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硬质PVC木粉复合材料研制及其性能的研究
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官方公共微信76电力机车受电弓滑板的研究状况及发展趋势
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76电力机车受电弓滑板的研究状况及发展趋势
材料导报2003年1月第17卷第】期;电力机车受电弓滑板的研究状况及发展趋势“;王贵青1;陈敬超1孙加林2;(1;昆明理工大学材料与冶金工程学院.昆明650093;摘要电力机车受电弓滑板是一种重要的滑动集电元件,;的综速;关键词;电力机车受电弓滑板发展历史厩状趋势;Lj2蚪;CurrentStatusandFutureTr;on;PantographSlid
材料导报2003年1月第17卷第】期电力机车受电弓滑板的研究状况及发展趋势“王贵青1陈敬超1孙加林2(1昆明理工大学材料与冶金工程学院.昆明650093;2昆明贵金属研究所.昆明65【】022摘要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、现状豆趋势作了比较全面的综速。关键词电力机车受电弓滑板发展历史厩状趋势Lj2蚪ACurrentStatusandFutureTrendsofResearchonPantographSlideWANGGuiqin91CHENJincha01SUNJialin2(1Coll89eofMaterlaIsSclence8.Meta儿u79yE“gineen“gt融】nml“gUnlverslly。fSclenceandTechnology,Kunml“g650093;2Kunmi“gPreclousMetalInst‘tute.Kunml“g6S0021)AbstractThepant097aphslide1sanimponantcullectmg。omponenrusdinelec”lclocom叭lvewhl小sh。uldhav8goodmechmcalpro钟rtks.tkcmcconducnvl‘yandwear―fe}’stance.ThispapETproⅥdea∞mpTehensivcrevlewofthehlstory.currentstatu㈨dfutureprospectsofs11deinChjna8ndwesterncountrles.KeywOrdspantographs11de.hlstorlcaldevelopment.currentresearchandprospectO引言对机械与电气耦台的特殊摩擦副,对选用材料的综合性能有严格的要求”。受电弓滑板是电力机车获得动力来源的重要集电元件.安装在受电弓的最上部.直接与接触网导线接触。滑板在静止1受电弓滑板的分类及其性能特点或滑动状态下从接触网导线上获得电流,为机车供应电力,受电力机车受电弓滑板是一种滑动摩擦集电材料.其种类电弓滑板在大自然环境中工作.并且在运行中与接触网导线有铜滑板、碳滑板、浸金属碳精板、铁基粉末冶金滑扳、铜基粉不断产生冲击力。因此,受电弓滑扳与接触网导线构成的是一末冶金滑板.它们的性能特点见表1。裹1各种滑板的性能特点滑板种类性能特点机械强度高.取材方便,使用寿命长,成奉低,引发弓网事故障碍概率小,对接触导线磨耗大,特别铜滑板对铜接触导线磨耗严重。国内早期电力机车采用,现限制使用碳滑板对导线磨耗低.可延长导线使用寿命,机械强度低易出现断裂、掉块现象,引发弓网故障概率大.使用寿命短.适用范围受限铁基粉末冶金滑板磨翼羹雾熟喜毳曩霎盛主:著詈萎茎主嚣损耗现象饵躺辅黼粕能减轻精躺铜基粉末冶金滑板机械强度较好,表面硬度适中.滑板和导线的磨耗比较匹配从理论上讲.是目前最为理想的铜导电区段的受电弓滑板.分为整体式(国外)和组装式(国内)两类.具有较好的电学性能.基本解决了碳滑扳机械强度低的问题.耐磨性能大为提高,能根本解决导浸金属碳滑板线磨耗过快的问题;但抗冲击力不足,出现掉块.使用过程中需要整形.价格过高.维护成本高,给机务部门带来较大的经济压力2国内电力机车受电弓滑板的研究状况又由于碳滑板机械强度低.耐冲击韧性差.运行中遇到导线硬点容易造成滑板条折和破裂.使用寿命低且易局部拉沟,特别2.1我国受电弓滑板的发展历史是在雨季和潮湿地区,因摩擦力增大,常出现弓网故障2。为在20世纪60年代.我国电力机车受电弓滑板使用的是此.1965年西安铁路局、铁道科学研究院机车车辆所与北京铁、钢、碳三种滑板。l961年我国第一条电气化铁路宝凤段开天桥粉末冶金厂共同协作.研制了第一批粉末冶金滑板,它是通.电力机车受电弓上使用软钢滑板。由于对导线磨耗严重.采用某种金属粉末为基体,加人多种金属和非金属材料,通过1967年8月改用碳滑板.但滑板自身磨耗增大.使用寿命短。成形、烧结等工艺制戚。粉末冶金滑板自身鹰耗不大,耐导线*省晚省校合作项目电话:087l一5186289E―mBilzki“gwa“ggq@163.net万 方数据电力机车受电弓滑板的研究状况及发展趋势/王责青等磨耗较小,从磨耗机理看,粉末冶金滑板在使用中可不断彤成润滑膜.降低对摩擦副的摩擦系数.起到减摩的作用。因此,8()?l9?和金属材料的优点我国哈尔滨电碳厂,早在60年代中期就开始了浸渍金属方面的研究。80年代已经具备r一定的水平,山铁科院及哈尔滨电碳厂联合研制的浸金属碳滑板,于l年代研.粉末冶金滑板成为我国的定型产品,但粉末冶金滑板也存在一些问题.}要是粉末冶金滑板的含油率低,当彤成的润滑膜遇到破坏或者失设时,难以形成新的润滑膜来维持滑板与导线问的良好磨合状怎。这样就产生了滑扳对接触网导线严重磨牦的隋况o。针对碳滑板对导线减磨.自身易碎的缺点.叉研究开发r铝包碳滑板、.它是硐挤压的台金铝框与整根碳条粘接往一起,丰要目的足增加碳条强度.在钢铝接触和铜接触线混架区段,铝包碳滑板获得r较好的运用效果。针对粉末冶台滑板材质润滑较少.舍油较低的缺点.北京粉束厂、铁道邪科学研究院金化所相继推出了机桃复合式铜基粉末冶金滑板~.这种滑板aJ随时提供润滑.大大地降低了对接触导线的磨耗.同时其自身的耐磨性也比较好,是一种较为理想的滑扳.由于其问世较晚,应用范围并不广泛。近几年米.浸金属碳滑板””一已开始也用.它是将碳基体中存在的大量气孔填满金属,形成实用的凝体,集中碳材料989,寸12至l990年7月进i,了装车试验+并在1蚴。年11月通过了浸金属碳滑板的技术标准。最近几年,他们生产的(1。滑板的部分性能已经接近世界先进水平.通过调整基体以及提高金属浸渍工艺和改善丁艺设备.眭能更好的浸金属碳滑板在我国涎牛将不会遥远。2.2我国主要研究单位及研究情况近四f‘年柬.我国滑扳的开发到_I见在为止.已形成了一支稳定的研究队伍,取得了很好的成绩.铁道部科学研究院一直从事着粉末冶金滑板、浸金属碳滑板的开发,对这两种材料的开发具有鞍强的实力。哈尔滨研究院所和自贡东新电碳厂等单化主要从事碳滑板、浸金属碳滑板的研制和生产,但水平不高。其他国内的一些大专院校.如西安交大、中南大学、上海交大、哈T大等都从事过这方面的开发研究:主要的研究单位及状况见表2。裹2滑板研究单位及其基本情况表3苏联粉末冶金滑板配方成分表也是纯铜制成.故导线滑板之间的磨擦磨耗特别大;从1925年开始.为了节约有限的铜资源,不得不使用碳紊滑板,该类滑板虽然对导线的磨耗率有所降低,但是滑板强度不够.容易引起冲击破坏、导线过热、熔断等弓网故障。目前.在日本的电气化线路中,铁基、铜基粉末冶金滑板成为主流产品。随着铁路高速化的发展,日本把碳滑板[1卜圳(浸金属)的研制提到了议事日程.在一些铁路的使用中取得了良好的效果。3国外电力机车受电弓滑板研究状况3.1前苏联前苏联1969年在1500V直流电气化铁道区段上开始试用粉末冶金滑板.1972~1说到日本,就不能不提新干线,新干线使用的滑板成分概况及主要性能见表4和表5。在新干线开通之前,铜基粉末冶金滑板在日本的使用最为普遍。新干线开通后,铜基粉末冶金、铜系铸造合金,铁基粉柬冶垒三类滑板同时被使用。随着时间的推移.铁基粉末冶金滑板的使用最多.铜次之。在高速行驶的条件下,对滑板的抗冲击性能及电性能的要求很高.铁系、铜系都达到了相应的要求,不足的是.它们耐导线的磨耗976年.在保加利亚、匈亚利、东德、波兰、前苏联和捷克各国对完善电气化铁路的接触网及受流问题进行的综合科学技术研究中,对粉束冶金滑板进行了专门的研究并在适宜区段推广应用.其中前苏联对铁基粉末冶会滑板”。研究得较多,滑板成分配方见表3。较高。其中铁系烧结合金的自身磨耗值是期望值的3倍左右,固而滑板的使用寿命较短。为了解决这个问题.在铜系和铁系合金中加人了FeMo、Fecr、FeTl、cr等耐磨成分。这样滑板3.2日本日本在第二次世界大战前主要使用的是纯铜滑板,导线的自身耐磨性能得到了提高,由此出现了列车速度不断提升.万方数据 ?20?材料导报2003年1冗第17卷第l期而受电弓数目不断下降的趋势。这丽粪材料使用的结果显不,在230km/h的运行速度下.其厚度磨耗率为u.2~o.6mm/kkm,体积磨耗率为4~ucml,kkm。表4板、金属纤维滑扳,带有润滑功能的金属基复合材料(如(1Il一(1).具有自润滑功能的无机非金属基复台材料(如Ti。s-c,/s?(1)取代碳滑板、粉末冶金滑板。名称合金系面_『‰丽删期日本新干线使用的滑板成分参考文献l李娜。张弘.于正平.受电弓滑板接触导线摩擦磨损机理与特性分析.中国铁道科学.199j.17(4):63黄汉中,事术林固体润滑材料在受电弓滑板上的应用.粉末冶金技术.1997.(1):4323王绍复.电力机车铝包碳滑板运用试验机车电传动,改良型A铁系烧结h、NlFeTlN、FeMo,FewPh现阶段已标准化改良型D锕系烧结Cu、snFe、FPMoPb表5日本使用的滑板的主要性能滑板材料。慧,,芯麓竺硬度。。詈曼。铜8.9HVdOl2()O0l7钢(软钢)7.oHVllO160忆17注:①纯碳材料{②英国制造;@国产直流区阀用3.3西欧在欧洲,高速铁路是非常时髦的东西.法国的TGV、德国的IcE和西班牙的AvE都是赫赫有名的高速铁路,它们和日率的新干线一起代表着现代铁路的最高水平,并不断刷新着列车速度的最高记录。在欧洲,碳楫板¨”3是主流产品.当然这主要指的是金属浸渗碳滑板。法国TGV东南线(270km/h)以前曾用过钢滑板,TGV大西洋线以前用的是钢和碳滑板两种,现在在1、GV上用的普遍都是碳滑板.其磨耗率为2.5~s.4mm/万机车km。德国的IcE(250km/h)自1991年运行以来,一直使用纯碳索滑板。1 ̄”一,其磨耗率在l7~2.2mm/万机车km。在英国,电气化铁路传统上使用的浸金属碳滑板.但其开发的纯虢素滑板电阻率低,强度高.磨耗率在2.5~5.4/万机车km。国外的受电弓滑板产品使用历史比较悠久,前苏联、日本、西欧等各国对受电弓的开发和使用都作了大量的研究.其中最具代表意义的是B本和西欧,美国虽是发达的工业国家,但其铁路系统相对滞后.所以这里仅对前苏联,日本和西欧作一些简单的介绍。4受电弓滑板的发展趋势总的来看.在受电弓滑板的研究和应用方面.其材料主要经历了铜滑板、碳滑板、粉末冶金滑板、浸金属碳滑板、金属基复台材料或无机非金属基复合材料精板的发展过程。考虑导线使用寿命30年.目前更换lkm接触导线需要1()万元以上的支出,应以保导线为原则,精板的发展趋势是以碳纤维滑万 方数据l995,(3):504杨祖德机械复合式受电弓滑板的应用研究.机车电传动,l995,(3):265王青山,浅析我国干线电力机车受电弓滑板的发展趋势.机车电传动,1992,(3):236黄岭茂.在铜质接触网区段电力机车使用铜基粉末冶金滑板效果良好机车电传动.1994.(5):j77黄岭茂在锕质接触网区段电力机车使用铜基粉求冶金滑板效果良好.机车电传动.1095,(3):288牵德富.张进良,等.电力机车受电弓用碳滑板.中国专利.(’N2167888Yl9949刘志远.罗平.顾样熙.电力机车受电弓滑板厦其制造方法.中国专利,(:N1099343A.199s1f)阎兆旺.吴渝英.等.电力机车用碳碳复合材料受电弓滑板.中国专利,cNll78745A.199811李术林.赵燕兰,等受电弓用固体润惜材料中国专利,cNl078488A.199312王青山.关于{!曼金属碳滑板电力机车技术,199j,(3―4):4113侯赛彰.刘熙明,等.电力机车受电弓用粉末冶金铜基滑板.中国有色金属学报.1994.(12):21014黄若飞.滑动集电用碳素材料及其制造方法.碳素译丛,1993.(2):3j15陆玉峻.电力机车用碳质滑板研制新动向.碳素译丛.1991.(3):3516石幸治.碳滑板.铁道电气技术.1993.(4):8】7久保俊一.等.新干线受电弓碳滑板的开发.电力牵引快报.1998.(3):2718粱若清.冯勇祥.陆木林.日本电力机车受电弓滑板的发展及浸金属碳滑板的开发.机车电传动.1994.(5):4519土屋广志碳制滑板的最新技术动向.电气车。科学,1990.43(1):2320青术纯久.不同行车速度下对受电弓滑板性能的要求.RRR,1090,47(6):272l林一宇.受电弓滑板的昨天,今天和明天车辆E机械,1990.4(7):1422迁村太郎.列车高速化和受电弓滑板电气车∞科学.1992,45(3):2623久保俊一.碳滑板的研究.铁道上电气技术.1991,2(10):232{Bommier.eta1.USPat,5643663,199725Washburn,eta1.USPat.5362567.199426Booth.etaI.USPat,5418063.199527Thevs.etalUSPaf,5871844.199928Tlng,etaLUSPat,5837081.I998(责任编辑张汉民)电力机车受电弓滑板的研究状况及发展趋势作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:王贵青, 陈敬超, 孙加林王贵青,陈敬超(昆明理工大学材料与冶金工程学院,昆明,650093), 孙加林(昆明贵金属研究所,昆明,6500221)材料导报MATERIALS REVIEW)35次 参考文献(28条) 1.林一宇 受电弓滑板的昨天,今天和明天 1990(07)2.青木纯久 不同行车速度下对受电弓滑板性能的要求 .土屋广志 碳制滑板的最新技术动向 1990(01)4.梁若清;冯勇祥;陆木林 日本电力机车受电弓滑板的发展及浸金属碳滑板的开发 .久保俊一 新干线受电弓碳滑板的开发 1998(03)6.刘志远;罗平;顾祥熙 电力机车受电弓滑板及其制造方法 19957.李德富;张进良 电力机车受电弓用碳滑板 19948.黄岭茂 在铜质接触网区段电力机车使用铜基粉末冶金滑板效果良好 .黄岭茂 在铜质接触网区段电力机车使用铜基粉末冶金滑板效果良好 .王青山 浅析我国干线电力机车受电弓滑板的发展趋势 .杨祖德 机械复合式受电弓滑板的应用研究 .王绍复 电力机车铝包碳滑板运用试验 1995(03)13.黄汉中;李木林 固体润滑材料在受电弓滑板上的应用 .Ting 查看详情 199815.Theys 查看详情 199916.Booth 查看详情 199517.Washburn 查看详情 199418.Bommier 查看详情 199719.久保俊一 碳滑板的研究 1991(10)20.迁村太郎 列车高速化和受电弓滑板 .石幸治 碳滑板 1993(04)22.陆玉峻 电力机车用碳质滑板研制新动向 .黄若飞 滑动集电用碳素材料及其制造方法 1993(02)24.侯赛彰;刘熙明 电力机车受电弓用粉末冶金铜基滑板 .王青山 关于浸金属碳滑板 )26.李木林;赵燕兰 受电弓用固体润滑材料 199327.阎兆旺;吴渝英 电力机车用碳-碳复合材料受电弓滑板 199828.李娜;张弘;于正平 受电弓滑板-接触导线摩擦磨损机理与特性分析 1995(04) 引证文献(35条)1.付沛.何国球 铜石墨受电靴材料研究进展[期刊论文]-金属功能材料 2010(1)2.贾利晓.张永振.孙乐民.牛永平.李健.赵彦文 两种炭材料的载流摩擦磨损性能比较[期刊论文]-材料工程2010(9)3.柴昌盛.徐立新.韦强.邵利峰.郝相中 铜对碳纤维/酚醛树脂受电弓滑板材料的性能影响[期刊论文]-广州化工2010(12)4.于杰.陈敬超.洪振军.周晓龙 Cu-FeS复合材料导热性能的计算研究[期刊论文]-复合材料学报 .张婧琳.孙乐民.胡道春.上官宝.张永振 电弧能量对C/C复合材料的载流摩擦磨损行为的影响[期刊论文]-润滑与密封 2009(12)6.刘敬超.王旭.赵培峰.国秀花.张永振.宋克兴.孙乐民 铜基粉末冶金载流摩擦磨损微观形貌分析[期刊论文]-润滑与密封 2009(7)7.马行驰.何国求.陈成澍.何大海.胡正飞.陈淑娟 铜石墨粉末冶金受电靴材料工艺及微观结构[期刊论文]-有色金属 2009(1)8.冀盛亚.孙乐民.上官宝.张永振 受电弓滑板材料的研究现状及展望[期刊论文]-热加工工艺 .严石.梅炳初.周卫兵 新型受电弓滑板材料的研究[期刊论文]-机车电传动 .曲春浴.陆宗奎 浅谈电力机车受电弓滑板发展趋势[期刊论文]-炭素 2008(3)11.邵利峰.韦强.徐立新.石宗利 电力机车受电弓滑板研究进展[期刊论文]-材料开发与应用 .华公平.丁春华 铁路机车受电弓碳滑板材料研究[期刊论文]-金属热处理 2008(2)13.邓明丽.吴广宁.张雪原.何常红.叶强 电力机车受电弓发展综述[期刊论文]-电气化铁道 .沈丽霞 石墨粉化学镀铜工艺的研究[期刊论文]-电镀与精饰 2008(4)15.陈振华.涂川俊.陈刚.严红革.夏金童 改性树脂基滑板的制备及其热磨损性能[期刊论文]-中国有色金属学报2007(11)16.涂川俊.陈振华.陈刚.严红革.夏金童.刘军 炭系电力机车受电弓滑板材料的研究进展[期刊论文]-炭素技术2007(4)17.张晓娟.孙乐民.李鹏.赵彦文.上官宝 铜基粉末冶金材料载流摩擦学特性研究[期刊论文]-热加工工艺 .马行驰.何国求.陈成澍.何大海.胡正飞.陈淑娟 烧结工艺对铜石墨受电靴材料性能影响及微观组织研究[期刊论文]-热加工工艺 2007(10)19.虞红燕.石小磊.许富民.谭毅 浸渗铜、铝对碳/碳复合材料弯曲性能的影响[期刊论文]-机械工程材料 .钱中良 粉末冶金电力机车受电弓滑板的研究概况[期刊论文]-粉末冶金工业 .梁世林.曲春浴.陈旋 浅谈电力机车受电弓炭滑板的研究与应用[期刊论文]-炭素 2007(2)22.林修洲.朱F昊.陈光雄.张卫华.周仲荣 高速电气化铁路弓/网系统的摩擦磨损研究进展[期刊论文]-润滑与密封 2007(2)23.姚汤伟.朱建华.朱建昌 电力机车受电弓滑板选型探讨[期刊论文]-机车电传动 2007(2)24.马行驰.何国求.陈成澍.何大海.胡正飞 现代轨道交通摩擦集电材料及相关载流摩擦磨损研究进展[期刊论文]-材料导报 2007(3)25.张晓娟.孙乐民 受电弓滑板和接触网导线材料的现状及展望[期刊论文]-河南科技大学学报(自然科学版)2006(6)26.侯明.孙乐民.李爱娜 电力机车受电弓滑板的现状[期刊论文]-粉末冶金技术 2006(3)27.朱成才.张鹏.杜云慧.肖军.卢艳玲.张君 性能卓越的铜石墨受电弓滑板[期刊论文]-铁道机车车辆 .董讷 电接触理论在电力机车受电弓滑板中的应用研究[学位论文]硕士 2006包含各类专业文献、应用写作文书、行业资料、生活休闲娱乐、幼儿教育、小学教育、外语学习资料、高等教育、76电力机车受电弓滑板的研究状况及发展趋势等内容。 
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昆明理工大学硕十学位论文
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