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CST在煤矿胶带输送机上的应用
发布时间：2013-04-24 08:17 来源：未知
漳村煤矿主2#、3#胶带输送机原传动系统启动方式为山东兖州煤机厂生产的液粘性软启动，1998年安装，主2#配置功率为3×200 kW（含子机功率），主3#胶带配置功率为2×315 kW，该软启动使用几年来，突出的问题是维护量大，运行成本高，且漏油严重，一年更换一次，由于售后服务跟不上，修理十分困难，每次必须到山东，给生产造成极大的不便。而且随着漳村矿产量的逐年提升，漳村矿日产已达万吨以上，主2#、3#胶带作为主运输胶带，承受的运输压力日益增大，已不能满足生产要求，出现经常性的压胶带现象，严重影响安全生产，每次压胶带后，都要组织几十名工人翻煤，劳动强度极大。在这种现状下，为了提高矿主运输能力，将改造主2#、3#胶带机传动系统提上了日程，经过多种方案比较，最终选定了美国生产的CST（可控启动传输装置），该系统为一种湿式离合器摩擦片控制的软启动，由PLC控制，启动性能好，启动转矩大，启动时间可在0～90 s内任意调整，功率配置为2×355 kW，电压等级6000 V。
1 、CST结构及工作原理
1.1结构
CST的中文名称是可控启动传输装置，美国技术。是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，专门为平滑启动运送大惯性载荷的长距离胶带输送机而设计的。输出扭矩由液压系统控制，随着离合器上所加的液压压力而变化。CST传动系统由冷却泵、热交换器、冷却管路、机械箱体、电控装置等组成。
1.2 CST工作原理
1.2.1 CST传动原理
CST含有两级减速齿轮：第一级减速装置为圆柱斜齿轮装置；第二级减速装置为行星齿轮装置。当电机达到满转速时，太阳轮①带动三个行星齿轮②转动；行星齿轮带动自由旋转齿圈④转动；输入轴固定在行星齿轮架③上，此时并不转动，当液压系统向环形活塞加压时，离合器的摩擦片（旋转片）和静止片⑤相互作用，使加在齿圈④上的力矩逐渐增加，当齿圈的转速以控制速率降低时，行星齿轮架由行星轮及齿圈带动开始转动，输出轴的转速与齿圈的转速成反比。
1.2.2摩擦片工作原理
摩擦片系统是一个湿式离合器的力矩传递系统，通过压力变化来控制传递到输出轴上的力矩，当环形活塞上的压力增加时，旋转片和静止片在其各自的花键上轴向移动而互相靠近。当活塞的压力使旋转片和静止片相互压紧时，静止片将使旋转片和齿圈的转速降低，随着齿圈的转速降低，输出轴的速度则加快。当齿圈的转速降为零时，输出轴将达到正常的额定速度。
1.3 CST控制器
可编程逻辑控制器( PLC)可对单机或多机驱动胶带机进行启动或制动控制，在发出启动信号后，控制器即可根据设定的参数计算出启动速度的曲线。胶带机达到满速的加速时间可在40—300 s之间设定；同时胶带机也可运行在慢动状态，速度设定可在20%～50%之间调整。在停车信号发出后，控制系统可在30 s内将速度降至零，其制动时间可在10—30 s内调整。同时PLC控制程序自动执行多机负载平衡控制。单机PLC控制系统最大可控制4台CST的运行，其中一台配置为主驱，其他CST配置为从驱，主／从方式可在PanelView人机界上设定，也可进行编程按终端用户启动电机的顺序进行自动选择。
2、 CST的功能及优点
一条胶带机可以由一台电机及一台CST驱动，也可以由多台电机及多台CST驱动。驱动电机在负载（胶带机）启动之前启动，此时CST的输出保持不动，当驱动电机达到满转速时，控制系统逐渐增加每台CST离合器上的液压压力，启动胶带机并逐渐加速到满速度。使得胶带机在被加速至满速度之前有一个缓慢而均匀的预拉伸过程。加速时间可以根据需要在规定范围内进行调整。启动时驱动电机可以按顺序空载启动，所以对电机的冲击非常小。由于驱动可以根据运行负载进行选择而不必根据启动负载选择，所以CST驱动系统可以选用功率较小的电机。CST也可以像控制胶带机启动那样控制胶带机的停车，通过延长停车时间，可以降低对胶带的动态冲击力。
当一驱动系统中有多台CST时，CST控制系统可以确保每台驱动电机分担相同的负载。合理的进行功率平衡，功率平衡是通过控制每台CST离合器的压力，并允许一台或几台CST的离合器进行轻微打滑来实现。胶带正常运行时，可根据系统中各CST的功率平衡要求，使每台CST的离合器或者保持少量打滑状态，或者维持压力以无打滑方式输出要求的扭矩，但系统中任何负载的增加都将引起离合器打滑，这种情况称为“软锁定”。当离合器被软锁定时，任何的瞬间的过载或冲击载荷都将引起离合器的打滑，这样可以使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。
3、效益分析
3.1经济效益
按平均每月至少压1次胶带计算，处理一次约需3h，需组织清煤工50人从胶带上翻煤，待胶带启动后，再将煤清上去。一年压12次胶带，处理时间约36 h，需投工12 x50= 600，按每工50元计算，节约人工工资3万元。减少原液粘性软启动的维护费用，每年约需15万元。
按每天生产18 h计算，影响生产2d，减少原煤2万t。吨煤按300元计算，影响销售收入600万元，每吨纯利润30元计算，计60万元。共计78万元。
3.2社会效益
自2005年春节安装完成后，CST设备运行稳定，事故率大大降低，运行至今已一年多，未发生过一起压带事故，为漳村煤矿350万t原煤生产任务的完成奠定了良好的基础，而且降低了工人翻煤的劳动强度。
4、推广应用展望
漳村煤矿现主2#、3#胶带机应用4台CST，由于其很大程度上减轻了工人因压带造成翻煤的劳动强度，而且节约了生产时间，确保了主运输胶带机的正常运行。
今年计划在二水平一部胶带再安装2台，将二水平二部胶带合并为一部，减少运输环节，增大二水平胶带机的运力，彻底解决二水平运输环节薄弱的问题。鉴于CST潜在的巨大优越性，在同行业中同类型的胶带机上有良好的推广使用价值。
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