载流摩擦磨损.ppt

1、,受电弓滑板载流摩擦磨损的研究进展,西南交通大学,高铁建设进入集中收获期，中国进入高铁时代,引子,目 录,3,弓网系统,1,2,4,滑板材料及试验设备,载流摩擦磨损研究现状,正在研究内容,一、弓网系统,牵引供电系统,接触点（纽带）,固定设备,移动设备,机械作用,电气作用,电能传输！,两个振动子系统,小接触面传输大电流,摩擦磨损,（接触压力与抬升）,（接触电阻与燃弧）,（机械摩擦与电气磨损）,运行可靠性,接触质量,运行寿命,材料匹配,弓网系统的核心问题,碳滑板,SSS 400+受电弓 （CRH3型）,简单链型悬挂接触网,受电弓滑板材料的性能指标,随着电力机车在高速或重载方面的飞速发展，滑板材料需

2、同时满足或协调以下几个方面的性能指标1： 低的电阻率和接触电阻； 足够的抗冲击强度； 良好的减磨、自润滑性能； 一定的耐磨性； 良好的耐热、耐电弧性能； 一定的经济性； 便于成型和实现轻量化。,1张婧琳,孙乐民,上官宝,张永振,. 电气化铁路受电弓滑板材料的发展J. 热加工工艺,2010,(10).,二、滑板材料及试验设备,受电弓滑板材料在研究和应用方面，主要经历了金属滑板、纯碳滑板、粉末冶金滑板、浸金属碳滑板以及碳纤维复合材料滑板的发展过程 【2】。,1、滑板材料,2冀盛亚,孙乐民,上官宝,张永振,. 受电弓滑板材料的研究现状及展望J. 热加工工艺,2009,(6). 3邵利峰,韦强,徐立新

3、,石宗利,. 电力机车受电弓滑板研究进展J. 材料开发与应用,2008,(5).,【3】,【4】,4涂川俊.树脂型受电弓滑板材料的制备与磨损特性及抗磨机理研究M.湖南大学,2009,(5).,受电弓滑板材料的发展方向,受电弓滑板材料的主要研究方向是开发集优良导电性、 耐高温抗冲击、耐磨减磨的碳系复合材料。 在日本，实用的碳系滑板有以下三种：金属浸渍型、混合烧结型 、C/C 复合材料型。,5,6,5土屋广志,彭惠民,. 受电弓滑板开发动向J. 国外机车车辆工艺,2009,(2). 6土屋广志. C/C 复合材料在受电弓滑板上的应用J. 国外机车车辆工艺,2010,(5).,2、试验设备,7 Hi

4、roki Nagasawa ,Koji Kato .Wear mechanism o f copper alloy wire sliding against iron-base strip under electric current .Wear,1998,216:179-183 8 Da Hai He,Rafael Manory. A novel electrical contact material with improved self-lubrication for railway current collectors. Wear,2001,249:626一636 9董霖,李丰学,陈光雄

5、等.有无电流工况下钢铝复合轨/受电靴的摩擦磨损特性.润滑与密封,2006 (178 ):36-38,7,9,3、本课题组所用的试验材料及设备,材料：纯碳滑板材料取自高速铁路使用的滑板，加工成 120 mm34 mm25 mm的长方体，碳 C 的质量分数约 99%、其他成分和杂质约 1%。接触线材料取自高速铁路线路，铜 Cu 的质量分数约 99.9%、其他成分和杂质约 0.1%。为保证纯碳滑板/铜接触线材料的良好接触，试验前分别采用 1000 号砂纸打磨纯碳滑板、 接触线， 使其表面粗糙度Ra3.2 m。 设备：(盘-块式) 10,10丁 涛等.120170 km/h条件下碳滑板/铜接触线摩擦磨

6、损性能试验研究.机械工程学报,2010(46):36-40,三、载流摩擦磨损研究现状,载流摩擦磨损是一个较复杂的摩擦过程，其特性很大程度上依赖于对磨件的材料成分、接触几何尺寸、表面间的温度、周围的环境和机器的设置参数11。有关载流摩擦磨损的研究在20世纪20年代就出现了12。近十几年来电气化高速铁路的飞速发展，带动了载流摩擦磨损的深入研究，研究人员考虑的影响因素也逐渐增多，例如:电流、载荷、速度、电弧、温度、润滑、试验环境等。 分析手段主要有分析摩擦系数和接触电阻的变化情况;测量试件的磨损量;分析磨损表面和磨损颗粒形貌等。 由于试验设备的局限性和摩擦过程的系统依赖性都限制了载流摩擦磨损的发展，至今未能提出较通用的理论公式去解释载流摩擦现象。,11 P.J.BIau,Mechanism for transitional friction and wear behavior of sliding metals. Wear,1981,72:55-56 12Landly I T. Contact Wire Wear on Elec