑动速度之间的耦合关系更加复杂,应用磨耗相对稳定态的概念,分析得出在相同接触电流和滑动速度条件下,存在一个最佳载荷,使滑板磨耗最小。通过磨损过程研究和载流质量分析,表明接触电流越大,跑合期时间越长,跑合期和相对稳定期平均磨耗率增大。同时载荷对滑板磨耗率和载流质量影响较大。 然后利用附加残差为零的非线性回归理论对摩擦系数和滑板磨耗率进行回归预测,结果表明,摩擦系数与载荷、接触电流和滑动速度之间符合幂函数关系,预测误差小于7%;磨耗率与载荷、接触电流和滑动速度之间的关系为多项式与幂函数融合的函数关系,预测误差在8%以内。 利用改进的RBF神经网络算法对滑板磨耗率进行预测,结果表明预测效果良好,且预测精度高于非线性回归算法。 最后考虑4个影响因素,针对不同的接触电流和滑动速度,分析载荷对弓网系统摩擦磨损特性和载流特性影响,利用模糊综合评价方法,通过建立有效的评价体系,得到最优载荷的评判标准。


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