可控起动传输(CST)系统原理

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1、可控起动传输（CST）系统第一节CST系统的结构及工作原理为了保证重型输送机的平稳、安全、经济、高效运行，必须对其起、制动过渡过程、运行状态及性能进行合理的调节与控制，实行软特性可控起动与制动，延长起、制动时间，减小速度变化率及其引起的动载荷，改善输送机的运行条件，使驱动装置、牵引构件及张紧装置的负载能力与强度得到充分利用，达到最佳的技术状态和经济效果。美国道奇（DODGE）公司制造的可控起动传输系统（CONTROLLEDSTARTTRANS-MISSIONSYSTEM，以下简称CST系统）是80年代初研制的机械减速与液压控制相结合的软

2、特性可控传输系统，它具有优良的起动、停车、调速和功率平衡性能，是重型刮板输送机和长大带式输送机上较理想的动力传输装置。一、主机结构及运动分析CST系统是一个可进行微机闭环控制的机—液传动系统，其主机部分是一个带有反应盘湿式摩擦离合器的齿轮减速箱，如图4—6—1所示。减速器由输入轴、一对外啮合齿轮（斜齿圆柱齿轮或圆锥齿轮）和一套行星轮系的二级变速装置及与行星轮托架固接的输出轴组成。液控反应盘湿式摩擦离合器（见图4—6—2）由动摩擦片组、静摩擦片组及环行液压控制油缸组成。动摩擦片以圆周外齿嵌于行星轮系环形内齿轮一侧的内环齿中，与内齿轮同步旋

3、转；静摩擦片中心的花键孔，可沿固定于机壳离合器座上的花键轴滑移。牵引电动机起动时，输入轴与电动机轴同步旋转，经外啮合齿轮驱动太阳轮、行星轮转动。因与带式输送机驱动滚筒轴相联接的CST输出轴上承受很大负载力矩，输出轴和行星轮托架不转动，行星轮只做自转而不绕太阳轮公转，从而带动内齿轮和动摩擦片旋转。这时环形油缸活塞未挤压摩擦片，动、静摩擦片间隙较大，未形成传递扭矩的油膜，故静摩擦片并不阻碍动摩擦片和内齿轮的旋转运动。当电动机空载起动，达到额定转速后，液压控制器使环形液压缸工作，其环形活塞的挤压作用，使动、静摩擦片间隙减小，二者间形成传递力矩

4、的油膜，增加行星轮系内齿轮的旋转阻力矩，即将负载力矩逐渐加到内齿轮上，这时行星轮则不仅自转，且绕太阳轮公转，其托架和CST输出轴转动，输出力逐渐驱动负载。输出力矩值与环形液压缸中液体压力成正比。随着负载按设置加速度起动，内齿轮亦按相应减速度制动，输出轴与内齿轮转向相反、转速成反比。直至动、静摩擦片间无相对滑移转动，动摩擦片和内齿轮停转，行星轮托架和CST输出轴达到最高转速（满速）运行。改变环形液压缸中的压力，移动环形活塞，即可调节动、静摩擦片间隙及滑差，并改变对内齿轮的制动力矩及内齿轮的转速，从而调节行星轮托架及CST输出轴和输送带驱动

5、滚筒的转速，达到控制带式输送机加、减速率及运行速度的目的，实现软特性起、制动和高、低速运行。一、软起动控制特性分析反应盘湿式摩擦离合器传递力矩方程：（4—6—1）式中——摩擦副数；——油膜的等效动力粘度，N·s/m2；——摩擦面面积，m2；——摩擦面内、外圆半径，m；——主动摩擦片的（等于内齿轮的）旋转角速度，rad/s；——从动、主动摩擦片转速比；——油膜平均厚度，m。一定型号的CST软起动传输系统中，主机各零部件结构尺寸已定；从动摩擦片不旋转，；在一定工况下，油液的等效动力粘度基本恒定，则：（4—6—2）式中为一常数，可称为CST湿

6、式摩擦离合器力矩传输系数。在系统等加速起动过程中，电动机输出功率基本不变，行星轮架输出力矩，即CST主机输出力矩：（4—6—3）式中；——内齿轮与太阳轮齿数比。根据能量守恒定律：（4—6—4）令（4—6—2）式中，即：控制起动过程中为某一常数，则：（4—6—5）在系统起动过程中，调节环形液压缸中的压力P，使湿式摩擦离合器中的油膜厚度随时间线怀减小。当为常数时，内齿轮角速度亦呈线性减小，而行星齿轮架角速度即CST主机输出轴角速度呈线性增大。起动过程中CST内齿轮与输出轴转速变化及转换关系如图4—6—3所示。三、系统组成及控制分析CST系统

7、由驱动减速器、液压系统、计算机控制系统，冷却系统和润滑系统组成。1、驱动减速器减速器是CST系统的主机。典型的CST减速器由一对斜齿圆柱齿轮（或斜齿圆锥齿轮）和一套行星轮系（一个太阳轮、三个行星轮及一个环形内齿轮）组成。减速器外壳为钢板装置式焊接结构，分上、下两部分，外表平整光洁、质量良好。齿轮材料为CrMnNiMo（AISI标准，合金元素含量：Cr0.4%—0.6%；Mn0.75—1%；Ni0.4%—0.7%；Mo0.15—0.25%；C0.4%—0.45%），采用渗碳淬火热处理工艺，齿面硬度在HRC64以上,精度等级为AGMA(美国

8、齿轮制造协会)标准12级，内齿轮环形齿精度为AGMA标准11级等级。齿轮为整体结构，太阳轮与中间轴采用花键联接，便于拆装和更换；行星轮装在轴承外圈上，过盈配合，结构紧凑。减速器的输入轴，输出轴与联轴器联接处