1、前言
    隨著現(xiàn)代化煤礦綜采工作面年產(chǎn)量加大，掘進(jìn)速度快，工作面走向長度大。對于主運(yùn)輸系統(tǒng)要求越來越高，煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)是礦井的動(dòng)脈。
    礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的連續(xù)、暢通以及運(yùn)輸機(jī)械高效、可靠地運(yùn)行是煤礦生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件。主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)運(yùn)距長、運(yùn)量大、帶速高，在輸送機(jī)啟動(dòng)和停機(jī)過程中，會(huì)對輸送帶產(chǎn)生很大的動(dòng)張力，使輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒上滑動(dòng)和劇烈磨損，并大大增加牽引電動(dòng)機(jī)的負(fù)載功率，甚至?xí)�損壞機(jī)件。為了減小這種動(dòng)張力，使帶式輸送機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)、制動(dòng)和運(yùn)行，提高其運(yùn)行可靠性和工件壽命，普遍采用軟特性可控啟動(dòng)傳輸CST系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)或停車。
2、CST的組成
    CST由5部分組成，即機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電液控制系統(tǒng)、風(fēng)冷熱交換器、油泵控制系統(tǒng)、冷卻控制系統(tǒng)。
3、CST系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理
3.1主機(jī)結(jié)構(gòu)
    CST系統(tǒng)是一種機(jī)械減速與液壓控制相結(jié)合的軟特性可控傳輸裝置。其主機(jī)部分是一個(gè)帶有反應(yīng)盤濕式摩擦離合器的齒輪減速箱，如圖1所示。減速器由輸入軸、一對外嚙合齒輪（斜齒圓柱齒輪或圓錐齒輪）和一套行星輪系的二級(jí)變速裝置及與行星輪托架固接的輸出軸組成。液控反應(yīng)盤濕式摩擦離合器如圖2所示，主要由動(dòng)摩擦片組、靜摩擦片組及環(huán)形液壓控制油缸組成。動(dòng)摩擦片以圓周外齒嵌于行星輪系環(huán)形內(nèi)齒輪一側(cè)的內(nèi)環(huán)齒中，與內(nèi)齒輪同步旋轉(zhuǎn)；靜摩擦片中心的花镕孔，可沿固定于機(jī)殼離合器座上的花鍵軸滑移。
3.2工作原理
當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)CST高速軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，太陽輪驅(qū)動(dòng)3個(gè)行星輪；行星輪自轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)自由旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒圈。因此，與輸出軸為一體的行星架并不轉(zhuǎn)動(dòng)（此時(shí)行星輪并不繞太陽輪公轉(zhuǎn)）。當(dāng)壓力控制閥增加環(huán)形油缸的壓力時(shí)，離合器的靜止盤和內(nèi)齒圈相聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤相互作用，使內(nèi)齒圈受到力矩作用，轉(zhuǎn)速受到控制；同時(shí)，行星輪在內(nèi)齒圈上滾動(dòng)（此時(shí)行星輪繞太陽輪公轉(zhuǎn)）并驅(qū)動(dòng)行星架（輸出軸）轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速之和為常數(shù)。操作者可根據(jù)需要，通過控制器設(shè)置所需要的加速度曲線和啟動(dòng)時(shí)間。在收到啟動(dòng)信號(hào)后，電機(jī)空載啟動(dòng)，達(dá)到額定速度后，液壓系統(tǒng)開始增加離合器反應(yīng)盤系統(tǒng)的壓力；當(dāng)反應(yīng)盤相互作用時(shí)，傳遞到輸出軸的力矩完全由壓力控制閥的壓力控制。在加速過程中，冷卻油通過反應(yīng)盤上的溝槽（專利技術(shù)）將熱量帶到熱交換器散熱。控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測輸出軸轉(zhuǎn)速并隨時(shí)調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力以保證跟蹤所要求的加速度斜率。
4、CST的主要特點(diǎn)
4.1主要優(yōu)點(diǎn)
(1)可降低輸送帶張力和電動(dòng)機(jī)的功率，減少初期投資；實(shí)現(xiàn)功率平穩(wěn)，平衡精度為士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10%～99%。
    (2)啟動(dòng)性能好，啟動(dòng)和停車的加、減速度可在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)和控制。CST系統(tǒng)的啟動(dòng)加速度與負(fù)荷無關(guān)。電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速后，輸送機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)按設(shè)置的加速度加速至滿速，允許每小時(shí)啟動(dòng)10次。它具有優(yōu)異的力矩控制特性，可根據(jù)輸送機(jī)工況（啟動(dòng)、調(diào)速、運(yùn)行、停車）的需要，靈活精確地改變離合器的壓力及傳遞力矩的大小，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)無沖擊均勻加速及平穩(wěn)運(yùn)行。現(xiàn)場可調(diào)加減速度，加速時(shí)間為10～60 s或更長，可使輸送機(jī)減速停車時(shí)間長于自然停車時(shí)間（超自然停車）。
    理想的加速度曲線為S形曲線。
    軟、硬啟動(dòng)電流曲線如圖4所示。
    (3)可實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的無級(jí)調(diào)速。其調(diào)速范圍為穩(wěn)定運(yùn)行帶速的10%～100%，為帶式輸送機(jī)的檢驗(yàn)?zāi)z帶、安裝調(diào)試及檢修提供了方便。
    (4)雙向過載保護(hù)，運(yùn)行可靠，效率高。全速運(yùn)行時(shí)，CST系統(tǒng)傳動(dòng)效率可達(dá)93%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他傳動(dòng)設(shè)備。使用CST后電動(dòng)機(jī)的功率可大大減小，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的選擇是基于運(yùn)行條件而不是啟動(dòng)條件。
4.2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。
5、應(yīng)用效果與分析
    以神東公司大柳塔煤礦為例：1998年，大柳塔煤礦主井帶式輸送機(jī)全長4620 m，帶寬1.2 m，帶速40m/s，輸送能力1 800 t/h，驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)機(jī)減速器和限矩型液力耦合器。經(jīng)過改造，采用CST系統(tǒng)使輸送帶張力降低30%，傳動(dòng)效率提高13%。
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6、主要結(jié)論
    綜上所述，選用CST后，不僅操作便利，性價(jià)比高，而且主平硐膠帶機(jī)降低了驅(qū)動(dòng)功率，同時(shí)膠帶的動(dòng)張力也大大降低，延長了輸送帶的使用壽命，并降低了成本。綜采設(shè)備的作用得到了很好的發(fā)揮，最為重要的是，使主平硐膠帶機(jī)啟動(dòng)更平穩(wěn)、運(yùn)行更安全、停機(jī)更可靠。