可控起动传输(CST)系统原理..
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CST的原理及常见故障的处理1、前言近年来,一些煤矿的带式输送机使用了CST( Controlled start transmission)调速系统,所用的CST都是美国道奇公司生产的DDGE 420KRS CST RE-DUCER型。
这个系统实现了交流无级调速,非常适合于长距离带式运输。
经过几年的使用,对其性能有了一定的了解,下面就其基本原理和一些常见故障做一简单说明。
2、结构及调速原理一套可控启动传输系统( CST)是由湿式离合器装置和液压控制系统组成的一个多级齿轮减速器。
它是专门为以逐渐加速的加速度平滑启动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离带式输送机而设计的。
CST装置的输出轴扭矩是由液压控制系统控制的,它随着离合器上的液压压力而变化。
一个带式传输系统可以由一台电机及一台CST装置组成,也可以由多台电机及多台CST装置组成。
驱动电机在负载(带式输送机)起动之前启动,此时CST的输出轴保持不动。
当驱动电机达到满转速时,控制系统逐渐增加到每台CST离合器上的液压压力,起动带式输送机并逐渐加速到满速度。
这使得带式输送机在达到满速度之前有一个缓慢的预拉伸过程。
加速阶段的持续时间可以在规定的时间范围内(10 ~160 s)进行调整。
当一驱动系统中有多台CST装置时,控制系统可以确保每台驱动电机分担相同的负载,合理地分配载荷可以有效地延长整个驱动系统各部件的寿命。
系统中载荷的分配是通过控制系统控制每台CST离合器的压力,允许一台或几台CST的离合器保持少量打滑来实现的。
输送带在正常运行时,根据系统中负载的分布要求,每台CST装置的离合器或保持少量打滑状态或保持最大压力(无打滑)以输出所要求的扭矩。
但系统中任何负载的增加都将引起离合器的打滑,这种情况被称为“软锁定”。
当离合器被软锁定时,任何瞬间的过载或冲击载荷都将引起离合器的打滑。
这样驱动系统的所有部件,包括联轴器、轴承和齿轮等都将在冲击或过载时受到保护,从而延长其使用寿命。
CST可控启动传输…长距离皮带机和多点同步驱动皮带机系统的全方位驱动控制…CST的作用…DODGE CST是由行星轮系减速器和低速轴湿式离合器组成一体的可控启动传输装置。
采用CST的驱动装置是低成本,优化设计的选择。
适用于长距离带式输送机和多机驱动的带式输送机,满足了各种工况条件下驱动的要求,实现了稳定的可控启动和停车。
CST的工作原理…DODGE CST 采用了一个位于齿轮箱输出轴侧的湿式离合器系统,使电机能够在无负载的条件下启动。
离合器系统包括一套摩擦片(动片)和静片,靠油压推动环形活塞,当液压油对活塞施压时,离合器片齿合,使输出轴转动,并在预订的控制时间内逐渐加速到额定转速。
油通过油泵在闭合的回路内经过摩擦片之间循环,并通过热交换器冷却。
齿轮箱上装有驱动控制和反馈元件的液压控制盘,包括比例阀,调压阀,过滤器,压力表和传感器等。
液压控制盘通过硬接线和采用PLC控制的CST控制器接连。
一个CST控制器最多可以控制4套CST。
不止是软启动…DODGE CST提供了一系列电子软启动电机控制所无法提供的好处。
CST能在±2%的范围内进行出色的电机负载分配,以使得所有皮带机上的负载和应力都降到最低。
在整个可控速度范围内,都能获得最高电机功率,而且离合器系统能吸收振动负载,保护电机、齿轮箱、轴承、皮带托辊、滚筒、胶带和连接件等。
CST控制系统能实现S曲线加速,进一步提高了安全性、可靠性和部件保护。
其优点包括:降低电机的峰值扭矩要求;减少滚筒和胶带之间可能出现的打滑;降低胶带的拉应力、振动以及所有非驱动滚筒和结构上的冲击性负载;降低皮带峰值应力达15%,大量节省皮带成本;缩小张紧行程,从而改善负载分配和多点驱动的控制。
同步控制…DODGE CST控制系统能执行多达四个CST驱动器的同步软启动和负载分配控制,并能通过硬接线或数据网络与工厂远程监控、联锁和安全系统进行接口。
控制器和CST驱动器之间的距离可达100米。
变频器及CST对比可控起动传输装置(CST)是一个由多级齿轮减速器加上湿式离合器及液压控制组成的系统。
即通过液压来进行转动。
变频调速和CST对比表调速方式比较项目变频调速CST调速原理改变电源频率,实现无极调速改变油膜间距,实现软起动,它没有调速功能,故不是调速装置,仅是软起动器。
适用电机异步鼠笼电机、同步机异步鼠笼电机最佳调速范围0~100% 30%~70%n启动方式通过调节f,实现软起、软停和过程控制,即:可根据皮带的负载情况进行速度调节。
通过调节油膜间距,实现软起动,不能实现过程控制。
控制①. 通过电气的参数和CPU的运算,结合软件的功能,实现对速度和转矩精确、快速的控制,精度远高于CST;②.通过电流与速度闭环,实现系统双闭环控制;③.通过通讯方式,实现主从联动,达到多台电机的功率平衡。
①.改变油膜间距调节输出力矩,实现开环控制;②.靠液压传递力矩,增加中间环节,精度与效率较低;③.运行速度比变频器慢,变频器是ms级,CST为s级;④.油需要经常更换且更换油时需停车,造成设备运行时间的缩短,减少运行时间。
停车停车有自由停车和变频停车两种,真正意义上实现软停车,能解决下运及紧急停车的问题,并将多余的能量回馈到电网。
cst软停不是实际意义上的软停,同液力耦合器,下运时重载停车须用CSB实现软停,将能量消耗在油中。
传动效率电的环节少,故传动效率可达95%以上。
因CST是机械传动,在调速系统中增加了一个机械环节,故传动效率比变频器低,约在90%左右。
齿圈太阳轮行星轮行星架输入轴输出轴离合器多台电机空载运行电机空载运行时,变频器能有效的调节运行速度(可以低频运行),节能明显。
CST调节不能实现速度可调,它的速度输出是一个固定值,短时有点调节,但不节能,无意义。
稳定性①. 基本无故障;②. 大功率变频器均采用12脉波以上调速,11次以下谐波过滤器,并通过EMC装置将13次以上高次谐波滤掉;③. 变频器通过电气回路连接,在紧急情况下可以通过旁路应急,保证系统的不间断运行。
一、综述可控起动传输装置(CST)是专为在大型带式运输机重载平滑可控起动而设计的多级齿轮减速器系统。
CST减速器齿轮单元由三个不同的部分组成:一个输入部分,一个输出部分及一个离合器盘组件。
主驱动交流电机连接在输入部分而传动滚筒连接在输出部分(见图1)。
通过控制往离合器盘组件上所加的压力,可以恰当地将电机旋转的扭矩传输到CST的输出轴,以消除负载对整个驱动系统的冲击。
图 1: CST 减速器包括主电机、水平冷却泵、盘型闸及飞轮的典型配置CST可以用来对起动阶段的加速度进行控制使输送带的动态张力减至最小。
在空载或满载皮带起动时,通过控制加速度斜率可以得到满意的结果使峰值暂态张力减到最小。
在大型带式运输机的应用中,加速度斜率中如果加入一缓冲段,还能进一步改善起动瞬态峰值张力。
在缓冲段内,可以使原来松弛的输送带拉紧,在加速度增大,力矩加大之前,所有皮带运输机的元件在低力矩及低速度下进入运行条件,这样就可消除输送带上过大的张力。
大型高模量皮带内部储存的应变能量在停车时产生的脉冲比驱动系统在起动时产生的脉冲更大。
CST可以根据动态分析提供一可控的停车斜率以避免张力波在非正常停车以及紧急制动停车时出现异常情况。
停车斜率的时间可以通过在驱动系统的输入端加飞轮而延长。
在大多数情况下,驱动器和电机的惯性必须保持连接在皮带机上,这可以通过锁定离合器盘组件上的液压力来实现。
CST的另一个优点是输送机驱动电机可以空载起动。
空载起动使得电机的冲击电流造成的损害减到最小。
CST驱动系统也使操作者具有这样的灵活性,即只停输送机而不必停主电机(当输送机只有短时间的停车,并且这种做法是被允许的)。
这样就可尽可能地避免冲击电流。
CST控制还能给操作者更大的灵活性,例如,对于一多驱动装置的带式输送机,可以暂时地将其中某一台驱动装置退出工作,而输送机照常运行,当然其载荷将相应降低。
CST其它的主要部件是冷却系统、液压系统和电气控制系统。
可控起动传输(CST )是用于大惯性负载平滑起动的多级减速齿轮装置,多用于煤矿和矿山中带式输送机的驱动。
CST 的主要结构包括减速齿轮箱、滑油冷却系统、液压系统和基于可编程控制器(PLC )的控制装置。
图1.1a 描述了CST 系统的主要结构和工作原理。
CST 减速齿轮箱由三部分组成:输入轴齿轮组,输出轴行星齿轮组和离合器部分。
输入轴的斜齿轮将电机的旋转运动传递到太阳轮上,并通过太阳行星轮之间的啮合将运动传递到与行星轮一体的输出轴上,驱动输出轴运动。
图中放大部分详细说明了机械式离合器的工作原理。
旋转板(动摩擦片)在外圈方向上通过键槽固定在齿圈/制动盘上,并随齿圈/制动盘同步旋转。
静止板(静摩擦片)在内圈方向通过键槽固定在输出轴体上。
内外两层摩擦片交叉布置,相互隔离。
调整环形活塞上的液压,可控制摩擦片之间的压力,并导致摩擦片之间的间隙产生变化。
环形活塞上未施加控制压力时,齿圈/制动盘处于自由运动状态,CST 不传递运动。
实际应用中,在带式输送机起动初期输出轴由于负载力矩作用而处于静止状态。
当逐渐增大外部液压控制作用时,环形活塞将逐渐压紧离合器,由于摩擦作用齿圈/制动盘旋转速度将减慢;根据作用与反作用原理,与输出轴固定的摩擦片将受到反向作用力,当施加的控制压力能提供足够的起动力矩时,皮带机就起动了。
调节活塞上的液压压力,可精确控制输入轴电机传送到CST 输出轴的力矩。
齿圈与输出轴的速度呈线性反比例关系,当齿圈静止时,输出轴将达到满速运行。
冷却系统用于带走由于动摩擦片和静摩擦片相对运动所带来的损耗热量。
冷却系统可以采用油/空气或油/水热交换器方式,通过相等容量冷却泵的运行,促使冷却油在CST 油箱、热交换器和离合器之间循环流动以保证CST 的安全运行。
冷却泵可垂直或水平安装,如图1.1b 和1.1c 所示。
液压系统通常由2级机械式液压泵、桥式液压整流阀组和比例阀组成。
一级液压泵为低压泵,其流量较大,主要供CST 轴承润滑并为二级泵提供输入压力;二级液压泵为高压泵,但流量较小,为桥式整流阀组提供较高的压力,以确保比例阀控制作用。
CST 的介绍葆德CST(可控启动传输)是一个二合一齿轮箱,组合了一个行星齿轮减速装置和一个一体式湿式离合器系统。
CST二合一驱动成套方案是一个极具成本效益的解决方案,其设计和制造专门适用于最困难的高惯性负载的全方位控制,如长距离皮带机(1~10公里)或多点同步驱动的皮带机CST的作用:葆德CST(可控启动传输)是一个二合一齿轮箱,组合了一个行星齿轮减速装置和一个一体式湿式离合器系统。
当连接交流感应电机时,CST齿轮箱将电机的高转速低扭矩输入变为低转速高扭矩输出,适合直接连接到高惯性的负载,如皮带机。
葆德CST二合一驱动成套方案是一个极具成本效益的解决方案,其设计和制造专门适用于最困难的高惯性负载的全方位控制,如长距离皮带机(1~10公里)或多点同步驱动的皮带机。
无论皮带机上的负载或周围环境有何变化,CST驱动器都能够高效地传递电机功率和扭矩,并保持启动和停止的平滑。
CST的工作原理:葆德CST采用了一个位于齿轮箱输出轴的湿式离合器系统,使电机能够在无负载的条件下启动。
离合器系统包括一套摩擦片(旋转片)和静止片,靠油压推动的环形活塞,以及一套释放离合器的弹簧结构。
油通过油泵在闭合回路内,经过摩擦片之间循环,并通过热交换器冷却。
当液压油对活塞施压时,离合器片啮合,使输出轴转动,并在预定的控制时间内逐渐加速到驱动速度。
齿轮箱上装有驱动控制和反馈装置,包含一个液压阀块、比例阀、调压阀、过滤器、压力表和传感器等。
这些装置通过硬接线或数据网络和由PLC构成的CST控制器连接。
CST控制器最多可以控制四台CST驱动器,用于多点同步驱动应用。
同步控制:葆德CST控制系统能执行多达四台CST驱动器的同步软启动和负载分配控制,并能通过硬接线或数据网络与工厂远程监控,连锁和安全系统进行接口。
控制器和CST驱动器之间的距离可达100米。
CST控制器使用Allen-Bradley RSLogix和Contrologix平台。
变频器与CST驱动特性比较CST(可控起动传输)是专门为输送机的驱动设计的驱动装置。
CST集成了行星轮减速装置和一套位于低速轴的湿式离合器系统。
一.CST的几个主要特点:1.可控起动CST起动时,初始时低速轴湿式离合器使电机轴和滚筒处于脱开的状态,电机空载起动(多点驱动时电机逐台空载起动)。
电机达到额定转速后,CST的控制器通过控制湿式离合器使输出轴和高速轴逐渐结合,驱动滚筒按照控制器内预设的启动曲线启动。
适用于满载起动的载荷条件。
起动的过程和曲线完全可控。
2.多点驱动条件下的功率平衡多点驱动条件下,CST的控制器同时控制多台CST的驱动力矩,从而实现多台驱动的负载分配。
功率平衡的误差在2%的范围以内。
3.可控停车CST可提供大于自由停车时间的可控停车,从而避免停车时间过短,惯性造成的物料洒料。
4.过载保护位于低速轴的湿式离合器将减速机构和负载隔开,对电机,电机轴,CST高速轴和减速机构都提供了极佳的过载保护,最大限度地降低冲击性负载对驱动装置的影响。
5.提高皮带机的整体可靠性相比其他的驱动方式,CST可以降低电机的峰值扭矩要求;减少滚筒和胶带之间可能出现的打滑;降低胶带的拉应力、振动以及所有非驱动滚筒和结构上的冲击性负载;降低皮带峰值应力多达15%,许多应用工况下可以大量节省皮带的成本。
6.维护及保养及售后CST的维护保养的工作量很小,正常情况下只需要定期更换润滑油和滤芯。
另外,部分属于正常易损件的零部件,比如油封,比例阀等,在损坏或者失效以后,可以在现场更换。
这部分易损件用量小,更换的周期也较长,多在2-3年以上。
湿式离合器的离合器片不属于易损件。
湿式离合器工作时候通过油膜的剪切力传递力矩,离合器片之间没有物理接触。
和液粘等传动方式不同,CST湿式离合器位于低速轴,工作时离合器内的油处于层流的稳定状态,对离合器片基本不产生点蚀。
我们的经验CST离合器片的使用寿命都在10年以上。
二.CST和变频器驱动的对比综上所述,针对带式输送机的应用,CST和变频器相比具有明显的优势。
关于可控启动传输装置CST在带式输送机上的应用和未来发展趋势摘要:本文重点介绍了可控起动装置(cst)的结构、工作原理、cst软驱动系统、及其矿上胶带的应用方式,总结出cst的性能完全能满足要求并使长距离带式输送机的性能达到最好。
该装置可靠性高,稳定性好,已在带式输送机电控系统中得到广泛应用。
关键词:cst软驱动;带式输送机;驱动系统;监控系统;应用研究一、传输装置cst理论装置概述cst是集减速、离合、调速、液控、电控、冷却、运行监测及装置自诊断为一体的高科技产品,由主体部分、液压驱动器、冷却系统、电控器及传感器等部分组成。
其主体结构主要包括输入、输出和盘组件三部分。
其中平行轴cst的输人部分由一级或二级减速斜齿轮组成,直角轴cst的输人部分则是由斜齿轮和一组扇齿轮组成;输出部分太阳齿轮、环行齿轮和行星齿轮组成;盘组件部分两组带槽的板组成。
其中静片和壳体相连,转动片和环齿轮相连。
当盘组件上无液压时,旋转片和环齿轮自由旋转;盘组件上有液压时,旋转片和环齿轮受阻旋转减速;当液压力达到一定值时,旋转片和环齿轮则与静片嵌套在一起。
液压驱动器一般由机械驱动液压泵和压力控制阀组成,用来控制盘组件的液压。
电控器用来控制cst按设定的流程运行,监测运行全过程,并和其它系统组网。
冷却系统用于消除盘组件动、静片之间的相对运动而产生的热量。
传感器则为电控器提供检测信号,以便监测cst运行。
二、传输装置驱动系统cst介绍平行轴式cst为二级齿轮减速器,第一级为一对斜齿轮,第二级为行星轮系。
输入轴与电机连接,输出轴与负载(带式输送机的驱动滚筒)相接。
作为cst的核心部分湿式线形离合器是由多个旋转片和静止片交叉、叠合而成,旋转片组经外齿轮花键与行星轮系的内齿圈连接,静止片组经内齿轮花键与固定在减速器上的键套连接,离合器的动作由环形液压缸操作,组成一个力矩传递系统。
电机启动后,液压系统不向离合器的液压缸加压,旋转片、静止片之间有较大的间隙,旋转片的转动不受阻,内齿圈可自由转动,行星轮只能自转。
可控起动传输(CST)系统第一节CST系统的结构及工作原理为了保证重型输送机的平稳、安全、经济、高效运行,必须对其起、制动过渡过程、运行状态及性能进行合理的调节与控制,实行软特性可控起动与制动,延长起、制动时间,减小速度变化率及其引起的动载荷,改善输送机的运行条件,使驱动装置、牵引构件及张紧装置的负载能力与强度得到充分利用,达到最佳的技术状态和经济效果。
美国道奇(DODGE)公司制造的可控起动传输系统(CONTROLLED START TRANS-MISSION SYSTEM,以下简称CST系统)是80年代初研制的机械减速与液压控制相结合的软特性可控传输系统,它具有优良的起动、停车、调速和功率平衡性能,是重型刮板输送机和长大带式输送机上较理想的动力传输装置。
一、主机结构及运动分析CST系统是一个可进行微机闭环控制的机—液传动系统,其主机部分是一个带有反应盘湿式摩擦离合器的齿轮减速箱,如图4—6—1所示。
减速器由输入轴、一对外啮合齿轮(斜齿圆柱齿轮或圆锥齿轮)和一套行星轮系的二级变速装置及与行星轮托架固接的输出轴组成。
液控反应盘湿式摩擦离合器(见图4—6—2)由动摩擦片组、静摩擦片组及环行液压控制油缸组成。
动摩擦片以圆周外齿嵌于行星轮系环形内齿轮一侧的内环齿中,与内齿轮同步旋转;静摩擦片中心的花键孔,可沿固定于机壳离合器座上的花键轴滑移。
牵引电动机起动时,输入轴与电动机轴同步旋转,经外啮合齿轮驱动太阳轮、行星轮转动。
因与带式输送机驱动滚筒轴相联接的CST输出轴上承受很大负载力矩,输出轴和行星轮托架不转动,行星轮只做自转而不绕太阳轮公转,从而带动内齿轮和动摩擦片旋转。
这时环形油缸活塞未挤压摩擦片,动、静摩擦片间隙较大,未形成传递扭矩的油膜,故静摩擦片并不阻碍动摩擦片和内齿轮的旋转运动。
当电动机空载起动,达到额定转速后,液压控制器使环形液压缸工作,其环形活塞的挤压作用,使动、静摩擦片间隙减小,二者间形成传递力矩的油膜,增加行星轮系内齿轮的旋转阻力矩,即将负载力矩逐渐加到内齿轮上,这时行星轮则不仅自转,且绕太阳轮公转,其托架和CST 输出轴转动,输出力逐渐驱动负载。
输出力矩值与环形液压缸中液体压力成正比。
随着负载按设置加速度起动,内齿轮亦按相应减速度制动,输出轴与内齿轮转向相反、转速成反比。
直至动、静摩擦片间无相对滑移转动,动摩擦片和内齿轮停转,行星轮托架和CST 输出轴达到最高转速(满速)运行。
改变环形液压缸中的压力,移动环形活塞,即可调节动、静摩擦片间隙及滑差,并改变对内齿轮的制动力矩及内齿轮的转速,从而调节行星轮托架及CST 输出轴和输送带驱动滚筒的转速,达到控制带式输送机加、减速率及运行速度的目的,实现软特性起、制动和高、低速运行。
二、 软起动控制特性分析反应盘湿式摩擦离合器传递力矩方程: )())(1(2121221m N bR R i uF nM ⋅+-=ω (4—6—1)式中 n ——摩擦副数;u ——油膜的等效动力粘度,N ·s/m 2 ; )(2122R R F +=π——摩擦面面积,m 2; 21、RR ——摩擦面内、外圆半径,m ;1ω——主动摩擦片的(等于内齿轮的)旋转角速度,rad/s ; 12/ωω=i ——从动、主动摩擦片转速比; b ——油膜平均厚度,m 。
一定型号的CST 软起动传输系统中,主机各零部件结构尺寸已定;从动摩擦片不旋转,,02=ω0/12==ωωi ;在一定工况下,油液的等效动力粘度u 基本恒定,则:bK M 11ω⋅= (4—6—2)式中=K ))(1(22122R R i uF n +-为一常数,可称为CST 湿式摩擦离合器力矩传输系数。
在系统等加速起动过程中,电动机输出功率N 基本不变,行星轮架输出力矩,即CST 主机输出力矩:)()(11t M i t M = (4—6—3)式中 αα+=11i ;α—— 内齿轮与太阳轮齿数比。
根据能量守恒定律:N t t M t t M =+)()()()(11ωω (4—6—4) 令(4—6—2)式中αω=)()(1t b t ,即:a K tb t Kt M ==)()()(11ω控制起动过程中α为某一常数,则:Ka i t M i t M 111)()(== (4—6—5) 在系统起动过程中,调节环形液压缸中的压力P ,使湿式摩擦离合器中的油膜厚度)(t b 随时间线怀减小。
当α为常数时,内齿轮角速度)(1t ω亦呈线性减小,而行星齿轮架角速度即CST 主机输出轴角速度)(t ω呈线性增大。
起动过程中CST 内齿轮与输出轴转速变化及转换关系如图4—6—3所示。
三、系统组成及控制分析CST系统由驱动减速器、液压系统、计算机控制系统,冷却系统和润滑系统组成。
1、驱动减速器减速器是CST系统的主机。
典型的CST减速器由一对斜齿圆柱齿轮(或斜齿圆锥齿轮)和一套行星轮系(一个太阳轮、三个行星轮及一个环形内齿轮)组成。
减速器外壳为钢板装置式焊接结构,分上、下两部分,外表平整光洁、质量良好。
齿轮材料为Cr Mn Ni Mo(AISI标准,合金元素含量:Cr 0.4%—0.6%;Mn 0.75—1%;Ni 0.4%—0.7%;Mo 0.15—0.25%;C 0.4%—0.45%),采用渗碳淬火热处理工艺,齿面硬度在HRC64以上,精度等级为AGMA(美国齿轮制造协会)标准12级,内齿轮环形齿精度为AGMA标准11级等级。
齿轮为整体结构,太阳轮与中间轴采用花键联接,便于拆装和更换;行星轮装在轴承外圈上,过盈配合,结构紧凑。
减速器的输入轴,输出轴与联轴器联接处无轴肩,与联轴器以单键(平键)联接,输入轴与联轴器采用端部定位结构,以防止联轴器轴向滑动;输出轴与联轴器采取过盈配合,以补偿单键传递力矩之不足。
输入轴、输出轴均采用带弹簧圈的双唇密封,并在内侧辅之以标准的油脂清洁辅助密封,以可靠、有效地隔离外部污物的侵入。
轴承全部采用重载双列调心滚子轴承,其标准号为AFBNA(减摩轴承协会)B10,工作寿命不低于15000h。
减速器箱中的反应盘系统是一个湿式离合器—力矩加载系统,离合器摩擦片采用1035钢制造,厚度为2.0mm,精加工后厚度偏差值为0.010—0.020mm。
动摩擦片表面有热传递性能很好的环氧树脂复合材料涂层,涂层厚 1.5mm,表面呈菱形花纹,构成工作油液流动沟槽,利于形成动、静摩擦片间的工作油膜。
不同型号的CST离合器摩擦片规格、数量各异,630k型CST主机中的离合器摩擦片数为32对。
CST减速器的结构形式有两种,一种是输出轴与输入轴平行,第一级为斜齿圆柱齿轮传动,第二级为行星轮系传动;另一种是输出轴与输入轴直交,第一级为圆锥齿轮传动,第二级为圆柱齿轮传动,第三级为行星轮系传动。
直交轴的CST在型号中加R表示。
图4—6—5和图4—6—6分别为两种典型的CST主机结构图。
2、液压系统液压系统提供控制油液,油泵经伺服阀向环形液压缸提供压力油。
通过改变油压及环形活塞压力,控制和保持动、静摩擦片间隙及压力油膜产生的剪切阻力矩大小,从而获得不同的输出力矩和输出转速。
液压泵由变频调速电机驱动,控制油泵的压力对于630K型CST系统为20bar(2MPa),对于1120K型CST系统为30bar(3MPa).3、润滑系统双向润滑泵向系统内所有运动部件提供连续的强制润滑和冷却,以减小磨损、防止过热,确保正常运行。
4、冷却系统冷却系统对工作没液进行降温冷却。
起动时,吸收反应盘离合器滑动损耗发热的工作油液,经热交换器冷却后再泵入反应盘系统。
以埋入减速器箱内的环形热敏传感器监督油温。
热交换器有风冷和水冷两种形式。
液压控制、润滑及冷却用油液均使用牌号为Mobilfluid—424的汽车油。
5、计算机控制系统CST具有一套完善、先进的操作、控制、保护系统——计算机控制系统。
该系统的核心是一台微型计算机,在主控板上设有显示屏幕、操作按键及通信接口。
主控板是CST系统的控制中枢,主控板与电控板通信,电控板则具体执行对该套CST系统的控制、保护职能。
输送机及CST系统的起动、超自然停车、多点驱动时的功率平衡及冷却系统的开停,均采用计算机控制及屏幕监督。
操作人员将要求的特性存入电液控制器,电控部分使用固态数字逻辑电路产生准确的加速度控制。
输出轴上的数字测速计(速度传感器)产生脉冲序压力及反应盘压力进行调整,以产生一个理想的加速过渡过程和加速度曲线。
图4—6—7为控制系统的基本方块图。
CST的计算机—电液控制系统技术先进,控制保护性能完善,操作使用方便快捷。
(1)对系统各部分工况参数进行连续监控及保护。
受监控的工况参数有液压油压力、反应盘离合器温度、油箱油液温度、润滑油压力及进出口压差、冷却油液流量、输入轴的振动、输出油转速、电动机输出功率等。
其中一些参数直接显示在主控板屏幕上,使操作者一目了然。
如系统工作出现任何不正常状态或发生故障,微机将发出指令使系统迅速停机,进行保护,同时在屏幕上显示故障的类型及求助的方式。
(2)分级保密系统。
输送机及CST系统工作的一些重要控制参数,如起动时间、停机时间、低速运行的速度值、油压油温的极限值、各驱动电动机的功率分配等,可通过主控板上的按键预先输入到电子计算机中去。
根据这些参数的重要程度和管理权限,划分为A、B、C三种密级,只有相应职级的人员,才能持有该级别的密码,从而有权输入或修改该级别的参数,不能越级执行。
这样的分级保密、执行系统,为输送机和CST系统严格科学的管理和安全可靠的运行提供了可靠的保证。
(3)具有通信联网能力和现代控制系统所特有的优良性能。
CST系统的主控板微型计算机设置了RS—232异步串行通信接口,可以通过双芯屏蔽通信线下与各台CST电控箱连接,管理各CST传动系统的运行控制和工况参数检测,向上可与上级指挥调度中心的计算机(或PLC)联网,传递CST的工作信息,并接受调度中心指令。
因此该计算机电控系统可将带式输送机作为一个重要生产环节纳入全矿的生产监控系统中。
图4—6—8表示了CST主机(驱动器)与控制器、水冷系统、液压系统的连接关系。
根据环境条件,也可选用风冷系统,以电风扇吹风冷却;作为选择件,液压控制器也可以装到驱动器(主机)上;根据驱动单元布置条件,CST 驱动器也可选用直角(KR)结构。
当CST系统用于倾斜下运带式输送机上,且驱动电动机处于发电反馈运行方式时,CST应与制动装置配合使用。
四、控制方法1、静止制动装置锁住,湿式摩擦离合器完全放松,处于自由状态,输送机与电动机分离。
2、起动仍旧使用制动装置,湿式摩擦离合器仍处于自由状态;通电空载起动电动机;检查全部系统,一切正常即输送机开始加速,否则停止。
3、加速按设置的加速度斜坡曲线,逐渐减小制动器压力而增大湿式摩擦离合器压力,动、静摩擦片滑差减小,行星轮系环齿圈转速降低,CST输出轴转速渐增,输送机加速运行。