[发明专利]一种接触线载流摩擦磨损实验装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种接触线载流摩擦磨损实验装置及其控制方法，属于实验测试设备的技术领域。它包括弓网载流摩擦磨损实验系统和环境模拟系统，所述弓网载流摩擦磨损实验系统包括支撑板、活动支架、旋转台、夹持件和升降机构，可以对刚性悬挂和柔性悬挂的接触网线进行模拟，所述环境模拟系统包括安装架、实验舱、温湿度调节机构、法向载荷检测机构、颗粒物浓度调节机构、电弧监测机构、接触线磨耗监测机构和接触线温度监测机构，对实验舱内的环境温度、湿度和颗粒物浓度进行调节和记录，使弓网之间的载流摩擦磨损性能研究参数的采集更加具体全面。

技术领域

本发明涉及一种接触线载流摩擦磨损实验装置及其控制方法，属于实验测试设备的技术领域。

背景技术

近年来，随着我国大力发展轨道交通建设，发展高质量的轨道交通配件视为关键性的一步。且伴随高速化的铁路系统和精密化的城市轨道交通发展，对于高载流，高耐磨的弓网系统要求越来越高。由于弓网之间的载流摩擦磨损是一个较为复杂的摩擦过程，接触线和受电弓不仅会受到机械磨损，还有产生电气磨损和化学磨损，而磨损的运行机制也属于应力场-电场-温度场的耦合作用，所以对接触线和受电弓之间的载流摩擦磨损研究过程中需要考虑多种参数变量，包括电流、相对滑动速度、法向载荷以及环境影响。

实际的接触网安装方式包括两种，分别是刚性悬挂和柔性悬挂。相对于刚性悬挂，由于张力作用，柔性悬挂的接触线受到受电弓抬升力的作用下会有一定的位移。并且在各锚段的接头处，易受到受电弓的冲击形成硬质点，产生硬质点磨损。现有有关受电弓和接触线载流摩擦磨损实验机设计大多是开放式或是单一式实验环境，并且预定参数只是控制接触压力和弓网之间的相对滑动速度变化。

专利公开号为CN112067485A的中国专利公开了一种多功能载流摩擦磨损实验装置及其操作方法，其包括设置在底座上的机架，机架上设置有转动组件，设置在转动组件底端的转动支架以及设置在转动支架底端的接触线；底座上设置有升降组件、设置在升降组件上的压力检测组件、设置在压力组件顶端的夹持件以及设置在夹持件上的受电弓滑块，受电弓滑块位于接触线下方；底座上设置有气体环境模拟舱，气体环境模拟舱内设置有数据采集机构、湿度调节装置、温度调节装置、实验气体调节装置和压力调节装置，实验气体调节装置用于注入不同种类的实验气体；底座上设置有控制机构以及与控制机构连接的电源。

上述专利解决了现有实验环境中气体组分比例保持不变以及现有实验装置昂贵的问题，为载流摩擦磨损性能研究提供多元化的数据支撑；但是在模拟受电弓和接触线接触时没有考虑接触网的柔度问题和锚段接头的冲击效应，因此弓网在挂网实验后会产生较大的实验偏差，并且其没有对装置运行过程的监测功能，无法利用其深入探究磨耗的影响机制。

同时，目前载流摩擦磨损实验机以研究受电弓滑板为主，以接触线为主的的载流摩擦磨损研究较少，进而无法分析接触线受到不同状态下的磨损规律，从而无法开发优化接触线高导高强度耐磨接触线。

因此，为解决上述背景问题，研制临近实际环境，创造随机性冲击接触，并且能够对接触线受到的载流摩擦磨损各项参数进行收集的载流摩擦磨损实验机，对于研制高导高强度耐磨接触线具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种接触线载流摩擦磨损实验装置及其控制方法，能够模拟刚性悬挂和柔性悬挂下的接触线受到受电弓冲击下的弓网损伤机制，同时对接触线的磨损状态进行分析。

本发明的目的是这样实现的：一种接触线载流摩擦磨损实验装置，包括弓网载流摩擦磨损实验系统和环境模拟系统；

所述弓网载流摩擦磨损实验系统包括固定圆台，所述固定圆台上按涡旋线的规律安装有多个用于接触线安装调节的活动支架，所述固定圆台底部还设置有旋转台，所述旋转台下方还设置有升降机构；所述旋转台与固定圆台同心安装，所述旋转台上还设置有夹持件，所述夹持件通过电线连接到电转换器，所述电转换器作为电流中转装置，其另一侧通过电线连接电流控制器；