三相交流異步電動(dòng)機(jī)以運(yùn)行可靠、控制方便和價(jià)格低廉等因素被廣泛應(yīng)用于
帶式輸送機(jī)。但由于電機(jī)啟動(dòng)性能和調(diào)速性能差、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，與帶式輸送機(jī)直接相連啟動(dòng)，會(huì)增加皮帶的張力。輸送帶是具有粘彈性的彈性體，帶式輸送機(jī)系統(tǒng)可以認(rèn)為是彈簧一質(zhì)量系統(tǒng)。若運(yùn)輸系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間過(guò)短，啟動(dòng)加速度過(guò)大，膠帶產(chǎn)生的動(dòng)張力就越大，瞬間引起的沖擊力也相當(dāng)大，會(huì)加速托棍、滾筒及其它部件的損壞，縮短膠帶的使用壽命。可控啟動(dòng)就是把啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)加速度進(jìn)行控制，把加速段、減速段的膠帶張力及瞬間值減至最小，以延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)膠帶及其它部件的使用壽命。目前大型帶式輸送機(jī)可控啟動(dòng)裝置主要有：液力調(diào)速裝置、csr裝置、液體粘性傳動(dòng)裝置、變頻調(diào)速裝置、交流電機(jī)軟啟動(dòng)裝置等幾種。本文對(duì)cst調(diào)速裝置的調(diào)整原理及其技術(shù)性能作一闡述。
1、結(jié)構(gòu)及調(diào)速原理
1.1結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)是由美國(guó)道奇公司研制開(kāi)發(fā)的一種專(zhuān)為大型帶式輸送機(jī)配套的帶有電液反饋控制及齒輪減速器、在低速軸端裝有線性、濕式離合器的新型機(jī)電一體化軟啟動(dòng)系統(tǒng)。該裝置通過(guò)比例閥及控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)與功率平衡，是集減速、離合、調(diào)速于一體的傳動(dòng)裝置。主要由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、風(fēng)冷熱交換器、油泵系統(tǒng)及冷卻控制系統(tǒng)等五部分組成。在傳動(dòng)穩(wěn)定階段，CST與液力偶合器不同，CST的反應(yīng)盤(pán)像液壓制動(dòng)器一樣安全鎖住，不會(huì)產(chǎn)生滑差，沒(méi)有效率損失。CST是唯一能保證在緊急停車(chē)或突然斷電時(shí)提供可控停車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
1.2調(diào)整原理
CST可控啟動(dòng)傳輸系統(tǒng)是由濕式離合器裝置和液壓控制系統(tǒng)組成的一個(gè)多級(jí)齒輪減速器。它是專(zhuān)門(mén)以逐漸加速的加速度平滑啟動(dòng)運(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)而設(shè)計(jì)的。csr裝置的輸出軸扭矩是由液壓控制系統(tǒng)控制的，它隨著離合器上的液壓壓力而變化。
一個(gè)帶式傳輸系統(tǒng)可由一臺(tái)電機(jī)及一臺(tái)CST裝置組成，也可以由多臺(tái)電機(jī)及多臺(tái)csr裝置組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)空載啟動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)達(dá)到滿(mǎn)轉(zhuǎn)速時(shí)，控制系統(tǒng)逐漸增加到每臺(tái)cslr離合器上的液壓壓力，起動(dòng)帶式輸送機(jī)并逐漸加速到滿(mǎn)速度。使得帶式輸送機(jī)在達(dá)到滿(mǎn)速度之前有一個(gè)緩慢的預(yù)拉伸過(guò)程。加速階段的持續(xù)時(shí)間可在IO~ 160s之間進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中有多臺(tái)csr裝置時(shí)，控制系統(tǒng)可以確保每臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分擔(dān)相同的負(fù)載，合理地分配載荷可以有效地延長(zhǎng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各部件的壽命。系統(tǒng)中載荷的分配是通過(guò)控制系統(tǒng)控制每臺(tái)csr離合器的壓力，允許一臺(tái)或幾臺(tái)csr的離合器保持少量打滑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。輸送帶正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)中負(fù)載的分布要求，每臺(tái)csr裝置的離合器或保持少量打滑狀態(tài)或保持最大壓力（無(wú)打滑）以輸出所要求的扭矩。但系統(tǒng)中任何負(fù)載的增加都將引起離合器的打滑，這種情況被稱(chēng)為“軟鎖定”。當(dāng)離合器被軟鎖定時(shí)，任何瞬間的過(guò)載或沖擊載荷都將引起離合器的打滑。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的所有部件，都將在沖擊或過(guò)載時(shí)受到保護(hù)。
常用的直角方式的CST裝置有三級(jí)減速齒輪，第1級(jí)為直角螺旋斜齒輪裝置，第2級(jí)為螺旋齒輪裝置，第3級(jí)為行星齒輪裝置。當(dāng)電機(jī)達(dá)到滿(mǎn)轉(zhuǎn)速時(shí)，太陽(yáng)輪帶動(dòng)3個(gè)行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪帶動(dòng)自由旋轉(zhuǎn)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸固定在行星齒輪架上，此時(shí)并不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)液壓系統(tǒng)向環(huán)形活塞加壓時(shí)，離合器的旋轉(zhuǎn)板和靜止板相互作用，使加在齒圈上的力矩逐漸增加。當(dāng)齒圈的轉(zhuǎn)速以控制速率降低時(shí)，行星齒輪架由行星輪及內(nèi)齒圈帶動(dòng)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸的轉(zhuǎn)速與內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速成反比。
(1)冷卻系統(tǒng)：CST冷卻系統(tǒng)包括一臺(tái)冷卻油循環(huán)泵和一臺(tái)熱交換器。CST在加速和需要離合器打滑來(lái)進(jìn)行負(fù)荷分配時(shí)，冷卻油通過(guò)離合器旋轉(zhuǎn)板上的特殊凹槽對(duì)離合器進(jìn)行冷卻。當(dāng)離合器完全鎖定后，也可不需冷卻器冷卻。對(duì)于多級(jí)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，多數(shù)時(shí)間是需要冷卻的。
(2) cSr系統(tǒng)的輸出、輸入信號(hào)：①CST冷卻油壓力傳感器或壓力開(kāi)關(guān)。用于保證CST的離合器上有足夠的冷卻油流量；②CST潤(rùn)滑壓力傳感器或壓力開(kāi)關(guān)。用于保證csr中的軸承有足夠的潤(rùn)滑壓力；③csr油溫傳感器。油溫傳感器RID用于監(jiān)測(cè)CST油槽中油溫，以供熱交換器冷卻及超溫報(bào)警；④CST輸出軸速度。安裝在csr輸出軸上的速度傳器用于提供速度信號(hào)來(lái)控制輸送帶的加速度；⑤csr輸入軸速度。CST輸入軸上的速度傳感器用于提供驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行信號(hào)。同時(shí)，如果不能提供一個(gè)可靠的電機(jī)功率信號(hào)，則可來(lái)檢測(cè)電機(jī)打滑及控制負(fù)載平衡；⑥CST離合器壓力傳感器。用于檢測(cè)施加到離合器上的實(shí)際壓力，以便對(duì)輸送帶速度進(jìn)行檢測(cè)和控制；⑦輸送帶打滑傳感器。安裝在輸送帶滾筒軸上的速度傳感器，用于測(cè)量輸送帶速度，通過(guò)輸送帶速度與csr的輸出軸速度比較來(lái)檢測(cè)輸送帶打滑；⑧離合器壓力控制閥。比例控制閥用于調(diào)節(jié)離合器的壓力，控制csr的輸出扭矩和輸送帶速度；⑨冷卻泵／電機(jī)運(yùn)行。啟動(dòng)冷卻泵及其電機(jī)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)；⑩冷卻風(fēng)扇運(yùn)行。在需要的時(shí)候開(kāi)啟和關(guān)閉熱交換器冷卻風(fēng)扇的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。
(3)冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)減速箱下部的儲(chǔ)油槽中應(yīng)總是裝有達(dá)到油標(biāo)指示油位的美孚424潤(rùn)滑油。一個(gè)串聯(lián)式（兩級(jí)）液壓泵固定安裝在CST第1級(jí)減速齒輪軸上。其外出口油經(jīng)過(guò)過(guò)慮直接輸出到輸入軸及中間軸的軸承上，通過(guò)沉浸濺射來(lái)冷卻和潤(rùn)滑剩下的轉(zhuǎn)動(dòng)部分；液壓泵的內(nèi)輸出口油用于激活液壓控制系統(tǒng)來(lái)操作離合器。潤(rùn)滑油也起冷卻減速器和離合器的作用。一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的冷卻泵將油從油箱中抽出，使其中一部分油經(jīng)過(guò)熱交換器冷卻后經(jīng)過(guò)離合器盤(pán)的凹槽回到油箱中。此冷卻泵及其電機(jī)安裝在一個(gè)從CST齒輪箱伸出的機(jī)座上。冷卻泵的流量范圍為2646L/min。熱交換器為風(fēng)冷型。當(dāng)潤(rùn)滑油的溫度超過(guò)88qC時(shí)，溫度傳感器的超溫信號(hào)將使csr停止運(yùn)行。當(dāng)離合器冷卻流量降得過(guò)低時(shí)，冷卻壓力傳感器將提供同樣的保護(hù)措施停止csr。
2、技術(shù)性能特點(diǎn)
(1)主要優(yōu)點(diǎn)：可降低輸送帶張力、電動(dòng)機(jī)的功率，減少初期投資；實(shí)現(xiàn)功率平穩(wěn)，平衡精度±2%．反應(yīng)時(shí)間5～100ms；保護(hù)功能齊全；傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，可達(dá)99%；降低膠帶的安全系數(shù)，且安全度不變；由于離合片之間的流動(dòng)為層流流動(dòng)，粘制力和離合器片間的距離關(guān)系為線性關(guān)系，故可精確控制輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可調(diào)帶速為lOqo一99%。
(2)主要缺點(diǎn)：調(diào)速系統(tǒng)與減速器合為一體，體積大、安裝不便；控制系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)量較大；在高速軸上配置逆止器和制動(dòng)器較困難；價(jià)格昂貴，備品備件要進(jìn)口。
在使用中常有csr控制箱所有按鈕都不起作用、csr系統(tǒng)潤(rùn)滑壓力上不來(lái)、CST復(fù)位按鈕不起作用、CST冷卻壓力上不來(lái)、csr輸出軸速度不顯示和CST高溫等故障。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
刮板輸送機(jī)
3、
斗式提升機(jī)
