束式电刷导电滑环,即将一股刷丝束与导电环滑动接触用于传递信号和电流的装置,具有稳定性好、精度高、接触磨损率低、动态接触电阻低、寿命长等特点。研究束式刷丝和导电环的接触力学特性、动态滑动磨损的规律、电刷和导电环的电接触特性十分必要,其对于预估束式电刷导电滑环的寿命以及进一步延长束式电刷导电滑环的寿命都有着十分重要的意义。本文首先对单丝电刷导电滑环的静态接触力学特性展开研究,利用赫兹公式推导出单丝电刷和导电滑环的变形接近量、最大接触应力和载荷之间的关系,并利用有限元软件ABAQUS建立单丝电刷导电滑环的接触模型,得出有限元分析的结果,验证单丝电刷导电滑环理论模型的正确性;在单丝电刷导电滑环的研究基础上,建立束式电刷导电滑环的有限元模型,开展准静态分析,引出载荷分布系数这一特征量来揭示束式电刷导电滑环的接触力学特性规律。对于不同的磨损机理进行分类,主要分为黏着磨损、磨料磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损,阐述不同的磨损过程的影响因素及其磨损规律。基于黏着磨损的机理,建立单丝电刷和导电滑环的滑动磨损模型,再以单丝电刷导电滑环的滑动磨损模型为基础,进一步建立束式电刷导电滑环的滑动磨损模型,推导出束式电刷导电滑环的磨损量、磨损厚度和时间的关系公式。从接触电阻、热传导理论和电流对接触斑点的加热三个方面阐述电接触理论,在电接触理论的基础上,建立导电滑环的电接触模型,施加电势边界条件,得出导电滑环接触对的温度场和电流密度的分布规律及其云图;在特制的束式电刷导电滑环磨损试验台上开展电接触特性磨损试验,研究束式电刷导电滑环的接触电阻和摩擦系数随时间的变化规律,分析试验后的刷丝和导电环的微观形貌以及实际工况下的刷丝表面黏着层的成份,得出束式电刷导电滑环磨损的主要磨损机理,对实际工程中束式电刷导电滑环的设计、应用和寿命预测具有较高的指导意义。