【摘 要】
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高速铁路中,受电弓滑板与接触网导线构成的碳/金属滑动导电配副是列车获取电能的唯一途径。近年来有现场工况表明,潮湿环境中受电弓滑板磨耗加剧,导致滑板频繁失效,严重时可造成弓网事故。水对弓网接触副载流摩擦磨损行为的恶化与水在纯机械摩擦领域中的减磨作用体现出对立性。目前,水对碳/金属接触副载流摩擦磨损性能的影响和作用机理尚不明确,因此,本文主要开展含水碳/金属接触副载流摩擦磨损特性的相关研究。基于滑动往
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高速铁路中,受电弓滑板与接触网导线构成的碳/金属滑动导电配副是列车获取电能的唯一途径。近年来有现场工况表明,潮湿环境中受电弓滑板磨耗加剧,导致滑板频繁失效,严重时可造成弓网事故。水对弓网接触副载流摩擦磨损行为的恶化与水在纯机械摩擦领域中的减磨作用体现出对立性。目前,水对碳/金属接触副载流摩擦磨损性能的影响和作用机理尚不明确,因此,本文主要开展含水碳/金属接触副载流摩擦磨损特性的相关研究。基于滑动往复式载流摩擦磨损试验机,开展碳材料在不同含水程度下与金属材料的滑动摩擦磨损试验。为了更全面的研究滑板在含水与干燥状态下磨损性能的差异,首先研究了纯机械摩擦情况下不同含水程度对碳/金属接触副摩擦磨损的影响,得到了碳材料表面温升和配副摩擦系数、磨损量的变化规律,分析了水的冷却和润滑作用对上述因素的影响机理,结合磨损形貌得到纯机械摩擦时,碳材料表面的磨损形式主要表现为含磨粒磨损的轻微机械磨损。对于载流碳/金属接触副而言,碳材料的摩擦学行为及损伤特性受电气机械耦合作用的影响,本文从电接触特性和摩擦磨损特性两个方面对不同含水程度的配副摩擦磨损性能进行了研究。对比分析了纯机械和载流摩擦下碳材料表面温升和接触副的放电次数、放电总能量、接触电阻的变化规律,结合碳材料磨损表面形貌,解析了碳材料在不同含水程度下导致接触副放电差异的原因;明确了接触副摩擦系数、碳材料磨损量的变化特性,研究了碳材料在不同含水程度下其表面磨损形貌的差异,探明了碳材料自身承载水分的差异对接触副载流摩擦磨损特性的影响机理,表明水入侵接触界面除了改变其润滑状态,对于电流在接触副间的传导方式、路径等具有重要影响,从而使接触副运行时的电气机械耦合作用发生显著的变化,影响碳/金属电接触副的载流效率及摩擦磨损特性,研究结果能为碳/金属滑动载流摩擦的环境适应性研究提供参考。
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