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波动载荷下弓网滑动电接触摩擦力与磨损率研究

波动载荷下弓网滑动电接触摩擦力与磨损率研究

作     者:孙国军 

作者单位:辽宁工程技术大学 

作者专业:电气工程

学位级别:硕士

导师姓名:陈忠华

授予年度:2018年

学科分类:08[工学] 0802[工学-机械工程] 080204[工学-车辆工程] 0823[工学-交通运输工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 

主      题:弓网系统 滑动电接触 波动压力载荷 磨损率 摩擦力 数学模型 

摘      要:在列车的实际运行过程中,弓网系统滑板与导线之间的压力载荷以类似正弦的形式波动变化。除了运行速度与电流密度外,波动压力载荷的变化也会对弓网系统滑动电接触的摩擦力和磨损率产生显著影响,从而影响列车的安全高效运行。本文利用滑动电接触实验机模拟弓网系统压力载荷的波动状态,实验研究了静态法向载荷、电流密度、运行速度、压力波动幅度和压力波动频率对弓网系统摩擦力与磨损率的影响,并分析其影响机理。可获得以下特性规律:静态法向载荷的增大会导致摩擦力的增大;压力波动幅度的增大和运行速度的增大都会导致弓网系统摩擦力和磨损率的增大;电流密度的增大会导致弓网系统摩擦力的减小和磨损率的增大;压力波动频率的变化对弓网系统摩擦力和磨损率的影响不明显;电流密度不变时,磨损率与摩擦力呈正相关。可以发现,波动的压力、运行速度和电流密度是影响弓网滑动电接触磨损率和摩擦力的主要因素。进一步理论分析得到:电弧烧蚀和机械磨损造成销试样表面粗糙是导致摩擦力和磨损率增大的主要原因;温度的升高使材料变软且更容易受到磨损,但其产生的润滑作用使摩擦力减小。并且通过获得的摩擦力特性规律构造摩擦力与法向载荷、运行速度和电流密度相关的数学模型,利用历史数据法验证了模型的有效性。本文通过模拟弓网系统的实际运行状况,对波动压力载荷下摩擦力和磨损率进行了深入分析,并为下一步研究如何减小电力机车弓网系统的摩擦磨损提供了理论依据。更多还原

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