煤矿CST

煤矿CST
一、简述
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、润滑油冷却系统、液压系
统和基于可编程控制器（plc）的控制装置。

cst失速箱由三部分共同组成,，输出轴齿轮组，输入轴行星齿轮组和离合器部分。

输出轴的斜齿轮将电机的转动运动传达至太阳轮上，并通过太阳行星轮之间的压板将运动传
达至行星轮一体的输入轴上，驱动输入轴运动。

机械式离合器的工作原理，旋转板（静摩擦片）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）在内圈方向上通过键槽固定
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发生变化。

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不传动运动。

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；根据作用力与反作用力原理，
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并系，当齿圈静止时，输出轴将达到满速运行。

冷却系统用作偷走由于颤抖摩擦片和静摩擦片相对运动所增添的损耗热量。

通过冷动
泵的运转，使得加热油在cst油箱、热交换器和离合器之间循环流动以确保cst的安全运转。

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
级液压泵为扰动泵，其流量很大，主要供cst轴承杀菌并为二级泵提供更多输出压力；二级液压泵为高压泵，但流量较小，为桥式整流阀组提供更多较低的压力，以保证比例阀
掌控促进作用。

基于plc的控制系统可对每台cst装置进行监视、控制和操作，并提供用户接口。

使用cst的主要目的就是为了在再生制动过程中快速阶段减少张力促进作用对皮带机
造成冲击影响，通过掌控再生制动下降曲线，可以增大皮带机短程或载满再生制动时增添
的瞬时尖峰张力，从而获得一个比较满意的动态结果。

cst所带来的另外一个优点是主电机可以在空载状态起动，从而减小了起动冲击电流
并缩短了起动时间，同时允许操作员更灵活的对带式输送机的起停操作，而无需反复起停
主电机。

另一方面，也提高了cst控制的可操作性，这意味着多驱动并行系统中，在不影
响其它cst控制系统正常运行的情况下可临时离线处理（停止）某台cst的运行。

传感器和变送器均属cst的监控系统部分。

对于点型的cst，须要监测机箱油温、润滑油压力、液压掌控压力和输入轴速度，主电机功率信号从用户电机控制中心传输至plc 控制率统中，功率信号变送器标定为电机额定功率的0～150%。

其它一些参数，比如皮带机速度（滑差）、皮带机张力、电机绕组温度以及电机和cst振动等，也可以由plc系统展开监控。

plc控制系统输入0～20ma用作比例阀（pcv）掌控，pcv阀具有一脉宽调制型电流放大器，保证pcv阀芯线性上开度。

离合器摩擦片可以在0―100%范围内积极响应掌控压力，确保离合器压力与输入力矩的线性关系。

这种并键特性容许准确的负载维护，以及在循序多驱动系统之间同时实现准确的负载平衡。

多数超长带式输送机采用了多级驱动系统方式，要求驱动装置之间的负载平衡分配以减小皮带机各个部分的负载和应力影响。

对于那些多于一个cst驱
颤抖装置的皮带机系统中，控制系统必须确保电机负载平衡分配。

基于plc的控制系统单机可以最多掌控4台cst的运转，通过在多级驱动系统中布局主驱和从驱的方式可实现功率的均衡分配，嵌套的pid掌控环节可实现低速转弯下力矩的准确掌控。

主驱和从驱的布局依赖于齿轮减速比和滚筒的直径大小。

为了达至较好的负载平衡掌控特性，所推荐采用从驱型滚筒直径比主驱大3至4%的布局方式。

任何情况下，从驱将追随主驱自动调整状态，在相同的负荷下均能够保持一致的输出功率。

在典型的2×cst驱动控制中，处于尾部的操作员在确认皮带机安全自锁状态后向cst 控制箱发出皮带机运行信号，以下阐述了带式输送机的运行状态：
状态-0：待机状态
cst控制系统在检测到以下状态后发出“备车”信号，操作员可起动带式输送机。

带式输送机速度为：0；离合器压力大于5%系统压力；系统无故障和报警状态。

状态-1：再生制动状态
在操作员发出带式输送机“起动”信号后，plc中的控制程序将起动冷却水泵和主电机。

多机系统中，主电机起动间隔为5s以避开起动电流冲击。

离合器压力将预压至10%，保证冷却系油充满离合器摩擦片间隙。

状态-2：换热器状态
在离合器摩擦片预压结束后，速度和功率pid闭环调节模块将切换“自动/前馈”模式。

逐渐增加各台cst压力pid闭环调节模块的输入设定，直至检测到皮带机起动为止。

如果带式输送机系统具备单一制的刹车单元，在离合器换热器后cst掌控
系统应输出开关量或模拟量信号至制动单元以释放制动状态。

状态-3：压板状态
在检测到皮带机速度＞3%时，皮带机就进入了啮合状态。

在此状态下，速度pid设定
逐渐上升，而功率pid模块处于功率平衡控制模式下，在检波测到速度后，需利用一段缓
冲特性来提升起动性能，缓冲期间速度将保持在5%左右。

缓冲时间可在5～20s之间调整。

状态-4：快速状态
缓冲结束后，速度pid设定将按预设的加速曲线上升至满速。

加速时间可在30～300s 之间进行调整，加速状态期间热交换器风机将起动运行。

状态-5：满速状态
在检测到皮带机速度＞95%时，系统进入满速运行状态，用户可起动加料设备。

速度
设定一般保持在98%或100%。

主驱运行在恒速闭环控制模式上，而从驱处于功率平衡控制
状态。

运行期间，功率控制都应控制在±2%的误差范围内。

状态-6：失速状态
正常运行期间，发生任何cst故障或用户停机指令都将导致系统进入减速运行状态。

输送机按设定曲线停机，停机时间不小于自然停车时间，可按需要调整。

当速度＜5%时，
减速状态结束。

以下情况下，cst控制系统可以收到通常报警信号，此种报警不影响带式输送机和主
电机的正常运转。

变送器超出测量范围（压力、温度、速度和功率）?皮带机打滑速度超限（±20%）?
主电机过载（≥100%）
功率均衡掌控超差（＞±20%）?加热器再生制动故障
智能轴承温度和振动过高（某些系统具备）
以下情况下，系统将引爆故障报警，带式输送机将步入停放模式，但此状态下主电机
无须停机。

制动故障（某此系统具备）
智能轴承温度极高和振动过低（某些系统具有）?主电机/加热泵/风机/加热器再生
制动故障?主电机负载（＞110%）?滑油温度高
cst起动过程中，冷却压力、离合器压力过低（＜10psi）?离合器压力高
（90%）?cst打滑超限（±20%）?功率平衡控制超差（＞±30%）以下故障将触发cst停主电机?润滑故障?滑油温度超高?外部紧急停机事件
cst控制系统可以提供更多dh485或dh＋通讯USB,用户在订制产品时可选择USB型式,同时实现与中央鲍里索夫卡计算机系统联网并展开远程数据传输.
cst配置程序包含一些“智能”模块，基于plc的cst控制系统的扩展到对整个带式输送机系统的机械动力部分进行在线监测，可对1500英尺内的62个站点进行轴承振动、温度的监测。

为建立可靠、易操作、易维护的单机或多机系统提供了极大的灵活性。