降低C/C复合材料滑板成本并评价其磨损极限

C/C复合材料制作的受电弓滑板与传统的碳系滑板相比,其强度及韧性十分优异。但因其使用了较多的碳纤维,因此,有待解决成本较高的问题。文章介绍了重新审定碳纤维用量以降低其制造成本以及对滑板使用极限厚度的目标值进行详细研究的结果。     

降低C/C复合材料受电弓滑板使用成本的研究

利用在碳素纤维增强碳基材的C/C复合材料中浸渗铜合金,并制作C/C复合材料滑板,其强度及韧性优异,虽然属于碳系滑板,但能够用螺栓与金属滑板同样直接安装到弓头托架上。另外,C/C复合材料滑板相比金属系滑板及传统碳系滑板价格较高,故有待降低其使用成本。本文介绍了重新评价碳素纤维含量以削减制造成本,并对滑板使用中的极限厚度的目标值进行研究的结果。     

C/C复合材料在受电弓滑板上的应用

C/C复合材料(碳纤维强化碳复合材料)是以提高强度、耐冲击性等为目的以高强度碳纤维补强的碳复合材料。介绍了C/C复合材料在滑板上的实际应用以及C/C复合材料滑板的性能、制造方法及待解决的课题等。     

C/C复合材料制受电弓滑板的磨损特性评价

C/C复合材料是以提高强度、耐冲击性等为目的的碳纤维强化的碳基体复合材料。文章基于定置磨损试验及现车试验,研究了3种C/C复合材料制受电弓滑板的磨损特性,并考察了降低滑板磨损的对策。     

耐磨C/C复合材料滑板及烧结合金滑板的开发

受电弓滑板是电动车组运行不可缺少的构件,同时,也是对于车辆一集电系统设备的维修成本有重大影响的易耗元件。为减轻滑板与接触导线的磨损及降低车辆-集电系统设备的保养成本,滑板材料的开发一直延续至今,开发出的多种滑板材料已经投入使用。本文介绍近年来开发的C/C复合材料滑板与烧结合金滑板的研发背景及今后的发展动向。     

碳系滑板材料

介绍了受电弓采用纯碳滑板、碳系滑板和烧结合金滑板的利弊。其中碳系滑板能使接触导线的磨损减少到原来的1/2～1/3,因此,在既有线上已有2/3的电动车在使用。近年,又开发了"C/C复合材料滑板",不但导电性好,而且质量轻、强度高,可以适应用螺栓安装到受电弓要求,使受电弓轻量化。     

受电弓碳系滑板的研究

围绕碳系滑板在JR西日本公司的实际应用,从一个侧面介绍了受电弓碳系滑板的发展过程。尤其是阐述了弓头托架的改进、碳系滑板的安装、开发C/C复合材料碳系滑板的成果,指出了今后待解决的课题,如降低接触导线搭接部位的磨损问题。     

受电弓滑板用三维网状铜-碳复合材料的研究

利用碳纤维布和铜粉、钛粉、石墨粉等为原料,采用热压成型、烧结等工艺制备三维网状铜-碳复合受电弓滑板。研究受电弓滑板的物理力学性能,利用扫描电镜(SEM)对复合材料的内部结构进行观察,并与当前正在使用的受电弓滑板的性能进行对比。结果表明:铜和碳纤维在空间互成三维网状结构,铜质量分数为40%的复合材料具有较小的电阻率和较好的力学性能。     

碳系新材料受电弓滑板的开发

受电弓滑板应用碳系材料以后,接触导线的磨耗大为减轻,另一方面,受电弓滑板则有磨耗增大及缺损的现象.因此,对滑板应用轻量且机械强度高的C/C复合材料,进行了含现车在内的各种试验,取得了良好效果.介绍了C/C复合材料制造滑板的过程及其试验结果.     

减磨型碳纤维复合材料受电弓滑板的研制

介绍减磨型碳纤维复合材料电力机车受电弓滑板的设计思路和关键技术,从碳纤维、石墨和树脂等方面进行改进,提高滑板的抗冲击强度,减少滑板断裂、掉块的发生,延长滑板使用寿命,减少由此原因造成的弓网故障。同时介绍了该滑板的技术性能和工艺流程。     

图像处理技术在受电弓滑板检测巾的应用

通过调研,确定了光学图像处理检测滑板磨耗最的技术更能确保行车安全,提出了使用同态滤波的方法改善拍摄滑板图像时光照不均的问题,针对难以免服的铝包边问题,使用二次样条小波算子提取滑板边缘.实际检验表明,文中方案可以克服铝包边问题,精确地找到滑板的上下边缘,从而准确计算出滑板剩余厚度,提高了列车检测的可靠性.     

受电弓滑板开发动向

介绍了日本正在实际应用的碳系滑板中的金属浸渗型、混合烧结型、C／C复合材料制碳系滑板的制造方法、物理特性和磨损特性。同时，阐述了碳系滑板的安装方法，对于能实施内螺纹攻丝加工的C／C复合材料碳系滑板进行了各项指标确认试验，证明其符合性能要求，现已开始装车应用。     

受电弓滑板图像式测量装置的开发

东日本铁路客运公司以往使用超声波滑板计测装置,定期校验滑板厚度,发现达到磨耗极限及异常时便更换滑板,而这种装置使用已长达20年以上,设备出现老旧化趋势。介绍了能以高精度计测且降低维修费用的图像式受电弓滑板计测装置的性能、结构原理及应用效果。     

层状结构受电弓滑板材料配方的试验研究

为确定层状结构受电弓滑板基体的最佳物料配比,采用均匀设计法设计配方试验方案,并根据试验结果回归分析碳纤维、石墨、硅灰石纤维、铜粉和铜纤维的比例对受电弓滑板性能的影响。结果表明:当碳纤维、石墨、硅灰石、铜粉和铜纤维的质量百分比分别为16%,11.2%,11.2%,2.4%和8%时,受电弓滑板具有较好的综合性能,且符合TB/T 1842.2—2002标准,其电阻率和冲击强度分别为6.28μΩ.m和16.04 kJ.m-2,比标准规定的限值分别降低了47%和提高了541%。     

LV2600型受电弓滑板剩余磨耗量检测

受电弓是给电力机车及动车组提供能量的主要部件之一,为保证车辆行车安全必须对受电弓进行安全检测。介绍了图像处理技术在LV2600型受电弓滑板剩余磨耗检测中的应用,首先利用滑板图像的特征对图像进行剪裁,大大减少了运算量,然后使用滤波等技术去除图像的噪声提高图像质量,最后对滑板图像进行边缘检测,得到有效滑板边缘,通过摄像机标定参数计算得到滑板剩余磨耗量。该技术有效的监测了滑板的运行状况,为铁路运输安全提供了保障。     

日本试验复合材料制动盘

钢制制动盘重量大，在长期使用中会产生变形。为此，日本铁道综研所正在研究开发高熔点、非金属材质的制动盘。研究结果表明碳纤维、碳纤维增强复合材料等（C／Sic）满足制造高熔点制动盘的要求，用C／Sic材料制造制动盘的优点是重量轻并具有很好的耐热性。经在制动试验机上试验后确认：①摩擦系数稳定，提高了2倍左右；     

铁道用材料的最新研究开发动向

文章按照有机材料、无机材料、金属材料的分类,介绍各种材料在铁路不同构件上应用的实例及最近的研发情况,阐述了相关材料技术的发展现状及前景,也择要介绍了复合材料诸如碳纤维强化的碳系材料在受电弓滑板上的重要应用。     

碳滑板发展概况及我国的研究进展

简述电气化铁路用受电弓滑板发展概况,介绍碳滑板、浸金属碳、碳-金属纤维及碳-铜复合材料等几种碳材料滑板的性能特点,指出国内外碳滑板的差别及主要原因,分析碳滑板的发展趋势.     

城轨车辆司机室复合材料裙板防火性能研究

文章以轻量化城轨车辆为研究对象，选取了3种不同成分组成的司机室复合材料裙板，依据EN 45545-2:2020标准进行火焰蔓延、热释放速率、烟密度和毒性试验，结果表明：玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料裙板和碳纤维/玻璃纤维层间混杂增强丙烯酸酯基复合材料裙板均无法完全满足EN 45545-2:2020 HL2级要求，碳纤维/玻璃纤维层间混杂增强聚碳酸酯基复合材料裙板可满足EN 45545-2:2020 HL2和HL3级要求，碳纤维和玻璃纤维混杂聚碳酸酯基复合结构可满足复合材料裙板的较高防火性能要求，并可兼顾轻量化和成本需求。     

新型受电弓滑板材料的研究

阐述了国内一些不同材质滑板的特点和应用,分析了国内受电弓滑板的发展趋势,指出陶瓷增强铜基复合材料是一种新型高性能受电弓滑板材料.采用化学镀铜的TiB2粉与Ti3SiC2粉作为弥散强化增强相,真空无压烧结成一种新型弥散强化Cu基复合材料.研究其性能表明,Cu/Ti3SiC2(20%)/TiB,(15%)复合材料其相对密度、电阻率、布氏硬度都达到相关标准要求.