【摘 要】
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我国城市轨道交通正处于高速发展时期,地铁成为了城市交通出行的主要方式。随着城市中心区域的不断扩大,地铁运行距离增加,对列车速度的要求也越来越高。受电弓/接触网作为目前电力机车主要的电力供给装置面临着巨大的挑战,主要体现在滑板磨损快,电弧放电严重,载流不稳定等方面。关于如何使弓网系统更稳定运行的研究对列车的安全正点运行具有重要意义。本文以铜银合金接触线与四种浸金属碳滑板电滑动摩擦为研究对象,在环-块
【基金项目】
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国家自然科学资金资助项目（No.51775461）；
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我国城市轨道交通正处于高速发展时期,地铁成为了城市交通出行的主要方式。随着城市中心区域的不断扩大,地铁运行距离增加,对列车速度的要求也越来越高。受电弓/接触网作为目前电力机车主要的电力供给装置面临着巨大的挑战,主要体现在滑板磨损快,电弧放电严重,载流不稳定等方面。关于如何使弓网系统更稳定运行的研究对列车的安全正点运行具有重要意义。本文以铜银合金接触线与四种浸金属碳滑板电滑动摩擦为研究对象,在环-块式高速载流摩擦磨损试验机上模拟地铁刚性接触网系统的弓网摩擦磨损行为,并研究了加载低压直流电下受电弓滑板与接触线之间的载流摩擦磨损特性,比较了不同类型浸金属碳滑板之间的磨损性能差异。主要结论如下:（1）在低压直流电条件下浸金属碳滑板与接触线之间载流放电形式以电火花放电和短弧放电为主,放电形式与电流和法向载荷的大小有很大的关系。（2）电流增大会使得接触副电弧能量释放增多,焦耳热增大,温度更高,载流效率降低;增大法向载荷可以在一定程度上抑制电弧,降低滑板运行温度,提高载流效率。（3）滑板磨损量随着电流的增大而增大,因为电流增大会使得材料表面熔融和烧蚀情况更严重,从而造成材料磨损增大;摩擦系数随着电流的增大而减小,主要是因为载流条件下,电弧热与焦耳热会使材料表面生成具有润滑作用的金属氧化膜,降低摩擦系数。（4）载流摩擦滑动下,浸金属碳滑板表面的磨损形式主要表现为熔融烧蚀坑、裂纹、剥离、划痕以及麻点。低法向载荷（＜20N）下滑板表面出现较多大面积的熔融烧蚀坑,表现出明显的电气磨损;法向载荷较大（＞25N）时,滑板表面烧蚀坑数量明显减少,电气磨损受到抑制,但机械磨损增多。（5）对比了不同类型浸金属碳滑板的载流磨损性能。材料A滑板耐热性差,平均运行温度最高,且在过高温下材料会出现严重掉块而导致材料损耗增大;但加载电流小于250A时,材料A滑板磨损量最小。材料C滑板散热好,平均运行温度相对另外两种材料滑板最低,但磨损量最大;材料B滑板综合性能最好。（6）基于正交试验法对受电弓滑板的磨损量进行了分析,建立了四因素（滑板类型、法向载荷、电流、滑动速度）四水平正交试验表,发现电流是影响滑板磨损性能的最主要因素。
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