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本文以铜基粉末冶金/铬青铜为摩擦副,模拟电力机车接触网中受电弓滑板和导线的服役条件,在销-盘式摩擦磨损试验机上进行了载流摩擦学特性研究。使用单因素试验方法研究载流条件下摩擦副的电流、速度和载荷对摩擦学性能的影响,探讨了摩擦学机制和电气机制对铜基粉末冶金/铬青铜摩擦副摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电子显微镜对销试样摩擦表面及摩擦表面纵切面形貌进行了观察,探讨了不同条件下的摩擦磨损机理。
试验结果表明:相同载荷、相同速度条件下,摩擦系数随电流的增大而降低;销试样的质量磨损率随着电流的增加呈上升趋势。相同电流、相同速度条件下,随着载荷的增大,摩擦系数呈下降趋势;质量磨损率随载荷的增大而增大。相同电流、相同载荷条件下,随着速度的增大,摩擦系数呈现先上升后下降的趋势;40A~60A时,质量磨损率随速度的增大略有减小;60A~100A时,质量磨损率随速度的增大先减小后急剧增大。
电流和摩擦系数的瞬时值在多数时间里有同步变化关系,实际测得的流过摩擦副的电流要比给定的电流小。相同速度、电流条件下,随着载荷增大,通过摩擦副的电流值减小,波动范围变大,载荷的增加使摩擦副的受流情况变差。随着速度的增加,通过摩擦副的电流值减小,摩擦副受流质量降低。
载流条件下,由于电弧的作用,摩擦表面形成烧损坑。在试验较高电流下,销试样沿摩擦方向出端形成瘤状物,瘤状物的脱落和电弧烧损,造成磨损的急剧增大。产生氧化物的不同,电弧产生烧损的程度不同,是导致不同电流下磨损机制不同、磨损率相差很大的原因。载流条件下销试样磨损形式主要以粘着磨损、氧化磨损和电弧烧损为主。