高速受电弓滑板摩擦机理及石墨基纯碳滑板

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1、高速受电弓滑板摩擦机理及石墨基纯碳滑板2007年第6期2007年11月10日机车电传动ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVESNo6,2007NOV.10.2007作者简介:赵飞(1958一).摘要:从高速列车受电弓滑板与接触网自勺接触导线之问摩擦机理分析着手,研究摩擦副的机械嚣砉磨损和电磨损机理,分析现有电力机车受电弓滑板存在的缺陷,指出高速列车滑板材料的最佳选择.的研究开发工作.关键词:受电弓;滑板;高速列车;摩擦机理;磨损;滑板材料.中图分类号:U264,34文献标识码:A文章编号:1000-128X(2007)06

2、-0018-04FrictionMechanismofPantographSlidingPlateforHigh—speedRailwayVehicleandPureCarbonSlidingPlatewithCarbonBasezHAoFei(HunanResearchInstituteofNonferrousMetals,Changsha,Hunan410015,China)Abstract:Throughanalysisofthefrictionmechanismbetweenthepantographslidingplateof

3、high—speedrailwayvehicleandthecontact-line,themechanicalandelectricalwearmechanismofthefrictionpairsisstudied.Thedefectsoftheexistingslidingplateareanalyzed.Itispointedoutthebestchoiceforthematerialofhighspeedtrainslidingplate.Keywords:pantograph;slidingplate;highspeedtr

4、ain;frictionmechanism;wear;slidematerial高速列车行驶速度一般为200km/h以上,国外大多数高速列车行驶速度达到300km/h左右.在这样接近100m/s的速度条件下,作为高速列车非常重要的集电装置接触板——受电弓滑板,必须具备各项优异的综合技术性能,才能满足高速摩擦条件下各项性能要求.本文针对高速列车受电弓滑板在高速摩擦条件下的机理进行研究,分析高速摩擦特性.通过对高速摩擦机理和特性的研究与分析,进一步了解和掌握高速列车受电弓滑板的材质性能要求,为制造高速列车受电弓滑板提供理论依据和实践指导.1

5、受电弓滑板摩擦特性1.1载流摩擦受电弓滑板主要功能是从接触网的接触导线取电供给列车并驱动列车行驶,所以受电弓滑板在受电过程中发生摩擦,或者定义为摩擦运动中受电,我国铁路接触网电压为25kV,速度200km/h动车组总功率大致为7200kW,速度300km/h的动车组总功率大致为9600kW.列车在高速行驶过程中电流达到400A左右.收稿日期:2007-06-27;收修改稿日期:2007—10—08基金项目:科技部项日(同科发财【2004】237号)在如此高的速度和电压及大电流条件下,受电弓滑板的摩擦状态变得更复杂,各影响因素重叠,既有机

6、械磨损又有电磨损,并且受电弓滑板与接触网的接触导线彼此振动和冲击,两者相互影响加剧了受电弓滑板的磨损.高速列车以100m/s的速度行驶,全靠滑板从接触网的接触导线.卜受取电力来驱动,所以滑板质量的好坏直接影响到列车的正常运行.要求滑板摩擦材料质量特性必须具备以下性能:首先具有良好的导电性能,为高速行驶的列车提供电力;其次具有抗磨和减磨性能;还必须具有较高的抗振和耐冲击强度,从而在高速摩擦中以及其他情况影响下,保持材料稳定,达到高速列车安全行驶的目的.1.2相对软.性摩擦电气化铁路接触网的接触导线起着传输电能的作用,该导线一般用铜质材料或

7、者铜合金材料制作,按照TB/1r2809.2005标准所规定:铜接触导线应采用不低于GB/T467中的标准阴极铜(Cu—CATH一2)制造.用该铜质材料制作的接触导线具有良好的导电性能和一定强度,但是其对摩擦副另一方滑板要求较高.接触导线与滑板这一对摩擦副是通过摩擦运动中受电,导线与研究开发第6期赵飞:高速受电弓滑板摩擦机理及石墨基纯碳滑板滑板的摩擦将造成摩擦副双方都有一定程度的磨损.根据导线与滑板相对重要性的差别,必须重点保护接触网接触导线磨损较少.从保护接触网角度分析,要求滑板采取2个方面的措施:第一,滑板的硬度低于接触导线,如目前

8、某单位开发的树脂基滑板,其硬度较低,该滑板对接触导线磨损有所减少;第二,通过增加润滑剂改善对接触导线的磨损,如粉末冶金滑板都配制润滑条.目前国内电力机车使用的滑板主要为国产的粉末冶金滑板和浸金属碳滑板以及进