長距離帶式輸送機CST驅(qū)動控制技術(shù)

摘要：帶式輸送機的啟動問題是一個復(fù)雜的動力學(xué)問題，論文介紹了較先進(jìn)的CST可控軟啟動設(shè)備及其工作原理，并結(jié)合應(yīng)用實例證明CST確實保證了帶式輸送機的安全啟動，具有良好的使用效果，值得推廣利用。

關(guān)鍵詞：長距離帶式輸送機CST驅(qū)動控制技術(shù)

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(b)-0000-00

1CST驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

CST內(nèi)部有輸入部分、輸出部分和離合片組件三部分組成。平行軸結(jié)構(gòu)的輸入部分為一級或二級斜齒輪減速器，直交軸結(jié)構(gòu)的輸入部分為一對錐齒輪和一對斜齒輪，輸出部分由一個太陽輪與行星輪托架聯(lián)接的行星輪和齒圈組成。離合片組件由兩組相配合的離合片組成，靜止板與機殼連接，動片（和環(huán)齒輪）是自由旋轉(zhuǎn)的，而當(dāng)對離合器組片施加液壓時，動片（和環(huán)齒輪）的運動受到阻礙，如果把液壓壓力加大到足夠大時，動片（和環(huán)齒輪）將與靜止板“鎖住”。

CST的其他主要部件是冷卻系統(tǒng)、液力動作器和電氣控制。冷卻系統(tǒng)是為了消除離合片相對運動所散發(fā)的熱量；液力動作器用來控制離合片的壓力；電氣控制用來監(jiān)視及控制它的運行，并與中央控制室相連[1]。

2 長距離帶式輸送機對驅(qū)動系統(tǒng)的要求

帶式輸送機啟動過程是一個加速過程，其加速度由零增加到最大又下降到零，輸送帶發(fā)生黏彈性變形，處于不穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生動張力。帶速越高、啟動時間越短，動張力也就越大，造成的瞬時沖擊也越大，嚴(yán)重時將會損壞輸送帶與其他原部件。如果有足夠長的啟動時間，并對啟動速度加以控制，使動張力降至最低，就可消除瞬時沖擊。如何合理地選擇長距離帶式輸送機的軟啟動方式，成為輸送技術(shù)人員面臨的實際問題[2]。長距離帶式輸送機的驅(qū)動系統(tǒng)，必須便于對帶式輸送機的全面控制以保證運行的可靠性。

3 采用CST軟驅(qū)動帶式輸送機設(shè)計特性

（1）膠帶的最大張力和最大驅(qū)動圓周力[3]

帶式輸送機的最小張力由下式確定

F2min≥Fumax

式中Fumax－啟動或制動時最大圓周驅(qū)動力

μ-傳動滾筒摩擦系數(shù)

α-傳動滾筒包角

Fumax= Ka Fu

式中Fu-正常運行時的圓周力

Ka-啟動系數(shù)

電機直接啟動時Ka=2.0

采用液力偶合器時Ka=1.5

采用CST時Ka=1.05

與采用液力偶合器比較，采用CST后帶式輸送機的最小膠帶張力可降低（1.5-1.05）/1.5=30%。

（2）膠帶的安全系數(shù)

穩(wěn)定運行的膠帶其安全系數(shù)取決于3個因素：接頭強度、膠帶的附加伸長和性能降低、動態(tài)載荷。

德國標(biāo)準(zhǔn)DIN22131規(guī)定（鋼繩芯膠帶）：膠帶的接頭效率為35.7%，膠帶的附加伸長對膠帶強度的影響為58.3%，動載荷對膠帶強度的影響為71.6%。

DTⅡ設(shè)計手冊規(guī)定：膠帶的安全系數(shù)為7～9，采用CST，在同樣安全度的條件下，膠帶安全系數(shù)可降低1.9，因此采用CST后膠帶的安全系數(shù)為5.1～7.1。

（3）CST的加速度曲線可調(diào)節(jié)成理想的拋物線型，加速度可控制在0.05m/s2，起動時間在40～120s，甚至更長，靠輸入端的飛輪延長停車時間。

（4）每小時的起動次數(shù)無限制，二次起動的間隙，主驅(qū)動電機可以不停機。

（5）液壓粘性離合器把力矩限制到用戶規(guī)定的數(shù)值，力矩限制在起動和運行時都起作用。

（6）對電力系統(tǒng)、電機和齒輪減速裝置、皮帶和皮帶接頭以及滾筒等主要組件，提供過載保護(hù)。

（7）驅(qū)動系統(tǒng)傳遞效率如下：CST+電機為0.93；液力偶合器+電機為0.79；減速器+繞線電機為0.89。

4.CST驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用實例

陜西彬長胡家河礦業(yè)有限公司大巷帶式輸送機，其中大巷膠帶機采用軟啟動CST，頭部３點驅(qū)動方式，型號：CST1000KS；3臺，采用巴杜電機公司產(chǎn)品。

大巷帶式輸送機基本參數(shù)。帶寬：1600mm；帶速：4.2m/s；機長2536.671m；輸送量：2800t/h；傾角：0-14-1.4度；電機型號：YB25003-4；功率/電壓：3＊710KW/10KV；轉(zhuǎn)速：1485r/min；減速系統(tǒng)型號：3*CST1000Ks，減速比23.640。拉緊采用自動液壓拉緊裝置。

大巷膠帶機采用軟啟動CST現(xiàn)場可調(diào)減速曲線在60秒內(nèi)可調(diào)。（不是制動閘，等于或大于自然停車時間）大巷膠帶機經(jīng)過現(xiàn)場安裝調(diào)試一段時間后，運行狀態(tài)良好，各項指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求，CST起到了很好的控制作用。

長距離大運量帶式輸送機設(shè)計為多點驅(qū)動時對驅(qū)動系統(tǒng)的要求很高:幾臺電機能夠空載啟動；負(fù)載變化(即速度和張力變化)時能夠及時響應(yīng)；功率平衡控制精度高；各個驅(qū)動點的驅(qū)動力能夠協(xié)調(diào)配合。

CST驅(qū)動器除能滿足以上要求外，其獨特的離合器設(shè)計也能夠滿足助力站根據(jù)膠帶張力變化，方便地調(diào)節(jié)電機的功率。電機功率的變化又對膠帶張力進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)膠帶尾部實際張力超出設(shè)定限制值時，可以輸出信號直接停止帶式輸送機運行。

5 結(jié)語

對于長距離大型帶式輸送機，其對驅(qū)動系統(tǒng)要求主要體現(xiàn)在起、制動過程中最大限度的降低系統(tǒng)的慣性力，并能實現(xiàn)過載保護(hù)和負(fù)載平衡，將帶式輸送機的加速、停車和運行時的膠帶張力及瞬態(tài)值降到最小。采用CST軟驅(qū)動完全能滿足這些要求，受到用戶的一致好評，對提高輸送行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益起到不小的作用。

參考文獻(xiàn)

[1].文赫巖，靳仁昌，李錦澤，劉春霞.CST軟驅(qū)動在長距離帶式輸送機中的應(yīng)用[J]. 水力采煤與管道運輸，2007(2)：49-51

[2].陳衛(wèi)峰.大型礦用帶式輸送機軟啟動方式的合理選用方法[J]. 煤礦機械，2007(2)：164-166

[3]. 宋偉剛．散狀物料帶式輸送機設(shè)計[M]，沈陽：東北大學(xué)出版社，2000，49-52

作者簡介：高建華（1977-），女，遼寧省沈陽市人，碩士，主要研究方向為礦山運輸機械及機械鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。