电力机车受电弓滑板研究进展

从电力机车受电弓对滑板材料的技术要求入手,接合国内外受电弓滑板材料的发展,分析了电力机车受电弓滑板的研究状况和发展趋势。     

电力机车受电弓滑板的研究状况及发展趋势

电力机车受电弓滑板是一种重要的滑动集电元件，对受电弓滑板的发展历史、现状及趋势作了比较全面的综述。     

新型高性能电力机车受电弓滑板的研究

通过分析当前电力机车受电弓滑板存在的各种问题,用粉末冶金法研制出一种新型的受电弓滑板.该滑板由铜、碳纤维和石墨等构成.分析了成形压力、烧结温度对滑板性能的影响,对其导电性、摩擦、磨损性能及冲击韧性进行了检测,并与当前正在使用的受电弓滑板进行了对比.结果表明:该新型滑板的最佳制备工艺条件为(含量)铜78%,碳纤维2%,石墨15%,添加剂5%,成形压力为200MPa,烧结温度为880℃.该滑板不仅电阻率低,而且其摩擦、磨损及冲击韧性等性能也优越于当前正在使用的受电弓滑板.与国外浸金属碳滑板Rh82Mb相比,其摩擦系数降低20%,磨损量减少1.3%,冲击韧性提高1.7倍,导电性增强65倍.     

电力机车入库受电弓滑板磨耗检测

根据光学三角测量法的原理,设计了一套测量机车受电弓滑板磨耗的装置。该装置包括检测、电源和控制三大部分,检测部分是主体,由检测手臂、磨耗编码器、激光距离检测传感器和中心线光电传感器组成。装置在计算机的控制下对滑板进行自动检测,测量结果经软件处理后得到磨耗曲线。应用结果表明,该装置的磨耗检测精度为 0.5mm,达到了铁道部的技术指标。     

韶山9（SS9）型电力机车受电弓的故障分析及处理办法

本文介绍了沈阳铁路局沈阳机务段SS9型电力机车受电弓常见的故障分析及处理方法。针对电力机车受电弓故障的主要原因,阐述其相应的处理方法,有效地提高了受电弓在列车运行时的可靠度,降低了受电弓的故障率。     

城市轨道交通受电弓参数敏度分析及优化设计

为研究城市轨道交通受电弓单参数优化和双参数优化对弓网系统耦合性能的影响,首先建立受电弓-刚性接触网系统动力学模型,根据线路实测数据验证模型的准确性,然后采用接触力随机统计特征作为参数优化的目标函数,对CED125D型受电弓的9 个等效参数进行敏度分析,得到弓头等效质量的敏度评级最高,上框架等效质量及等效刚度次之,下框架等效刚度最低,并给出单参数优化建议。最后分析受电弓弓头3 个等效参数联合变化时的接触力统计特征,结果表明双参数优化能实现比单参数优化更好的弓网耦合性能,该研究可为城市轨道交通弓网系统设计、选型和评价提供参考。     

接触网-受电弓振动主动控制问题的研究

针对铁路机车受电引系统存在的振动问题，提出了一种基于模糊技术的旨在抑制振动的主动控制方案。在对接触网－受电弓系统特征进行了基础上，设计开发了以PⅡ300工控机为主控器件的受电弓主动模糊空制系统，并以SS7型机车受电弓为对象进行了试验，试验结果表明，采用主动控制技术以后，受电弓弓头接触压力波动值大大降低，弓网系统者到了明显改善。     

用于接触压力测量的柔性力敏导电胶研究

根据目前接触压力测量的研究现状和发展趋势,提出了一种新型柔性力敏导电胶敏感材料用于接触压力测量的思想.研究了柔性力敏导电胶的导电机理和力敏效应,对炭黑/硅橡胶/纳米二氧化硅复合体系的压阻特性,迟滞特性及时间响应特性进行了实验和分析.表明了这种可液体成型的新型力敏导电胶敏感材料具有较好的电学和力学性能,且工艺简单,成本低,可任意成型,适应于接触压力特别是柔性接触压力的测量场合.     

非连续接触下滚圈的接触压力及疲劳寿命预测

建立了非连续接触下筒体-滚圈接触压力的计算模型，得出了滚圈弯矩及弯曲应力计算公式。应用名义应力法和局部应力应变法，建立了滚圈疲劳寿命预测模型。通过实例分析，得出了如下结论：通过调窑，将滚圈的最大支承载荷控制在2500kN以内，能显著提高滚圈的疲劳寿命；在传统设计中，将滚圈支承角定为30°不合理；存在一个最佳滚圈支承角，此时滚圈疲劳寿命最大。     

层状结构受电弓滑板制备工艺的研究

采用正交试验方法优化受电弓滑板的制备工艺,通过测试滑板的冲击性能、电阻率、磨损性能,确定其最佳制备工艺;利用电子探针对磨损后的表面进行了观察,并分析了受电弓滑板的磨损机理.结果表明,受电弓滑板的主要磨损形式是粘着磨损及磨粒磨损,模压温度和加压时机对滑板的综合性能影响较大.分析得到最佳制备工艺参数为:模压温度T=170℃,单位厚度保压时间t=5min/mm,压力P=60MPa,加压时机t_p=3min.     

碳纤维增强受电弓滑板的性能表征

采用改性酚醛树脂为粘结剂,连续碳纤维和短切纤维为增强相,铜为导电相,石墨为润滑相,利用热压技术制备碳纤维增强受电弓滑板.对试样进行电阻测试、冲击试验以及磨损试验,利用SEM对冲击断面和磨损形貌进行观察.结果表明,连续碳纤维增强滑板的冲击性能和耐磨性明显优于短切纤维增强滑板;碳纤维含量对滑板的机械性能影响较大;纤维与树脂...     

基于数值仿真的冲压成形界面接触压力

为探究冲压成形过程中板料-凹模圆角区界面接触压力,采用有限元静力算法建立了U形件小圆角半径弯曲成形过程的数值仿真模型,完成了板料和模具界面接触压力数值模拟,并参数分析了钢板强度、相对圆角半径、压边力和摩擦系数对板料界面接触压力分布的影响.研究表明:与压边力和摩擦系数相比,钢板强度和相对圆角半径更明显地影响着板料界面接触压力,并随着材料强度增加和相对模具圆角半径减小界面接触压力明显增加;随着压边力和摩擦系数的增加,界面接触压力宽度也随之增大.     

关于动车组受电弓故障处理与检修的探讨

针对动车组受电弓故障,探讨受电弓检修措施与故障处理,实现动车组安全运行。     

基于惰性气体钨极保护焊受电弓用6082铝合金角接接头开裂分析

受电弓在组装时发现下臂主轴与吊耳所组成的角接接头近焊缝区出现表面裂纹,结合焊接结构和实际工艺,通过材料理化性能试验、T型接头裂纹敏感性分析、焊接接头裂纹断面宏观和微观检查,对裂纹产生的原因及机理进行了分析。结果表明：受电弓下臂主轴与吊耳的焊接接头近焊缝区开裂是由于热输入过大而引起的液化裂纹,而吊耳装配时的锤击导致该液化裂纹进一步扩展,形成了沿焊趾的开裂。最后提出了预防裂纹的措施,保证了产品的焊接质量。     

导流罩对受电弓气动噪声影响的风洞试验研究

受电弓是高速列车顶部最主要的气动噪声源,合理的导流罩设计是降低受电弓气动噪声的重要方法。通过声学风洞试验的方法,研究缩比模型导流罩对高速列车受电弓气动噪声的影响,采用远场麦克风及声阵列,给出了风速范围为200～250 km·h~(-1)时的升弓、降弓状态下,受电弓和加装导流罩的远场气动噪声频谱、主要噪声源位置、强度和对应频带范围。研究表明,受电弓气动噪声为宽频带噪声,中频噪声源位于受电弓区域后部近车体位置,中高频、高频噪声源对应弓头和支座区域;升弓状态下,导流罩增大了弓头区域的气动噪声能量,在降弓状态下,导流罩减小了弓头和支座的噪声水平。     

炭化温度对层状结构受电弓滑板性能的影响

研究了不同的炭化温度对层状结构受电弓滑板性能的影响。将受电弓滑板在400、600、800℃的氮气气氛中进行热处理,通过测试受电弓滑板的密度、耐温性、导电性、抗冲击性和耐磨性能,讨论了炭化温度对其性能的影响;利用SEM观察磨损表面,分析磨损机理。结果表明层状结构受电弓滑板的密度随炭化温度的升高而减小;当炭化温度高于600℃时,受电弓滑板表现出良好的耐温性。炭化提高了材料的导电性,但冲击强度和耐磨性随炭化温度的升高而降低;炭化温度较低时,受电弓滑板的磨损机制为粘着磨损为主,当炭化温度较高时,磨粒磨损和粘着磨损成为主要的磨损形式;确定最佳炭化温度为600℃,该温度下炭化处理后具有较好的综合性能,符合TB/T 1842.2-2002标准的相关规定。     

类高尔夫球表面处理对受电弓气动噪声的影响

针对高速列车弓网噪声,为降低主要由细长圆柱杆件构成的受电弓的气动噪声,建立三维圆柱绕流气动噪声分析模型,基于大涡模拟方法、声类比理论模拟圆柱杆件的流场特征,分析远场气动噪声频谱特性与分布规律,并对圆柱杆件表面作球缺型凹坑处理,分析表面处理方案的降噪效果。数值结果表明,来流与圆柱轴向所在平面法向的气动噪声受升力波动影响,声压级最大;圆柱来流方向前后气动噪声受阻力波动影响,声压级最小。圆柱表面球缺型凹坑处理方式可以有效降低圆柱杆件远场R=5 m处最大声压级,凹坑加密,降噪效果更好,优化模型II-1、II-2和II-3在R=5 m处最大声压级分别降低1.5 d B、1.9 d B和2.4 d B。相关结果可为高速列车噪声控制提供参考。     

滚珠旋压工艺中成形区接触压力的分析计算

针对滚珠旋压过程中成形区滚珠与管件接触压力的确定问题,提出利用平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时平均接触压力来间接推出加工过程中成形区平均接触压力的方法,讨论了钢球压入半无限体时的平均接触压力与滚珠旋压时接触压力以及平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时的平均接触压力之间的关系,并进行了实验验证.研究结果表明:以平面应变状态下圆弧形冲头压入半无限体时的平均接触压力推导出的滚珠旋压时滚珠与所成形管料的平均接触压力值的计算公式具有较高的实用性.     

多层圆筒过盈配合的接触压力与过盈量算法研究

为深入完善风电锁紧盘设计理论,首先基于厚壁圆筒受均布载荷作用下的位移表达式,推导了多层圆筒过盈配合各配合面接触压力和过盈量的计算公式;根据所得计算公式设计的某型号风电锁紧盘尺寸,采用ABAQUS软件建立了二维轴对称模型并模拟了其动态过盈装配;比较了两种方法的计算结果,并分析了两者误差产生的原因。结果表明,该文给出的解析算法与有限元数值方法所得结果吻合较好,可以为风电锁紧盘设计提供可靠的理论指导。     

SS4B型电力机车PDU受电弓升降保护装置的研究

本文阐述了受电弓在机车安全运行中的重要性,及受电弓的工作原理。针对直流机车因风压不足发生弓网故障的问题,PDU受电弓升降保护装置的系统构成、工作原理进行了具体说明,以避免发生弓网故障,提高了机车运行的效率和安全性。