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电流对滑板/接触线载流滑动摩擦磨损性能影响的研究
| 论文题名： | 电流对滑板/接触线载流滑动摩擦磨损性能影响的研究 |
| 关键词： | 载流摩擦;接触压力;电弧放电;受电弓滑板;接触线 |
| 摘要： | 我国电气化铁路不断地朝着高速化、快速化的旅客运输，重载化、快捷化的货物运输方向发展。列车提速后弓网间载流量成倍增加，达到300～500 A，受电弓滑板和接触线的磨耗十分严重，使用寿命急剧下降。弓网系统的点接触与大电流的载流特点严重制约了电力机车的提速，因此研究大电流下的载流摩擦磨损具有重要意义。 本文以纯碳滑板与铜银合金接触线为研究对象，在环-块式高速载流磨损试验机上研究了电流I=200、300、400、500A时的载流摩擦磨损行为和电气特性，分析了大电流下接触压力对碳滑板载流磨损性能的影响。结果如下: (1)摩擦系数随电流的增大变化不是很大，主要在0.29～0.33间波动，整体呈先增大后减小的趋势。碳滑块的磨损量随电流的增大而增大，电流对碳滑块的磨损主要表现为电弧烧蚀和焦耳热引起的高温氧化。磨损形貌主要有:烧蚀坑、剥离坑、麻点和热应力裂纹，其中剥离坑和烧蚀坑中Cu和O的峰值非常高，主要分布有单质Cu和铜的氧化物，Cu和O的质量分数高达33.25％和22.47％。 (2)在低压大电流的试验条件下，碳滑块与接触线之间以短弧放电和火花放电为主，当电流增加到300A以上时，即使没有出现离线的情况下，接触副之间也一直处于燃弧的状态。试验中碳滑块与接触线间的起弧方式并不都是击穿空气起弧，而是接触微凸体熔融汽化形成金属相电弧进而转变成气相电弧。接触副间的载流效率随着电流的增加而减小，电流越大波形畸变越严重;随着电流的增大电弧能量和碳滑块温升也随着增大。 (3)当电流在200～500 A时碳滑板的磨损量随接触压力增大而减小，电气磨损远大于机械磨损;载流效率随着接触压力的增加而增加，当列车提速后可以通过增加法相压力来提高弓网的载流效率和使用寿命。当Fn＜80N时电弧能量随接触压力的增大而增大，当Fn＞80N呈减小的趋势。碳滑板温升随接触压力的增大而减小，且当Fn＜80N时接触副间的短弧放电容易熄灭，焦耳热对碳滑块温升的影响要大于电弧放电的作用，碳滑板温升与电弧能量的相关性不明显。通过扫描电镜发现，碳滑块的温升越高，其表面热应力裂纹越多，剥离现象更明显。 |
| 作者： | 付文明 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 陈光雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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