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摘要：带式输送机的启动问题是一个复杂的动力学问题，论文介绍了较先进的CST可控软启动设备及其工作原理，并结合应用实例证明CST确实保证了带式输送机的安全启动,具有良好的使用效果,值得推广利用。
关键词：长距离带式输送机CST驱动控制技术
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2012)03(b)-0000-00
1CST驱动系统构成及工作原理
CST内部有输入部分、输出部分和离合片组件三部分组成。平行轴结构的输入部分为一级或二级斜齿轮减速器，直交轴结构的输入部分为一对锥齿轮和一对斜齿轮，输出部分由一个太阳轮与行星轮托架联接的行星轮和齿圈组成。离合片组件由两组相配合的离合片组成，静止板与机壳连接，动片（和环齿轮）是自由旋转的，而当对离合器组片施加液压时，动片（和环齿轮）的运动受到阻碍，如果把液压压力加大到足够大时，动片（和环齿轮）将与静止板“锁住”。
CST的其他主要部件是冷却系统、液力动作器和电气控制。冷却系统是为了消除离合片相对运动所散发的热量；液力动作器用来控制离合片的压力；电气控制用来监视及控制它的运行，并与中央控制室相连[1]。
2 长距离带式输送机对驱动系统的要求
带式输送机启动过程是一个加速过程,其加速度由零增加到最大又下降到零,输送带发生黏弹性变形,处于不稳定状态而产生动张力。带速越高、启动时间越短,动张力也就越大,造成的瞬时冲击也越大,严重时将会损坏输送带与其他原部件。如果有足够长的启动时间,并对启动速度加以控制,使动张力降至最低,就可消除瞬时冲击。如何合理地选择长距离带式输送机的软启动方式,成为输送技术人员面临的实际问题[2]。长距离带式输送机的驱动系统，必须便于对带式输送机的全面控制以保证运行的可靠性。
3 采用CST软驱动带式输送机设计特性
（1）胶带的最大张力和最大驱动圆周力[3]
带式输送机的最小张力由下式确定
F2min≥Fumax
式中Fumax－启动或制动时最大圆周驱动力
μ-传动滚筒摩擦系数
α-传动滚筒包角
Fumax= Ka Fu
式中Fu-正常运行时的圆周力
Ka-启动系数
电机直接启动时Ka=2.0
采用液力偶合器时Ka=1.5
采用CST时Ka=1.05
与采用液力偶合器比较，采用CST后带式输送机的最小胶带张力可降低（1.5-1.05）/1.5=30%。
（2）胶带的安全系数
稳定运行的胶带其安全系数取决于3个因素：接头强度、胶带的附加伸长和性能降低、动态载荷。
德国标准DIN22131规定（钢绳芯胶带）：胶带的接头效率为35.7%，胶带的附加伸长对胶带强度的影响为58.3%，动载荷对胶带强度的影响为71.6%。
DTⅡ设计手册规定：胶带的安全系数为7～9，采用CST，在同样安全度的条件下，胶带安全系数可降低1.9，因此采用CST后胶带的安全系数为5.1～7.1。
（3）CST的加速度曲线可调节成理想的抛物线型，加速度可控制在0.05m/s2，起动时间在40～120s，甚至更长，靠输入端的飞轮延长停车时间。
（4）每小时的起动次数无限制，二次起动的间隙，主驱动电机可以不停机。
（5）液压粘性离合器把力矩限制到用户规定的数值，力矩限制在起动和运行时都起作用。
（6）对电力系统、电机和齿轮减速装置、皮带和皮带接头以及滚筒等主要组件，提供过载保护。
（7）驱动系统传递效率如下：CST+电机为0.93；液力偶合器+电机为0.79；减速器+绕线电机为0.89。
4.CST驱动系统的应用实例
陕西彬长胡家河矿业有限公司大巷带式输送机，其中大巷胶带机采用软启动CST，头部３点驱动方式，型号：CST1000KS；3台，采用巴杜电机公司产品。
大巷带式输送机基本参数。带宽：1600mm；带速：4.2m/s；机长2536.671m；输送量：2800t/h；倾角：0-14-1.4度；电机型号：YB25003-4；功率/电压：3＊710KW/10KV；转速：1485r/min；减速系统型号：3*CST1000Ks，减速比23.640。拉紧采用自动液压拉紧装置。
大巷胶带机采用软启动CST现场可调减速曲线在60秒内可调。（不是制动闸，等于或大于自然停车时间）大巷胶带机经过现场安装调试一段时间后，运行状态良好，各项指标达到设计要求，CST起到了很好的控制作用。
长距离大运量带式输送机设计为多点驱动时对驱动系统的要求很高:几台电机能够空载启动；负载变化(即速度和张力变化)时能够及时响应；功率平衡控制精度高；各个驱动点的驱动力能够协调配合。
CST驱动器除能满足以上要求外,其独特的离合器设计也能够满足助力站根据胶带张力变化,方便地调节电机的功率。电机功率的变化又对胶带张力进行调整,当胶带尾部实际张力超出设定限制值时,可以输出信号直接停止带式输送机运行。
5 结语
对于长距离大型带式输送机，其对驱动系统要求主要体现在起、制动过程中最大限度的降低系统的惯性力，并能实现过载保护和负载平衡，将带式输送机的加速、停车和运行时的胶带张力及瞬态值降到最小。采用CST软驱动完全能满足这些要求，受到用户的一致好评，对提高输送行业的经济效益起到不小的作用。
参考文献
[1].文赫岩，靳仁昌，李锦泽，刘春霞.CST软驱动在长距离带式输送机中的应用[J]. 水力采煤与管道运输，2007(2)：49-51
[2].陈卫峰.大型矿用带式输送机软启动方式的合理选用方法[J]. 煤矿机械，2007(2)：164-166
[3]. 宋伟刚．散状物料带式输送机设计[M]，沈阳：东北大学出版社，2000，49-52
作者简介：高建华（1977-），女，辽宁省沈阳市人，硕士，主要研究方向为矿山运输机械及机械钢结构设计。
关键词：长距离带式输送机CST驱动控制技术
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2012)03(b)-0000-00
1CST驱动系统构成及工作原理
CST内部有输入部分、输出部分和离合片组件三部分组成。平行轴结构的输入部分为一级或二级斜齿轮减速器，直交轴结构的输入部分为一对锥齿轮和一对斜齿轮，输出部分由一个太阳轮与行星轮托架联接的行星轮和齿圈组成。离合片组件由两组相配合的离合片组成，静止板与机壳连接，动片（和环齿轮）是自由旋转的，而当对离合器组片施加液压时，动片（和环齿轮）的运动受到阻碍，如果把液压压力加大到足够大时，动片（和环齿轮）将与静止板“锁住”。
CST的其他主要部件是冷却系统、液力动作器和电气控制。冷却系统是为了消除离合片相对运动所散发的热量；液力动作器用来控制离合片的压力；电气控制用来监视及控制它的运行，并与中央控制室相连[1]。
2 长距离带式输送机对驱动系统的要求
带式输送机启动过程是一个加速过程,其加速度由零增加到最大又下降到零,输送带发生黏弹性变形,处于不稳定状态而产生动张力。带速越高、启动时间越短,动张力也就越大,造成的瞬时冲击也越大,严重时将会损坏输送带与其他原部件。如果有足够长的启动时间,并对启动速度加以控制,使动张力降至最低,就可消除瞬时冲击。如何合理地选择长距离带式输送机的软启动方式,成为输送技术人员面临的实际问题[2]。长距离带式输送机的驱动系统，必须便于对带式输送机的全面控制以保证运行的可靠性。
3 采用CST软驱动带式输送机设计特性
（1）胶带的最大张力和最大驱动圆周力[3]
带式输送机的最小张力由下式确定
F2min≥Fumax
式中Fumax－启动或制动时最大圆周驱动力
μ-传动滚筒摩擦系数
α-传动滚筒包角
Fumax= Ka Fu
式中Fu-正常运行时的圆周力
Ka-启动系数
电机直接启动时Ka=2.0
采用液力偶合器时Ka=1.5
采用CST时Ka=1.05
与采用液力偶合器比较，采用CST后带式输送机的最小胶带张力可降低（1.5-1.05）/1.5=30%。
（2）胶带的安全系数
稳定运行的胶带其安全系数取决于3个因素：接头强度、胶带的附加伸长和性能降低、动态载荷。
德国标准DIN22131规定（钢绳芯胶带）：胶带的接头效率为35.7%，胶带的附加伸长对胶带强度的影响为58.3%，动载荷对胶带强度的影响为71.6%。
DTⅡ设计手册规定：胶带的安全系数为7～9，采用CST，在同样安全度的条件下，胶带安全系数可降低1.9，因此采用CST后胶带的安全系数为5.1～7.1。
（3）CST的加速度曲线可调节成理想的抛物线型，加速度可控制在0.05m/s2，起动时间在40～120s，甚至更长，靠输入端的飞轮延长停车时间。
（4）每小时的起动次数无限制，二次起动的间隙，主驱动电机可以不停机。
（5）液压粘性离合器把力矩限制到用户规定的数值，力矩限制在起动和运行时都起作用。
（6）对电力系统、电机和齿轮减速装置、皮带和皮带接头以及滚筒等主要组件，提供过载保护。
（7）驱动系统传递效率如下：CST+电机为0.93；液力偶合器+电机为0.79；减速器+绕线电机为0.89。
4.CST驱动系统的应用实例
陕西彬长胡家河矿业有限公司大巷带式输送机，其中大巷胶带机采用软启动CST，头部３点驱动方式，型号：CST1000KS；3台，采用巴杜电机公司产品。
大巷带式输送机基本参数。带宽：1600mm；带速：4.2m/s；机长2536.671m；输送量：2800t/h；倾角：0-14-1.4度；电机型号：YB25003-4；功率/电压：3＊710KW/10KV；转速：1485r/min；减速系统型号：3*CST1000Ks，减速比23.640。拉紧采用自动液压拉紧装置。
大巷胶带机采用软启动CST现场可调减速曲线在60秒内可调。（不是制动闸，等于或大于自然停车时间）大巷胶带机经过现场安装调试一段时间后，运行状态良好，各项指标达到设计要求，CST起到了很好的控制作用。
长距离大运量带式输送机设计为多点驱动时对驱动系统的要求很高:几台电机能够空载启动；负载变化(即速度和张力变化)时能够及时响应；功率平衡控制精度高；各个驱动点的驱动力能够协调配合。
CST驱动器除能满足以上要求外,其独特的离合器设计也能够满足助力站根据胶带张力变化,方便地调节电机的功率。电机功率的变化又对胶带张力进行调整,当胶带尾部实际张力超出设定限制值时,可以输出信号直接停止带式输送机运行。
5 结语
对于长距离大型带式输送机，其对驱动系统要求主要体现在起、制动过程中最大限度的降低系统的惯性力，并能实现过载保护和负载平衡，将带式输送机的加速、停车和运行时的胶带张力及瞬态值降到最小。采用CST软驱动完全能满足这些要求，受到用户的一致好评，对提高输送行业的经济效益起到不小的作用。
参考文献
[1].文赫岩，靳仁昌，李锦泽，刘春霞.CST软驱动在长距离带式输送机中的应用[J]. 水力采煤与管道运输，2007(2)：49-51
[2].陈卫峰.大型矿用带式输送机软启动方式的合理选用方法[J]. 煤矿机械，2007(2)：164-166
[3]. 宋伟刚．散状物料带式输送机设计[M]，沈阳：东北大学出版社，2000，49-52
作者简介：高建华（1977-），女，辽宁省沈阳市人，硕士，主要研究方向为矿山运输机械及机械钢结构设计。