大型输送设施可操控体系的选择预设的探讨

　　　在大型带式输送机的设计中，最关键的是驱动系统的选型设计，因为驱动系统直接决定大型带式输送机的正常运行及建设费用，必须进行慎重的选择。
　　1大型带式输送机对驱动系统的特殊要求
　　大型带式输送机除要求驱动系统有足够的驱动功率来保证正常运行外，还对驱动系统的起动和制动性能有严格的要求。
　　大型带式输送机的大功率驱动系统，从技术上讲，均应具有可控性。若出现不可控起动或快速起动，则会导致输送带的张力过大，以致形成共振现象，可能损坏输送带，加速托辊的损坏，造成生产事故以及重大经济损失。在制动过程中，也同样存在上述问题。
　　大型带式输送机的不可控起动还会导致下列问题：a1起动力矩过小，胶带机根本不能起动；b1电动机长时间过载，烧坏电动机；c1对电网造成冲击，影响其它设备正常运转。
　　2大型带式输送机可配用的驱动系统
　　211大型带式输送机对可控驱动系统的技术要求a1能按照给定的加速、减速特性对负载进行可控起动和制动，输送带的起动、制动特性不受负载变化的影响；b1电动机起动时对电网的冲击小；c1多电机驱动时，能够平衡功率，并能自动调整；d1总传动效率高；e1起动和稳定运行阶段有可靠的过载保护能力；f1高可靠性、少维护。
　　212目前满足要求的可控驱动系统目前满足要求的可控驱动系统：直流电动机、变频驱动系统、交流绕线式电动机串级调速系统、交流绕线式电动机在转子电路中串接可变电阻、鼠笼式感应电动机配调速型液力耦合器、CST可控驱动系统。
　　3可控驱动系统的分析
　　直流电动机、变频驱动系统、交流绕线式电动机串级调速系统以及交流绕线式电动机在转子电路中串接可变电阻，虽然都具备某些良好性能，但存在着不足之处，相比之下，鼠笼式感应电动机配调速型液力耦合器驱动系统以及CST可控驱动系统更具优越性。
　　311鼠笼式感应电动机配调速型液力耦合器驱动系统为了解决大型带式输送机的可控起动问题，同时适用于各种重要的环境，近年来采用的调速型液力耦合器是一种较理想的驱动系统。
　　31111基本原理调速型液力耦合器是通过传动介质传递能量的传动元件，它安装在电动机和减速器之间，其结构原理主电动机起动前，电控系统控制伺服电机通过连杆机构把勺杆口移至低位（a位），起动时液力耦合器未充油，输送机的阻力矩不会作用到泵轮，因此，电动机在空载条件下起动。空载起动结束后，油泵开始向液力耦合器供油，电动机带泵轮和副油腔以及副油腔中的油液高速旋转，油液冲击勺杆口并从勺杆口排出。由于勺杆口位于低位（a位），故耦合器中的油液将全部排出，电动机仍相当于空载运转。通过电控把勺杆缓慢地从低位移动到高位（c位），耦合器腔位内油液逐渐增加，涡轮得到的转矩也逐渐增大，电动机对输送机的驱动力矩逐步增大，输送机速度缓慢提高。控制好勺杆移动速度就可控制输送机起动加速度，从而实现可控起动，液力耦合器的调速范围为20～97.
　　31112调速型液力耦合器用于大型带式输送机驱动系统的优越性能由鼠笼式感应电动机、调速型液力耦合器，齿轮减速器组成的驱动系统，并配备微机监控系统，其具有良好的技术性能，如下所述。
　　3111211改善起动性能带式输送机配用调速型液力耦合器时的起动速度和起动加速度所示。
　　可以看出：起动时，加速度由零开始增加，速度平稳地增大，到达T/2时，加速度达到最大值，然后对称地匀减速，此时速度仍连续平稳地增大，当达到正常运行速度时，加速度减为零。
　　在整个起动过程中，速度曲线是连续平滑的，从而保证带式输送机的平稳起动，并将起动过程中的冲击和动张力减少到最低程度。
　　3111212能实现多机驱动的功率平衡大型带式输送机一般采用多机驱动，存在功率平衡问题，采用调速型液力耦合器后，通过自动调节系统可使各电机空载迅速起动，而输送带则缓慢均匀加速。各电机的功率不平衡度在5以内。
　　3111213无磨损传动，传动平稳由于调速型液力耦合器的泵轮与涡轮间靠传动介质传递能量，二者间无机械连接和磨损，故使用寿命较长。
　　3111214易于实现自动控制、远程控制调速型液力耦合器的调节主要是控制勺杆的直线伸缩，电控易配合实现自控，在多点驱动时，也可实现远程自控。
　　3111215有良好的经济性以同等功率条件下，调速型液力耦合器可控驱动系统的价格和CST驱动系统相比，价格低廉，具有极高的性能价格比。
　　31113小结调速型液力耦合器因其结构简单、适用范围广、投资少等优点，成为大型带式输送机可控驱动系统的优选方案之一。调速型液力耦合器的缺点是在正常运行时效率低，有3的功率损耗（在调速过程中功率损耗更大），调速型液力耦合器维护量大、调节控制反应慢、显效时间长、精度差。
　　312CST可控驱动系统CST可控驱动系统（ControlledStartTrans2missionSystem）是一个集减速、离合和调速于一体的传动系统，它可靠地解决了大型带式输送机起动、停车、功率平衡等一系列技术问题，是最理想的大型带式输送驱动系统。CST系统也是唯一的专为大型带式输送机的驱动要求研制的，而其它的可控驱动系统都是通用型的。
　　31211CST可控驱动系统的原理CST系统由CST主机、CST电液控制组件、油―空气热交换器、油泵组件和冷却控制器组成。
　　其中CST主机是传动部分，CST电液控制组件是控制部分，CST主机的工作原理如下所述。
　　CST主机是一个带有反应离合器的减速器（汽车差速器的工艺难点分析），它将减速装置和离合器有机地结合在一起。
　　启动时，电动机在空载下达到全速，此时太阳轮带动3个行星齿轮自转，并带动环形齿圈转动。
　　因此与输出轴为一体的行星轮架并不转动（行星齿轮并不绕太阳轮公转），当达到满速时，在离合器环形油缸的作用下，离合器的动静摩擦片组相互作用，形成传递扭矩的油膜，按设置的加速度控制环形齿圈的减速度，行星齿轮围绕环形齿圈旋转，行星齿轮托架随之旋转，带动负载运行。
　　CST系统的运作过程是，把要求的系统输出加速度设置在电液控制器内。当接收到来自电动机的起动信号后，电液控制器允许电动机在空载条件下达到全速，当电动机达到全速时，液压控制器开始对离合器增加液体压力，随着离合器开始作用，输出力矩逐渐驱动负载运行，设在输出轴上的速度传感器，检测出转速并反馈给控制系统，该速度将与控制系统设定的加速度曲线比较，由电液控制器对离合器进行调整，从而确保一恒定的加速度而不必考虑负载情况。
　　31212CST可控驱动系统的优越性能CST是具有减速、离合、调速、电控、冷却、运行监测及控制系统的自诊断配套的一个整体，其优越性能如下：a1CST起动性能好CST系统起动与负载无关，电动机可在无负载的情况下很快达到全速，然后输送机从静止状态恒加速到全速动行。CST系统具有非常优异的力矩控制特性，可以根据输送机运行的需要（起动、调速、停车），灵活、精确地改变离合器传递扭矩的大小，从而使输送机无冲击地加速减速，使整个运行平稳、无冲击，可最大限度地降低输送带的动张力，提高输送带、电动机以及整机的使用寿命。
　　b1CST具有优良的调速性能CST的速度调节范围是10～100，输送机可以在此范围内以任何速度运行，由于有速度反馈回路，因此能精确控制输送带的速度，其准确度达±2，因此，能够满足输送机低速验带运行的要求，并为多级驱动或多点驱动时功率平衡提供了保证，对所有驱动单元可实现真正的负载分配，其匹配误差为1，高于调速型液力耦合器5的指标。
　　c1CST具有双向保护特性CST中的离合器提供了对减速器及负载的双向保护，它既保护减速器免受输送机冲击负载的影响，又因限制了最大传递力矩，可使输送机免受过大驱动力矩的损害。
　　d1CST运行可靠，效率高满速动行时，CST与一般的行星齿轮减速器相同，实现无滑差运转，与大型带式输送机的其它可控系统比较，其传动效率最高。
　　e1CST对大型带式输送机整机价格的影响大型带式输送机采用CST系统后，将会带来如下变化：电动机功率可降低；输送带强度可降低，包角大幅度降低。
　　CST可控驱动系统各项技术性能均很理想，但其需从国外进口，价格偏高，从而限制了它的广泛应用。
　　4结论
　　在大型带式输送机可控驱动系统的选型设计中，目前比较理想的驱动为调速型液力耦合器方案或CST可控驱动方案，两者均具有较好的性能，可满足大型带式输送机对驱动系统的各项要求，CST可控驱动系统更具优异的性能，是大型带式输送机最理想的可控驱动系统，如条件允许，应优先选用。