[发明专利]一种接地装置使用的摩擦盘

说明书

技术领域

本发明涉及高铁动车技术领域，尤其是涉及对于高铁动车电气设备和电机的回路连接时的一种接地装置使用的摩擦盘。

背景技术

高铁动车运行所需的27.5kV的高压电，由地区专用供电网络、接触网、动车组设备和电机、铁轨等部分构成的回路提供电能转化后获得，即摩擦接电原理：地区专用供电网络连接接触网，列车的受电弓搭接接触网将电能引入到电气设备和车内电机输入端，电机的输出端连接到车上接地装置的电刷，摩擦盘与电刷旋转摩擦接触，摩擦盘连接车轴、车轮、铁轨，这样铁轨与供电网络连接构成回路，当回路闭合时电能驱动电机运转带动列车运行。

理论上，如果需要构成闭合的回路，电机的输出端可直接连接车体，即电流通过车体上的轴承进入车轴、车轮、铁轨，但此种连接时，电流会流过轴承，导致轴承遭受电腐蚀，造成贵重的轴承过早损坏。

因此高铁动车的接地装置的作用就是在轴承的内、外圈之间建立一个短接回路，避免电流在轴承的内、外圈、滚动体间流动，对轴承产生电蚀，影响轴承寿命。

发明内容

针对现有技术的这些问题，本发明提供一种接地装置使用的摩擦盘，其具备耐摩擦性和导电性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

为了提高摩擦盘的使用寿命，决定采用铜基材为主要材料，表面建立耐磨、导电、传热的人工“氧化膜”的技术方案。

经研究得知传统的摩擦接电原理是：摩擦盘、碳刷在相对运动过程中，受碳刷成分、摩擦盘成分、摩擦盘表面粗糙度、碳刷工作压力、摩擦速度、工作电流、环境温度、环境湿度等因素的共同作用下，在摩擦盘、碳刷之间产生一个极其薄的复合材料层，目前这个复合材料层的化学成分没有一定的标准，物理尺寸没有一定的标准，甚至连名称也没有一个统一标准，对于这个“复合材料层”有称之为“氧化膜”的，也有称之为“皮膜”的，行业不一、地域不一，称呼也不一，但这个复合材料层的功能工程师们是一致认可的，即，该复合材料层具有较高的“硬度”及较好的“表面粗糙度”，在这个复合材料层建立后，可以有效地降低摩擦盘、碳刷的磨耗，该复合材料层状态良好时，摩擦盘、碳刷的磨耗有可能达到《型式试验大纲》的要求。但由于该复合材料层的产生、保持，受多种因素的影响，因此，该复合材料层的建立与保持具有较大的随机性，即在同样使用摩擦盘、碳刷摩擦接电器件场合，如发电机中的摩擦接电器件，由于工况比较稳定，该复合材料层建立的可能性大、保持的时间长，但对于高铁动车这种在环境温度、湿度、速度等工况随时变化的应用场合，该复合材料层的建立与保持基本上就是“靠天吃饭”，摩擦盘、碳刷的磨耗很难稳定，且试验数据表明，现有技术基础上所产生的复合材料层电阻较大，复合材料层过厚将导致接触电阻过大，大电流时发热严重，无法满足高铁动车对于接地装置发热量的验收标准。

一种接地装置使用的摩擦盘，包括青铜制的摩擦盘本体，摩擦盘本体分为摩擦面和连接面，所述摩擦面上设置碳化钨涂层。

上述技术方案中，所述碳化钨涂层厚度为5-100微米。

上述技术方案中，所述摩擦盘本体周边设置带有通孔的固定耳，摩擦盘本体通过固定耳镶嵌固定在摩擦盘镶嵌件上。

上述技术方案中，所述固定耳为四个，均匀分布在摩擦盘本体周边。

本发明与现有技术相比较所具有的有益之处在于：

(1)与现有技术相比，本发明在导电性良好的铜基材表面，人为建立一个超耐磨、超光滑的表面，起到了现有技术中摩擦盘表面复合材料层的作用。

(2)本发明突破了对现有技术中摩擦盘表面要求具备一定粗糙度的要求的观点，人为建立的这个耐磨复合材料层(氧化膜)，具有相当好的耐磨性和导电性，以及散热性，对于我国高铁动车的国产化起到了积极的作用，降低了成本同时增加了高铁动车的安全性。

(3)机车车体受电端的电流传递到导电端头上，由于导电端头与导电体的导电面紧密贴合，所以导电端头的电流传递到导电体上，实现了机车车体的接地。

(4)较厚的碳化钨涂层有利于提高摩擦盘本体摩擦面的使用寿命，甚至可以实现“终身”使用,节约了机车的运行成本。

(5)传统碳刷的摩擦盘表面微小的凹凸不平会对碳刷表面的形成“机械切削”，本设计中人为获得的高平整度的“摩擦表面”达到了“镜面”平整度，将微观的“机械切削”减至最小。

附图说明